УДК 57

Общая характеристика грибов, выделенных из различных биотопов Азербайджана

Бахшалиева Конуль Фаррух – доктор биологических наук, профессор, заведующая лабораторией Института микробиологии Министерства науки и образования Азербайджанской Республики

Магеррамова Фидан Т. – магистр Бакинского государственного университета

Бахышова Айшан Аваз – магистр Сумгаитского государственного университета

Абасова Айтан Махир – магистр Сумгаитского государственного университета

Мамедова Фидан Алияр – магистр Сумгаитского государственного университета

Аннотация: В результате проведенных исследований изучены видовой состав и эко-трофические характеристики микобиоты некоторых различающихся по источнику загрязнения почвенных участков Азербайджана. Выявлено, что в целом в формировании микобиоты изучаемых территорий участвует 72 вида грибов, большая часть которых относится к сумчатым грибам. Хотя микобиота почв, подвергающихся различным антропогенным воздействиям, характеризуется разнообразием как видового состава, так и эколого-трофических связей, антропогенное воздействие вне зависимости от характера вызывает изменение видового и численного состава микобиоты, и направленное главным образом в сторону её обеднения.

Ключевые слова: антропогенное воздействие, почва, микобиота, видовой состав, эко-трофическая связь, частота встречаемости.

Как известно, почва, обеспечивая жизнедеятельность живого мира, выполняет важную функцию, так как по современным представлениям почва – это биологическая и биохимическая система, одним из главных компонентов которой является почвенная микробиота [14]. Микроорганизмы распространены везде(и даже на пустынях жарких стран, в вечных льдах Антарктиды, в орбитальном космическом корабле), где имеется органическое вещество. Микроорганизмы развиваются и размножаются там, где находят благоприятные условия для этих процессов. Основным источником их распространения является почва, в котором численность насчитывается миллионами в 1 грамме. Животные и растительные остатки, вода - особенно загрязненная, продукты питания и др. материалы также являются местом обитания для микроорганизмов. Такое широкое распространение микроорганизмов объясняется необычной скоростью их размножения, т.е. они размножаются очень быстро, что накладывает следы на жизнь всей планеты.

Почвенные микроорганизмы (бактерий, грибы, простейшие и др.), являются неотъемлемой частью биогеоценозов, участвуют в глобальном круговороте веществ и энергии в биосфере. Тем не менее, в последнее время, особенно в нынешнем столетии, наблюдается увеличение различных (антропогенных и техногенных) воздействий на окружающую среду, в результате чего происходят изменения как в физико-химических, так и в биологических показателях почвы. В свою очередь, эти изменения практически всегда носят негативный характер. [4, 6, 15, 16]. Поэтому, предотвращение данного явления составляет одну из важных задач современности.

Следует также отметить, что чувствительность почв к изменениям физических, химических и биологических процессов, вызванных антропогенным и техногенным воздействием, различна, и в большинстве случаев биологические процессы более чувствительны к данному виду воздействия [1, 5, 12]. По этой причине определение направления и характера происходящих в почве изменений на основе биологических процессов имеет важное значение для направления изменяющихся процессов в желаемое русло. И естественно, что для оценки любого процесса, в первую очередь необходимо точно определить его «участников». Участниками биологических процессов, происходящих в почве, как известно являются живые организмы, и их реакции на антропогенное и техногенное воздействие также различны, что в свою очередь связано с уровнем их развития. Так, организмы с высоким уровнем развития более чувствительны к этим воздействиям. Например, в загрязненных нефтью и нефтепродуктами почвах в первую очередь исчезают высшие растения. Другие организмы, особенно прокариоты, а также низшие эукариоты сохраняют свою жизнеспособность, а некоторые же в таких условиях интенсивно размножаются.

В связи с разной степенью чувствительности живых организмов использование их для оценки происходящих там процессов уже является одним из общепринятых подходов в экспериментальной биологии и отдельных ее областях [9, 11-12]. Ряд проведенных исследований также подтвердил перспективность подходов данного аспекта. Тем не менее, тот факт, что полученные результаты вовсе не универсальны, подтверждается в исследованиях, проведенных на различных территориях. Одной из причин данного факта является то, что естественные почвенно-климатические условия каждой местности имеют специфические оттенки. Ввиду этого ряд полученных сегодня результатов требует сохранения принципа индивидуального подхода к каждому биотопу.

Настоящее время характеризуется повышением по восходящей линии, воздействия антропогенного и техногоеннго характера на окружающую среду (применение минеральных удобрений, пестицидов, загрязнение нефтью и нефтепродуктами, различные способы обработки почвы, глобального изменение климата и др.), что в первую очередь отражается на живых существах населяющих конкретный биотоп. Оценивать антропогенное воздействие на экосистемы возможно на основании многих показателей, в том числе и по реакции на воздействие микроорганизмов. Поскольку идеальными биоиндикаторами изменений почвы являются почвенные микроорганизмы, что обусловлено их высокими показателями по численности, сложной структурой образуемых ими сообществ, важной ролью почвообразовательных процессов и чувствительностью к различным антропогенным факторам. Все это также в свою очередь требует точного определения видового состава микроорганизмов населяющих любой биотоп.

Природа Азербайджанской Республики богата и многолика, и это богатство и разнообразие ярко проявляется в её почвенных и климатических условиях[3]. Растущее антропогенное и техногенное воздействие на окружающую среду в Азербайджане также является признанной реальностью. Как известно, почва является местом, где наиболее часто встречаютя микроорганизмы. Поэтому, не случайно, что почва является предметом обширных исследований. Однако, следует отметить, что проведенные в этой области исследования в Азербайджане являются недостаточными для полной характеристики микобиоты почв. Так, при выяснении роли живых существ(бактерии и грибы), в проведенных исследованиях, направленных на характеристику почвы в биологическом аспекте, основное внимание направлено на исследовани не видового, а численного состава 

Учитывая вышеизложенное, было сочтено целесообразным оценить грибную биоту почв Азербайджана, подвергшихся различному воздействию.

Образцы для исследования были отобраны из почв, расположенных на территории Большого Кавказа и Кура-Аразской равнины и отличающихся друг от друга по характеру антропогенного воздействия, согласно известным микробиологическим и микологическим методам. Образцы были проанализированы как на некоторые физико-химические (кислотность, количество гумуса, влажность) показатели, так и на видовой состав грибной биоты. Идентификацию осуществляли по определителю, составленному по культурально-морфологической и физиологической особенности грибов. При этом использовали еще материалы Международная микологическая ассоциация [17].

При анализе отобранных почвенных образцов на некоторые физико-химические показатели выявлено, что почвы исследуемых участков различаются по анализируемым физико-химическим показателям (таблица 1).

Таблица 1. Общая характеристика численных показателей некоторых физико-химических параметров отобранных почвенных образцов.

№	Источники загрязнения	Глубина взятия образцов (см)	pH	Влажность почв (%)	Количество гумуса (%)
1	Оросительные воды (ОВ)	0-20	7,4	22	1,64
2	Нефть и нефтепродукты (НП)		7,5	20	1,28
3	Автотранспорт		7,2	21	1,43
4	Городские почвы (ГП)		7,0	23	1,41
5	Относительно чистые почвы (ОЧТ)		7,1	20	1,74

Результаты, полученные на следующем этапе исследований, показали, что различия физико-химических показателей выбранных отдельных участков проявились как в видовой формации микобиоты, так и в эко-трофической структуре грибной биоты. Так, примерно в 100 пробах, взятых с территорий, подвергшихся различным антропогенным воздействиям, в общей сложно обнаружено распространение 72-х видов грибов (Absidia ramnoza, Acremonium atrogriseum, A.charticola, Actinomycor elegans, Alternaria alternata, Arthobotrys cystospora, A.oligospora, A.longa, Aspergillus candidus, A.flavus, A.niger, A.ochraceus, A. terreus, A.ustus, A. versicolor, Aureobasidium pullulans, Botrytis cinerea, Candida alpicans, Cephalotrichum nanum, Chaetomium cellulolyticum, Ch. globosum, Chrysosporium merdanum, Circinella circinans, Cladosporium cladosopides, C.herbarum, C.macrocarpum, Coniothyrium olivaceum, Cylindrocarpon magnusianum, Fusarium moniliforme, F.oxysporum, F.solani, F.sporotrichioides, Geotrichum candidum, Glicladium roseum, Mortierella alpine, Mucor circinelloides, M.hiemalis, M.mucedo, M.plumbeus, Myrothecium roridum, Paecilomyces variotii, Penicillium brevicompactum, P.chryzogenum, P.citrinum, P.coprophilum, P.cyclopium, P.decumbes, P.expansum, P.janthinellum, P.lanosum, P.oxsalisum, P.purpurogenum, P.rubrum, P.spinulosum, Phoma glomerata, Ph.herbarum, Rhisobus stolonifera, Rhizomucor pusillus, Sporothrix alba, Stachybotrys chartarum, Talaromyces rugulosus, Torula herbarum, Trichocladium polysporum, Trichoderma asperellum, Тrichoderma atroviride, Т. hamatum, Т. harzianum, T.viride, Trichothecium roseum, Ulocladium atrum, Verticillium alboatrum и V.lateritium), а в их распределении на отдельных почвенных участках и участии в комбинациях наблюдаются определенные различия (табл. 2). Как видно, почвы ОЧ характеризуется относительно богатой, а почвы с НП – бедной микобиотой. Остальные почвы по количеству грибов занимают промежуточное положение.

Если рассмотреть распределение зарегистрированных грибов по высшим таксонам, то можно сказать, что все они относятся к настоящим грибам (Mycota). А конкретнее, большую часть зарегистрированных грибов составляют сумчатые грибы (86,1%), а небольшую часть — зигомицеты (13,9%). Во всех случаях количество зарегистрированных видов грибов снижается по сравнению с микоразнообразием, свойственному относительно чистым почвам, что в большей степени проявлялось в нефтезагрязненных почвах. Но во всех случаях несмотря на обеднение видового состава микобиоты вследствие антропогенного воздействия, в формировании микобиоты каждой территории наряду с общими видами принимают участие и специфические виды. Число видов, соответствующих этому признаку, т.е. встречающихся только на определенном исследуемом участке, т. е. специфических видов, колеблется в пределах 3-7 видов. Это, в свою очередь, позволяет отметить, что каждая изучаемая территория, подверженная антропогенному воздействию, характеризуется микокомплексом, носящим в определенном смысле признак специфичности.

Таблица 2. Общая характеристика распределения по отдельным участкам грибов, зарегистрирванных в ходе исследований.

№	Почвенные участки с различными источниками загрязнения	Число грибов	Доля в общей микобиоте, %	Число специфических видов
1	Оросительные воды (ОВ)	42	3	3
2	Нефть и нефтепродукты (НП)	31	3	3
3	Автотранспорт	35	4	4
4	Городские почвы (ГП)	37	4	4
5	Относительно чистые почвы (ОЧТ)	48	7	7

В целом отличие зарегистрированных грибов друг от друга по частоте встречаемости (ЧВ) было подтверждено в ходе исследований и установлено, что из 72-х зарегистрированных видов 4,2% были доминантными(Aspergillus niger, Fusarium oxysporum и Penicillium chryzogenum), 44,4% - часто встречающиеся(Alternaria alternata, Aspergillus flavus, A.ochraceus, A. terreus, Botrytis cinerea, Candida alpicans, Chaetomium cellulolyticum, Circinella circinans, Cladosporium cladosopides, C.herbarum, Fusarium moniliforme, F.solani, Glicladium roseum, Mucor hiemalis, M.mucedo, Paecilomyces variotii, Penicillium brevicompactum, P.citrinum, P.cyclopium, P.expansum, P.janthinellum, P.lanosum, P.purpurogenum, P.rubrum, Phoma glomerata, Ph.herbarum, Rhisobus stolonifera, Talaromyces rugulosus, Trichoderma asperellum, T.viride, Trichothecium roseum и Verticillium alboatrum), а 51,4% - характеризуются ЧВ, свойственной для случайных и редких видов(Absidia ramnoza, Acremonium atrogriseum, A.charticola, Actinomycor elegans, Arthobotrys cystospora, A.oligospora, A.longa, Aspergillus candidus, A.ustus, A. versicolor, Aureobasidium pullulans, Cephalotrichum nanum, Chaetomium cellulolyticum, Ch.globosum, Chrysosporium merdanum, Cladosporium macrocarpum, Coniothyrium olivaceum, Cylindrocarpon magnusianum, Fusarium sporotrichioides, Geotrichum candidum, Mortierella alpine, Mucor circinelloides, M.plumbeus, Myrothecium roridum, Penicillium coprophilum, P.decumbes, P.oxsalisum, Rhizomucor pusillus, Sporothrix alba, Stachybotrys chartarum, Torula herbarum, Trichocladium polysporum, Trichoderma atroviride, Т. hamatum, Т. harzianum, Ulocladium atrum и V.lateritium).

Следует отметить, что грибы являются гетеротрофными организмами, и по этой причине необходимое для их жизнедеятельности органическое вещество в готовом виде они получают из источника, типичного для живых организмов разного биологического состояния [8]. Благодаря различному биологическому состоянию этого источника грибы возможно систематизировать по эколого-трофическим связям, и такой подход используется во всех микологических и микробиологических исследованиях. Характеризуя зарегистрированные грибы с этой точки зрения, можно обнаружить, что среди зарегистрированных в исследованиях грибов настоящие биотрофы не встречаются. Таким образом, 17,3% зарегистрированных грибов являются истинными сапротрофами, а остальные являются политрофами, не обладающими истинной сапротрофностью и биотрофностью. Обилие политрофов можно отметить как факт, обеспечивающий более широкий спектр адаптивных возможностей грибов. Что касается влияния антропогенного воздействия на эколого-трофические взаимоотношения грибов, то было установлено, что в зависимости от антропогенного воздействия происходит изменение структуры проявлений эко-трофической специализации микокомплекса, специфичной для каждого биотопа, и это выражается в уменьшении удельного веса сапротрофности микокомплекса относительно чистых почв и в повышении политрофности, а в относительно чистых почвах истинные сапротрофы представлены большим количеством видов. Кроме того, выявлено, что техногенные воздействия способствуют и уменьшению видового разнообразия микокомплекса почв, и изменению их экотрофической специализации. Изменения, возникшие от характера техногенного водействия, характеризуются увеличением удельного веса оппортунистов(условно-патогенных) или аллергенов в каждом ценозе, присущем грибной биоте, в результате чего повышается фоновый уровень токсичности в относительно чистых почвах.

В целом следует отметить, что изменение структуры биоты, характерное для любой экосистемы, является фактом, подтвержденным в ряде исследований последних лет [2, 4, 7, 10, 13], и во многих работах указывается на негативный характер данных изменений.

Таким образом, в результате проведенных исследований было выявлено, что микобиота почв, подвергающихся различным антропогенным воздействиям, характеризуется разнообразием видового состава и эколого-трофических связей, и независимо от характера антропогенное воздействие вызывает изменение видового и численного состава микобиоты, причем преимущественно это происходит в направлении её обеднения.

Список литературы

1. Егорова, Л.Н., Ковалева, Г.В. Структура сообществ микромицетов в естественных и антропогенно нарушенных бурых лесных почвах полуострова Муравьева-Амурского (Южное Приморье) // Микология и фитопатология. – 2011. Т. 45, № 2. – С. 125-133.
2. Зачиняева, А.В. Микологическая индикация почв Череповецкого промышленного района /А.В. Зачиняева. Е.В. Лебедева, М.А. Ярмишко, А.В. Румянцева // Микология и фитопатология. – 2006, т.40, № 1, -с. 39-46.
3. Ибадуллаева, С.С. Флора Азербайджана в новую эпоху: путешествие в будущее // https://science.gov.az/az/news/open/14791.
4. Куркина, Ю.Н., Нгуен, Т.Л.Х. Анализ структуры почвенного микокомплекса под бобовыми травами.// Защита и карантин растений. – 2014, № 5. – С. 43.
5. Лукина, Н. В., Рязанова, С. В. Особенности микоризообразования в техногенных экосистемах// Экосистемы, их оптимизация и охрана. –2012, вып. 7. – С. 261-269.
6. Мурадов, П.З., Гахраманова Ф.Х., Ахундова, С.М., Бакшиева, Г.Р., Рзаева А.Л., Видовой состав грибов, распространенных на естественных и техногенно нарушенных ценозах // Материалы международный научной конференции. – Минск-Нарочъ. – 2014. – С. 226-228.
7. Мурадов, П.З., Сафаралиева Э.М., Гасанова Л.С., Юнусова Э.Р., Алиева Г.Р. Особенности микокомплекса техногенно загрязненных почв // Успехи медицинский микологии (Россия). – 2018. – Т. 19, глава 7. – С. 35-38.
8. Переведенцева, Л.Г. Микология: грибы и грибоподобные организмы. Л.Г. Переведенцева С.-Пб.: Издательство “Лань”. – 2012. – 272 c.
9. Попутникова, Т.О., Терехова, В.А., Яковлев, А.С. Оценка негативного воздействия полигона ТБО на почвы по биотическим показателям // Экология и промышленность России. – 2010, № 3. – С. 51-53.
10. Сахабиев, И.А. Мониторинг микромицетов выщелоченного чернозема агроценозов Черемшанского района республики Татарстан / И.А. Сахабиев, С.С. Рябичко., В.В. Иванов, Б.Р. Ахмед и др. // Ученые записки Казанского университета. Серия «Естественные науки». – 2011. – Т. 153, кн. 2. – С. 250-261.
11. Сорокин, Н.Д., Афанасова, Е.Н. Микробная индикация почв, загрязненных промышленными эмиссиями.// Сибирский экологический журнал, -2011, № 5. – С. 689-695.
12. Терехова, В., Гонгальский, К., Зайцев, А. и др. Функционирование почв в меняющихся условиях окружающей среды./ В. Терехова, К. Гонгальский, А. Зайцев. и др. – М: ГЕОС. – 2015. – 164 с.
13. Хабибуллина, Ф.М. Почвенная микобиота естественных и антропогенно нарушенных экосистем северо-востока европейской части России: / Авторефереат дисс…..д.б.н. / Сыктывкар, 2009. – 40 c.
14. Хазиев, Ф.Х. Почва и экология // Вестник Академии наук Республики Башкортостан. 2017. № 3 (87). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/pochva-i-ekologiya (дата обращения: 20.04.2024.
15. Яковлев, А., Каниськин, М., Терехова, В. Экологическая оценка почвогрунтов, подверженных воздействию фосфогипса // Почвоведение. – 2013, № 6. – С. 737-743.
16. Burge, H. Bioaerosols: prevalence and health effects in the indoor environment // Journal of Allergy and Clinical Immunology. – 1990, Vol. 86, № 5. – P. 687-701.
17. MycoBank in short. URL: http://www.mycobank.org. 29.02. 2024.