Микобиота Хаджибейского лимана

Размещено на http://www.allbest.ru/

Микобиота Хаджибейского лимана

Введение

Грибы являются неотъемлемой частью водных мест обитания и активными деструкторами и минерализаторами органических и неорганических веществ. Они способствуют самоочищению водоемов и могут служить индикаторами степени загрязнения водных биоценозов. Микромицеты также способны формировать симбиотические и паразитические взаимоотношения с водной растительностью и животными, а целлюлозосодержащие субстраты и детрит, обогащенные мицелием грибов, служат пищей для многих групп беспозвоночных.

Хаджибейский лиман находится севернее г. Одессы, его протяженность с севера на юг составляет 33 км, максимальная ширина - 3,5 км, максимальная глубина - 18,3 м., связи с морем не имеет. В верховье лимана впадает река Малый Куяльник, а с 30- х годов прошлого века в курортный сезон в низовье лимана сбрасывают сточные воды со станции биологической очистки воды «Северная» г. Одессы. Соленость воды в лимане постепенно снизилась с 20 - 25 до 5 - 6 ‰. Зимой избыток воды из лимана перекачивают в море. На побережье водоема расположены населенные пункты и дачные массивы, а в верховье сосредоточены животноводческие фермерские хозяйства, которые также вносят свой вклад в загрязнение лимана.

Материалы и методы

Исследования лигнофильных (целлюлозоразлагающих) грибов проводили в весенние сезоны 2003, 2004 гг. и летние 2002 - 2005 гг. Были отобраны 39 проб воды, 31 - донных отложений и 12 - целлюлозосодержащих субстратов (по 10 - 20 растительных фрагментов в каждой). С поверхностного горизонта воду брали ведром, с придонного - батометром Молчанова. На прибрежных станциях грунт отбирали лопаткой, на глубоководных станциях - дночерпателем Петерсона (площадь захвата 0,1 м²). Пробы воды и донных отложений помещали в стерильную емкость. Части растений собирали пинцетом в новые целлофановые пакеты. Доставку образцов производили в тот же день в сумках-рефрижераторах типа “Igloц” и до начала лабораторной обработки хранили в холодильнике.

В лаборатории проращивание грибов из воды, грунта и целлюлозосодержащих субстратов проводили в чашках Петри. Посуду, воду, субстраты-«приманки» (полоски фильтровальной бумаги, опилки дуба или ольхи), используемые для инкубирования, предварительно стерилизовали в сушильном шкафу при температуре 180 С в течение 2 часов. Для выделения грибов из нативной воды к 20 - 30 мл добавляли субстраты-“приманки”. Грунт (10 - 15 г) с субстратами и фрагменты растений заливали морской водой (по 20 - 30 мл). Материал инкубировали при температуре 18 - 20^оС до появления на поверхности субстратов плодовых структур (2 - 18 месяцев). Для выявления более полного видового состава в течение инкубирования чашки периодически просматривали, т. к. разные виды грибов имеют неодинаковые сроки образования плодовых структур.

Для проведения экологического анализа полученных данных были произведены расчеты встречаемости видов в процентах от числа положительных проб, индекса Шеннона (видового разнообразия) и Маргалефа (видового богатства). Меру подобия микосообществ выражали индексом сходства Брей-Кёртиса (форма а индекса Чекановского для качественных данных (наличие/отсутствие)):

(1)

где и - параметры (присутствие - 1, отсутствие - 0) i-го таксона в k и j пробах, n - общее количество таксонов (экологических групп) [9].

Входным форматом для математической обработки данных с помощью пакета прикладных программ PRIMER^® for WINDOWS^® послужили прямоугольные матрицы типа пробы Ч таксоны. Использованы следующие процедуры статистической обработки с учетом рекомендаций, изложенных к руководству по использованию данной программы [11]:

SIMILARITY - построение треугольных матриц сходства с использованием выбранных индексов, в нашем случае (Брей-Кёртиса).

SIMPER анализ - вычисление среднего индекса сходства () внутри выделенной по тем или иным признакам группы проб.

Результаты

В морских и солоноватоводных водоемах распространены облигатно морские грибы (организмы, характерные только для морских мест обитания) и факультативно морские (наземные и почвенные виды, способные существовать в море). Ранее из акватории лимана были известны два вида облигатно морских грибов [2, 5]. К 2003 г. наши исследования выявили еще 35 видов [1, 6]. В настоящее время выделили 41 таксон (23 из них облигатно морских): отдел Ascomycota представлен 16 таксонами, Basidiomycota - 1 и группа Anamorphic fungi - 24 таксонами. В воде идентифицировали 11, в донных отложениях - 20, на субстратах растительного происхождения - 40, общими были 7 видов микромицетов.

В пелагиали по встречаемости преобладали наземные виды: Chaetomium murorum Cda - 20,0 %, Alternaria tenuissima (Fr.) Wiltshire, Geotrichum sp., Penicillium sp. и Stachybotrys sp. с частотой по 15,8 %, морские микромицеты встречались реже: Alternaria maritima Suth., Monodictys pelagica (Johnson) E. B. G. Jones и Periconia prolifica Anastasiou - по 5,3 %. На станциях выделяли 1 - 3 таксона, индексы видового разнообразия 0 - 1,59 бит·особь^-1 и видового богатства - 1,44 - 1,82. Максимальные значения индексов отмечены летом 2002 и 2004 гг. в центральной части лимана.

Сходство (I_BC) видового состава грибов по районам изменялось от 0 (в верховье и низовье лимана общих видов не было) до 64,4 % в микосообществах верховья и центральной части лимана. В зоне поступления стоков с городских полей орошения был изолирован только Geotrichum sp.

Весной средний индекс сходства микосообществ пелагиали лимана составил 15,0 %, летом - 18,8 %. В весенние сезоны чаще выделяли Stachybotrys sp. (встречаемость по сезонам - 33 - 100 %). Летом 2002 г. доминировал морской гифомицет A. maritima (35,6 %), в 2004 г. и 2005 г. - почвенные виды A. tenuissima (50,1 %) и Geotrichum sp. (67,3 %), соответственно. Сродство микобиот летнего и весеннего периодов 56,3 %, в разные сезоны видовой состав микромицетов изменялся на 3 - 7 таксона.

Сродство микосообществ поверхностного и придонного горизонтов воды составляло 65,4 %. Из поверхностного горизонта изолировали 11 таксонов (3 - морские), придонного - 5 (1). Для поверхностного слоя воды были наиболее характерны C. murorum (встречаемость по горизонтам воды - 24,8 %), и A. tenuissima (20,1 %), а для придонного - A. maritima (67,2 %), Geotrichum sp., (33,4 %), Stachybotrys sp. (33,4 %).

В микоценозе бентали выделили 20 видов, 11 - облигатно морские. Из донных отложений на субстраты-«приманки» чаще выделяли почвенный гриб Stachybotrys sp. - 32,2 %, реже - морские Corollospora maritima Werderm., Cirrenalia basiminuta Raghu-Kumar, Zainal, Trichocladium alopallonellum (Meyers & R. T. Moore) Kohlm. & Volkm.- Kohlm. со встречаемостью по 25,0 %. На станциях изолировали по 1 - 7 видов. В грунтах значения индекса Шеннона варьировали от 0 до 3,08 бит·особь^-1. Максимальные значения отмечены летом 2002 и 2003 гг. на станциях в центральной части на глубинах 10 и 14 м, и летом 2005 г. на береговой станции в верховье лимана. Индекс Маргалефа варьировал от 1,44 до 3,08.

Схожесть микокомплексов различных частей водоема - 61,0 - 65,4 % (62,9 ± 1,30). Систематический состав грибов по районам различался на 3 - 4 таксона. Максимальное сродство отмечено в микоценозах центральной части и верховья лимана. В низовье лимана из донных отложений изолировали 9 таксонов грибов, в центральной части - 12, в верховье - 14, из них 6 были общими. хаджибейский лиман гриб микосообщество

Весной индекс сходства (I_BC) микосообществ составил 18,0 %, превалировал Penicillium sp. (58,3 %), из морских видов T. alopallonellum (33,4 %), C. maritima (13,9 %), C. basiminuta (13,9 %). В летние сезоны подобие микобиот изменялось от 7,1 до 42,2 % (16,4 ± 3,6). Преобладали неидентифицированные виды из группы Fungi spp. (20,9 %), и Stachybotrys sp. (19,4 %). Сродство весеннего и летнего сезонов - 83,2 %. В группе из 14 таксонов 8 были облигатно морскими, но значимость наземных видов Penicillium sp. и Stachybotrys sp. - выше (12,7 %, 8,7 %, соответственно). Летом доминировали морские гифомицеты T. alopallonellum (встречаемость весна/лето 33,4/84,0 %), Cumulospora marina I. Schmidt (0,0/42,0 %), P. prolifica (0,0/29,1).

В грунтах разного типа сходство структур сообществ варьировало от 9,0 до 63,6 % (33,4 ± 5,21), отличия видового состава в донных отложениях разной структуры составляли 3 - 10 видов. Минимальное подобие микобиоты выявлено в сообществах песка и серого ила. В песке выделен только морской аскомицет C. maritima, а в сером иле (основном типе грунта лимана) - 14 таксонов, причем соотношение морских и наземных видов было равное, но по встречаемости доминировали наземные (суммарная встречаемость 55,0 %).

На береговых станциях обнаружили 20, а на глубоководных - 15 видов. Схожесть береговых и глубоководных сообществ - 65,3 %. Виды C. murorum, Alternaria alternata (Fries) Keissler, A. maritima, Graphium sp., Penicillium sp. были выделены только на береговых станциях.

На целлюлозосодержащих субстратах превалировали морские грибы C. basiminuta - 75,0 %, Cirrenalia macrocephala (Kohlm) Meyers, R. T. Moore, (50,0 %), Arenariomyces trifurcatus Hцhnk, E. B. G. Jones (33,4 %) и наземные гифомицеты A. alternata и Stemphylium botryosum Wallr., встречаемость по 33,4 %. На станциях выделяли по 2 - 13 видов грибов, значения индекса Шеннона изменялись от 1,00 до 3,46 бит·особь^-1, индекс видового богатства - 1,44 - 4,17. Максимальное видовое разнообразие и богатство отмечены летом 2002 г. в центральной части.

Сродство микоассоциаций различных частей лимана изменялось от 27,6 до 48,9 % (37,9 ± 4,33). По составу грибов на древесине были наиболее близки биотопы низовья и центральной части водоема, где из субстратов изолировали 11 (4 вида - морские) и 27 (18 - морские) таксонов, соответственно. Микобиота верховья и низовья наименее подобна, в верховье выделены 14 видов (5 - морские), различие в видовом составе составляло 11 таксонов. Для всего лимана были характерны морские гифомицеты C. macrocephala и C. basiminuta.

В летние периоды сродство микобиоты изменялось от 18,3 до 40,0 % (23,6 ± 2,9), в 2002, 2003 и 2005 гг. преобладали облигатно морские грибы C. macrocephala (45,5 %) и C. basiminuta (32,3 %), а в 2004 г. - наземные A. alternata (38,9 %) и S. botryosum (42,3 %). Максимальное число видов грибов было выделено летом 2002 г в центральной части лимана - 24 вида (15 - морские).

Обсуждение

В воде и поровых водах донных отложений выявлены значительные количества миниральных и органических веществ, что указывает на эвтрофирование вод лимана и усиленное антропогенное воздействие на экосистему [1]. Из лимана выделен 31 вид микромицетов, в вегетативных клетках и спорах которых присутствуют меланинподобные соединения, обуславливающие их высокие адаптационные особенности, в частности, выживание в анаэробных условиях [4, 12]. Из морских грибов с неокрашенными спорами выделили виды-космополиты A. trifurcatus, C. maritima, Halosphaeriopsis mediosetigera (Cribb and J. W. Cribb) T. W. Johnson и Nia vibrissa R. T. Moore & Meyers. Облигатно морские микромицеты, обнаруженные в лимане, относятся к эвригалинным.

В биопе пелагиали южной части, в районе поступления сточных вод, отмечено абсолютное доминирование Geotrichum sp., что характерно для несбалансированных экосистем.

Установлено, что в низовье в донных отложениях протекали восстановительные процессы с разложением органического вещества в анаэробных условиях (аммонификация) [1]. Из грунтов низовья лимана инкубировано 9 видов. Донные отложения типа черного ила (в том числе с запахом сероводорода) широко распространены в северо-западной части Черного моря (СЗЧМ) и прилегающих водоемах. Из черных илов изолированно наибольшее количество видов по сравнению с другими типами грунтов - 27 таксонов [7]. В верховье в присутствии кислорода происходят окислительные процессы с образованием окисленных форм азота (нитрификация) [1]. В грунтов верховья выделилили 10 видов грибов, 6 таксонов были общими. Для района сброса сточных вод были характерны гифомицеты морской C. marina и наземные Stachybotrys sp., Penicillium sp.

В центральной части и верховье лимана в воде, грунте и на целлюлозосодержащие субстратах не выявлено явного доминирования отдельных видов, многие микромицеты имеют одинаковую встречаемость.

Колебания значений индекса Шеннона отражает групповое распределение микобиоты в акватории, которое в какой-то мере обусловлено местом отбора проб. Так, в районе выпуска сточных вод отсутствует береговая растительность, а на побережье лимана встречаются участки с интенсивными оползневыми процессами, что, несомненно, способствует попаданию почвенных видов грибов в акваторию. Всего в низовье лимана выделили 12 (5- морские) видов, в центральной части 28 (20), в верховье 13 (8).

Сходство видового состава грибов в воде и грунте - 50 %, воде и целлюлозосодержащих субстратах - 39,2 %, грунте и целлюлозосодержащих субстратах - 68,9 %. Морские виды доминировали на древесных субстратах по всей акватории лимана, а в толще воды и донных отложениях преобладали представители наземной микобиоты из родов Alternaria, Geotrichum, Penicillium, Stachybotrys и Chaetomium.

Многие виды перечисленных выше родов известны как патогенные и условно патогенные для растений, животных и человека. Например, Geotrichum candidum Link является возбудителем бронхиальных и легочных инфекций у людей с ослабленной иммунной системой, а также вызывает аборт у крупного рогатого скота. Виды рода Penicillium провоцируют легочные, мочеполовые инфекции, отомикоз, а также отягощают течение заболевания у ВИЧ-инфицированных больных [8, 10]. Известно также, что видовой состав грибов в воде обуславливает микобиоту покровов и внутренних органов рыб [3]. Следовательно, жители и рыбаки побережья лимана подвергаются постоянной угрозе вспышки микологических заболеваний, а рыбу из данного лимана следует подвергать длительной термической обработке. Данное предупреждение особо актуально, т. к. вылов судака в лимане в 2002 г. составил 145 т, в 2003 - 117 т, а вылов пиленгаса в 2001 г. достигал 381,5 т [1].

Выводы

Микобиота лимана включает 41 (23 - морских) таксон, что сравнимо с видовым составом, выявленным в изучаемый период в СЗЧМ - 53 вида. В лимане отдел Ascomycota представлен 16 видами, Basidiomycota - 1 и группы Anamorphic fungi - 24 таксонами. В воде идентифицировали 11, в донных отложениях - 20, на древесине - 40, общими были 7 видов микромицетов.

В верховье и низовье лимана число видов (13 и 12) и доля облигатно-морских грибов (53,8 % и 41,7 %, соответственно) меньше, чем в центральной части (28 видов и 85,7 %).

Максимальное видовое разнообразие и богатство отмечено в центральной части лимана.

В низовье в составе микобиоты водной толщи присутствовал единственный вид, что свидетельствует о нарушении равновесия экосистемы. Снижение количества видов грибов и замена облигатных микромицетов наземными - показатель высокой антропогенной нагрузки и загрязнения лимана.

Структура микоценоза верховья лимана также указывает на неблагополучные изменения в биоценозе.

В низовье и верховье водоема происходит постепенное вытеснение морских видов наземными. Этому процессу способствуют загрязнение лимана хозбытовыми стоками, сильное распреснение, разрушение берегов, активное строительство жилья и сбросы фермерских хозяйств.

Литература

1. Адобовский В. В., Богатова Ю. И., Копытина Н. И., Шекк П. В. и др. Хаджибейский лиман // Северо-западная часть Черного моря: биология и экология под редакцией / Зайцева Ю. П., Александрова А. А., Миничевой Г. Г. К.: Наук. думка, 2006. С. 391 - 400.

2. Багрій-Шахматова Л. М. Нові для Чорного моря види облігатно морських вищих грибів // Укр. ботан. журн. 1991. 48, № 4. С. 59 - 65.

3. Воронин Л. В. Микофлора рыб дельты реки Дунай // Микология и фитопатология. 1984. 18, вып. 3. С. 265 - 270.

4. Жданова Н. Н., Василевская А. И. Экстремальная экология грибов в природе и эксперименте. К.: Наук. думка, 1982. 168 С.

5. Зелезінська Л. М. Нові для мікофлори СРСР види морських аскоміцетів // Укр. ботан. журн. 1979. 35, № 1. С. 38 - 43.

6. Копытина Н. И. Сравнительная характеристика морской целлюлозоразлагающей микобиоты некоторых лиманов северо-западной части Черного моря // Екологічні проблеми Чорного моря: Зб. Мат. 4-го Міжнар. Симп. (31 жовтня - 1 листопада 2002 р., Одеса). Одеса: ОЦНТЕІ, 2002. С. 98 - 102.

7. Копытина Н. И. Микобиота грунтов прибрежной зоны северо-западного Причерноморья // Матеріали XII зїзду Українського ботанічного товариства (Одеса, 15 - 18 травня 2006 р.). Одеса, 2006. С. 226.

8. Мілько О. О. Гриби, виділені з води радянськой дільниці р. Дунаю // Микробиол. журн. 1965. 27, № 3. С. 38 - 44.

9. Песенко Ю. А. Принципы и методы количественного анализа в фаунистических исследованиях. М.: Наука, 1982. 288 С.

10. Ситтон Д, Фотергил А, Ринальди М. Определитель патогенных и условно патогенных грибов. М.: Мир, 2001. 468 С.

11. Clarke K. R, Gorley R. N. Primer V5: User Monuae/Tutorial. Copyright 2001 Primer-E Ltd, all rights reserved.

12. Ravishankar J. P., Muruganandam V., Suryanarayanan T. S. Isolation and characterization of melanin from a marine fungus // Bot. Mar. 1995. 38, № 5. P. 413 - 416.

Аннотация

Копытина Н. И. Микобиота Хаджибейского лимана

Ключевые слова: микобиота, облигатные, факультавтивные морские грибы.

Видовой состав грибов, выделенных из Хаджибейского лимана, включает 41 вид: из отдела Ascomycota - 16, Basidiomycota - 1 и группы Anamorphic fungi - 24 таксона. В водной толще идентифицировали 11, в донных отложениях - 20, на растительных субстратах - 40 видов. В низовье лимана поступают стоки со станции биологической очистки воды «Северная» г. Одессы, а в верховье впадает река Малый Куяльник. На побережье водоема расположены населенные пункты, а в верховье сосредоточены животноводческие фермы, которые также вносят свой вклад в загрязнение лимана. Происходит распреснение воды и постепенное вытеснение морских грибов наземными, в том числе патогенными видами. Данный процесс особенно интенсивен в верховье и низовье лимана.

Анотація

Копитіна Н. І. Мікобіота Хаджибейського лиману

Ключові слова: мікобіота, облігатні, факультативні морські гриби.

Видовий склад грибів, виділених із Хаджибейського лиману, включає 41 вид: із відділу Ascomycota - 16, Basidiomycota - 1 і групи Anamorphic fungi - 24 таксони. У водній товщі ідентифікували 11, у донних відкладеннях - 20, на рослинних субстратах - 40 видів. У водойму надходять стоки зі станції біологічного очищення „Північна” м. Одесі. До північної частини лиману впадає річка Малий Куяльник. На березі водойми розташовані населені пункти і в верхній частині зосереджені тваринницькі та фермерські господарства, які також роблять свій внесок у забруднення лиману. Відбувається розпріснення води в лимані та поступове витіснення морських грибів наземними, у тому числі й патогенними видами. Даний процес особливо інтенсивний у верхній та нижній частинах лиману.

Annotation

N. I. Kopytina Mycobiota from the Khadzhibey Estuary

Key words: Mycobiota, obligate, facultative marine fungi

The species composition of fungi from the Khadzhibey estuary includes 41 species: from the Phylum Ascomycota - 16, Basidiomycota - 1, and group of Anamorphic fungi - 24 taxons. There are 11 species identified in the water layer, 20 in bottom sediments, and 40 on vegetative substrates. Waste waters from the Odessa station of biological putification and the Malyi Kuyalnik River flow into the upper part of the estuary. There are some villages on the shores of the estuary. In addition, live stock farms located in the upper zone also contribute to pollution. Water desalination results in the replacement of marine fungi with terrestrial, including pathogenic species. This process is especially intensive in the upper and lower reaches of the estuary.

Размещено на Allbest.ru