Біологічні науки/3. Микология

 

Литюга А.О., Моторыкина Т.В., Недельская М.С., Россихин В.В.

 

Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт»,  Харьков

 

ВОДОРОСЛИ И МИКРОМИЦЕТЫ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ (НА ПРИМЕРЕ  Г. ХАРЬКОВА)

 

Высокий промышленный потенциал г. Харькова и доминирование предпри­ятий тяжелого машиностроения обусловливает высокий уровень техногенного загрязнения не только городской среды в целом, но и городских древесных насаждений, почвы, городских лесопарков. Деградация городских почв может приво­дить к накоплению в них видов микроскопических грибов, негативно влияющих на здоровье людей и каче­ство самих почв. Под мощным комплексным антропогенным воздействием формируются особые сообще­ства организмов, типичные для большинства городов. Уровни техногенного загрязнения лесопарков г. Харькова до настоящего времени остаются малоизученными. Немногочисленны и данные по влиянию техногенного загрязнения на почвенные и эпифитные водоросли [1].

Отбор образцов проводился на нескольких участках, одни из которых были расположены в про­мышленной зоне вблизи завода им. Малышева в пределах 2 км от источников выброса (средний уровень загрязнения 2.8 ПДК). Другие участки располагались далеко от промзоны в рекреационной зоне (парках, скверах), которые были определены как фон. Для альгологического и микологического анализа были отобраны образцы почв из органического горизонта под посадками древесных растений (повторность опыта 5-кратная). Были проведены исследования коры хвойных (ель) и лиственных (липа, береза, тополь, рябина) пород деревьев, пробы с которых отбирали на высоте стволы 100-150 см от поверхности почвы.

Видовой состав почвенных водорослей определяли, используя «стекла обрастания», а эпифитных - методом чистых и накопительных культур на агаризованной среде Громова №6 и прямым микроскопированием разрастаний [2]. Выделение и количественный учёт микромицетов прово­дили общепринятыми методами посева почвенной суспензии или суспензии измельчённой в стерильных условиях коры на подкислённую агаризованную среду Чапека не менее чем в 10-ти кратной повторности [3].

В результате исследования в загрязнённой зоне по сравнению с парково-рекреационной обнаружено меньшее видовое разнообразие как аэрофильных (58 и 66), так и почвенных водорослей (79 и 57 видов соответственно).

На коре древесных растений городской территории обнаружен 81 видовой и внутривидовой таксон водорослей. Ведущая роль в сложении эпифитной альгофлоры принадлежит двум отделам: Chlorophyta (35) и Cyanoprocaryota (31). Меньшее число видов из отделов Xanthophyta (9) и Bacillariophyta (6). Преобладание зелёных водорослей на коре живых деревьев отмечалось и ранее [4]. Выявлены виды, избегающие загрязненных территорий и достигающие наибольшего развития только в фоновых образцах: Leptolyngbya foveolarum, Chlorosarcinopsis minor, Chlamydomonas minutissima, Chorella vulgaris f. vulgaris, Pseudococcomyxa simplex. Проведённый экологический анализ показал, что во всех изученных альгофлорах ведущими формами являлись представители Ch-, Р-жизненных форм, что вполне закономерно для экстремальных мест обитания, каковой и является кора древесных растений. Распределение эпифитных водорослей по форофитам показало, что наибольшее разнообразие отмечено на стволах таких деревьях, как Betula verrucosa - 55 видовых и внутривидовых таксона (68% от общего числа обнаруженных альгоэпифитов), Populus nigra - 46 (57%), Tilia cordata - 40 (49%), Picea obovata -38 (47 %), Sorbus aucuparia -31 (38 %). Такое распределение видов возможно объяснить тем, что кора взрослых деревьев берёзы, тополя, липы более шершавая, глубоко растрескивающаяся. В щелях такой коры скапливается пыль, частицы почвы, растительные остатки, продукты постепенного разрушения самой коры [5].

В процессе анализа почвенных образцов исследованных участков было выделено 92 видовых и внутривидовых таксона водорослей. Ведущая роль принадлежит отделу Cyanoprocaryota (33 видов), на втором месте Chlorophyta (25). Меньшее число видов из отделов Bacillariophyta (13) и Xanthophyta (10).

Анализ жизненных форм показал в парково-рекреационной зоне высокое видовое разнообразие почвенных водорослей CF- и Р-форм, в зоне промышленного загрязнения в число доминирующих жизненных форм вошли водоросли-убиквисты Ch-форм и «нитевидные синезелёные водоросли, тяготеющие к голым участкам минеральной почвы» - Р-формы [3].

Анализ образцов древесной коры методом посева позволил выявить 41 вид микромицетов, относящихся к 8 родам Alternaria, Aspergillus, Aureobasidium, Mucor, Penicillium, Phoma, Rhizopus, Trichoderma из классов Zygomycetes, Hyphomycetes, Coelomycetes. В загрязнённой зоне по сравнению с зоной рекреации обнаружено меньшее видовое разнообразие как эпифитных (23 и 29), так и почвенных (17 и 23 видов соответственно) микромицетов.

Выявлены различия в таксономическом разнообразии эпифитных грибов промышленной зоны и зоны рекреации. Доминирующее положение по числу видов среди грибов на коре деревьев занимают представители рода Penicillium, что составляет 61% от всех выделенных видов. В промышленной зоне этот род представлен 13 видами, а в зоне рекреации - 19 видами. В рекреационной зоне большая встречаемость представителей рода Мисок составляющая 67% от общего числа эпифитных микромицетов. Виды As­pergillus fumigatus, A.niger, встречались практически во всех образцах коры древесных растений. As­pergillus flavus var.orysae, Penicillium albocinerascens - случайные виды на незагрязненной территории, становились частыми при загрязнении. Напротив, виды Penicillium citrinum, P. steckii, P. variabile оказались чувствительными к аэротехногенному загрязнению.

Отмечены также и сходные по частоте встречаемости виды в сообществах эпифитных микромицетов загрязнённой и рекреационной зон. Так, на двух сравниваемых участках виды Aspergillus fumigatus, A. nigervar.niger являются доминирующими.

Анализ видового состава микроскопических грибов показал наличие на коре деревьев оппортуни­стических и фитопатогенных видов. Были обнаружены условно патогенные виды грибов, относящиеся к родам Alternaria, Aspergillus, Aureobasidium, Penicillium, Trichoderma, Phoma. Представители вышепе­речисленных родов являются возбудителями заболеваний органов дыхания, кожных покровов, а также способствуют развитию аллергических реакций. В составе комплекса грибов загрязнённой территории, по сравнению с рекреационной, выявлено больше условно патогенных микромицетов (13 и 8 видов со­ответственно). В рекреационной зоне доля условно патогенных видов грибов составляет 28 %, а в зоне промышленного загрязнения - 61 % от общего числа видов. В загрязнённой зоне появляются условно патогенные виды, которые не были выявлены в зоне рекреации: Aspergillus candidus, A. flavus var.orysae, A. terreus, Aureobasidium pollulans, Penicillium chrysogenum var. chrysogenum, P. glabrum, Phoma glomerata.

Аналогичным образом реагировали на загрязнение и виды микромицетов, вызывающие заболева­ния растений (фитопатогенные). В промышленной зоне число фитотоксичных видов возрастало по сравнению с фоновыми почвами. Эти показатели на коре древесных растений составляли 15 и 11 соответственно. В рекреационной зоне доля фитопатогенных видов грибов составляет 39 %, а в зоне промышленного за­грязнения - 65 % от общего числа видов. Выявлены виды фитопатогенных микромицетов, которые не были обнаружены в фоновой зоне: Aspergillus candidus, Aspergillusflavus var.orysa, Aureobasidiumpollulans, Penicillium canescens, P. chrysogenum var. chrysogenum, P. glabrum, P. simplicissimum.

В процессе анализа грибной биоты почвенных образцов исследованных участков было выделено 34 вида микромицетов, относящихся к 6 родам: Aspergillus, Fusarium, Mucor, Paecilomyces, Penicillium, Trichoderma. Общими часто встречающимися видами под посадками многих деревьев в рекреационной зоне были Penicillium duclauxii, P. lanosum, P. canescens, Aspergillus niger. Однако виды P. duclauxii, P. canes­cens не были обнаружены в почвах, загрязненных горюче-смазочными материалами. Для этих почв была характерна более высокая частота встречаемости представителей родов Aspergillus, Fusarium, Trichoderma, Paecilomyces, вида Penicillium spinulosum. Отдельные их виды известны как условно патогенные для человека (группа BSL 2) - Aspergillus niger, A. fumigatus, виды Fusarium. Аналогичным образом, высокие уровни загрязнения почв горюче-смазочными материалами приводят «увеличению встречаемости потенциально опасных видов микромицетов.

В составе комплекса эпифитных грибов загрязнённой территории, по сравнению с рекреационной, выявлено больше условно патогенных микромицетов, 10 и 7 видов соответственно. В рекреационной зоне доля условно патогенных видов грибов составляет 30 %, а в зоне промышленного загрязнения - 59 % от общего числа видов. Вблизи предприятий с высоким оборотом и загрязнением горюче-смазоными материалами  наблюдалось также увеличение числа фитопатогенных видов микромицетов по сравнению с зоной рекреации - 13 и 6 видов (76% и 26 % соот­ветственно).

Таким образом, промышленное загрязнение призводством тяжелого машиностроения с высоким оборотом горюче-смазочных материалов приводит к изменениям в видовом разнообразии альгомикологического комплекса коры древесных растений и почвы. Оно может способствовать накоплению на коре грибного мицелия микромицетов, представляющих потенциальную опасность для растений и здоровья человека. В рекреационных зонах городов выявляется большее видовое разнообразие эпифитных, почвенных водорослей и микромицетов. Полученные данные могут быть использованы для мониторинга состояния городских экосистем.

 

 

Литература:

1.Прошкина Е.А. Влияние тяжелых металлов на сообщества почвенных и эпифитных водорослей. Автореф. дис......к.б.н: 03.00.05. Уфа.: БашГУ, 1997. 19 с.

2.Штина Э. А., Голлербах М. М. Экология почвенных водорослей. М., 1976. 144 с.

3.Методы почвенной микробиологии и биохимии /Под ред. Д. Г. Звягинцева. М.: МГУ, 1991. 304 с.

4.Дубовик И.Е. Перемещение водорослей аэрофитона и их поселения на различных субстратах // Альгология. - 2002. Т 67, №1. - с. 125 - 132.

5. Reisser W. Algae living on trees // Life in Extreme Habitats and Astrobiology. 2004. Vol. 4. P. 389-395.