Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Микобиота водоемов Среднего Поволжья

ВАК РФ 03.00.24, Микология

Автореферат диссертации по теме "Микобиота водоемов Среднего Поволжья"

р Г Б ОД

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. М.В.ЛОМОНОСОВА

БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи УДК 582.28:628.113 (282.247.41)

СЕМЕНОВА Татьяна Александровна

МИКОБИОТА ВОДОЕМОВ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

Специальность 03.00.24 - микология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 1994

Работа выполнена в Институте экологии Волжского бассейна РАН.

Научные руководители: доктор биологических наук И.А.Дудка кандидат биологических наук В.А.Терехова

Официальные оппоненты: доктор биологических наук И.И.Сидорова кандидат биологических наук Л.В.Воронин

Ведущая организация — Всероссийская коллекция микроорганизмов Института биохимии и физиологии микроорганизмов РАН.

Защита состоится 11 ноября 1994 года в 1530 на заседании специализированного совета Д.053.05.65 в Московском государственном университете им. М.В.Ломоносова по адресу: 119899, Москва, Ленинские горы, МГУ, биологический факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке биологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова.

Автореферат разослан 5 октября 1994 года.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат биологических наук

С.Н.Лекомцева

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Изучение водных грибов представляет большой теоретический и практический интерес. Микроскопические грибы вместе с бактериями и простейшими образуют блок микродеструкторов в экосистемах. Причем в водных биоценозах ото один из наименее изученных компонентов. Традиционно звено микродеструкторов в цепи превращения органического вещества в водоеме отождествляли преимущественно с бактериями, но данные, накопленные гидромикологами, позволяют считать особо актуальной задачу по оценке вклада грибов в эти процессы. Решение этой задачи для водоемов разных типов * предполагает прежде всего описание таксономического разнообразия микобиоты. Наиболее дискуссионным является вопрос об активности в водной среде почвенных микромицетов. Большой интерес грибы представляют как объекты биомониторинга экосистем, в этом аспекте уровень изученности водных грибов значительно ниже, чем наземных. Актуальной проблемой для водной микологии является усовершенствование и разработка новых методов выделения и учета разнообразных представителей водной микобиоты.

Микологические работы, ранее проводившиеся на Волге, носили главным образом, флористический характер и в самом общем виде отражали уровень заспорепности водохранилищ (в том числе и Куйбышевского) грибами. Отсутствуют сведения о сезонных колебаниях численности и видового состава грибов Куйбышевского водохранилища, об их измеотивости под влиянием различных абиотических факторов и антропогенного загрязнения. Совершенно не исследована микобиота малых рек и озер Среднего Поволжья. Для понимания механизмов функционирования грибов в водных экосистемах, оценки их деструкционной роли необходимы многолетние исследования сезонной динамики численности и изменения видового состава различных групп грибов, их приуроченности к различным

биотопам, субстратам, влияния загрязнения на качественную и количественную структуру комплекса микромицетов. Таким образом, целью настоящей работы является эколого—таксономическое изучение микобиоты некоторых водоемов Среднего Поволжья разной проточности.

Для достижения этой дели были поставлены следующие задачи:

1. Определение видового состава микобиоты Куйбышевского водохранилища, Васильевских озер и рек Чапаевка, Маза, Мурапка, Тайдаков.

2. Исследование сезонной динамики численности и изменения видового состава микромицетов (на примере Куйбышевского водохранилища).

3. Изучение изменчивости водной микобиоты под влиянием некоторых абиотических факторов и антропогенного загрязнения.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Достаточно полное описание видового разнообразия микобиоты Куйбышевского водохранилища, Васильевских озер и ряда рек Среднего Поволжья существенно обогащает сведения по биоразнообразию состояния водных экосистем разных типов ,в Поволжье. Установлено, что значительная часть микобиоты исследованных водоемов представлена микромицетами, относящимися к экологической группе почвенных грибов. Показано, что в донных отложениях почвенные микромицеты находятся преимущественно в вегетативном состоянии, тогда как в поверхностных слоях воды преобладают споры. Примененный нами метод люминесцентной микроскопии позволяет не только более точно учесть численность грибных пропагул, но и определить биомассу спор и мицелия в воде и донных отложениях.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Данные о видовом составе, численности и распространении водных грибов составят основу

регионального информационного банка данных по гидромицетзм и войдут г> компьютерную базу данных по биораянообразию при составлении кадастра водных .экосистем Среднего Поволжья. Выделенные из природы чистые куилуры таммов грибов пополнят музейный фонд Всероссийской коллекции микроорганизмов РАН. Апробированный нами метод прямого учета численности пропагул грибов, подсчета биомассы спор и мицелия в воде и донных отложениях с использованном люминесцентной микроскопии может быть использован для изучения микобиоты водоемов любых типов. Разработанная нами конструкция придонного диска, позволяющая наблюдать за развитием грибов микробентоса на. стеклах обрастания и микрокамерах, может быть использована для проведения микологических исследований на другах водоемах. Полученные околого—таксономические сведения о почвенных микромицетах, обитающих в водных экосистемах, могут быть полезны при составлении курса лекций по экологии грибов.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы работы были представлены на I Научной конференции молодых ученых ИЭВБ АН СССР (Тольятти, 1988), XX Научной конференции молодых ученых МГУ (Москва, 1989), IX Всесоюзной конференции молодых ученых (Борок, 1989), Всесоюзной конференции "Антропогенная экология микромицетов, аспекты математического моделирования и охрана окружающей среды" (Киев, 1990), Международной конференции "Экологические проблемы бассейнов крупных рек" (Тольятти, 1993), на заседании отдела микологии Института ботаники им. Н.Г. Холодного (1992), VII Международном конгрессе по микологии (Прага, 1994).

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации подготовлено 15 публикаций; из них 3 — в иностранных изданиях.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит из введения, обзора литературы (глава I), описания объектов и методов

исследования (глава II), изложения результатов и их обсуждения (главы Ш,]Л',), заключения, выводок, списка литературы и приложения. Работа изложена на 160 страницах машинописного текста, иллюстрирована 25 таблицами, 57 рисунками. Список литературы включает 232 работы, из них 116 зарубежных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Исследовалась микобиота Куйбышевского водохранилища, малых рек Маза, Муранка, Тайдаков, реки Чапаевки и Васильевских озер.

Куйбышевское водохранилище — одно из крупнейших водохранилищ Европы. По характеру проточности Куйбышевское водохранилище относится к озорно — речному типу. Станции отбора проб для изучения микобиоты Куйбышевского водохранилища были расположены выше к нижекрупных городов и других источников загрязнения на русловых и пойменных участках по всей акватории.

Малые реки Маза, Муранка, Тайдаков расположены на правобережье Приплотшшого плеса Куйбышевского водохранилища, источником загрязнения этих рек является только сельское хозяйство. Станции отбора проб расположены на 4 участках каждой реки выше и ниже населенных пунктов и животноводческих ферм. Река Чапаевка относится к категории средних рек и является притоком Саратовского водохранилища. От истока до г.Чапаевска река загрязняется только в результате сельскохозяйственной деятельности человека; от г.Чапаевска до устья река испытывает значительную техногенную нагрузку, т.к. в этом районе сконцентрированы различные промышленные предприятия, в том числе нефтеперерабатывающие. Пробы отбирались на 23 станциях по всей длине реки.

Васильевские озера находятся на левом берегу Куйбышевского водохранилища в черте г.Тольятш. В районе Васильевских озер

расположено около 90?6 бытовых и промышленных отходов города, которые находятся на плохо подготовленных для захоронения поверхностях и являются источниками загрязнения окружающей среды.

Изучение водной микобиоты проводилось традиционными гидробиологическими и микологическими методами с некоторыми модификациями. Пробы воды отбирали батометром Руттнера с поверхностного и придонного горизонтов воды; пробы донных отложений отобирали дночернателем Экмапа — Берджи; для изучения вертикального распределения микромицетов пробы отбирались через каждые 2 м до глубины 10 м, далее через 5 м. Для изучения суточной динамики микромицетов в воде и грунтах пробы отбирали через каждые 6 часов в течении 3-х сугок. Пробы воды и грунта высевали на агаризованную подкисленную среду Чапека в 5 —кратной попториости. Учет колоний и измерение их скорости роста проводили на 5 и ? сутки.

Определение биомассы спор и. мицелия микромицетов в воде и донных отложениях было выполнено методом люминесцентной микроскопии с использованием специфического для грибов красителя калькофлюора белого (Полянская, 1988; Терехова и др.,1991)

Водные грибы из кл. Оотусе1ез выделяли методом приманок, используя стерильные половинки семян конопли.

Для выявления микромицетов, устойчивых к ионам некоторых металлов (Си2+ и 2п-+), пробы высевались па среду Чапека с добавлением СиЭ04 или ZnCl2 в диапазоне концентраций от 5 др 250 мг/л среды для Си504 и от 100 до 500 мл/л. среды для 2пС12 (в пересчете на катионы). Для выяснения способности некоторых микромицетов расти на сточных водах и адсорбировать ионы ряда металлов была проведена серия экспериментов. В качестве питательной среды были использованы стоки из этого канала с добавлением различного ко\ичества сахарозы (от 0 до 20 г/л). Контролем служили жидкая среда Чапека и

вода Куйбышевского водохранилища с добавлениями аналогичного количества сахарозы. Определение содержания металлов в среде проводилось прямым методом на атомно-абсорбционном спектрофотометре "НкасЫ". Повторность в опытах двукратная.

Способность спор микромицетов прорастать и развиваться в речной воде изучали в лабораторных и натурных экспериментах. Для этого предметные стекла с нанесенной на них суспензией спор микромицетов помещали в чашки Петри с речной водой в лабораторных условиях или опускали в водохранилище при помощи специально разработанной оригинальной конструкции. Через 12 и 24 часа препараты просматривали под микроскопом; подсчитывали количество проросших и пепроросших с пор, их процентное соотношение, при этом учитывалось но менее 100 спор на каждом предметном стекле. Статистическая

обработка проводилась по стандартным программам, адаптированным к задачам исследования. Для оценки влияния на комплекс микромицетов различных абиотических и биотических факторов проведены корреляционный и, регрессионный анализы и получены уравнения регрессии. Для сравнения видового состава микромицетов различных биотопов использовали коэффициент сходства Съеренсена — Чекановскот, индекс. Шеннона. При анализе микобиоты воды использовали показатели частоты встречаемости (Мирчинк, 1976) и обилия (0 = п/№100%, где О — обилие вида в пробе; п — число диаспор вида в пробе; Ь'— общее число диаспор в пробе). В процессе работы обработано 2210 проб воды и грунта, выделено в чистую культуру 1360 штаммов, относящихся к 319 видам и 13 разновидностям.

ТАКСОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МИКОБИОТЫ.

В процессе работы значительно пополнен список видов водных и амфибийных грибов, обитающих в Куйбышевском водохранилище,

впервые обследована мнкобиота ряда озер и рек Самарской области. Определено 319 видов ir 13 разновидностей грибов из 87 родов, 8 семейств, 8 порядков, 4 классов; из них 251 вид и 11 разновидностей не отмечены ранее в опубликованной литературе для водоемов данного региона.

Наиболее многочисленной и разнообразной по видовому составу является микобиота Куйбышевского водохранилища (241 вид и 8 разновидностей), при этом отмечено существенное преобладание представителей KA.Deuteromycetes (204 вида и 3 разновидностей). Из них 1 — водный гифомицет (Tripospermum camelopardus Ing., Dann et McDougal!), остальные известны как типичные представители наземных экосистем. Доминировали по частоте встречаемости и обилию виды родов Pénicillium, Trichoderma, Acremonium, Cladosporium (P.chrysogenum Thom, P.verrucosum Dierckx, P.stipitatum Thom, T.koningii Oud., A.roseo — griscum (Sacs.) Gams, C.cladosporioides (Fres.) de Vries и др.). Класс Oomycetes представлен 17 видами из 8 родов; наиболее распространенными являются Achlya proliféra de By, A.diffusa Harvey, Saprolegnia ferax (Gruith) Thuret, S.parasitica Coker, Pythium debarianumHesse. Класс Zygomycetes в водохрантаище представлен 16 видами из 4 родов; при этом периодически отмечалась высокая встречаемость только грибов из рода Mucor; представители остальных родов встречались редко. Из аскомицетов отмечено 4 вид,а из родов Chaetomíum и Sordaria.

Анализируя частоту встречаемости и обилие видов микромицетов в различные сезоны, можно условно разделить их на 3 группы: постоянные, периодические и редкие виды. Группа постоянных обитателей Куйбышевского водохранилища представлена видами грибов, более —менее обильно развивающимися во все сезоны в большинстве биотопов. Сюда относятся, в первую очередь, многие виды

родов Trichoderma, Pénicillium, Acrcmomum. CJadosporium, Mycelia sterilia. Эта группа грибов составляет основу гидромицетного комплекса водохранилища; сезонная динамика их развития, приуроченность к определенным биотопам были стабильными за весь период наблюдений, колебалась лишь численность того или иного вида.

Вторая группа грибов представлена микромицетами,

периодически обильно развивающимися повсеместно или в отдельных районах водохранилища. К этой группе относятся виды родов Phoma, Alternaria, Aureobasidium, некоторые виды родов Pénicillium, Paecilomyces, Phialophora, Mucor.

Третья группа — редкие виды — представлена наибольшим количеством видов, отмечаемых эпизодически в отдельных участках водохранилища и имеющих очень низкую численность. Это некоторые виды рода Pénicillium, многие виды родов Aspergillus, Fusarium, Gliocladium, Verticillium, Chaetoinium и многие другие. По видимому, эту группу можно разделить на две подгруппы. В первую войдут виды, способные развиваться в воде, но являющиеся действительно редкими для Куйбышевского водохранилища (виды родов

Fusarium, Gliocladium, Verticillium и др.). Как показали наши исследования в водоемах других типов, многие представители этих родов, являющиеся редкими для Куйбышевского водохранилища, обильно развивались в озерах и малых реках. Вторую подгруппу составят виды, типичные для наземных экосистем, но быстро погибающие в воде или переходящие в неактивное состояние и сохраняющиеся в виде спор и других покоящихся структур. В любом случае, эти виды в силу своей крайне низкой численности и встречаемости не могут оказывать существенного влияния на различные процессы, происходящие в водоеме.

Таким образом, можно отметить, что первые две группы составляют1 стабильный, определенный для данного водоема комплекс мнцелиалызых грибов, участвующий в деструкггаогшых процессах.

Проведенный сравнительный анализ микобиоты некоторых участков водохранилища и расположенных рядом прибрежных почв показал значительные отличия. Многие виды, обычные для почвы, в воде и донных отложениях водохранилища не отмечены, тогда как. микромицеты, составляющие основу гидромикобиоты, активно развиваются и в прибрежной почве.

В отличие от водохранилища малые реки Маза, Муранка, Тайдаков характеризуются невысоким видовым разнообразием, при этом отмечено преобладание грибов из класса Oomycetes (частота встречаемости 100%), что связано, вероятно, с хорошей аэрацией малых рек, наличием достаточного количества органического субстрата. Как известно, большинство оомицетов лучше развиваются в воде с высокими концентрациями органических веществ и растворенного кислорода (El — Hissy, Khollil, 1989). Наиболее часто отмечались A.prolifera, S.ferax, S.parasitica. Среди почвенных микромпцетов доминировали

быстрорастущие грибы родов Fusarium, Trichodorma, Mucor, а также виды родов Penicillium и Cladosporium.

В реке Чапаевка видовое разнообразие несколько выше — 64 вида и 2 разновидности с преобладанием дейтеромицетоз. Класс Oomyccies включает 9 видов из родов Achlya, Saprolegtiia и Phytium. Обилие оомицетов в реке Чапаевке невелико, в основном, они отмечались в верхнем течении реки, сходном по своим параметрам с малыми реками Маза, Муранка, Тайдаков. Чаще друпгхотмечались S.ferax и P.debarianum. Класс Zygomycetes представлен 6 видами рода Mucor; наиболее массовыми являлись M.hiemalis Wenmer и M.sphaeropsis Hagem. Из аскомицетных грибов отмечен только Chaetomium globosum Kunze.

Класс Dcuteromycetes представлен наибольшим числом видов — 50 видов из 18 родов, среди которых один водный гифомицет — Camyiospora chaetocladia Ranz. Доминировали на всем протяжении реки представители рода Pénicillium, причем в верхнем течении реки преобладали P.funiculosum Thom, P.chrysogenum, а в нижнем течении — P.verrucosum и P.velutinum v.Beynia . Часто отмечались также виды родов Triciioderma и Phoma. Виды рода Phoma встречались лишь на участке реки ниже г.Чапаевска, где русло реки заполнено подпорными водами Саратовского водохранилища и наиболее велико загрязнение воды промышленными стоками. Частота встречаемости Phoma на этом участке достигает 100%, обилие в прооах 26%.

Микобиота Васильевских озер достаточно разнообразна — 190 видов и 5 разновидностей грибов из 4 классов. Здесь так же, как и в водохранилище, отмечено значительное преобладание

дейтеромицетов над представителями других классов (84.1%). Оомицеты в Васильевских озерах представлены 12 видами; их численность во всех озерах была невелика. Класс Zygomycetes представлен 1G видами. В основном, ото грибы пор, Mucorales, периодически отмечавшиеся в большинстве озер. Класс Ascomycetes, как и в водохранилище, включает представителей родов Chaeiomium и Sordaria. Класс Deuteromycet.es содержит 157 видов и 5 разновидностей грибов.

Анализируя видовой состав по частоте встречаемости, можно отметить, что почти во всех озерах доминировали грибы из p.Pénicillium (частота встречаемости 78,3%), представленные 25 видами. Наиболее массовыми из них являются P.chrysogenum, P.nigricans (Bain.) Thom. Часто встречались виды pp. Aciemonium, Cladosporium, Phialophoxa, Phoma, Triciioderma, Mycelia sterilia и др. Большая группа редких микромицетов представлена видами родов Aspergillus, Aureobasidium,

Botrytis, Fusarium, Verticillium и других. Различия видового состава разных озер обусловлены, в основном, редкими и случайными видами, тогда как массовые виды отмечены в большинстве озер.

Результаты исследований водоемов разной проточности Среднего Поволжья свидетельствуют о наличии определенных комплексов микромицетов для различных типов водоемов. При этом многие виды являются общими для всех исследованных водоемов; основное различие — в представленности этих видов. Так, микобиота малых рек, расположенных в аграрной зоне и загрязняемых только в результате сельскохозяйственной деятельности человека, отличается от микобиоты других водоемов обилием оомицетов и быстрорастущих грибов из рр. Mucor, Fusariums. Проведенные исследования позволили оценить таксономическое разнообразие микобиоты водоемов Среднего Поволжья и существенно пополнить региональный банк данных о состоянии биоты водных экосистем с разным характером проточности и уровнем антропогенного загрязнения.

КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ МИКОБИОТЫ

Полученные нами данные показывают, что общая заспоренность Куйбышевского водохранилища довольно высока и, в среднем, составляет 2000-40000 ед/л вода и 1000- 34000 ед/см3 грунта в различные годы. Учет численности прямым методом с использованием люминесцентной микроскопии дает еще более высокую численность (на 1 — 2 порядка), чем при глубинном посеве. При этом отмечена синхронность в изменении показателей численности, зафиксированных и тем, и другим методом. Сходные результаты были получены и при исследовании других водоемов Среднего Поволжья. Расчет грибной биомассы показал, что в среднем в районе Приплотинного плеса она составляет 1,8310~2 г/м3 воды и 6,78 г/м3 грунта. При этом в

поверхностном слое води наблюдалось более низкое значение как споровой, так и мицелиальной биомассы (табл.1).

Таблица 1.

Биомасса водных грибов в воде и донных отложениях Приплотинпого плеса (г/м3).

горизонт общая биомасса биомасса % мицелиальной

биомасса спор мицелия биомассы от общей

псверхн. 1.61-10-2 0.93-10-= 0.68-10-2 42.2

придонн. 2.05-10-' 1.29-Ю-2 0.76-10' 37.7

грунт 6.78 0.69 6.09 83.2

В донных отложениях отмечено резкое увеличение мицелиальной биомассы (до 88,2% от общей) по сравнению с биомассой спор; в целом же, биомасса как спор, так и мицелия в донных отложениях на 2 — 3 порядка выше, чем в воде. Значительное преобладание мицелия в грунтах говорит о том, что именно здесь идет активное развитие почвенных микромицетов и наиболее весом их вклад в деструкционпые процессы в водоеме. Те же тенденции характерны и для других исследованных водоемов.

Анализ распределения видового состава по биотопам и горизонтам воды показывает, что большинство видов не имеет приуроченности к какому—либо горизонту воды, тогда как некоторые виды характерны для поверхностного или придонного слоев воды или грунта. Полученные нами данные свидетельствуют о большой пространственной и временной неоднородности количественного распределения почвенных микромицетов в водной толще (рис.1).

Рис.1. Вертикальное распределение пронагул микромицетов и их суточная динамика, Приплотннный плес, 1992 г.,(ед/л).

Исследования способности спор некоторых микромицетов прорастать в различных горизонтах воды и в донных отложениях водохранилища свидетельствуют о возможности активного развития ряда почвенных микромицетов в водоеме. Так, процент прорастания спор A.alternata и Fusarium sp. был достаточно высоким как в контроле, так и в различных горизонтах воды (табл.2).

Таблица 2.

Прорастание спор A.alternata и Fusarium sp. в речной воде (в течение 12 часов).

A.alternata Fusarium sp.

горизонт % проросших ср. длина % проросших ср. длина

спор гифы (мм) спор гифы (мм)

контроль 23.7 поверхн. 20.3 придонн. 15.1

0.11 0.08 0.03

34.9 21.1 23.9

0.13 0.12 0.11

Анализ вертикального распространения почвенных микромицетов в донных отложениях различных типов (богатый органикой серый ил и песок) свидетельствует о максимальном развитии микромицетов в верхних слоях донных отложений. При этом численность микромицетов б сером иле на порядок выше, чем в песчаном грунте; видовое же разнообразие в песчаном грунте оказалось выше, чем в сером иле.

За время наблюдений сезонная динамика общей численности грибных пропагул как в воде, так в дойных отложениях водохранилища резко отличалась. В основном, это связано со значительными различиями в гидрологическом режиме водохранилища, наблюдавшимися в эти годы. На общую картину заспорешюсти влияют и многие другие факторы, такие, как нерегулярное дополнительное поступление микромицетов с прибрежными смывами, дождевой водой, ветрами, а также постоянное поступление пропагул микромицетов в водную толщу из донных отложений.

Впервые проведенное изучение микобиоты водохранилища в подледный период показало постепенное уменьшение численности микромицетов в воде и увеличение численности в донных отложениях, что позволяет предположить развитие почвенных микромицетов в зимний период именно в этом биотопе.

ВЛИЯНИЕ НЕКОТОРЫХ АБИОТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА

МИКОБИОТУ КУЙБЫШЕВСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА.

Изучение влияния абиотических факторов па микобиоту проводилось в сезонных экспедициях по всей акватории водохранилища, при этом регистрировать следующие факторы: температура, прозрачность и рН воды, глубина, тип грунта.

Проведенный корреляционный и регрессионный анализ полученных данных показал, что из всех учитываемых факторов температура

оказывает наибольшее влияние на количественный и качественный состав грибного комплекса, но само это влияние незначительное (коэффициент корреляции численности с температурой составляет 0,6; а качественных признаков — 0,50). Влияние остальных факторов на микобиоту недостоверно.

Множественный регрессионный анализ более широкого набора абиотических и биотических параметров (температуры,

электропроводности, рН и ЕЬ воды, содержания в воде растворенного кислорода, общей взвеси, общего азота и фосфора, ионов 1\'02, N©3, N1^, Р04, а также численности и биомассы простейших, водорослей, бактерий, зоопланктона и почвенных микромицетов) показал, что из приведенного ряда абиотических факторов и в данном случае наибольшее влияние на численность микромицетов оказывают температура, а так же электропроводность; существенным оказалось влияние и химических факторов, таких, как содержание общего фосфора и нитратного азота в воде. 41« касается зависимости от других компонентов водной биоты, то выявлена корреляция численности микромицетов с численностью бактерий и некоторых представителей зоопланктона. Полученное уравнение регрессии дает количественное описание зависимости численности почвенных микромицетов в поде от перечисленных выше факторов:

У(Ы)= -5.75 + 0.3'10~4'ХЗ,Х18 + 0.75'Х2,Х13-0.01'Х.ТХ9 + 0.05 ~4'ХЗ"Х19 —0.03 'Х18 + 0.02*Х2"Х2 где Х2 — температура, Х13 — содержание общего фосфора,

ХЗ— электропроводность, Х18 — численность бактерий, Х9— содержание N'03, Х19 — численность зоопланктона, ХЗ'Х18 — эффект совместзюго влияния факторов.

Сравнивая качественную и количественную структуру микромицетного комплекса на русловых и пойменных участках, мы выяснили, что местоположение мало влияет на численность микромицетов, тогда как видовой состав па русловых и пойменных участках заметно различается (коэффициент сходства Серенсена — Чекановсхого составляет 0.31 0.4). При этом отмечено, что частота встречаемости доминирующих родов несколько выше на русловых участках водохранилища, тогда как на пойме выше видовое разнообразие за счет редких видов. Анализ же видового состава участков, расположенных выше и ниже городов показал, что в более загрязненных участках уменьшается видовое разнообразие при сохранении или даже увеличении общей численности.

Предполагая, что одним из факторов, влияющим на состав грибного комплекса, может быть воздействие тяжелых металлов, мы экспериментальным путем попытались выявить различия в структуре микобиоты методом селективных агентов. Используя соли ниика н меди в различных концентрациях в качестве селективных агентов, мы выявили различную долю устойчивых к ним В1!доп в комплексах микромицетов выше и ниже источников загрязнения. Показано, что в более загрязненных участках водохрашшнца доля микромицетов, устойчивых к действию меди и цинка в 2—3 раза выше (табл.3).

Таблица 3.

Доля микромицетов, устойчивых к солям металлов (% от численности)

металл мг/л выше городов ниже городов

Си'«

250 500

7,4 44,8

25,8 70,6

Проведенное нами исследование способности некоторых микромицетов адсорбировать ионы металлов из сточных вод показало, что развитие грибов сопровождается извлечением значительных количеств некоторых элементов (табл.4).

Таблица 4.

Извлечение металлов из сточных вод КПК г. Тольятти мицелием А.аИегпа1а (% от исходной концентрации).

штамм/металл РЬ Мп Zr^ N1 Ре Си АЗ

С1-2 64,1 63,6 52,6 51,6 35,5 1,1 О

К18- 1 94,7 0 3,7 0 87,3 10,1 0

Развиваясь в коммунально — промышленных сточных водах, многие микромицеты способствучот их очистке не только от азотных и фосфорных соединений, но и от ряда металлов, содержание которых в стоках превышает ПДК.

В районе Приплотшшого плеса, испытывающего постоянную техногенную нагрузку в результате интенсивного сброса недоочшценных сточных под коммнунально — промышленного комплекса г.Тольятти было проведено детальное изучение реакции микобиоты на загрязнение воды и грунта. Показано, что степень загрязнения не влияла на численность микромицетов, более заметно были выражены качественные различия в составе комплекса микромицетов, при этом на более загрязненных участках видовое разнообразие значительно ниже. Отмечено резкое обеднение видового состава и при аварийных сбросах неочищенных стоков в водохранилище. Таким образом, перестройка видового состава комплекса микромицетов может служить довольно надежным показателем антропогенного влияния на биогидроцеиозы.

Исследования, проведенные нами на друхих водоемах, также свидетельствуют о значительном влиянии техногенного загрязнения на микобиоту различных кодоемоа.

Так, сравнительное изучение микобиоты Васильевских озер, имеющих общее происхождение, расположенных компактно в черте г. Тольятти и различающихся лишь размерами и приближенностью к различным источникам промышленного загрязнения, показало, что Васильевские озера достаточно неоднородны как по содержанию грибных пропагул, так и по видовому составу микромицетон. Наиболее высокая численность микромицетов и большее видовое разнообразие отмечены в сравнительно чистых Большом и Малом Васильевских озерах и в озере Прудовиков, Наименьшим содержанием микромицетов характеризуются наиболее загрязненные озера.

Отмечено развитие кератинофильных и дерматофи^ных грибов в ряде озер, загрязненных коммунально —промышленными стоками.

Большинство видов микромицетов Ваасльевскнх озер являются темнопипментнроваиными (Рис. 2). Такие мккромицеты более устойчивы к неблагоприятным факторам и характерны для зон с высоким антропогенным загрязнением (Жданова, Василевская, 1983). Наиболее высокий процент темноокрашенных грибов в Шламонакопителе (98%), самом загрязненном водоеме.

. При изучении гидромикобиоты реки Чапаевка выявлены различия видового состава на двух участках реки выше и ниже г.Чапаевскл, резко различающихся но степени техногенного загрязнения.

Результаты, полученные нами при изучении сезонных колебаний численности и изменения видового состава, пространственного распределения почвенных микромицетов в Куйбышевском водохранилище, влияния абиотических факторов на качественную и колнчествешгую структуру комплекса грибов, способности спор

микромицетов к прорастанию в различных горизонтах поды и донных отложениях свидетельствуют, что эта группа микромицетов широко представлена в водохранилище и может активно развиваться в воде и особенно в донных отложениях, где биомасса мицелия в несколько раз превышает биомассу спор.

4 тыс. ед/л

10-

_L

озера

II III IV VII IX X XI XII ХШ 0

Рис.2. Численность микромицетов (тыс.ед/л воды) и темноокрашенньтх видов грибов (заштриховано) и озерах: I — оз.Е.Васильевское, II — оз.М.Васильевское, III —оз.Прудовиков, IV — оз.Шламонакопительное, VII — оз.М.Рыбоводное, IX — оз. Б.Рыбоводное, X—оз.Дачное, XI— оз.Восьмерка, XII —оз.Свалочное, XIII — оз.Трешка, О — Отстойник.

доля

Изменения в структуре мнкобиоты, приводящие к увеличению доли темноокрашенных, кератинофилышх и некоторых патогенных видов под влиянием загрязнения свидетельствуют о возможности

использования этого показателя для санитарной оценки качества воды и, следовательно, о необходимости усовершенствования системы оценки качества воды, б которую следует включить показатели развития микроскопических грибов, особенно патогенных.

Таким образом, результаты проведенных исследований позволяют заключить, что видовой состав почвенных: микромицетов в водной среде можно использовать в качестве мониторингового показателя антропогенной нагрузки на водные экосистемы; в теоретическом плане - подтверждена гипотеза об активном развитии определенной группы видов почвенных микромицетов в пресноводных экосистемах.

ВЫВОДЫ.

1. В результате проведенных исследований в водоемах Среднего Поволжья обнаружено 319 видов и 13 разновидностей грибов, относящихся к 87 родам, 8 семействам, 8 порядкам, 4 классам. 251 вид и 11 разновидностей отмечены впервые для водоемов региона.

2. Анализ видового состава грибов, обнаруженных в водоемах региона, показал существенное преобладание представителей кл. Deuteromycetes (283 видов или 85.2 %). Доминирующими родами среди дейтеромицетов были pp. Pénicillium (63 вида), Acremomum (13), Trichoderma (И), Pboma (13), Cladosporium (9).

3. Наиболее многочисленной и разнообразной по видовому составу является микобиота Куйбышевского водохранилища (249 видов). Второе место по числу видов занимает система Васильевских озер, представленная 195 видами. Значительно беднее микобиота водотоков, среди которых наибольшее число видов отмечено в р. Чапаевке (65 видов). Однако микобиота малых рек отличается от микобяоты водохранилища смещением соотношения между дейтеро — и оомицетами в пользу последних.

4. По частоте встречаемости и обилию видов почвенные микромицегц в водных экосистемах относятся к 3 условным группам: постоянные, периодические и редкие виды. Представители двух первых групп составляют основу комплекса микромицетов водоема.

5. Микобиота водоемов разных типов (водохранилище, озеро, река) характеризуется специфической качественной и количественной структурой. Видовой состав комплекса микромицетов береговых почв и прибрежных участков водохранилища резко различется.

6. Характер сезонных колебаний численности микромицетов зависит от гидрологического режима водохранилища в разные но климатическим характеристикам годы.

7. Методом люминесцентной микроскопии впервые определена биомасса спор и мицелия почвенных грибов в воде и донных отложениях. Показано, что в последних мицелиальная биомасса существенно преобладает над споровой и достигает 88 % от общей биомассы грибов.

8. Антропогенное загрязнение водоемов вызывает существенную перестройку видового состава микобиоты, тогда как численность микромицетов не коррелирует с уровнем и качеством загрязнения.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ.

1. Семенова Т.А. О подборе перспективных штаммов для очистки сточных вод. // Материалы I конференции молодых ученых Института экологии Волжского бассейна АН СССР. Тольятти, 1389. Деп. в ВИНИТИ 30.03.89 N 2081 -889.

2. Терехова В.А., Семенова Т.А., Швед Л.Г. Воздействие коммунально — промышленных стоков крупных городов на микромицеты Куйбышевского водохранилшца.//"Микология и антропогенная экология

микромицетов, аспекты математического моделирования и охраны окружающей среды". Киев, 1990.

3. Семенова Т.Л., Терехова В.А. Микромицеты Куйбышевского водохранилища. I Оценка сезонной динамики численности методом глубинного посева. // Микол. и фитопатол. 1990. Т.24, вып.2.

4. Терехова В.А., Семенова Т.А., Биланенко Е.Н., Швед Л.Г. Микромицеты Куйбышевского водохранилища. П.Влияние промышленного источника загрязнения. // Микол. и фитопатол. 1990. Т.24, вьш,5.

5. Семенова Т.А., Терехова В.А. Микромицеты Куйбышевского водохранилища. III. Сезонные и годичные изменения в структуре микобиоты. // Мякол. и фитопатол. 1992. T.2G, вып.2.

6. Терехова В.А., Полянская Л.М., Семенова Т.А. Исследование водных грибов методом люминисцентной микроскопии. // Микробиол. 1991. Т.60, N 5.

7. Терехова В.А., Семенова Т.А. Об оценке техногенной и рекреационной нагрузок на водоем по развитию комплекса микромицетов. // Тезисы докладов Междунар. рабочего совещания "Экологические основы оптимизации урбанизированной и рекреационной среды". Тольятти, 1992. 4.2.

8. Terekhova V.A., Semenova Т.А. Studies on aquatic fungi in the Kuibyscev Reservoir // Second int. Conference on Reservoir Limnology and Wather Quality. Ceske Buddejovice, 1992.

9. T.Semenova, V.Terekhova. Investigations on the struture of mycobiotes in the water bodies of the Volga River Basin // Экологические проблемы бассейнов крупных рек: тез.докл., Тольятти, 1993.

10. T.Semenova, V.Terekhova. Ecologo — taxonomie studies on soil micromycetes in aquatic ecosystems // 7th International Congress of Mycology Division. Prague, 1994.

11. Семенова Т.А, Терехова В.А. Использование микроскопических грибов для биологической очистки сточных вод // Тез. докл. научно — практ. конф. Тольятти, 1994.

12. Семенова Т.А. Антропогенная изменчивость микроскопических грибов в водных экосистемах (на примере водоемов Среднего Поволжья). — Тольятти: Изд—во ИЭВБ РАН, 1994.

13. Терехова В.А., Семенова Т.А., Швед Л.Г. Биоиндикация качества воды с использованием гидромицетов // Биоиндикация: проблемы, методы, приложения. 1994, С —П., изд."Наука", (в печ.).

14. Terekhova V.A., Semenova Т.А. Filamentous Fungi in Aquatic Ecosystem // Archiv für Hydrobiologie. 1994, (в печ.),

15. Терехова В.А., Полянская Л.М., Семенова Т.А. Микробиологический мониторинг состояния лесных дерново—подзолистых почв // Вестник МГУ. Серия биология, 1994 г. (в печ.).

Сг^