Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Зоомикробные взаимодействия в почве

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Зоомикробные взаимодействия в почве"

на правах рукописи '

I

\

ВЫЗОВ Борис Алексеевич

ЗООМИКРОБНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В ПОЧВЕ

I

Специальность 03.00.27 - почвоведение 03.00.07 - микробиология

АВТОРЕФЕРАТ I диссертации на соискание ученой степени

! доктора биологических наук

Москва - 2003

Работа выполнена на кафедре биологии почв факультета почвоведения Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор доктор биологических наук, профессор доктор биологических наук, профессор

Н.М. Чернова JI.O. Карпачевский Д.И. Никитин

Ведущее учреждение:

Институт Проблем Экологии и Эволюции им. А.Н. Северцова РАН

Защита диссертации состоится 14 ноября 2003 года

в 15 часов 30 минут в аудитории М-2 на Заседании Диссертационного Совета Д.501.001.57 при МГУ им. М.В. Ломоносова по адресу: 119992, Москва, ГСП-2, Ленинские горы, МГУ им. М.В. Ломоносова, факультет почвоведения.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ Автореферат разослан "_" октября 2003 года

Ученый секретарь Диссертационного совета доктор биологических наук,

профессор A.C. Никифорова

' ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Проблемы межорганизменных взаимодействий занимают центральное место в экологии. Первые фундаментальные исследования по изучению структуры и функциональной роли зоомикробных взаимодействий в почве начались во второй половине 20-го века. В нашей стране они связаны с именами М.С. Гилярова, Л.С. Козловской, Л.М Загуральской., Б.Р. Стригановой, Н. М. Черновой, И.В. Стебаева, H.A. Мехтиевой, Д.Г. Звягинцева, Н.С. Паникова, А.Д. Покаржевского, а за рубежом - J. Anderson, D. Coleman, D. Parkinson, С. Edwards и других. Показано, что микроорганизмы и беспозвоночные животные образуют в почве пищевые сети, а трофическая и срсдооб-разующая деятельность животных является фактором, определяющим скорость, направление процессов и активность микробного комплекса в почвах. У беспозвоночных установлены различные формы отношений с микроорганизмами, повышающих эффективность трансформации органических и неорганических веществ.

Участие организмов в почвенных процессах может быть и прямым, и косвенным. Прямое участие реализуется в метаболических процессах, а косвенное предполагает регулирующее действие организмов друг на друга. Метаболические функции осуществляются при использовании организмами химических соединений для получения энергии, углерода, азота и других элементов питания при фото- и хемотрофии, ^-фиксации и

других метаболических процессах. Регулирующие функции предполагают модификацию одним из организмов активности другого. Их следствием являются большие потоки энергии и массопереноса, чем собственные метаболические потребности организмов, их вызывающих (Anderson, 1995). В экосистемах основные потоки углерода, энергии и питательных элементов проходят по пищевым связям между бактериями, грибами, простейшими и нематодами и меньше связаны с активностью мезо- и макрофауны - микроартро-под, дождевых червей, многоножек и др. (de Ruiter et al., 1997). Беспозвоночные участвуют в метаболизме только 1-10% углеродного потока (Macfadyen, 1963; Reichle, 1975; Luxton, 1982), но за счет высокого уровня потребления и средообразуюшей деятельности они оказывают большое влияние на микробные процессы (Anderson, 1995).

Ключевым принципом, на котором основаны зоомикробные взаимодействия, является неспособность беспозвоночных к синтезу незаменимых аминокислот (Сравнительная физиология животных, 1977), а в почве животные абсолютно зависят от микроорганизмов как источника незаменимых аминокислот (Покаржевский и др., 1984).

В проблеме зоомикробных взаимодействий выделяются функциональное и структурно-функциональное направления. Функциональное направление ориентировано на выяснение роли беспозвоночных в почвенных процессах: в разложении органического вещества, эмиссии СОг, динамике питательных элементов и др.. Большинство исследований посвящено именно этим вопросам (Coleman et al., 1983; Ingham et al., 1985; и др.). В значительной меньшей степени развито структурно-функциональное направление, в рамках которого изучаются взаимосвязи между организмами и их функциональное значение в почвах. Важнейшие достижения в этой области связаны с работами по выяснению роли животных в судьбе микроорганизмов (Козловская, Srnhn, lQ71j Ilnnlini, I'linterinn. 1979 и др.); средообразующей деятельности животных га^Чйе

I СПелрбург л *

О» МО

обществ (Szabo, 1974; Bignell, 1984 и др.) или модификаторов среды обитания микробов (Edwards (Ed.), 1998 и др.); роли микробов в питании животных (Стриганова, 1980; По-каржевский и др., 1984 и да.).

Актуальность настоящего исследования определяется необходимостью формулирования принципов зоомикробных взаимодействий в почве, возникающих при контакте микроорганизмов и животных в процессе питания (трофические взаимодействия) или их метаболитов (метаболические взаимодействия). Работа посвящена изучению регулятор-ных механизмов этих взаимодействий и их функциональной роли в экосистемах. Получение фундаментальных знаний в этой области необходимо для развития экологического направления, представляющего почвенный биотический комплекс как систему взаимодействующих организмов. Знание закономерностей зоомикробных взаимодействий важно для понимания того, как организованы и функционируют трофические сети в почве, а также для решения разнообразных прикладных проблем: при экологическом мониторинге, оптимизации режима питательных элементов в агроэкосистемах, контроля паразитических беспозвоночных (нематод и др.), производства вермикомпостов и многих других.

Цель исследования - разработка теоретических представлений о регуляции зоомикробных взаимодействий и их функциях в почве на основе изучения особенностей воздействия микро-, мезо- и макрофауны на микробное сообщество и роли микроорганизмов в жизнедеятельности беспозвоночных животных.

Направления исследования.

1. Определение судьбы микробных популяции (в том числе генетически модифицированных бактерий) при их пассаже через пищеварительный тракт почвенных животных - макрофауны (дождевых червей, многоножек и мокриц).

2. Оценка роли беспозвоночных в формировании микробного комплекса почвы.

3. Изучение механизмов селективного переваривания микроорганизмов животными и его роли в формировании микробного комплекса почвы.

4. Выяснение особенностей питания животных разными микроорганизмами (разработка микробиологических основ вермикомпостирования).

5. Характеристика морфологического и таксономического разнообразия микроорганизмов пищеварительного тракта беспозвоночных и их функциональной роли.

6. Оценка воздействия микрофауны и мезофауны (нематоды и микроартроподы) на состав, активность и продуктивность микробного комплекса почвы; изучение механизмов регулирующего действия этих беспозвоночных на микробный комплекс.

7. Выяснение закономерности трофического поведения хищных грибов в почве: с чем связан переход от сапротрофизма к хищничеству?

8. Исследование нематоцидной активности энтомопатогенных бацилл в почве.

Научная новизна. Зоомикробный комплекс почвы действует как единая система, во многом определяющая протекание почвенных процессов. Установлены конкретные регулирующие механизмы, возникающие при прямом взаимодействии беспозвоночных жи-

вотных и микроорганизмов или их метаболитов. Показана функциональная роль почвенных и симбиотических микроорганизмов в жизнедеятельности животных.

Пищеварительный тракт сапротрофных почвенных беспозвоночных животных, относящихся к макрофауне (диплоподы, дождевые черви), представляет собой особое местообитание микроорганизмов в почве. Экспериментально показано, что микробные сообщества пищеварительного тракта диплопод и дождевых червей состоят из специфических микроорганизмов. В этих сообществах различаются пристеночные и полостные микробные группировки. В пристеночных сообществах доминируют факультативно-анаэробные протеобактерии сем. Enterobacteriaceae и Vibrionaceae и актинобактерии. В пищеварительном тракте диплопод обнаружены аскомицетовые дрожжи. Доказана сим-биотическая природа микроорганизмов пристеночного сообщества и показана их функциональная роль. Кишечные симбионты могут служить пищей животных, участвовать в пищеварении, реутилизируя продукты обмена животного, поддерживать устойчивость кишечника к колонизации чужеродными микроорганизмами за счет продукции антибиотиков, вызывать патологические процессы, приводящие к гибели животных.

Сформулировано новое представление о переваривании микроорганизмов беспозвоночными животными, основанном на "киллерном" эффекте пищеварительной среды животных на микробные клетки. Показано, что перевариванию предшествует гибель клеток, вызываемая веществами небелковой природы, затем происходит ферментативный гидролиз с участием ферментов животного и автолитических ферментов микробов. Кил-лерное воздействие имеет мембранотропный характер. У кивсяка Pachyiulus flavipes кил-лерный фактор связан с 1б-сульфо-гидроксипальмитиновой кислотой, обнаруженной впервые. Киллерный механизм обнаружен у кивсяков Р. flavipes, Megaphyllum rossicum, Ros&iulus kessleri, мокрицы Armadillidium vulgare, у дождевых червей Lumbricus terrestris и Eisenia fétida. Установлено, что переваривание микроорганизмов животными видо- и штаммоспецифично. Пребывание в кишечной жидкости животных может вызвать у некоторых микробов последующее замедление скорости размножения. Селективное переваривание является одной из главных причин формирования трофических сетей в почвах.

На примере мокрицы А. vulgare обнаружена передача рекомбинантных и естественных коньюгативных плазмид от интродуцированных штаммов бактерий к кишечным бактериям сем. Enterobacteriaceae. Участие беспозвоночных животных в генетическом обмене по-новому ставит проблему оценки последствий интродукции в почву микроорганизмов, в том числе генетически модифицированных, и роли беспозвоночных в создании условий, благоприятных для переноса генов между микроорганизмами в почве.

Показано, что реакция почвенных микроорганизмов на активность нематод и мик-роартропод зависит от соотношения углерода и азота в питательном субстрате, потребляемом микроорганизмами. Стимуляция микробного роста и активности отмечается только в условиях лимита по доступному азоту. Установлено, что нижний предел попу-ляционной плотности животных, при котором осуществляется их регуляторное воздействие на микробный комплекс, может быть очень мал: около 10 нематод/г почвы или 10 коллембол/г опада. Реакция микробного комплекса на воздействие животных может быть быстрой (от 1 суток) и не пропорциональна количеству потребленной микробной массы, что свидетельствует о метаболической природе эффекта.

Особенности регуляторного воздействия нематод как жертв по отношению к хищным грибам проявляются в том, что эти животные являются источником физиологически активных веществ для грибов, а не их основным пищевым ресурсом. Нематоды ограничивают рост и дыхание хищных грибов и стимулируют их репродуктивную активность.

Развивается концепция регуляции зоомикробных взаимодействий, включающая трофический и метаболический механизмы. Регуляция по трофическому механизму основана на мобилизации животными питательных веществ, связанных в микробных клетках, их экскреции и высвобождению в почву (вместе с микроорганизмами, размножающимися в пищеварительном тракте). Регуляция по метаболическому механизму предполагает физиологический отклик микробов на метаболиты животных, обладающих свойствами физиологически активных веществ. Метаболический механизм объясняет многие эффекты, например, быструю реакцию микроорганизмов на воздействие нематод и мик-роартропод, не пропорциональную количеству потребленной микробной массы.

Практическая значимость. Разработан ряд оригинальных приемов экспериментального изучения зоомикробных взаимодействий в почве. Предложены способы выделения пристеночного и полостного микробных сообществ пищеварительного тракта многоножек и червей, определения киллерной антимикробной активности пищеварительной среды животных. Предложен метод определения скорости разрушения микробных клеток. Разработан прием определения нематоцидной активности энтомопатогенных бактерий. Предложена модификация метода дефаунирования почвы. Создана коллекция микробных штаммов (протео- и актинобактерий, дрожжей).

Знания о роли беспозвоночных в создании условий для генетического обмена между бактериями (в особенности с бактериями кишечной группы), важно при оценке экологической безопасности интродукции микроорганизмов в почву, что тем более актуально, если интродуцент несет признаки устойчивости к антибиотикам или патогенности.

Предложен способ повышения продуктивности культуры червей Eisenia fétida и эффективности процесса вермикомпостирования на бедных органических субстратах (отработанный шампиньонный грунт) с помощью микроорганизмов-стимуляторов роста червей (дрожжей, мицелия грибов).

У природных изолятов энтомопатогенных бацилл Bacillus thuringiensis обнаружена неспецифическая нематоцидная активность, проявляющаяся как in vitro, так и в почве, которая может быть обусловлена термолабильными агентами белковой природы. Отобранные штаммы могут быть использованы для борьбы с фитопатогенными нематодами.

Реализация результатов. Результаты исследования могут быть использованы в экологическом мониторинге, при разработке экологически безопасных биотехнологий, при изучении микробного разнообразия, при поиске микробов-продуцентов физиологически активных веществ, при оценке риска интродукции микроорганизмов в почвы. Материалы работы используются в курсах лекций "Биология почв", "Почвенные животные и их взаимодействие с микроорганизмами".

Основные защищаемые положения. В основе регуляторного воздействия беспозвоночных животных на микробный комплекс лежат несколько основных принципов.

1. Беспозвоночные осуществляют отбор микробных популяций и модифицируют микробные сообщества, пассируя пищевые субстраты через свой пищеварительный тракт. Переваривание микроорганизмов животными основано на "киллерном" эффекте; оно - видо- и шмаммоспецифично. Киллерный механизм - фактор, определяющий разнообразие трофических связей в почвах. В ряде экосистем роль макрофауны в регуляции продукционного процесса микроорганизмов существенна.

2. Кишечник беспозвоночных - специфическое местообитание в почве, отличающееся по составу и активности микробов. Функциональная роль кишечных симбионтов беспозвоночных во многом аналогична таковой у позвоночных.

3. Животные регулируют рост и активность микроорганизмов и как хищники (микро-бофаги), и как жертвы (хищные грибы-нематоды). Результат регуляции меняется от стимулирования к ингибированию при увеличении обеспеченности микроорганизмов азотом и при возрастании популяционной плотности животных выше определенного уровня. Животные меняют скорость микробной сукцессии и состав доминирующих микроорганизмов. Реакция микроорганизмов на воздействие животных может быть очень быстрой и проявляется при низкой популяционной плотности животных-хищников. И стимулирующее, и ингибирующее влияние фауны на микробный комплекс, регистрируемое в виде быстрого ответа, не пропорционально количеству потребленной микробной массы.

4. В регуляции со стороны микро-, мезо- и макрофауны много общего. Это - наличие пищевой специализации в отношении микробов; предпочтение в пищу темноокра-шенных грибов; киллерный механизм переваривания; быстрый ответ микробов на поедание (появление) животных; увеличение доли бактерий в ходе сукцессии. Общим является и то, что в основе регуляции лежат трофические и метаболические механизмы. Регуляция по трофическому механизму основана на мобилизации животными питательных веществ, связанных в микробных клетках, их экскреции и высвобождению в почву микроорганизмов, размножающихся в кишечнике. Регуляция по метаболическому механизму предполагает физиологический отклик микробов на метаболиты животных, обладающих свойствами физиологически активных веществ. Метаболический механизм объясняет быструю реакцию микробов на воздействие животных, не пропорциональную количеству потребленной биомассы.

5. Прямая регулирующая роль микро- и мезофауны во много превосходит таковую у макрофауны и сводится к активизации или подавлению отдельных микробных популяций в почве.

6. Отличительной особенностью взаимодействия микроорганизмов с макрофауной является наличие развитого микробного сообщества в пищеварительном тракте.

Место проведения работы. Работа выполнялась в период с 1987 по 2003 гг. на кафедре биологии почв факультета почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова.

Благодарности. В 1993-1994 гг. работа была поддержана Фондом Сороса и Правительства РФ (гранты NDA000 и NDA300). В 1994-1996 гг. работа была поддержана грантом Министерства Образования, Науки и Технологии Германии и грантом РФФИ N 95-04-11942а. С 1996 г по настоящее время работа поддержана грантами РФФИ N 96-04-48418, N 99-04-48000, N 02-0449049. Автор выражает благодарность своим учителям и коллегам Д. Г. Звягинцеву, B.C. Гузе-ву, И.П. Бабьевой, Т.Г. Мирчинк, Т.Г.Добровольской, Г.М. Зеновой, O.E. Марфениной, Л.М. Полянской, JI.B. Лысак, АЛ. Степанову, By Нгуен Тхань, Я.М.Рабиновичу, Е.Б. Третьяковой, Н.Ф. Рябченко, Н.Д. Романенко, A.B. Куракову, Н.А.Кузнецовой, И.Ю Чернову, П.Н. Голы-шину, В.В. Демину, А.Г. Андрееву, А.Д. Покаржевскому, Л.Г. Ягловой, Г.В. Коссовой, А.Ш. Мамилову, И.Н. Мозговой, В.Д. Мигуновой, Нгуен Д.ТЛыу, Н.И. Бабкиной, Н.В. Зинину, C.B. Левину, Г.И. Селецкому, Ю.Б. Бызовой, 3. Филину, Дж. Андерсону, X. Клаусу, О. Дил-ли за поддержку идей, выполнение отдельных разделов экспериментальной работы, техническую помощь и дискуссии.

Личный вклад автора. Автор принимал личное участие во всех этапах исследования. Ему принадлежит формулирование проблемы, постановка целей и задач, планирование экспериментов. Автор участвовал в сборе значительной части полевого материала, в выполнении экспериментальной рабогы, в обобщении и интерпретации полученных результатов, в подготовке основного числа научных публикаций, многократно выступал с научными докладами. В работе использованы материалы, полученные в соавторстве с аспирантами и студентами, проводившими исследования под руководством автора.

Апробация. Основные положения диссертации докладывались на IX, XI и XII Международных коллоквиумах по почвенной зоологии в Москве (1985 г.), в Ювяскила, Финдлян-дия (1992 г.) и в Дублине, Ирландия (1996 г); на IX Международном симпозиуме по биологии почв в Кетцхеи, Венгрия (1989 г.); на Всесоюзном совещании по проблемам почвенной зоологии в Тбилиси (1987 г.); на Всесоюзных конференциях "Биодинамика почв" в Таллине (1988 г.) и "Микроорганизмы - стимуляторы и ингибиторы роста растений и животных" в Ташкенте (1989 г.); на научном семинаре Института Гигиены почвы, воды и воздуха в Лангене, Германия (1993 г.); на Ломоносовских чтениях в МГУ (1996 и 2002 гг.); на XVIII Международном специализированном симпозиуме по дрожжам в Бледе, Словения (1997 г.); на Международном нематологическом симпозиуме в Москве (1997 г.); на Республиканской научной конференции "Состояние и рациональное использование почв республики Казахстан" в Алма-Ате (1998 г.); на II (XII) Всероссийском совещании по почвенной зоологии в Москве (1999), на заседаниях и научных семинарах кафедры биологии. На конференции, посвященной 100-летию со дня рождения E.H. Мишусти-

на в Москве (2001 г). На Международном симпозиуме "Структура и функции почвенной микробиоты" в Марбурге, Германия (2003).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 56 работ, в том в числе 32 статей, 23 -в рецензируемых журналах, 5 - в сборниках, 3 - в коллективных монографиях; 25 работ опубликованы за рубежом.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы (1-3-я главы), объектов (4-я глава), методов (5-я глава), результатов и их обсуждения (5 глав), заключения. Текст диссертации изложен на страницах и иллюстрирован 54-мя рисунками и 56-тью таблицами. Список литературы включает названий.

КРАТКОЕ СОДРЕЖАНИЕ РАБОТЫ В главах 1-3 дан обзор литературы. В главе 1 проанализированы современные представления об участии животных в почвенных процессах: модификации физико-химических свойств почвы, деструкции органического вещества, в круговороте питательных элементов и питании растений, в образовании гумуса и других. В главе 2 рассмотрены взаимодействия микроорганизмов и животных в пищевых цепях. Анализируются особенности питания животных и роль микроорганизмов как источника питания. Выявляется регуляторная роль животных в функционировании микроорганизмов, осуществляющих цикл углерода, азота и других биогенных элементов, в судьбе микробных популяций и сообществ, а также роль микробов-антагонистов в жизни животных. В главе 3 дается анализ ассоциативных связей микроорт анизмов с животными. Рассматриваются особенности пищеварительного тракта животных как среды обитания микроорганизмов. Дается таксономическая характеристика микроорганизмов кишечника.

4,5. Объекты и методы исследования

Почвы и другие субстраты Полевые и лабораторные исследования проводили с образцами следующих почв.

1. Дерново-подзолистая среднесуглинистая почва на морене под ельником-кисличником, район агробиостанции МГУ "Чашниково", Московской обл. Образцы почв отбирали с глубины 0-15 см горизонта А|.

2. Дерново-подзолистая среднесуглинистая почва на морене, отобранная на опушке смешанного леса в районе агробиостанции "Чашниково".

3. Дерново-подзолистая среднесуглинистая почва на морене под смешанным лесом, пос. Салтыковка, Московской обл.

4. Окультуренная дерново-подзолистая почва, отобранная на опытном участке Института паразитологии РАН под посадками черной смородины, Москва.

5. Дерново-подзолистая суглинистая почва на морене под мелколиственным лесом, Почвенный стационар МГУ им. М.В. Ломоносова.

6. Вермикомпосты готовили, смешивая отработанный шампиньонный грунт (верховой торф, солома, доломитовая мука, после 3-х месяцев выращивания шампиньонов) и перепрелый коровий навоз в отношении 8:2 и 1:1, а также на чистом навозе.

Микроорганизмы. Использовали различные бактерии, дрожжевые грибы и микромице-ты, изолированные из подстилок и почв различных типов, кишечника и экскрементов животных, а также музейные культуры из коллекции кафедры биологии почв МГУ.

Беспозвоночные животные. Использовали представителей почвенной микро, мезо- и макрофауны: нематод, микроартропод, диплопод, изопод дождевых червей, собранных в подстилках и почвах разных типов (табл. 1). Животных собирали в следующих подстилках и почвах.

7. Подстилка смешанного леса, дерново-подзолистая среднесуглинистая почва на морене, пос. Салтыковка, Московская обл.

8. Дерново-подзолистая среднесуглинистая почва на морене под смешанным лесом, пос. Салтыковка, Московской обл.

9. Чернозем типичный тяжелосуглинистый пылевато-иловатый на лессовидном суглинке, Курская обл.

10. Подстилка, посадки акации, чернозем обыкновенный на лессовидном суглинке, Ростовская обл.

11. Подстилка широколиственного леса (бук, дуб, граб, ясень), бурая лесная почва на красноцветной коре выветривания, Мукачево, Украина.

12. Подстилка широколиственного леса (дуб, грабинник), коричневая почва на карбонатной породе, Гурзуф, Украина.

13. Подстилка под ельником кисличником с липой, лещиной и рябиной в подлеске, слабоподзолистая почва пылевато-иловатая на покровных суглинках, Московская обл.

Принципиальная особенность работы - лабораторное моделирование зоомикробных взаимодействий с использованием разных уровней организации: организменного, попу-ляционного и уровня сообществ. Использовали микроскопические методы для морфо-метрической характеристики и подсчета микроорганизмов in vitro и in situ; метод посева - для сравнительного анализа таксономического состава и обилия микроорганизмов; BIOLOG - для идентификации бактерий; гельхроматогорафию - для фракционирования и характеристики компонентов пищеварительной жидкости животных; газовую хроматографию и полярографию - для определения дыхания микроорганизмов; радиоизотопный метод - для определения скорости переваривания и ассимиляции микробов; методы оп-

ределения микробной биомассы; методы идентификация плазмид, ДНК-фингерпринт -для изучения генетического обмена между бактериями и другие методы (табл. 2).

Таблица 1. Животные, их местообитания и почвы

Животные Местообитание Экосистемы

Многоножки: Pachyiulusßavipes C.L.Koch подстилка широколиственного леса (дуб, грабинник), коричневая почва на карбонатной породе Лесные. Гурзуф, Крым

Glomerís connexa C.L.Koch Leptoiulus polonicus Jawlowski Megaphyllum projectum (Verhoefi) Megaphyllum rossicum (Tim) подстилка широколиственного леса (бук, дуб, граб, ясень), бурая лесная почва на красноцветной коре выветривания подстилка широколиственного леса (дуб), чернозем типичный тяжелосуглинистый пылевато-иловатый на лессовидном суглинке подстилка, посадки акации, чернозем обыкновенный на лессовидном суглинке Лесные. Мукачево, Украина Курская обл.

Megaphyllum rossicum (Tim) Rossiulus kessleri (Lohm.) Лесостепь, Ростовская обл.

Мокрицы: Trachelipus rathkei (Brand) Armadillidium vulgare (Latr.) подстилка широколиственного леса (дуб, (рабинник), коричневая почва на карбонатных породах Лесные. Гурзуф, Крым

Дождевые черви: Lumbricus terrestris (L.) Lumbricus rubellus Hoffin. Aporrectodea caliginosa (Sav.) подстилка смешанного леса, дерново-подзолистая средне-суглинистая почва на морене Лесные. Московская обл.

Eisenia fétida (Sav.) вермикомпост на отходах шампиньонного производства

Коллемболы: Orchesella flavescens Bourl. Pogonognathellus flavescens Tullb. Sinella coeca (Schott) подстилка под ельником кисличником с липой, лещиной и рябиной в подлеске, слабоподзолистая пылевато-среднесуглинистая почва на покровных суглинках Лесные. Московская обл.

Folsomia candida Willem почво-грунт из-под цветов

Нематоды: Caenorhabditis elegans Maupas лабораторная культура

Таблица 2. Методы и задачи

Метод Задача

1. Сканирующая электронная микроскопия 2. Трансмиссионная электронная микроскопия Морфологическая характеристика микроорганизмов in vitro и in situ

3. Посев на селективные среды 4. ВКЛХЮ Определение таксономического состава и структуры микробных сообществ кишечника и экскрементов животных Определение жизнеспособности микробных клеток в пищеварительной жидкости

5. Метод агаровых блоков Определение антибиотической активности ак-тиномицетов

6. Гель-хроматография на сефадексе Ш-20 Фракционирование компонентов пищеварительной жидкости

7. Радиоизотопный метод Определение ассимиляции и скорости переваривания микроорганизмов

8. Газовая-хроматография 9. Полярографический метод Определение дыхания микроорганизмов

10. Метод субстрат-индуцированного дыхания 11. Метод фумигации-экстракции 12. Метод люминесцентной микроскопии Определение биомассы микроорганизмов Определение численности бактерий и длины грибного мицелия

13. Выделение плазмид, электрофорез в агарозе 14. ДНК-фингерпринт, скрещивание Изучение генетического обмена между бактериями

15. Метод Бермана 16. Метод Флега 17. Центрифугирование в сахарозе Экстракция нематод

18. Метод Тульгрена Экстракция микроартропод

Достоверность и обоснованность. Результаты были подвергнуты статистической обработке с использованием стандартных программ. Обоснованность выводов следует из трактовки достоверных результатов и сопоставления их с ранее известными данными.

6. Роль макрофауны в регуляции состава и активности микробного комплекса почв

В главе 6 анализируются особенности регуляторного действия крупных беспозвоночных: многоножек, дождевых червей и мокриц на микробный комплекс почв.

Изменения численности и структуры популяций микроорганизмов при пассаже через пищеварительный тракт животных

Регуляторное действие животных на микробный комплекс связано с эффектами, возникающими при пассаже микроорганизмов через пищеварительный тракт. При пассаже через пищеварительный тракт животных-макрофауны (дождевых червей, многоножек, мокриц и др.) возрастает обилие бактерий (Parle, 1963; другие; [3, 8]) и сокращается обилие грибов (Hanion, 1981; другие). Общая биомасса при этом падает (Паников и

др., 1984). Судьба микробных популяций при прохождении пищеварительного тракта может включать почти тотальную гибель и элиминирование, ингибирование роста, сохранение жизнеспособности, инициацию роста, размножение.

По данным люминесцентной микроскопии увеличение численности бактерий при пассаже через пищеварительный тракт кивсяка Pachyiulus flavipes и дождевого червя Eisenia fétida может составлять 2-3 раза, а по данным посева - в 10 раз [8]. При этом отношение численности, определенной при микроскопии и методом посева меньше в экскрементах, чем в корме. Это означает, что при пассаже через пищеварительный тракт животных возможен не только рост бактериальных популяций, но и активизация покоящихся клеток (табл. 3).

Таблица 3. Увеличение общей численности бактерий при пассаже через пищеварительный тракт кивсяка Pachyiulus flavipes и дождевого червя Eisenia fétida по данным люминесцентной микроскопии и посева и отношение микроскопия/посев

Вариант Микроскопия численность клеток, х Ю'/г Посев численность КОЕ, х 10*/г

R flavipes Е.fétida Р. flavipes Е. fétida

Корм' 15,6+1,3 2,3+0,32 4,9 ± 0,37 9,8 ±0,32

Кишечник 4,3 + 0,35 0,73 ±0,06 1,43 ±0,15 7,3 ±0,52

Экскременты 32 ±2,6 7,1 ± 0,6 22,3 ± 1,7 38,2 ± 3,6

Отношение численности: микроскопия/посев

Р. flavipes Е. fétida

Корм 32 2,35

Экскременты 14,3 1,86

- корм кивсяков - перезимовавший дубовый опад; червей - вермикомпост; для микроскопии п = 66, Р < 0,05, для посева п = 3-5, Р < 0,05.

Перераспределение обилия групп микроорганизмов приводит к тому, что в субстрате возрастает доля бактерий и падает доля грибов. Например, при вермикомпостировании органических отходов червями Е. fétida за 3 месяца доля грибов в комплексе уменьшалась в 4 раза, а бактерий возрастала в 4 раз (табл. 4) [6, 24,40].

Таблица 4. Модификация группового состава микробного комплекса (биомасса по методу люминесцентной микроскопии, мкг С/г) вермикомпоста, приготовленного из отходов шампиньонного производства, дождевым червем Eisenia fétida__

Микроорганизмы До компостирования: навоз с шампиньонным грунтом = 1:4 (А) Через 3 месяца компостирования с червями (Б) Б/А

Мицелий грибов 5,4 1,4 0,24

Споры грибов и 0,49 0,6 1,22

дрожжи

Мицелий 0,01 0,07 4,8

актиномицетов

Бактерии 0,04 0,13 3,0

Общая биомасса 5,8 2,2 0,38

Изменения таксономического состава микробных сообществ

Кроме изменения общего обилия при пассаже происходят структурные изменения в составе микробного комплекса. Так, в экскрементах кивсяка P. flavipes возрастает численность грамотрицательных аэробных протеобактерии (в основном, рода Pseudomonas), актиномицетов, бацилл и бактерий актиномицетной линии, при этом грамотрицательные аэробы всегда сохраняют доминирование. В экскрементах появляются грамотрицательные факультативно-анаэробные протеобактерии типичные для пристеночного кишечного сообщества (см. глава 8). В группе актиномицетов структурные перестройки при пассаже носят менее закономерный характер. Тем не менее, таксономическая структура сообщества корма всегда в той или иной степени отличается от сообщества содержимого и свежих экскрементов. Это свидетельствует в либо пользу селективного стимулирования роста, либо избирательного переваривания мицелия или спор актиномицетов разных родов. Численность отдельных видов грибов падает от 2 до 25 раз и более. Темноокрашен-ные грибы сем. Dematiaceae более подвержены выеданию животными. Численность некоторых грибов может и увеличиваться при пассаже, вероятно, за счет образования спор. Численность дрожжей меняется незначительно, но происходит полная смена сообщества. Пигментированные дрожжи Aureobasidium pullulons, Rhodotorula rubra, характерные для филопланы и свежего опада, исчезают. Некоторые виды дрожжей (например, Trichosporon cutaneum) размножаются. В экскрементах появляются новые виды, типичные для кишечника животных (см. ниже) (табл. 5) [1, 3, 7, 8, 14].

Модификация микробных сообществ при пассаже через пищеварительный тракт -это следствие отбора популяций в кишечнике. Судьбу микробных популяций определяли, скармливая чистые культуры животным. Из экскрементов кивсяка Р. flavipes были выделены доминирующие бактерии Pseudomonas sp. и Promicromonospora citrea, и отобраны клоны, устойчивые к стрептомицину. После скармливания на модельных субстратах было отмечено размножение бактерий как у кивсяков, так и у дождевых червей. Максимальную скорость роста наблюдали у псевдомонад. Время генерации в кишечном тракте у кивсяков составило 4,6 ч, а у дождевых червей- 0,7 ч (табл. 6). Такая высокая скорость роста сравнима с таковой при росте на питательных средах [8].

При пассаже через кишечник возможна практически полная (ниже предела определения методом посева) или частичная гибель микробов. Например, численность дрожжей, характерных для филопланы Rhodotorula graminis и опада Trichosporon pullulons и Candida scottii, падала в 100-10000 раз. А дрожжи Debaryomyces hansenii и Pichia guilliermondii, выделенные из кишечника животных, погибали не полностью или не погибали (табл. 7) [1,2].

Таблица 5. Структура доминирующих микроорганизмов в корме и экскрементах кивсяка РасИуш1ия Аапрез, питающегося дубовым опадом

Корм Экскременты

Микроорганизмы КОЕ x 10'/r Микроорганизмы КОЕ x 106/r

Бактерии

грамотрицательные 31.6 a* грамотрицательные аэробные 794 6

аэробные и факультативно-анаэробные

Streptomyces spp. 7.9 a Streptomyces spp._ 501 6

Bacillus sppi 6.3 a Bacillus spp. 3166

коринеподобные 2.5 a коринеподобные 251 6

Дрожжи

Candida sp. 0.32 Debrtyomyces hansenii, Torulaspora delbrueckii, Zygowilliopsis californicus [-Williopsis calofornica) 0.5

Aureobasidium pullulons 0.1 6 Pichia membranaefaciens 0.03

Rhodotorula rubra 0.05 Trichosporon cutaneum 0.016

Trichosporon cutaneum 0.01 Galactomyces geotrichum 0.01

Ciyptocoecus albidus 0.01 6 Kloekera apis 0.008

Микромицеты

Dematiaceae 2.0 a Dematiaceae 0.08 6

(mycelia sterilia, другие) (mycelia sterilia, другие)

Pénicillium spp. 0.5 a Pénicillium spp. 0.8

Cladosporium 0.16 a C. cladosporioides 0.03 6

cladosporioides

Acremonium sp. 0.1 a Acremonium sp. 0.025 6

Mucorspp. 0.05 a Mucorspp. 0.01 6

Trichoderma sp. 0.02 a Trichoderma spp. 0.01 a

Alternaría altérnala 0.00 4

* разные буквы показывают достоверные различия, п=3, Р<0,05

Таблица 6. Динамика выживания устойчивых к стрептомицину Pseudomonas sp. и Promicromonospora citrea в кристалической целлюлозе и при пассаже через пищеварительный тракт кивсяка Pachyiulus flavipes. Кивсяков содержали на целлюлозе, обогащенной чистыми культурами бактерий в количестве около 10 КОЕ/г

Время от Численность (Ig КОЕ/г)

начала опыта, Pseudomonas sp. Promicromonospora citrea

сут. Корм экскременты корм экскременты

2 8,9 а* 8,8 а 9,3 а 9,1 а

4 8,3 а 8,8 6 8,2 а 8,4 а

7 7,5 а 8,0 6 7,3 а 7,5 а

11 6,4 а 6,9 6 6,1 а 6,7 6

18 5,1а 6,2 6 4,7 а 6,0 6

25 3,5 а 4,7 6 3,5 а 4,4 6

* разные буквы показывают достоверные различия, п=3, Р<0,05

Таблица 7. Численность дрожжей в корме и в свежих экскрементах кивсяка РаскуШш ]\ау1ре$, питавшегося стерилизованной целлюлозой, обогащенной дрожжами. Каждую неделю корм обновляли, п=3

Дрожжи корм Численность дрожжей, КОЕ х 106/г экскременты

7 сут. 14 сут. 21 сут.

R. graminis 10 0,001 н.о. н.о.

Т. pullulans 6,3 0,08 н.о. Н.о.

С. scottii 93 ±16 0,5 + 0,1 3,4 ± 0,5 0,5 ±0,1

D. hansenii 15 ±4 0,2 + 0,1 9,0 ±2,3 1,6 ±0,1

Р. guilliermondii 82+10 49 ±29 45 ± 11 6,6 ± 1,3

н.о. - не определяли

Инициация прорастания спор бацилл

Пассаж через пищеварительный тракт дождевых червей Aporrectodea caliginosa почвы, обогащенной вегетативными клетками бациллы Bacillus thuringiensis, вызывал снижение общей численности бацилл. При скармливании червям почвы, инокулиро-ванной спорами, наблюдали либо падение общего титра бацилл и их спор, либо численность не менялась (табл. 8). Споры бацилл чрезвычайно устойчивы к пищеварительной среде животных (см. ниже). Поэтому уменьшение количества спор (КОЕ) при пассаже может быть не следствием их переваривания, а, наоборот, инициацией прорастания с последующей гибелью вегетативных клеток. Таким образом, в кишечнике животных возможна инициация прорастания спор. Механизм инициации не известен, но можно предположить, что пищеварительные секреты червей содержат вещества,

вещества, стимулирующие рост бактерий. Известно также, что в передний отдел кишечника червей секретируются водо-растворимые органические вещества (мукопротеины), концентрация которых затем резко падает в среднем и заднем отделах (Trigo, Lavelle, 1993). Вероятно, эти соединения инициируют прорастание спор бацилл и (или) являются субстратом для их роста.

Таблица 8. Возействие пассажа через пищеварительный тракт червей Aporrectodea са-liginoia на споры Bacillus thuringiensis var. israelensis 1-51, внесенные в дерново-подзолистую почву, обогащенную различными источниками углерода

Вариант Численность, КОЕ/г Почва Экскременты Результат

Почва общая (1,5 ± 0,2) хЮ8 (0,7±0,2)х108 элиминирование

Без добавок 2 споры (1,1 ±0,2)х108 (0,8 + 0,2)х108 в 2 раза

Почва+1% общая (5,8 ± 0,8) х107 (6,5 ± 0,1) хЮ7 численность

целлюлозы споры (4,8 ± 0,9) хЮ7 (5,4± 1,5) хЮ7 постоянна

Почва+1% общая (8,1 ± 1,8) хЮ7 (1,3 + 0,5) хЮ7 элиминирование

крахмала споры (8,1 ± 1,1) хЮ7 (1,0±0,1)хЮ7 в 6 раз

Почва+1% общая (1,3 +0,3) хЮ8 (1,1 ±0,3)х108 численность

глюкозы споры (1,2 ± 0,4) хЮ8 (1,0 ± 0,4) хЮ8 постоянна

' - даны результаты посева, произведенного через 6 суток после внесения бацилл и источников углерода; численность бацилл в момент внесения - (1,5 ± 0,2) хЮ8

2 - численность спор определяли, вычитая из общей численности КОЕ численность, полученную при высеве суспензии, прогретой при 80° 10 минут (Мишустин и др., 1979)

Трофическая деятельность дождевых червей и распределение микроорганизмов в почвенном профиле

Трофическая активность животных регулирует распределение микроорганизмов по почвенному профилю (Рис. 1). В экскрементах обитателей подстилок червей Ь гиЬеИш, которым в лаборатории скармливали разлагающиеся листья из слоя Ь подстилки дерново-подзолистой почвы, доминировали дрожжи рода Тпс1го5рогоп, являющиеся минорным компонентом в слое Ь. При пассаже через пищеварительный тракт червей эти дрожжи размножаются, и экскременты, обогащенные ими, попадают в нижний слой подстилки Р+Н. В пробах из этого слоя также доминированли Тгккозрогоп зрр. Экскременты I. ги-ЬеПш, питавшихся подстилкой, отобранной из слоя Р+Н, содержат меньше ТпсИозрогоп, чем их корм, поскольку эти дрожжи перевариваются червями в составе другого субстрата. В горизонте А) по-прежнему доминировали дрожжи рода ТпсУкщюгоп. Они, по-видимому, попадают сюда вместе с экскрементами подстилочных червей. Эти дрожжи выживают и при пассаже через пищеварительный тракт обитателей горизонта А] червей

A. caliginosa. Напротив, пигментированные дрожжи выделялись только из верхнего слоя подстилки и элиминировались при пассаже через кишечник подстилочных червей. Обитатели органо-минеральных горизонтов дрожжи рода Lipomyces выделяются из экскрементов червя A. caliginosa. Их относительное обилие в экскрементах не снижается, и они долго сохраняются жизнеспособными. Таким образом, на примере дрожжевого населения отмечены две закономерности: (1) профильное распределение микроорганизмов может быть следствием селективного элиминирования или размножения микробной популяции при пассаже; (2) судьба микроорганизмов при пассажа зависит от того субстрата, в составе которого они попадают в пищеварительный тракт животных. В результате пассаже происходит не только перемещение органического вещества в профиле, но и смена доминантов в микробном комплексе. Вклад животных в профильное распределение микроорганизмов велик, особенно в луговых экосистемах, где численность дождевых червей максимальна.

Вклад макрофауны в продукционный процесс почвенных микроорганизмов

Долговременный эффект животных на динамику микробной биомассы и продукционный процесс микробного комплекса в естественных условиях трудно оценить. Однако экстраполяция экспериментальных данных и теоретические расчеты позволяют представить тенденцию этих процессов. В опыте по вермикомпостированию отходов шампиньонного производства за счет деятельности червей Е. fétida через 3 месяца биомасса грибов упала в 4 раза, а бактерий и актиномицетов - возросла соответственно в 3 и 7 раз (табл. 4). Относительное увеличение доли бактерий при разложении растительных остатков отмечается и в присутствии микро- и мезофауны (см. ниже). Эти факты согласуются с представлениями о важной роли грибов в питании почвенных беспозвоночных (Edwards, Fletcher, 1988) и возрастании роли бактерий на поздних этапах сукцессии.

В дерново-подзолистой почве за счет роста в кишечнике дождевых червей за сезон проходит одна генерация неспороносных бактерий, а сезонная продукция бактерий в подстилке за счет их роста в кишечнике диплопод не превышает сотой доли от суммарной численности бактерий, учитываемых на МПА в лесной подстилке (Горбенко и др., 1986). Таким образом, роль червей в продукционном процессе бактерий значительно выше, чем диплопод. Если принять во внимание, что в среднем за сезон в почве сменя-

Lumbricus rubellus Aporrectodea

caliginosa nTrichosporon "Пигментированные "Лспорогенные mCryptococcus

Рис. 1. Влияние дождевых червей на профильное распределение дрожжей в дерново-подзолистой почве. L, F+H - слои подстилки; А, - гумусово-аккумулятивный горизонт почвы; Экс. - экскременты.

ется 3-25 генераций микроорганизмов (Паников, 1992), то в ряде экосистем, например, в луговых или в окультуренных почвах, где плотность дождевых червей высока, их роль в регуляции продукционного процесса микроорганизмов можно считать существенной.

Трофическая деятельность беспозвоночных (макрофауны) и генетический обмен между бактериями в почве

Следствием размножения или активизации бактерий в кишечнике может быть генетический обмен между ними. Оценка риска интродукции генетически модифицированных бактерий в почву показала, что некоторые из них долгое время выживают на растительном опаде и в почве, а, попадая в кишечник животного, размножаются. Впервые обнаружена передача рекомбинантной коньюгативной плазмиды pLV1017 от интродуцированного штамма Pseudomonas putida PaW340 (pLV1017) к диким кишечным бактериям сем. Enterobacteriaceae (Enterobacter gergovia) в результате пассажа через кишечник мокрицы А. vulgare (табл. 9) [11, 15, 47]. Также обнаружена передача естественной коньюгативной плазмиды pAMß\ между Enterococcus faecalis JH2-2 (pAMßi) и Bacillus thuringiensis var. israelensis 1-5 в вермикомпосте и экскрементах червей E.fetida [10,16]. Генетический обмен может протекать в естественных условиях с частотой, сопоставимой с таковой in vitro (2-10 х 10"5 трансконьюгантов на реципиент) [10]. Попадая в кишечник животного, штамм интродуцента имеет, кроме того, шанс приобрести плазмиду от дикого штамма. Это, в конечном итоге, может стать причиной возрастания множественной устойчивости бактерий к антибиотикам, что особенно актуально, если интродуцент несет признаки патогенности.

Таблица 9. Генотипическая и фенотипическая характеристика бактерий - возможных трансконьюгантов, выделенных из дубового опада и экскрементов животных, питавшихся кормом, обогащенным Pseudomonas stützen JM302 ipLV1013) или Р. putida PaW340 ipLVIOlT)

Источник Характеристические признаки штаммов

выделения Плазмиды Устойчивость, мг/л С 230* DNA- fingerprints BIOLOG

опад pLVI013 Rf20, Nx50, Sml5, Knl5 + JM302 Burkholderia cepacia

опад pLV1013 Rf20, Nx50, Sml5,Knl5 + Схожий с JM302 Salmonella sp., В. cepacia

экскременты, червей pLV1013 Rf20, Nx50, Sml5, Knl5 + Схожий с JM302 Alcaligenes xylosooxidans

экскременты мокриц pLVIOn Ap50, Kn50, Tc50 + не PaW340 В. cepacia

экскременты мокриц pLVIOn Ap50, Kn50, Tc50 - не PaW340 Enterobacter gergovia

* - наличие активности катехол 2,3-диоксигеназы; Rf - рифампицин, Nx - налидиксовая кислота, Sm - стрептомицин, Кп - канамицин, Ар - амгшцилин; Экс. - экскременты

7. Микроорганизмы и питание животных

В главе 7 рассматривается роль микробов в питании, механизмы переваривания микробных клеток и другие эффекты, возникающие с микроорганизмами в пищеварительном тракте животных.

Антимикробная активность пищеварительной жидкости животных

Для объяснения причин избирательной гибели микроорганизмов в кишечнике проведено тестирование антимикробной активности пищеварительной жидкости ряда животных по отношению к бактериям, дрожжам и грибам, изолированным из разных мест обитания. В пищеварительных экстрактах кивсяков Pachyiulus ßavipes, Megaphylhim ros-sicum, Ross in lus kessleri, мокрицы Armadillidium vulgare, дождевого червя Lumbricus ter-restris и виноградной улитки Helix pomatia впервые обнаружена так называемая "кил-лерная" активность. На примере эпифитных и почвенных дрожжей показано, что один и тот же микробный штамм может быть чувствителен к перевариванию одним животным и устойчив к пищеварительной жидкости другого. Это позволяет сделать вывод о различном составе киллерных веществ у животных и о том, что каждый вид животного имеет свой круг микробных жертв (табл. 10). У наиболее чувствительных штаммов более 99% клеток гибли в первые минуты инкубации в кишечной жидкости. У менее чувствительных штаммов доля жизнеспособных клеток выше, а нечувствительные штаммы не погибали в течение суток. К чувствительным микроорганизмам относятся обитатели листового опада или почвы, а к более относительно устойчивым -обитатели кишечника и экскрементов животных. Есть и абсолютно устойчивые микробы - некоторые кишечные изоляты, а также некоторые подстилочные виды (например, дрожжи рода Trichosporon ). Обнаружена видовая и штаммовая селективность киллерного эффекта [12-14, 42].

Состав и киллерная активность пищеварительной жидкости Pachyiulus flavipes

С помощью гель-хроматографии на сефа-дексе были разделены неферментативная (киллерная) и ферментативная фракции кишечной жидкости. Гибель клеток связана с активностью неферментативной (небелковой) фракции, а ферментативная, напротив, не вызывает ни быстрой гибели популяции, ни разрушения клеток. Только совокупное действие этих фракций вызывало эффективное переваривание (Рис. 2,3). Киллерная активность исчезает при разбавлении в 6 раз [12-14].

Действие кишечной жидкости и ее киллерной фракции приводит к ингибированию дыхания, разрушению органелл, отслоению цитоплазматической мембраны, разруше-

Влияние кишечной жидкости кивсякд РасЬушШз]\атре$ (6, в) и супернатанта после осаждения белков кипячением (а, г) на морфологию клеток дрожжей ЗассИаютусеч сеттае. а - контроль; № - ядро; М -митохондрия; V - вакуоль, СМ цитоплазматическая мембрана; клеточная стенка.

нию клеточной стенки (фото). Подавление роста популяций кишечных бактерий скармливанием кивсякам стрептомицина не снижало киллерной активности кишечной жидкости. На этом основании сделан вывод о том, что киллерный фактор синтезируется животным [12-14]. Масс-спектрометрический анализ показал преобладание в киллерной фракции кивсяка P. flavipes 16-сульфо-гидроксипальмитиновой кислоты - соединения, обнаруженного впервые. Киллерная фракция обладает поверхностной активностью. Разбавленная в 100 раз киллерная фракция снижает поверхностное натяжение с 72 mN/m до 42 mN/m. Это позволяет характеризовать ее как умеренный детергент (Вызов, Голышин, не опубик. данные).

Таблица 10. Киллерная активность пищеварительной жидкости кивсяков Pachyiulus flavipes (Р. f.) и Rossiulus kessleri (R. к), улитки Helixpomatia (ff. р.) и гепатопанкреатиче-ского экстракта мокрицы ArmadilUdium vulgare (A. v.) по отношению к дрожжам, выделенным из разных местообитаний

Дрожжи Источник выделения Pf- R.L A. v. Н.р.

Rhodotorula fiijisanensis растения - - ± ±

R.foliorum - - + ±

R. graminis - + +

R. glutinis - +

R. mucilaginosa - + + ±

Sporobolomyces holsaticus - + + ±

Sp. salmonicolor - + +

Metschnikowia pulcherrima - +

M. reukaufii - + + ±

Bullera piricola - - -

Aureobasidium pullulans подстилка -

Cryptococcus hungaricus д.-п. почва - + - ±

Cr. laurentii - +

Cystofilobasidium capitatum - - - +

C. infirmominiatum - + + -

Debaryomyces hansenii - + +

Torulaspora globosa +

Candida /amata вермикомпост +

Saccharomyces cerevisiae промыш. штамм - - + +

S. paradoxus экскременты +

С. scattii кишечник -

Trichosporon pullulans +

D. hansenii + + + +

T. delbrueckii »» +

Galactomyces geotrichum +

Zygowilliopsis californicus +

"+" нормальный рост; "±" рост подавлен; "-" киллерный эффект

час

о белковая + киллерная, КОЕ х белковая, прямой счет А нативная КЖ, прямой счет

* нативная КЖ, КОЕ

♦ киллерная, прямой счет ^ белковая, 8 мг/мл, КОЕ

Рис. 2. Влияние нативной кишечной жидкости кивсяка РасИушЫ Астрж, ее белковой и киллерной фракций на жизнеспособность и переваривание дрожжей Басскаготусез сегеушае.

0 20 40 60 80 МО1, мин

"•■нативная КЖ, дыхание +супернатан прогретой КЖ, дыхание *нативная КЖ, КОЕ •Чсупернатан прогретой КЖ, КОЕ

Рис. 3. Влияние нативной кишечной жидкости кивсяка РасИуш1ш и ее киллерной фракции: супернатанта, полученного после осаждения белков путем прогрева нативной жидкости при 97° С 10 мин, на дыхание и на численность КОЕ дрожжей Яасс1\аготусе^ сегешше.

Скорость разрушения и переваривания микроорганизмов в кишечнике кивсяка РаскуШм /1ю1ре$

Впервые проведена оценка скорости и степени разрушения микробных клеток по вы-14,-,

ходу из них С-меченых органических соединений под действием пищеварительной жидкости (Рис. 4). Процесс разрушения носит экспоненциальный характер. Под действием только фракции киллерных веществ из клеток высво-

14

о зо

бождается до 20% С-соединений, НО В НаТИВ- * нативная КЖ,супернатант нативная КЖ, осадок

* прогретая КЖ,супернатант' прогретая КЖ, осадок

нои пищеварительнои жидкости скорость раз-

рушения возрастает в 5 раза. Время полуразрушения клеток составляет от нескольких мин до часа, а степень разрушения достигает 80%. Выход органических веществ из клеток не обязательно связан с их гибелью. Клетки могут терять значительную часть углерода и сохранять жиз-

Рис. 4. Разрушение клеток дрожжей ЗассЫготусез сегеиЬше в нативной кишечной жидкости кивсяка РаскутЫ /ктрез и в ее киллерной фракции: супернатанта, полученного после осаждения белков путем прогрева нативной жидкости при 97° С 10 мин Показана динамика выхода 14С из клеток в раствор и остаток в осадке при 25° С (ДИ - максимальный доверительный интервал, п = 3, Р < 0,01).

неспособность на питательной среде (кишечные бактерии и дрожжи) (табл. 11) [29, 48].

Впервые показано, что пищеварительная среда может оказывать микробостатиче-ский эффект. Так, популяции симбиотических дрожжей йеЬагуотусеи ИатепИ, в отличие от не симбиотических штаммов, сохраняли жизнеспособность в пищеварительной жидкости, но образование их колоний шло с меньшей скоростью. При этом их клетки уменьшались в объеме (табл. 12).

Степень ассимиляции микроорганизмов на примере кивсяка РаскуШш/¿тре?

У представителей макрофауны эффективность ассимиляции микроорганизмов намного выше, чем мертвого растительного материала. Так, у кивсяка Р. _/7аугрет кажущаяся степень ассимиляции некоторых дрожжей достигала 73-82%, а стрептомицетов - 40-60% (табл. 13). Об эффективной ассимиляции грибов косвенно свидетельствует снижение их обилия при пассаже и практически полное отсутствие мицелия в свежих экскрементах.

Таблица 11. Время, степень разрушения и жизнеспособность микроорганизмов в кишечной жидкости кивсяка РаскуМш Ат>1ре.ч, определенные по выходу из клеток в водный раствор 14С-меченых органических соединений. Жизнеспособность определяли через 90 мин инкубации в жидкости по количеству КОЕ на сусло-агаре

Микроорганизмы Время Степень Жизне-

полуперева- разрушения, способность, %

ривания, мин %

ЗассИаготусе^ сегеу'и(ае, 13° С 65 76 < 0,001

5 сеютшае, 18° С 45 79 -

сегеунше, 25° С 15 91 -

йеЬагуотус& Иатепп 1922* 30 87 8

О. Иагаепи 1594 35 82 30

Комплекс трибов из д.-п. почвы 20 86 -

О. НапзепИ Ж107 45 81 100

комплекс бактерий из 45 75 100

кишечника Р. Аатреь

комплекс дрожжей из 40 86 100

кишечника Р. Аа^реь

* - номера штаммов, полученных из коллекции кафедры биологии почв МГУ

Таблица 12. Уменьшение размеров колоний и жизнеспособность клеток дрожжей Ое-Ьагуотусез ИатепН на сусло-агаре после 90 мин инкубации в кишечной жидкости кився-ка Раскуш1и5 /¡аугрез. Жизнеспособность определяли по числу микроколоний на 1 мкл, п=40-70. Размер колоний определяли на 2 сут.

NN штаммов Источник Уменьшение ве- Жизнеспособность,

выделения личины %

микроколонии

£>. катепи 1922 подзолистая почва +* 8

£>. катепи 1918 и + 12

£>. ИатепИ 1594 + 30

£>. катепи 391 + 45

Л катепи 2184 + 50

£>. катепи 1924 торфяник + 65

£>. катепи Ж-56 кишечник + 85

Р. /1ау1рез

В. катепи 400 д-п почва + 100

Д ИатепИ 1919 ч + 100

I). катепи 3141 рыбный корм - 100

£>. катепи ЖЮ7 кишечник Р.Аатрев - 100

£>. катепи 2562 д-п почва - 100

£>. катепи 1930 - 100

* - уменьшение зарегистрировано

Таблица 13. Численность дрожжей и актиномицетов и доля |4С в экскрементах (от активности в корме) кивсяка РасИуМиз А^реэ, поглощающего целлюлозу, обогащенную

|4С-мечеными вегетативными клетками дрожжей или мицелием стрептомицетов

Микроорганизмы КОЕ х Ю'/г % 14С

корм экскременты экскременты

1{кос1о1оги1а gí■аттк 10 а1 <0.001 б 27

Тпскозрогоп риПи!ат 6.3 а 0.08 6 20

йеЬагуотусе^ катепИ 126.0 а 7.9 6 18

8пер1отусе$ рвеис1о&15ео1ш 25.1 а 100.0 6 40

5. саИ/огпкиз 31.6а 63.16 52

- достоверны различия только между значениями, помеченными разными буквами в одном и том же ряду (п=3, Р<0.05).

Механизм переваривания представляется следующим. Микробные клетки, попадающие в пищеварительный отдел кишечника, быстро погибают под действием киллер-ных веществ, вызывающих деструктурирование мембран. Нарушается барьер проницаемости, и в раствор выходит содержимое цитоплазмы; гидролиз клеточного материала осуществляют вместе автолитические ферменты микробной клетки и ферменты живот-

ного. Механизм сходен с описанным для позвоночных индуцированным автолизом, согласно которому жертва как бы обеспечивает собственное переваривание, индуцируемое веществами пищеварительного тракта хищника (Уголев, Цветкова, 1984). Такой механизм, по-видимому, существует у всех беспозвоночных. Известно, например, что хищные членистоногие парализуют и убивают свою жертву ядами, а переваривание осуществляется вне кишечника (внекишечное пищеварение). Другой аргумент в пользу этого механизма - высокая скорость протока бактерий через кишечник микрофауны, которая у нематод составляет несколько минут. При такой скорости для эффективного переваривания необходим механизм, аналогичный индуцированному автолизу.

Таким образом, судьба микроорганизмов в пищеварительном тракте разнообразна. Это может быть полная гибель, ингибирование роста и потеря значительной части содержимого (углерода) (с сохранением жизнеспособности), инициация прорастания спор, нормальный рост и развитие, размножение выживших транзитных организмов, генетический обмен (табл. 14). К главным причинам этих событий следует отнести различную реакцию микроорганизмов на биологическую активность среды кишечника и способность выживших микробных клеток к росту и активности в нижних отделах кишечника [31]. Факторы, действующие со стороны животных, можно разделить на трофические (появление доступных пищевых ресурсов в кишечнике, рост на мертвых микробных телах), и метаболические (киллерные вещества, микробостатический и активизирующий эффект пищеварительной среды, антагонистическая активность кишечных симбионтов).

Таблица 14. Реакция микроорганизмов на пребывание в пищеварительном тракте почвенных животных

Реакция Пример

1. Элиминирование 2. Быстрая гибель с высвобождением до 90% С-меченых соединений Многие почвенные и подстилочные микроорганизмы (диплоподы, изоподы, дождевые черви) Не симбиотические аскомицетовые дрожжи Debaryomyces hansenii (кивсяк Р. flavipes)

3. Ингибирование роста (микробостазис) с сохранением жизнеспособности Симбиотические кишечные аскомицетовые дрожжи D. hansenii (кивсяк Р. flavipes)

4. Сохранение жизнеспособности у большинства клеток и высвобождение до 80% 14С-меченых соединений Бактериальные симбионты кишечника Симбиотические кишечные аскомицетовые дрожжи D. hansenii (кивсяк Р. flavipes)

5. Инициация прорастания Споры Bacillus thuringiensis (кивсяк Р. flavipes)

6. Нормальный рост и развитие Кишечные симбионты (диплоподы, изоподы, дождевые черви)

7. Размножение выживших транзитных клеток Pseudomonas spp., Promicromonospora citrea, Trichosporon sp. (диплоподы, дождевые черви)

8, Генетический обмен Pseudomonas putida pL V1017 (мокрицы)

Уровень потребления у животных (на примере дождевых червей)

Уровень потребления у представителей микор- и макрофауны сильно различается. По данным Б.Р. Стригановой (1980) дождевые черви Lumbricus terrestis потребляют до 27 мг опада (лещина, вяз, ольха)/г сухой массы в сутки; a Aporrectodea rosea и A caliginosa соответственно до 200 и 400 мг навоза или 1500 и 1000-2000 мг почвы, обогащенной органикой/г биомассы в сутки. Биомасса микроорганизмов может достигать 10 мг С/г в навозе и подстилке (Мирчинк, 1988), 6 мг С/г - в компостах [6] и до 1 -1,5 мг С/г - в почве, обогащенной органикой [16J. Таким образом, дождевые черви с почвой могут потребить до 1,5-3 мг Смикроб/г сухой массы в сутки, с опадом - до 270 мкг Смикр„о/г сут., а с навозом - до 2,5 мг Смикр0б /г сут. За счет высокой скорости потребления и обмена и эффективности ассимиляции микробов, достигающей 85%, значительное количество питательных элементов, связанных в микробной массе, возвращается в пищевые цепи. Представители микро- и мезофауны потребляют значительно больше микробов. Так, бактериоядные нематоды способны в сутки потребить массу бактерий, равную удвоенной массе их тела (Ferris et al., 1997), а грибоядная коллембола Folsomia candida при массе около 10 мкг С/особь в период размножения съедает в сутки коло 6 мкг С гриба Cladosporium cladosporioides (см. главу 9). Эти ориентировочные расчеты показывают, что уровень потребления микробной биомассы сильно отличается у разных представителей почвенной фауны, причем чем меньше животное, тем выше уровень потьребления.

Микроорганизмы как пища животных (микробные добавки и производство верми-компостов)

По способу питания среди почвенных беспозвоночных выделяют микрофитофагов (потребителей микроорганизмов) и фитосапрофагов (потребителей живых и разлагающихся растений, детрита, экскрементов и жидких продуктов разложения) (Стриганова, 1980). Однако принципиальной пищей и специализированных микробофагов, и сапрофа-гов, включая представителей крупной фауны - червей, диплопод и мокриц, являются микроорганизмы: грибы, простейшие и бактерии. Этому есть ряд прямых и косвенных доказательств. Животные не поселяются на свежем растительном опаде (основная гипотеза - наличие репеллентов в составе растительных тканей) (Martin, Daniels, 1963). Животные не способны к деполимеризации структурных растительных полимеров, которые преобладают в почвенном органическом веществе (Паников и др., 1985; Варне и др., 1992). Целлюлазная активность, обнаруживаемая в экстрактах из пищеварительного тракта почвенных животных, очень низка (Siepel, de Ruiter-Dukman, 1993; Lattaud et al., 1998). Животные облигатно зависят от микроорганизмов как источника незаменимых аминокислот, которые сами синтезировать не могут (Бигон и др., 1989), а в почве ресурс аминокислот сосредоточен в микробной биомассе (Покаржевский и др., 1984).

Таким образом, микроорганизмы - важный источник пищи почвенных беспозвоночных животных. Материал микробных клеток может поступать в пищу экзогенно - с кормом и эндогенно - за счет использования метаболитов микробных симбионтов, реутилизации продуктов обмена животного и микробных тел.

Теоретически микроорганизмы могут быть основным источником углерода для животных. 0,01-0,1% (до 1 мг С/г - в почве) и до 1% (до 10 мг С/г - в подстилке) общего углерода может быть связано в микробной биомассе (Звягинцев, 1987). Поскольку биомасса животных на 1-2 порядка ниже, микробная биомасса должна обеспечивать продукцию животных. Но в почве, подстилке и, особенно, в свежем опаде много растворимого органического вещества: моно- и олигосахара, аминокислоты, белки и др.(более 100-200 мкг С РОВ в дерново-подзолистой почве [16]), которое тоже может быть источником углерода. Однако эти соединения образуются в том числе и в результате деятельности микроорганизмов и их экзоферментов. Следовательно, существует и прямая, и косвенная роль почвенных микроорганизмов в углеродном питании животных.

Перевариваемые микроорганизмы -главный источник азота и незаменимых аминокислот для животных (Покаржев-ский и др., 1984), но они также необходимы как источник физиологически активных веществ. Только при определенном наборе микробов в корме возможен нормальный рост и развитие животных. Так, небольшие добавки живых дрожжей Candida famata или Geotrichum candidum увеличивали скорость роста, созревания, а также репродукцию червей Eisenia fétida, причем живые дрожжи были эффективнее мертвых (Рис. 5). Таким образом, наряду с выделенными ранее категориями питательных, плохо перевариваемых и токсичных микробов следует выделять микроорганизмы-стимуляторы. Результаты этих исследований были использованы для разработки способа повышения продуктивности вермикультуры червей Е. fétida на бедных органических отходах - отработанном шампиньонном грунте [6, 24,40].

Рис. 5. Влияние живых дрожжей Candida famata и Geotrichum candidum на рост червей Eisenia fétida в смеси навоза и шампиньонного грунта (1:4). В верхнем углу - динамика численности дрожжей С. famata после однократного внесения в смесь (Р<0,01, п=5). Дрожжи вносили в концентрации 2 мг/г субстрата (расчет на сухую массу).

8. Микробные сообщества, ассоциированные с пищеварительным трактом животных: состав и функции

В главе 8 дается характеристика микробных сообществ пищеварительного тракта дождевых червей и диплопод. Приводятся доказательства симбиотической природы этих сообществ, анализируется функциональная роль кишечных микроорганизмов.

Одним из проявлений регуляторной роли беспозвоночных в отношении микробного населения можно считать установление и поддержание ассоциаций с микроорганизмами. Ранее из кишечника почвенных беспозвоночных были выделены энтеробактерии родов Klebsiella, Escherichia, Enterobacter, Plesiomonas (диплоподы, личинки бибионид) (Szabo, 1974; Ineson, Anderson, 1985); Enterobacter (изоподы) (Griffiths, Wood, 1985); бактерии сем. Vibrionaceae (дождевые черви) (Contreras, 1980). Однако до начала настоящего исследования (1987 г.) не было доказано, что эти бактерии составляют симбиотическое сообщество. В данной работе приводится ряд доказательств в пользу наличия у почвенных беспозвоночных животных, относящихся к группе макрофауны (дождевых червей, многоножек) микробных симбионтов в пищеварительном тракте.

Морфологическое разнообразие микроорганизмов пищеварительного тракта беспозвоночных (макрофауна)

Впервые с помощью сканирующего электронного микроскопа показано, что поверхность эпителия и кутикулы отмытых от остатков содержимого стенок кишечника диплопод Р. ßavipes, G. соппеха и L. polonicus колонизирована бактериями разных мор-фотипов (всего более 20). Среди них: очень мелкие кокки (менее 0,2 мкм в диаметре), палочки, изогнутые формы, кокки, V-образные, похожие на коринеформные бактерии и мицелий актиномицетов. Бактерии распределены неравномерно и в виде микроколоний. Численность клеток в микроколонии может достигать нескольких тысяч, а во всем кишечнике - 108-109 клеток. Она увеличивается от переднего к заднему отделу [3, 7]. Наличие большого разнообразия морфотипов бактерий предполагает и большое таксономическое разнообразие, которое не всегда можно выявить методом посева.

В кишечнике диплопод Megaphyllum rossicum, M. projectum, Glomeris соппеха, Pachyiulus ßavipes, Leptoiulus polonicus были обнаружены дрожжи. Морфология клеток очень однородная, похожая: овальные почкующиеся в нескольких направлениях клетки, округлые сумки, внутри некоторых видны аскоспоры. Дрожжи встречаются и в среднем, и в заднем отделах пищеварительного тракта, однако максимальная их плотность - в заднем отделе кишечника. Численность дрожжей по прямому счету может достигать 105 клеток на кишечник. При патологии у диплопод (см. ниже) отмечается массовое развитие дрожжей на поверхности кишечного эпителия в среднем отделе и даже в переднем отделе кишечника.

Важно отметить, что при близкой численности плотность заселения кишечника на 1-2 порядка выше, чем поверхности почвенных частиц.

Таксономический состав и структура пристеночного и полостного микробного сообществ пищеварительного тракта

По данным посева в "пристеночном" сообществе диплопод и червей абсолютно доминируют представители факультативно-анаэробных протеобактерий семейств Entero-bacteriaceae и Vibrionaceae, населяющие внутреннюю поверхность эпителия и кутикулы всех отделов кишечника. Их численность по посеву максимальна в заднем отделе и достигает 108 КОЕ/г кишечных тканей. Встречаются стрептомицеты, бактерии актиноми-цетной линии группы Promicromonopora-Oerskovia. Их доля по данным посева составляет примерно по 15%. Из кишечника диплопод выделяются актиномицеты редких родов -Micromonospora, Actinomadura, Streptoverticillium, Streptosporangium. Часть из них - обитатели кишечника, другие - транзитные виды.

Экспериментально доказано, что "пристеночное" кишечное сообщество стабильно при смене режимов питания (в том числе при голодании), в разные сроки анализа и при содержании животных при 4° С. Наличие у диплопод перитрофической мембраны помогает отделить собственно "пристеночное" сообщество от "полостного". Перитрофическая мембрана представляет собой постоянно образующийся хитиновый чехол, покрывающий пищевой комок при его продвижении по кишечнику. Она не проницаема для микроорганизмов, частиц детрита и почвы (размер пор около 0,05 мкм), но проницаема для растворов, образуется на границе переднего и среднего отделов и разрушается - в заднем отделе. На этом основании микроорганизмы, обнаруживаемые в среднем отделе, следует считать истинными кишечными. В "полостном" сообществе, т.е. сообществе пищево1 о комка, нет абсолютных доминантов. Оно представлено транзитными видами бактерий, часть которых размножается, проходя кишечник. Его состав во многом определяется составом бактерий в пище (табл. 15,16) [3,4, 7, 8,28, 29].

В кишечнике диплопод впервые обнаружены дрожжи. Численность их достигает 104 клеток на кишечник или 105/г кишечных тканей. Дрожжевые клетки сосредоточены в заднем отделе. Из среднего отдела периодически могут быть выделены те же виды, но их численность намного меньше, чем в заднем отделе. Максимальное количество видов (22) выделено из кишечника кивсяка Р. flavipes. Подавляющее большинство штаммов являются аскомицегами и их анаморфами. Наиболее многочисленны - Debaryomyces hansenii (45 шт.), Torulaspora delbrueckii (25 шт.), Zygowilliopsis califomicus (13 шт.), Pichia mem-branaefaciens (16 шт.), Zygosaccharomyces rouxii (8 шт.), Geotrichum geotrichum (7 шт.), Candida norvegica (30 шт.). В сообществе дрожжей доминирует группа морфологически сходных дрожжей D. hansenii, Т. delbrueckii, Z. califomicus - "DTZ". К числу частых видов относятся Р. guilliermondii, C.famata (совершенная стадия - D. hansenii), С. ingens, С. friedrichii, Cryptococcus albidus, Trichosporon pullulans, Tr. beigelii [1,2].

Таблица 14. Бактерии кишечника и экскрементов дождевого червя Eisenia fétida

Источник выделения Бактерии

Стенки кишечника-'поистеночное сообщество Klebsiella pneumonia, Erwinia sp., Plesiomonas sp., Aeromonas sp., Bacillus subtilis-pumilus

Содержимое кишечника - "полостное сообщество" Pseudomonas sp., Alcaligenes sp., Acinetobacter sp., Promicromonospora sp., Arthrobacter sp., Streptomyces sp., Bacillus sp.

Экскременты Pseudomonas sp., Alcaligenes sp., Promicromonospora sp., Streptomyces sp., Bacillus sp., Vibrio sp. Arthrobacter sp.

Прямые доказательства симбиотической природы кишечных бактерий и дрожжей следующие: (1) они сохраняются на поверхности кишечных тканей после многократной промывки водой, т.е. прикреплены к ним; (2) не встречаются в корме животных; (3) относительно устойчивы к перевариванию; (4) кишечное сообщество устойчиво к смене режимов питания и содержания животных. Косвенным доказательством являются также особенности физиологии этих организмов. Доминирующие бактерии относятся к факультативным анаэробам, не являющиеся активными гидролитиками (например, не способны гидролизовать целлюлозу). Кишечные дрожжи характеризуются узким спектром ассимиляции и бродильным метаболизмом, что косвенно свидетельствует о богатстве простых углеводов и факультативно-анаэробных условиях в кишечнике диплопод. Наиболее важным аргументом в пользу симбиотической природы кишечных микроорганизмов следует считать наличие у них определенных функций в организме хозяина.

Таблица 15. Бактерии кишечника и экскрементов кивсяка Pachyiulusßavipes

Источник выделения Бактерии

Стенки кишечника -"пристеночное сообщество" Klebsiella pneumonia, Enterobacter cloacae, Plesiomonas sp., Promicromonospora citrea, Streptomyces chrysomallus, S. Candidus, StreptoverticiUium spp, Micromonospora spp, Bacillus spp

Кишечная жидкость Salmonella subsp., Alcaligenes xylosooxidans, Burkholdena cepacia, Pseudomonas fluorescens

Перитрофическая мембрана Enterobacter cloacae, S. badius, S. fluorescens, S. xanthocidicus, S. filamentosus

Содержимое кишечника - "полостное сообщество" Pseudomonas sp., Flavobacterium sp., Promicromonospora sp., Rhodococcus sp, Bacillus spp, S. carpati-cus, S. griseolus.S. pseudogriseolus, S. paucidiastaticus, S.felleus, S chrysomallus, S. aburaviensis, S. nitrosporeus, S globisporus, S. pluricolorescens, S. longisporoflavus, S. echinatus Streptosporangium albidum, Micromonospora spp., Actinomadura spp

Экскременты Pseudomonas sp., Ps. phenoxinium, Pr. citrea, Burkholdena cepacia, Enterobacter gergovia. Salmonella subsp, A. xylosooxidans, Flavobacterium sp, Streptomyces spp.. Bacillus spp., StreptoverticiUium spp, Streptosporangium spp., Micromonospora spp.. Actinomadura sp.

Симбионтное пищеварение

Функции микроорганизмов кишечника беспозвоночных связаны, во-первых, с явлением симбионтного пищеварения. Однако среди доминирующих бактерий нет способных гидролизовать основные растительные полимеры: целлюлозу, гемицеллюлозу, пектин. Тем самым их участие в непосредственном разложении остатков не возможно. Однако бактерии из сем. Enterobacteriaceae и Vibrionaceae обладают протеолитической активностью. Из пищеварительного тракта диплопод выделены бактерии с миколитической активностью [2], которые, по-видимому, завершают процесс переваривания убитых грибов в заднем отделе кишечника. Также косвенное свидетельство наличия хитинолитической активности - рост бактерий на остатках перитрофической мембраны [3]. Таким образом, функциональная роль кишечных бактерий в процессе симбионтного пищеварения - скорее утилизация мертвых микробных тел, чем растительных тканей.

В кишечнике беспозвоночных велика концентрация глюкозы. В кишечной жидкости среднего отдела кивсяка Pachyiulus flavipes она составляет 6,0 ммоль/л, а в заднем отделе 12,7 ммоль/л. В кишечной жидкости кивсяка Rossiulus kessleri концентрация глюкозы - 7,1 ммоль/л, а в экстрактах гепатопанкреатических желез мокрицы Armadil-lidium vulgare - 8,4 ммоль/л. В верхнем отделе пищеварительного тракта червя Lumbri-cus rubellus концентрация глюкозы особенно высока - 58 ммоль/л. Для сравнения, в дерново-подзолистой почве концентрация глюкозы ниже 1 ммоль/л (или менее 40 мкг/г). Таким образом, концентрация глюкозы в пищеварительном тракте животных скорее сравнима с условиями питательных сред, чем с почвой. Это дает основание предположить, что в кишечнике животных идет активный гидролиз углеводсодержащих ди- и олигомеров растительного и микробного происхождения [Вызов, не опублик. данные].

Симбионтное питание

Микробы кишечника могут участвовать в симбионтном питании животного-хозяина. Так, некоторые дрожжи - обитатели заднего отдела кишечника диплопод, не встречающиеся в их корме, выделялись из среднего отдела кишечника. Это дало основание предположить, что в периоды голодания диплоподы могут использовать в пищу эти дрожжи, которые, подаются в пищеварительный отдел за счет антиперистальтического движения. Кишечные микроорганизмы реутилизируют продукты обмена животных. Дрожжи, выделенные из диплопод, способны расти на мочевой кислоте (конечном продукте азотного обмена) как на единственном источнике азота (табл. 16) [2], а актиноми-цеты, обитающие в заднем отделе, заселяют остатки хитиновой перитрофической мембраны, выбрасывающиеся в задний отдел кишечника [3].

Тела самих кишечных микроорганизмов могут служить источником питания животных. Так, в периоды искусственного голодания (питания сгерильной целлюлозой) кивсяки могут использовать в пищу дрожжи, обитающие в заднем отделе кишечника, которые подаются обратно в пищеварительный отдел за счет антиперистальтического движения кишечника и там перевариваются. Это доказывается тем, что дрожжи Debaryomy-

ces hansenii, Torulaspora delbrueckii, Zygowilliopsis californicus не выделяются из опада, но выделяются из среднего (пищеварительного) отдела кишечника [2]

Таблица 16. Рост дрожжей, ассоциированных с диплоподами, на среде с мочевой кислотой как единственном источнике углерода, азота и углерода и азота и их способность гидролизовать мочевую кислоту

Дрожжи мочевая кислота как источник углерода азота углерода и азота

рост гидролиз рост гидролиз рост гидролиз

Debaryomyces hansenii - - + - - -

Zygowilliopsis californicus ± - + - ± -

Torulaspora delbrueckii + - + - - -

Pichia membranaefaciens - - + - - -

Pichia guiliermondii ± - + - + -

Kloeckera apis - - + - - -

Trichosporon cutaneum - - + + - -

Tr. cutaneum + + + + + +

Tr. pullulons ) - - + - - -

Geotrichum candidum - - + - - -

- роста или гидролиза мочевой кислоты нет; + активный рост и гидролиз мочевой кислоты (зоны просветления в агаре); ± рост задержан; зона лизиса в среде = "гидролиз"

Антагонистические свойства актиномицетов, ассоциированных с кишечником и экскрементами животных (устойчивость к колонизации)

Микробные симбионты, вероятно, могут повышать устойчивость кишечника к колонизации чужеродными микроорганизмами за счет образования антибиотических веществ. Показано, что кишечные изоляты актиномицетов обладают более высокой антибиотической активностью по отношению к тест-культурам бактерий, чем почвенные ак-тиномицеты. Причем они более активны по отношению к грамположительным бактериям, чем к грамотрицательным (табл. 17,18). Грамположительные бактерии представляют минорный компонент кишечной микрофлоры, и конкуренция с ними для актиномицетов должна быть более важна, чем с доминантами - грамотрицательным и бактериями [9].

Таблица 17. Антагонистическое действие актиномицетов, ассоциированных с дерново-подзолистой почвой и животными, против бактерий. Дана встречаемость случаев (%), когда актиномицеты образовывали зону подавления роста бактерии радиусом более 5 мм

Актиномицеты, ассоциированные

Бактерии, с почвой с червями с кивсяками

ассоциированные (4 штамма) (8 штаммов) (6 штаммов)

с почвой (5 штаммов) 0 2,5 0

с червями (8 штаммов) 0 0,8 6,3

с кивсякам (8 штаммов) 0 6,3 12,5

Таблица 18. Антагонистическое действие актиномицетов, ассоциированных с почвой и беспозвоночными, на грамположительные (Г+) и грамотрицательные (Г-) бактерии. Дана встречаемость случаев (%), когда актиномицеты образовывали зону подавления роста бактерии радиусом более 1 мм

Актиномицеты, ассоциированные

Бактерии, с почвой с червями с кивсяками

ассоциированные (4 штамма) (8 штаммов) (6 штаммов)

Г+ Г- Г+ Г- Г+ Г-

с почвой (1:3)* 25 25 13 20 25 38

с червями (1:7) 75 20 5« 18 50 23

скивсяками (4:4) 38 13 34 23 46 23

* соотношение числа штаммов Г+ и Г- бактерий, испытанных в эксперименте.

Дрожжи как патогены беспозвоночных

Кишечные симбионты могут вызвать гибель животных. Это показано на примере дисбиозов, вызываемых дрожжами РкМа ШкгтогиШ - типичных обитателей кишечника диплопод 01отет соп-пеха (Рис. 6). Эти дрожжи были выделены из больных животных и скормлены здоровым особям в составе кристаллической целлюлозы. Гибель животных наступала при заселении дрожжами всех отделов кишечника и при плотности дрожжей не менее 105 КОЕ/г кишечных тканей [2, 38]. Аналогичные дисбиозы были также зафиксированы у диплопод I. ро!отси$ и М. рщесшт, содержащихся долгое время (3-6 месяцев) в лабораторных условиях: в эксикаторах на несменяемом опаде. С помощью сканирующего электронного микроскопа в кишечнике мертвых особей обнаружены дрожжи, заселяющие все отделы кишечника [2, 38].

9. Роль микро- и мезофауны в регуляции динамики популяций, состава и активности микроорганизмов в почве

В главе 9 выясняется функциональная роль микро- и мезофауны (нематод и микро-артропод) как регуляторов микробного комплекса. Вскрываются механизмы регуляции.

Главная особенность регулирующего влияния микро- и мезофауны (нематод и мик-роартропод), в отличие от макрофауны, связана с тем, что уровень потребления микробной биомассы у мелких беспозвоночных в сотни раз больше, чем у крупных. С учетом же

Рис. 6. Численность дрожжей в кишечнике многоножки СЛотеш соппеха, питавшейся кристаллической целлюлозой, обогащенной дрожжами Рк/аа ^Икегтопйи. К - контроль (стерильная целлюлоза); Концентрация дрожжей: I - 10*/г; II - 5 X 106/г; III - 107/г; IV - 108/г.

большей численности вклад нематод и микроартропод в регуляцию микробного комплекса намного выше. Обычно его связывают с трофическим механизмом, т.е. с мобилизацией питательных элементов в процессе питания микробными клетками (Anderson et al., 1998). Но появились также данные о том, что эти животные могут вызывать реакцию микроорганизмов по механизму, не объясняемому только трофическим взаимодействиям, а связанному с метаболическим механизмом, а именно - с воздействием выделений животных, регулирующих активность микроорганизмов (Hedlund et al., 1991). Таким образом, регулирующая роль животных по отношению к микробному комплексу должна рассматриваться с позиций и трофических, и метаболических механизмов.

Влияние бактериоядной нематоды Caenorhabditis elegans на рост и развитие немато-фагового гриба Arthrobotrys oligospora

Все описанные выше примеры регуляции со стороны животных основаны на том, что животные располагаются на более высоком уровне трофической пирамиды, и, следовательно, регуляторные механизмы так или иначе связаны с процессом питания животных микроорганизмами. Однако в почве возможны случаи, когда животные выступают регуляторами микроорганизмов как объекты их питания. Наиболее яркий пример такого взаимодействия - хищные нематофаговые грибы. Хищные грибы способны к существованию за счет мертвого органического вещества, но при определенных условиях могут ловить живых нематод. Об экологии этих грибов известно очень мало. В частности, не ясно как изменяется стратегия поведения, развитие и активность этих грибов при взаимодействии с нематодами. Из-за этого результаты использования хищных грибов для борьбы с фитопаразитическими нематодами часто трудно предсказуемы. Гипотезы, объясняющие хищничество, сводятся к вопросу, являются ли нематоды основным или дополнительным источником питания для грибов.

Показано, что рост хищного гриба Arthrobotrys oligospora Fres. Al 8 в почве сопровождается ловлей им нематод, а нематоды стимулируют прирост мицелия гриба, но только при плотности популяции не более 10-50 особей/г. При более высокой плотности, напротив, наблюдается снижение прироста мицелия по сравнению с вариантом без нематод (табл. 19) и дыхания гриба на 25-35% [22]. Если считать, что нематоды - основной ресурс питания гриба, то согласно правилу экологической пирамиды масса жертвы должна быть выше, чем приросшая биомасса хищника. Однако это не выполняется. Это означает, что прирост мицелия осуществляется за счет почвенного органического вещества, а тела нематод представляют дополнительный источник питания. Аналогично, при отсутствии лимитации по доступному углероду и азоту нематоды также ограничивали вегетативный рост гриба (Рис. 7).

Таблица 19. Прирост мицелия АгЛгоЬоНуя о^о5рога в дерново-подзолистой почве, не обогащенной органическим веществом, на 30-е сутки в зависимости от количества нематод СаепогИаЬЛ^ е^агк

Вариант опыта Прирост мицелия, Биомасса Масса добавлен-

м/г почвы мицелия, ных нематод1,

мкг С/г почвы мкг С

Контроль 3,3 4,8 0

10 нематод/г 7,8 12 0,104

50 нематод/г 4,5 6,8 0,520

100 нематод/г 2,4 3,6 1,04

1000 нематод/г 1,8 2,8 10,4

' - для расчета использовали среднюю сухую массу одной бактериоядной нематоды 26 нг (40% углерода) (Griffiths, Caul, 1993).

контроль 10 нематод/г 1000 нематод/г

12 14

Рис. 7. Динамика длины мицелия Arthrobotrys oligospora, внесенного в виде конидий в стерилизованную дерново-подзолистую почву, обогащенную мукой люцерны, в присутствии нематоды Caenorhabditis elegctns и бактерии Micrococcus sp (n=3).

30

3 20

10

контроль -10 нематод/г ' 1000 нематод/

6 8 10 недели

Рис. 8. Удельная продукция конидий АпИгоЬо!^ о!^озрога в дерново-подзолистой почве, обогащенной мукой люцерны, в присутствии нематоды CaenorhabdltlS е1е%ап$.

Другой особенностью реакции хищного гриба на взаимодействие с нематодами является увеличение удельной продукции конидий - отношения количества конидий к длине мицелия, которое наблюдали и при лимите углерода и азота, и без лимита (Рис. 8).

Наиболее перспективной идеей, объясняющей переход грибов к хищничеству, представляется предположение о том, что хищная стратегия связана с неспособностью гриба синтезировать необходимые соединения или потреблять их из среды. Эта гипотеза подтверждается экспериментом, в котором на средах, содержащих набор аминокислот и витаминов, А. оЩоврога не проявлял нематофаговой активности (табл. 20).

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА С. Петербург « ОЭ МО акт

Таблица 20. Влияние состава питательной среды на нематофаговую активность и интенсивность образования конидий у АгЛгоЬо1гух о1щоарога. Гриб выращивали из конидий -60 + 15 шт./стекло. Нематофаговую активность оценивали на 3-е сутки, нанося 200-300 нематод на поверхность колонии гриба, п = 10, Р < 0,05

Среда Число ловчих Пойманные Интенсивность

органов/100 мм2 нематоды/100 мм2 образования

Кольца Сети Живые Мертвые конидий

Голодный агар 41 ±11 1400 ±235 0 83 ±23 +

Углеродная 35 ±49 174 ±47 47 ±7 94 ±15 ++

основа1

Среда Чапека 19±3 7± 13 3 ± 6 14 ± 17 +

Картофельный агар 0 0 0 0 +

Азотная основа2 0 0 0 0 ++

Сусло-агар 0 0 0 0 +++

Углеродно-азотная 0 0 0 0 +++

основа3

Среда Чапека с ДЭ4 0 0 0 0 +++

' - глюкоза, набор витаминов и аминокислот (L-гистидин, DL-метионин, DL-триптофан), макро- и микроэлементы; 2 - сернокислый аммоний, набор витаминов и аминокислот, макро- и микроэлементы; 3 - глюкоза, сернокислый аммоний, набор витаминов и аминокислот, макро- и микроэлементы;4 - ДЭ - дрожжевой экстракт.

Таким образом, наиболее вероятно, что реализация хищничества нематофаговым грибом регулируется физиологически активными веществами, получаемыми от нематод. При этом у хищного гриба снижается сапротрофная активность и сокращается период завершение цикла развития за счет более эффективного образования конидий [20-22, 52].

Влияние комплекса почвенных нематод и микроартропод на состав и активность микробного комплекса

Одна из главных функций животных - регуляция разложения органического вещества. Оценка участия животных в разложении и их вклада в продукционный процесс микроорганизмов даже более сложна, чем сама проблема изучения микробной продукции в почве. Дело в том, что кроме измерения in situ микробной продукции, необходимо корректно отделить роль животных. Для элиминирования животных широко применяют разнообразные методы дефаунирования. Однако важно, чтобы изменения в комплексе в результате дефаунирования были минимальными. Нами был модифицирован известный метод влажного прогрева (Wright et al., 1989). Образцы дерново-подзолистой почвы, отобранные из горизонта Ai под смешанным лесом, прогревали при 55° С в течение 5 ч без

менялись микробиологические свойства: содержание микробной биомассы, интенсивность дыхания (в течение 11 сут.), функциональное разнообразие микробного комплекса, определявшееся по дыхательному отклику в ответ на внесение ряда органических веществ, а также содержание водорастворимого органического вещества. Для контроля корректности выводов из экспериментов с дефаунированием проводили ре-фаунирование одной из порций дефаунированной почвы и измеряли соответствующие параметры

- стимуляция

„общая биомасса

г\оддвп$нщ

грибы

значительной потери влажности (не более 7% от исходной). В результате дефаунирова-ния численность нематод и микроартропод поддерживалась на уровне, близком к нулю, в течение 3-х недель. При этом не

+100

5 +50" я +25' '§ 0" я -25"

I -50" ё+юо

+10р +75 +50 +25 0

-25 -50

а

а- +75

+50 5 +25 ё 0 £ -25 -50

бактерии

0 4 8 12 16 20 24 — сут. крахмал

+100 +75 +50 +25 - 0 -25 -50

срибы: иактерии

0 4 8 12 16 20 24 сут.

2.5

^ 2.0 ГЦ

О и о

и м г

1 5

1.0

Без

нематод

40 60

Рис. 9. Динамика общей биомассы, массы грибов и бактерий в почве при разложении крахмала, пшеничной соломы (С:И = 80) и люцерновой муки (С:Ы = 32) в дерново-подзолистой почве в присутствии нематод и микроартропод относительно вариантов без животных (пунктирная линия).

[16]. В динамике определяли общую микробную биомассу методом фумигации-экстракции и биомассу грибов и бактерий методом субстрат-индуцированного дыхания с антибиотиками.

При разложении крахмала и пшеничной соломы в присутствии нематод и микроартропод микробная биомасса уже на 10-е сут была на 30% выше, чем в почве без животных (Рис. 9). К моменту наблюдаемого эффекта численность нематод составляла всего 34 ± 8, а микроартропод (клещей и коллембол) - 9 + 5 в 10 г почвы. Таким образом, микробная продукция находятся в почве под контролем со стороны небольшого количества животных. Регуляция микробной продукции на коротком промежутке времени связана, скорее всего, с воздействием животных (или их экскретов) на физиологическое состояние микроорганизмов, т.е. осуществляется по метаболическому механизму.

Р=0,05 Р<0,001 среднее (п-5) за 70 суток

Рис. 10. Влияние нематод на дыхание комплекса почвенных микроорганизмов при разложении крахмала. В дефаунированную дерново-подзолистую почву подселяли 6, 40 и 60 нематод естественного комплекса на 1 г почвы.

Увеличение дыхания при разложении (крахмала) наблюдали также при подселении в дефаунированую почву естественного комплекса нематод. Эффект от деятельности нематод заметен очень скоро - уже на 1-3 сутки. Повышенная минерализация крахмала сохранялась более 2-х месяцев (Рис. 10).

Влияние комплекса подстилочных микроартропод на сапротрофную активность микробного комплекса

В опытах с подселением животных в дефаунированные субстраты впервые показано, что микроартроподы регулируют эмиссию СО2 уже после кратковременного контакта с микроорганизмами, и в широком интервале популяционной плотности животных (Рис.

11). Уже через сутки после подселения коллемболы Folsomia candida на свежий опад лещины (старые листья снимали с дерева), предварительно заселенный грибом Cladospo-гшт cladosporioides, дыхание возрастало в 1,5-2,5 раза Аналогично микроартроподы (естественный комплекс), вселенные на свежий опад, усиливали дыхание микроорганизмов в 2 раза через сутки после подселения (Рис.

12) [27]. Рассчитано, что вклад животных в продукцию СОг составляет не более 5%, таким образом, эффект можно отнести за счет стимулирования микроорганизмов.

Таким образом, реакция микроорганизмов на животных возникает в виде быстрого функционального ответа. Быстрый ответ означает, что роль микро- и мезо-фауны состоит в регулировании физиологического состояния микроорганизмов. Это - своего рода стрессовая реакция на появление хищников. Механизм такой быстрой реакции, по-видимому, состоит в компенсаторном ответе микроорганизмов на трофическую или метаболическую активность животных, которая во многом аналогична компенсациям растений в ответ на поедание растительноядными животными [31]. Она может состоять в активизации роста или других составляющих метаболизма микробных популяций. Быстрый функциональный ответ микроорганизмов предполагает наличие метаболического механизма регуляции животными микробной активности.

Влияние микроартропод на сукцессию микромицетов в подстилке

До сих пор не было известно об участии микро- и мезофауны в регуляции группового состава и микробной сукцессии в почве. Вместе с тем пищевые предпочтения и разнообразие трофических связей предполагают такое участие. В ходе сукцессии прирост общей биомассы происходил за счет грибов, но относительная доля бактерий в комплексе возрастала, а грибов падала. В результате падало и соотношение грибы/бактерий. Эта

сут.

-«-контроль -— + 10 F. candida — + 30 F. candida — +60 F candida HH + 90 F. candida

Рис. 11. Влияние коллемболы Folsomia candida на дыхание микромицета Cladosponum cladosporioides на листовом опаде лещины. Стерилизованные листья заселяли конидиями гриба и затем подселяли 10,30,60 и 90 коллембол на 1 г опала (п-5).

закономерность сохранялась вне зависимости от наличия животных, однако в присутствии животных нарастание доли бактерий было активнее (см. выше Рис. 9, [6]).

Для оценки роли микроартропод в формировании сукцессии микромицетов свежий опад лещины заселяли комплексом микроартропод, выделенных из подстилки. Впервые установлено, что микроартроподы регулируют сукцессию грибов. В присутствии животных общая численность грибов через 6 месяцев была меньше, чем без них. Животные значительно меняли структуру грибного комплекса. Снижалось обилие темно-окрашенных грибов (табл. 21) [27]. В варианте с микроартроподами вид кривых рангового распределения видов в комплексе приобретал характер логарифмической модели, увеличивалось разнообразие грибов. Опять обращает на себя внимание относительно быстрая реакция комплекса, заметная уже через 12 суток после подселения животных. Это можно объяснить следующими причинами. Во-первых, микроартроподы способны избирательно выедать грибы, особенно темноокрашенные, меняя баланс в конкурентных отношениях между ними. Во-вторых, изменение состава грибов может быть связано с избирательным перевариванием микробных клеток животными. Кроме трофических механизмов играет роль и измельчение растительных остатков и транспорт микробов животными [27].

Таблица 21. Модификация структуры комплекса микромицетов (встречаемость родов (групп), %, п = 3-5) при разложении опада лещины под действием комплекса микроарт-ропод подстилки дерново-подзолистой почвы (через б месяцев)_

Вариант опыта

Микромицеты Листья, Опад без Опад с

снятые с микроартропод микроартроподами

дерева

Численность КОЕ/г х 10 24 ±7 112 ± 7 75 ±16

Cladosporium spp. 67 46 1,5

Acremonium, Fusarium и др. 14 24 6

Другие темноокрашенные 8 5 19

Pénicillium spp. 5 3 69

Alternaria spp. 3 14 0.5

Aureobasidium pullulons 2 0,6 0,5

Mucor 1 - 1,5

Aspergillus spp - 0,2 -

Chaetomium spp. 2

Другие - 7,8 -

14 30 60. 90 135 сут.

без микроартропод -»-с микроартроподами

Рис. 12. Изменение интенсивности дыхания микробного комплекса свежего опада смешенного леса в ответ на подселение (стрелка) естественного количества микроартропод, выделенных из подстилки этого же леса (п=3).

Пищевые предпочтения у микроартропод и нематод

Также как для макрофауны, для мелких животных характерно избирательное питание микробами. Это проявляется в разных пищевых предпочтениях.

У нематоды бактериоядной СаепогкаЬс1Ш5 е^ат обнаружены пищевые предпочтения по отношению к бактериям, выделенным из дерново-подзолистой почвы. Оно оценивалось по состоянию культуры нематоды при выращивании на разных бактериях (табл. 22).

Таблица 22. Состояние культуры нематоды СаепогИаЬсЛ^ е!^агя при выращивании на разных бактериях

Бактерия на картофельном агаре Состояние культуры нематоды

Promicromonospora sp. нематоды не размножаются*

Bacillus sp. -

Pseudomonas putida PsP3 нематоды обильны, но малоподвижны

Arthrobacter sp. -

Pseudomonas stutzeri HC 1013 -

Pseudomonas stutzeri 2112 -

Micrococcus sp. нематоды обильны и активны

** - нематод инокулировали на газон бактерий на 3-5 сутки после засева в количестве около 1000 особей на чашку Петри

Были охарактеризованы пищевые предпочтения у 4-х видов коллембол по отношению к светлоокрашенным и темноокрашенным грибам (табл. 23). Установлено, что один вид гриба может поедаться, а другой - нет. Кроме того, к одному и тому же грибу разные виды коллембол могут относиться по-разному. Большинство темноокрашснных грибов поедались, а среди светлоокрашенных отрицательные пищевые взаимодействия с кол-лемболами отмены в 70% случаев. Сделан вывод о том, что формирование пищевых сетей определяется не только разнообразием организмов, но и разнообразием трофических связей, возникающих между ними. Пищевые предпочтения у микробофагов определяются и трофическими механизмами (например, пищевой ценностью мицелия), и метаболическими (химическими сигналами, исходящими от грибов, токсинами и т. д) [27].

Предпочтение темноокрашенных грибов в пищу характерно также и для крупных беспозвоночных (см. выше). Это делает почвенных животных непосредственными участниками процесса образования гумуса, поскольку меланины темноокрашенных грибов -это предшественники гумусовых соединений.

Весьма вероятно, что пищевые предпочтения беспозвоночных в отношении микроорганизмов - один из главных механизмов формирования трофических цепей и микробной сукцессии в почве.

Таблица 23. Пищевые предпочтения коллембол в отношении светлоокрашенных и тем-ноокрашенных грибов (всего проверено 114 сочетаний гриб - коллембола, из них 83 - со светлоокрашенными и 31 - с темноокрашенными грибами)

Вид гриба/Вид коллемболы Orchesella Pogonognatkellus Sinella Folsomia

flavescens flavescens coeca cundida

Светлоокрашенные грибы

Acremonium roseum - - - -

Aspergillus niger - - - -

Fusarium sp. - - -

Gliocladium catenulatum - +

G.penicilloides - - -

Helicostilium piriforme - - - +

Monilia geophila - - -

Mortierella ramanniana + + + +

Mucor hiemalis + + + +

M. plumbeus + + + +

Mucor sp. + + +

Myrothecium catenulatum - - -

Neosartoria fischeri - - +

Paecilomyces marquandii - -

Pénicillium purpurogenum + +

P. chysogenum + +

P. decumbens + +

P. implicatum + +

Pénicillium, sp. - - - -

Talaromyces luteus - - -

Trichoderma harzianum - - -

Trichotecium roseum + + +

Verticillium lecanii - - -

Zygorhynchus heterogamus - -

Темноокрашенные грибы

Acrothecium apicale + + + +

Alternaria altérnala + + + +

Alternaria sp. + + + +

Cladosporium cladosporioides + + + +

C. herbarum + +

Curvularia lunata + + + +

Phoma spp. +

Pestalotia sp. + +

Peyronella sp. -

Phialophora sp. - -

Stemphylium lanoginosum + +

Trichurus spiralis +

Регуляция, зависимая от качественного состава органического вещества (соотношение углерода и азота)

Результат воздействия фауны на микробный комплекс зависит от соотношения углерода и азота в питательном субстрате. Так, нематоды стимулировали прирост микробной биомассы на 20-30% (Рис. 9), общее и удельное дыхание на 20-70% (Рис. 13) при разложении не содержащих азот или бедных азотом крахмала и пшеничной соломы, и ингибировали соответственно на 25, 15 и 15%- при разложении богатой азотом муки люцерны. Аналогично минерализация органических соединений азота активнее проходила в присутствии нематод на крахмале и подавлялась - на люцерновой муке (Рис. 14). Очевидно, что при лимитации микробного роста азотом происходит его усиленная иммобилизация в микробных клетках, и активность микробофагов способствует ускорению оборота азота за счет минерализации микробной массы. Возможно, в отсутствии лимитации по азоту микробный рост сдерживается животными, потому что выедание активно растущей микробной массы (более питательной, чем старой) преобладает над стимулированием ее возобновления [17-19]. Истинные причины этого феномена, однако, предстоит выяснять.

Регуляция, зависимая от плотности животных

Результат регуляции также зависит от плотности популяций фауны. При подселении в дефаунированную дерново-подзолистую почву комплекса почвенных нематод (Рис. 10) или на стерилизованный опад лещины, заселенный микромицетом С. cladosporioides, коллемболы F. Candida (10-60 особей/г) (Рис. 11) была отмечена стимуляция минерализации в очень широких пределах начального уровня численности животных. Причем нижний предел был очень мал - около 10 нематод и 10 коллембол/г субстрата. Превышение начального уровня численности выше определенного (более 40-60 нематод или более 40 коллембол на г) приводило к инверсии эффектов - к сдерживанию продукции и активности микробного комплекса [16,18]. Это явление сходно с так называемым "перевыпасом" (overgrazing). Однако оно не может бьггь объяснено только повышенным уровнем выедания животными, поскольку, как показывают расчеты, полученные эффекты не пропорциональны количеству съеденной животными микробной массы [16]. Пе-

-»- крахмал -»-пшеничная солома — люцерновая мука

Рис. 13. Общее (С02) и удельное (?С02) дыхание микробного комплекса при разложении крахмала, пшеничной соломы (С:Ы = 80) и люцерновой муки (СМ = 32) в дерново-подзолистой почве в присутствии нематод и микроартропод относительно вариантов без животных (пунктирная линия).

ревыпас возможен в почве, но только в тех микрозонах, в которых уровень микробной активности и активности фауны особенно велик. Размножение коллембол на разлагающемся опаде приводила к резкому снижению запасов микробной биомассы, но и к возрастанию интенсивности дыхания (Паников, Симонов, 1986). Это означает, что в присутствии микроартропод возрастает удельная активность микробного комплекса.

Роль прямого выедания в регуляции микробного комплекса

Быстрый функциональный ответ микроорганизмов предполагает наличие метаболического механизма регуляции животными микробной активности. Однако вряд ли можно исключить и роль трофического воздействия, т.е. прямого выедания. Для выяснения значения трофической регуляции приводятся ориентировочные расчеты выедания грибной массы коллемболой F. candida (Рис. 11), а также экскреции. Максимальная масса взрослых особей коллемболы /•'. candida составляет около 12 мкг С (Уваров, 1987). Ориентировочный расчет продукции коллемболы за 35 суток дает около 1,1 мг С сухой массы. При эффективности ассимиляции у грибоядных микроартропод, составляющей около 50% и эффективности продукции - 35% (de Ruiter et al,, 1998), для образования массы коллембол в 1,1 мг С (без учета отмирания животных) им необходимо потребить около 6,4 мг С грибов. Половина из потребленного материала (3,2 мг С) должна войти в состав экскретов, принимая во внимание эффективность ассимиляции, и может быть использована грибом на вторичную продукцию. Продукция СОг С. cladosporioides к этому времени была больше в присутствии коллембол, чем без них - соответственно 10 и 8,5 мг С-СОг/г, и этот прирост теоретически может быть обеспечен экскретами животных - 3,2 мг С. Таким образом, на продолжительном отрезке времени (более 1 месяца) роль выедания и экскреции субстратов роста в регуляции минерализационной активности гриба можно признать значительным. Однако трофический механизм не может объяснить стимулирующего эффекта при кратковременном (несколько дней) взаимодействии этих животных и микроорганизмов.

10. Микроорганизмы как регуляторы беспозвоночных животных в почве

В главе 10 рассматриваются наиболее характерные случаи регуляции микроорганизмами популяций и сообществ почвенных беспозвоночных.

Известно много микроорганизмов, которые вступают в антагонистические взаимодействия с беспозвоночными животными. Эти свойства микробов пытаются использовать

Рис. 14. Динамика МОгЫ (А) и ЫН4-Ы (Б) в ходе разложения люцерновой муки (1, 2) и крахмала (3, 4) в дерново-подзолистой почве в присутствии нематод и микроартропод (I, 3) и в дефаунированной почве (2, 4) 5 - нативная почва без добавок (п=3).

для контроля популяций вредных беспозвоночных. Нематоды - одни из самых грозных врагов культурных растений. В последнее время для борьбы с фитонематодами все большее развитие получают препараты на основе хищных нематофаговых грибов и бацилл. В задачи этого раздела работы входило изучение регуляторного действия гриба Arthrobotrys oligospora и энтомопатогенной бациллы Bacillus thuringiensis на естественные комплексы нематод, формирующиеся в прикорневой зоне растений винограда и пшеницы.

Влияние хищпого гриба Arthrobotrys oligospora на комплекс нематод в прикорневой зоне винограда и пшеницы

Хищные грибы проявляют определенную специфичность по отношению к фитопа-разитическим нематодам, но не известно как реагируют свободноживущие нематоды (Jansson, Norbrmg-Hertz, 1980). Хищный гриб A. oligospora Fres. А18 эффективно контролировал общую численность нематод в прикорневой зоне растений. Внесение А. oligospora в почву под виноградом и пшеницей в количестве 105 конидий/г вызвало снижение их количества к 3-5-й неделям примерно в 1,5-2 раза (Рис. 15). При этом отмечается определенная специфичность взаимодействия гриба с нематодами разных эколого-трофических групп. Всего из прикорневой зоны винограда было выделено 40 родов нематод, образующих естественный комплекс. Из них 6 родов фитопаразиги-ческих нематод, 24 рода бактериоядных и сапро-бионтов, 4 рода хищных и б родов грибоядных нематод. Обнаружено достоверное снижение численности фитопаразитических и увеличение численности грибоядных нематод. Увеличение доли грибоядных нематод при внесении хищного гриба позволяет предположить, что A. oligospora, развиваясь в почве, стимулирует размножение нематод, питающихся гифами грибов. Специфической реакции нематод на A. oligospora в прикорневой зоне пшеницы не было обнаружено.

Это свидетельство специфичности нематофагового эффекта, что может быть связано с исходным различием в составе родов (видов) в составе группы под растениями пшеницы и винограда, но также и с эффективностью хищного гриба, зависимой от уровня его внесения в почву [21].

3 б 10 18 т недели

" контроль ' А.оИ^озрога

Рис. 15. Влияние хищного гриба Аг1кгоЬо1гув о1що$рога на общую численность нематод в прикорневой зоне винограда (А) и пшеницы (Б) (л=3)

Нематоцидная активность энтомопатогенных бацилл

Примером метаболического взаимодействия микроорганизмов и животных является нематоцидное действие энтомопатогенных бацилл. Bacillus thuringiensis образует разнообразные токсины: белковый ¿¡-эндотоксин, экзотоксины а (пептид) и ß (производное нуклеотида), а также экзоферменты (протеазы, липазы), которые могут оказывать токсическое действие не только на насекомых-мишени, но и на другие организмы (Kreig, Lysenko, 1979). Проблема нецелевых воздействий энтомопатогенных бацилл на почвенные организмы интересна не только с точки зрения фундаментальной экологии, но и для поиска новых биологически активных микробных препаратов и развития биоинженерии на основе генома В. thuringiensis. В течение последнего десятилетия появились сообщения о токсическом действии бацилл в отношении нематод-паразитов растений (Dévidas, Rehberger, 1992) и механизмах нематоцидного эффекта (Leyns et al., 1995). Не всегда, однако, удавалось установить какие токисны вырабатывает бацилла.

В опытах по изучению нематоцидного действия энтомопатогенных бацилл in vitro жидкие культуры бацилл фракционировали, чтобы разделить токсины. Предполагали, что культуральная жидкость содержит растворимые экзотоксины и экзоферменты, а нерастворимые кристаллы эндотоксинов осаждаются центрифугированием вместе с клеточной массой. Автоклавирование культуры вызывает денатурацию белков, что позволяет элиминировать действие эндотоксинов и экзоферментов, следовательно, токсичность проавтоклавированной культуры будет связана либо с экзотоксинами, либо новообразованными в процессе автоклавирования токсичными агентами.

Установлено, что нематоцидным действием обладает нативная суспензии клеток В. thuringiensis var. tenebrionis 12С (вызывала гибель 60% нематод), а проавтоклавированная теряет нематоцидные свойства. Естественно предполагать наличие у этого штамма растворимого в воде токсина белковой природы, неустойчивого к термообработке. Не исключено, что данный агент может действовать подобно ô-эндотоксину, бьггь его аналогом или производным. Аналогичные предположения ранее уже высказывались другими исследователями (Borgonie et. al., 1996). Токсичность В. thuringiensis по отношению к нематодам варьирует между штаммами, разные штаммы несут токсины различной химической природы, а один штамм способен продуцировать одновременно несколько токсинов [19].

Влияние Bacillus thuringiensis на комплекс нематод в прикорневой зоне ячменя

До сих пор не проводилась оценка воздействия энтомопатогенных бацилл на комплекс почвенных нематод in situ. Нематоцидную активность В. thuringiensis оценивали в вегетационных опытах с растениями ячменя. Почву либо поливали суспензиями бацилл (108 клеток/мл трижды в течение 70 суток) и затем высевали ячмень, либо в почву высевали семена, замоченные в суспензиях бацилл. В отличие от опытов in vitro, в которых наблюдали элиминирование нематод, действие бацилл в почве проявилось в виде эффекта сдерживания их размножения (Рис. 16), что, вероятно, связано с особенностями почвы

как среды обитания нематод, ее гетерогенностью и микрозональностью. Очевидно, что содержание токсинов В. thuringiensis в почвенном растворе не могло достигнуть величин, сравнимых с их концентрацией в культуральной жидкости: во-первых, из-за относительно невысокой плотности бацилл-ннтродуцентов в почве; во-вторых, вследствие сорбирующих свойств почвы и, в-третьих, ввиду наличия в почве пула ферментов. Поэтому процесс размножения нематод превалировал над смертностью, вызванной бациллами [19].

В качестве рабочей принимали гипотезу о том, что обработка бацилла- 2 800'

а 700

ми вызовет перегруппировку в составе ° нематод за счет гибели форм, приспособленных к потреблению бактериальных пленок, взвесей и детрита, которые они пассируют через кишечник (бакте-риоядные и всеядные нематоды). Известно, что токсины В. thuringiensis действуют преимущественно через клетки кишечника (Dévidas, Rehberger, 1992). В отличие от бактериоядных, грибоядные нематоды и фитонематоды

Рис. 16. Изменение общей численности почвенных нематод в ходе вегетационного опыта при предпосевной обработке семян жиакими культурами бацилл (А) и при внесении культур бацилл в почву (Б)- 1 - контроль, 2 -В гЬиппфеюа уаг. 5оио 632, 3 - А 1Нигтфепя1.5 уаг игае/егаш 1-5, 4 - Я ИшНщрети уаг. ¡епеЬпопк !2С.

обладают стилетом, приспособленным перфорировать мицелий и ткани растений. Они не способны заглатывать клетки бацилл или токсины и поэтому не должны быть подвержены их действию. Однако достоверных изменений в соотношении трофических групп комплекса нематод выявлено не было [19]. Это означает, что бациллы могут воздействовать на нематод не только прямо (посредством токсинов), но и опосредованно.

11. Заключение

В настоящем исследовании сделана попытка анализа и обобщения биотических механизмов, осуществляющих внутреннюю регуляцию зоо-микробного комплекса почвы. Становится очевидным, что эта регуляция основана на тесных взаимодействиях между микроорганизмами и животными на уровне отдельных организмов, популяций и сообществ. Зоо-микробные взаимодействия в той или иной степени определяют протекание основных почвенных процессов и состояние биотического сообщества в целом. Эффекты от взаимодействий микроорганизмов и животных реализуются в процессах разложения и минерализации органического вещества, азотфиксации, мобилизации-иммобилизации и др. Взаимодействия определяют судьбу микробных популяций (состав, обилие, активность) и популяций фауны. Следствием взаимодействий является формирование микробных сообществ и комплекса фауны почвы, динамику биомассы и продукцию микроорганизмов, транспорт микробов и их профильное распределение, генетический обмен между микробами. Как со стороны животных, так и со стороны микроорганизмов существует регулирующее воздействие, результат которого

не пропорционален основным метаболическим тратам вызывающего это воздействие организма. Трофический механизм не всегда объясняет эффекты от зоомикробных взаимодействий, следовательно, наличие метаболических механизмов в почве надо признать очевидным. В основе взаимодействий микроорганизмов и почвенных животных лежат несколько принципов.

Регуляторное воздействие крупных беспозвоночных на микробный комплекс состоит в следующем. При пассаже через пищеварительный тракт резко сокращается обилие грибов и возрастает численность физиологически активных бактерий, происходит модификация микробных сообществ. Переваривание микроорганизмов основано на "киллерном" эффекте. Оно - видо- и шмаммоспецифично. Максимально чувствительны к перевариванию микробы-обитатели свежего опада и почвы, минимальная скорость их гибели и выхода из клеток растворимых органических соединений составляет несколько минут, а эффективность ассимиляции достигает 80%. Киллерный механизм является одним из факторов, определяющих разнообразие трофических связей в почве. Кишечная среда может обладать и микробостатическим, и стимулирующим эффектом. Благодаря высокой скорости роста, некоторые бактерии (в основном, неспороносные) размножаются в заднем отделе кишечника как в ферментере, что и определяет общее увеличение их численности при их пассаже. В ряде экосистем роль макрофауны в регуляции продукционного процесса микроорганизмов существенна. Кишечник беспозвоночных - специфическое местообитание в почве, отличающееся по составу и активности микробов.

Регуляция пищевых цепей микро- и мезофауной имеет следующие особенности. Животные могут регулировать микроорганизмы и как хищники, и как жертвы. Питаясь микробами, нематоды и микроартроподы регулируют микробный рост, активность, причем результат регуляции меняется от стимулирования к ингибированию при увеличении обеспеченности микроорганизмов азотом и при достижении пороговой плотности популяций хищников. Животные меняют скорость микробной сукцессии и состав доминирующих микроорганизмов. Реакция микроорганизмов на воздействие животных может быть очень быстрой и проявляется при низкой популяционной плотности животных.

И стимулирующее, и ингибирующее влияние фауны на микробный комплекс, регистрируемое в виде быстрого ответа, не пропорционально количеству потребленной микробной массы. Питаясь, животные, вероятно, могут повреждать значительную часть грибной колонии, нарушая транслокацию веществ по мицелию. Экскреты, мертвая биомасса и метаболиты поврежденных микробных клеток могут активизировать микроорганизмы. Возрастание доли активной микробной биомассы в свою очередь приводит к увеличению скорости минерализации труднодоступных субстратов. Компенсаторный рост микроорганизмов как реакция на поедание животными, стимуляция микробов при пассаже, воздействие физиологически активных веществ животных, выделяющихся в микробные клетки при питании и их экскретов - это факторы положительной обратной связи, усиливающие микробную активность. Увеличение плотности животных до некоторо-

го уровня приводит к ингибированию микробных процессов в результате превышения естественных компенсаторных механизмов (отрицательная обратная связь).

Компенсаторные реакции почвенных микромицетов на хищничество со стороны микро- и мезофауны во многом аналогичны таковым у растений на поедание растительноядными животными [31]. Это - повышение скорости энергодающих процессов, увеличение продукции, перераспределение продуктов и активности ферментов внутри тела. И для растений, и для грибов характерна непропорциональная реакция на трофическое воздействие, выражающаяся в значительном изменении физиологического состояния в ответ на относительно малое воздействие (например, повреждение коры или мицелия). В ряде случаев в основе механизма лежит действие физиологически активных веществ, исходящих от хищника. И растения, и мицелиальные грибы принадлежат к модулярным организмам, развитие которых, в отличие от унитарных организмов (бактерий, животных) сильнее зависит от их взаимодействия с окружающей средой (Бигон и др., 1989).

Главной отличительной особенностью взаимодействия микроорганизмов с макрофауной является наличие развитого и разнообразного симбиотического сообщества в пищеварительном тракте, состоящего из протео-, актинобактерий и дрожжей. Прямая регулирующая роль этих животных по отношению к почвенным микробам состоит, в основном, в модификации микробных сообществ при их пассаже через пищеварительный тракт, поскольку дождевые черви, диплоподы и др. способны заглатывать крупные фрагменты субстрата, заселенные целым набором микроорганизмов. Особенностью взаимодействия микро- и мезофауны с микроорганизмами следует считать значительно более высокий уровень потребления микробной биомассы и значительно более "индивидуальное" потребление микробов. Вследствие этого прямая регулирующая роль этих животных во много превосходит таковую у макрофауны и сводится к активизации или подавлению отдельных видов и их популяций в почве.

В регуляции со стороны микро-, мезо- и макрофауны много общего. Это - наличие пищевой специализации в отношении микробов; предпочтение в пищу темноокрашенных грибов; киллерный механизм переваривания; быстрый ответ микробов на поедание (появление) животных; увеличение доли бактерий в процессе сукцессии под действием животных. Общим является и то, что в основе регуляции лежат трофические и метаболические механизмы. Регуляция по трофическому механизму основана на мобилизации животными питательных веществ, связанных в микробных клетках, их экскреции и высвобождению в почву микроорганизмов, размножающихся в кишечнике. Регуляция по метаболическому механизму предполагает физиологический отклик микробов на метаболиты животных, обладающих свойствами физиологически активных веществ. Метаболический механизм объясняет быструю реакцию микробов на воздействие животных, не пропорциональную количеству потребленной микробной биомассы.

47

ВЫВОДЫ

1. Почвенные беспозвоночные животные в процессе питания модифицируют состав микробоценозов подстилок и почв. При пассаже через пищеварительный тракт животных, относящихся к макрофауне (многоножек, дождевых червей, мокриц) меняется состав и структура микробных сообществ: резко сокращается обилие грибов и возрастает численность бактерий. В экскрементах увеличивается доля грамотрицательных неспороносных аэробных и факультативно-анаэробных, а также коринеподобных бактерий, ак-тиномицетов и дрожжей-аскомицетов. При этом снижается доля дрожжей-базидиомицетов и мицелиальных грибов, особенно темноокрашенных. Основными причинами модификации микробоценоза являются: элиминирование, задержка роста с сохранением жизнеспособности, инициация прорастания, рост и развитие устойчивых к перевариванию транзитных и симбиотических микроорганизмов. Задний отдел кишечника - природный ферментер, в котором обитают симбиотические микроорганизмы. В нем размножаются транзитные микроорганизмы, что и определяет общее увеличение их численности в субстрате, прошедшем через пищеварительный тракт. Роль дождевых червей в регуляции продукционного процесса микроорганизмов велика в луговых экосистемах.

2. Впервые определен механизм переваривания микробов беспозвоночными, объясняющий их селективное питание и связанное с ним формирование микробных сообществ и разнообразие трофических связей в почве. Селективность питания обусловлена специфическим киллерным эффектом пищеварительной среды животного по отношению к микробам. Пищеварительные экстракты кишечника диплопод, мокриц и дождевых червей обладают способностью убивать микробные клетки. Киллерное воздействие имеет мембранотропный характер. Устойчивые к киллерному воздействию клетки не перевариваются. У грибов и бактерий проявляется видовая и штаммовая специфичность к киллерному воздействию. Киллерный фактор имеет неферментативную природу и, например, у кивсяка Pachyiulus jlavipes связан с 16-сульфо-гидроксипальмитиновой кислотой, веществом, обнаруженным нами впервые. При воздействии киллерного фактора в сочетании с ферментативным гидролизом и автолизом достигается быстрое и эффективное переваривания микробных клеток. Ускорение переваривания микроорганизмов беспозвоночными в присутствии киллерного фактора сходно с механизмом индуцированного автолиза, описанного для позвоночных животных.

3. Активизация бактерий при пассаже через пищеварительный тракт животных может быть причиной генетического обмена между интродуцированными и кишечными микробами. Показано, что некоторые бактерии, в том числе генетически модифицированные, могут долго выживать в почве, размножаться в кишечнике и экскрементах животных и передавать плазмиды к обычным кишечным бактериям сем. Enterobacteriaceae. Генетический обмен может протекать в естественных условиях с частотой, сопоставимой с таковой in vitro. Обнаруженный факт генетического обмена между интродуцированными и автохтонными бактериями обусловливает необходимость оценки роли почвенных беспозвоночных в регуляции переноса генов между бактериями в почве.

4. Микроорганизмы являются необходимым компонентом пищи дождевых червей, диплопод, мокриц. Состав микроорганизмов в пище определяет его качество для животных. Наряду с ранее выделенными токсичными, плохо и хорошо перевариваемыми микробами предлагается выделять микробы-стимуляторы. Сравнительно небольшие добавки микробов-стимуляторов в корм приводит к увеличению скорости роста и размножения животных. Предлагается способ повышения продуктивности культуры червей Eis-enia fétida и эффективности процесса вермикомпостирования бедных органических субстратов путем внесения живых дрожжей - стимуляторов роста.

5. Кишечник дождевых червей и диплопод представляет собой особое местообитание микроорганизмов. В пристеночном сообществе (на внутренней поверхности стенок кишечника) доминируют факультативно-анаэробные протеобактерии из семейств i Enterobacteriaceae и Vibrionaceae, актинобактерии (в том числе, стрептомицеты) и дрож-жи-аскомицеты (у диплопод). В этом сообществе также присутствуют очень мелкие кок-ковидные бактерии (< 0,2 мкм), не культивируемые на питательных средах. ,

6. Функции кишечных симбионтов состоят в том, что он могут служить пищей I животных, реутилизировать продукты обмена животного или мертвую микробную массу, обеспечивать устойчивость кишечника к колонизации чужеродными микроорганизмами

за счет продукции антибиотиков, но и вызывать патологические процессы, приводящие к I

гибели животных.

7. Нематоды и микроартроподы, питаясь микроорганизмами, оказывают регули- | рующее воздействие на комплекс почвенных микроорганизмов. Изменяется динамика биомассы и дыхательной активности, соотношение грибной и бактериальной биомассы, скорость минерализации углерода и азота растительных остатков. В присутствии микро-артропод увеличивается видовое разнообразие микромицетов, снижается доля темноок-рашеных грибов, возрастает выравненность видов по обилию. Реакция микроорганизмов

на воздействие животных может быть быстрой (от суток) и не пропорциональна пище- >

вым потребностям животных.

8. Реакция микроорганизмов на активность нематод и микроартропод зависит от соотношения углерода и азота в питательном субстрате и меняется от активизации роста

до подавления при снятии лимита по азоту. Установлено, что нижний предел численно- i

сти животных, при котором осуществляется их регуляторное воздействие, может быть j

очень мал: например, около 10 нематод/1 г почвы или 10 коллембол/ г опада. i

9. Реализация хищничества нематофаговым грибом Arthrobotrys oligospora регу- 1 лируется ростовыми факторами, получаемыми от нематод при питании ими. Стимулом к хищничеству у нематофаговых грибов является недостаток в среде витаминов или аминокислот. Как жертвы, нематоды ограничивают рост и сапротрофную активность и усиливают конидиогенез хищных грибов. При питании нематодами у хищного гриба сокращается период завершения цикла за счет более быстрого образования конидий. ,

10. В регуляции со стороны микро-, мезо- и макрофауны много общего. Это - наличие пищевой специализации в отношении микробов; предпочтение в пищу темноок-

рашенных грибов; киллерный механизм переваривания; быстрый функциональный ответ микробов на поедание (появление) животных; увеличение доли бактерий в процессе сукцессии под действием животных. Общим является и то, что в основе регуляции лежат трофические и метаболические механизмы.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Экспериментальные статьи в рецензируемых журналах:

1. Byzov В.А., Vu Nguyen Thanh, Bab'eva I.P. Yeasts associated with soil invertebrates. Biology and Fertility of Soils, 1993, V, 16, pp. 183-187.

2. Byzov B.A., Vu Nguyen Thanh, Bab'eva I.P. Interrelationships between yeasts and soil diplo-pods. Soil Biology and Biochemistry, 1993, V. 25, N 8, pp. 1119-1126.

3. Вызов Б.А. Зенова Г.М., Бабкина Н.И., Добровольская Т.Г., Третьякова Е.Б. и Звягинцев Д.Г. Актиномицеты в пище, кишечнике и экскрементах почвенных многоножек Pachyiulus flavipes C.L.Koch. Микробиология, 1993, т. 62, N5, с. 916-927.

4. Третьякова Е.Б., Добровольская Т.Г., Бызов Б.А. Использование устойчивости к щелочи для селективного выделения грамположительных бактерий из почвы. Вест. Моск. Ун-ia, сер. 17 почвовед., 1994, N1, с. 49-55.

5. By Нгуен Тхань, Бызов Б.А., Бабьева И.П. Чувствительность дрожжей к пищеварительной жидкости кишечника почвенных многоножек Pachyiulus flavipes C.L.Koch. Микробиология, 1994, т. 63, N 4, с. 715-720.

6. Byzov В.А., Polyanskaya L.M., Vu Nguyen. Thanh Applying of yeasts as growth stimulators for the earthworm Eisenia fetida. Acta Zoologica Fennica, 1995, N 196, pp. 376-379.

7. Byzov B.A., Chernjakovskaya T.F., Zenova G.M., Dobrovolskaya T.G. Bacterial communities associated with soil diplopods. Pedobiologia, 1996, V. 40, pp. 67-79.

8. Тречьякова Е.Б., Добровольская Т.Г., Бызов Б.А., Звягинцев Д.Г. Сообщества бактерий, ассоциированные с почвенными беспозвоночными. Микробиология, 1996, т. 65, N 1, с. 102-110.

9. Нгуен Дык T.JI., Бызов Б.А., Зенова Г.М., Звягинцев Д.Г. Антагонистические свойства актиномицетов, ассоциированных с пищеварительным трактом почвенных беспозвоночных. Вест. Моск. Ун-та, сер. 17 почвовед., 1996, N 3, с. 70-77.

10. Рябченко Н.Ф., Степанова Т.В., Румер Л.М., Мозговая И.Н., Бызов Б.А., Звягинцев Д.Г. Коньгативный перенос плазмиды рАМр от стрептококков в бациллы в вермиком-посте. Микробиология, 1996, т. 65, N 5, с. 663-667.

И. Byzov В.А., Claus Н., Tretyakova Е.В., Zvyagintsev D.G., Filip Z. Effects of soil invertebrates on the survival of some genetically engineered bacteria in leaf litter and soil. Biology and Fertility of Soils, 1996, V. 23, pp. 221-228.

12. Бызов Б.А., Рабинович Я.М. Киллерная активность пищеварительной жидкости почвенной многоножки Pachyiulus flavipes. Прикладная биохимия и микробиология, 1997, т. 33, N5, с. 568-571.

13. Byzov В.А., Vu Nguyen Thanh, Bab'eva I.P., Tretyakova E.B., Dyvak I.A. and Rabinovich Ya. M. Killing and hydrolytic activities of the gut fluid of the millipede Pachyiulus flavipes C.L. Koch on yeast cells. Soil Biology and Biochemistry, 1998, 30, N 8/9, pp.1137-1145.

14. Byzov B.A., Kurakov A.V., Tretyakova E.B., Vu Nguyen Thanh, Nguyen Due To Luu and Rabinovich Ya.M. Principles of the digestion of microorganisms in the gut of soil millipedes: specificity and possible mechanisms. Applied Soil Ecology, 1998, N 9, pp. 145-151.

15. Byzov B.A., H. Claus, E.B. Tretyakova, N.F. Ryabchenko, I.N.Mozgovaya, D.G. Zvyagint-sev, Z. Filip. Plasmid transfer between introduced and indigenous bacteria in leaf litter, soil and vermicompost as affected by soil invertebrates. Biology and Fertility of Soils, 1999, N 28, pp. 169-176.

16. Мамилов А.Ш., Бызов Б.А., Покаржевский А.Д., Звягинцев Д.Г. Регуляция микрофауной биомассы и активности почвенных микроорганизмов. Микробиология, 2000, т. 69, N 5, с. 727-736.

17. Мамилов А.Ш., Бызов Б.А., Степанов А.Л., Звягинцев Д.Г. Дифференцированный учет микробной биомассы в почве при разложении растительных остатков. Почвоведение, 2000, N 12, с. 1457-1462.

18. Mamilov A.Sh., Byzov В.A., Zvyagintsev D.G. and Dilly O.M. Predation on fungal and bacterial biomass in a soddy-podzolic soil amended with starch, wheat straw and alfalfa meal. Applied Soil Ecology, 2001, N 16, 131-139.

19. Mozgovaya I.N., Byzov B.A., Ryabchenko N.F., Romanenko N.D. and Zvyagintsev D.G. Nematicidal effects of the entomopathogenic bacteria Bacillus thuringiensis in soil. Pedobi-ologia, 2002, V. 46, N 6, pp. 558-572.

20. Мигунова В.Д., Бызов Б.А., Полянская Jl.M., Звягинцев Д.Г. Развитие хищного нематофагового гриба Arthrobotrys oligospora в дерново-подзолистой почве. Вестник Московского Университета, серия 17, Почвоведение, 2002, N 3, с. 44 - 47.

21. Мигунова В.Д., Бызов Б.А., Звягинцев Д.Г., Романенко Н.Д. Влияние хищного нематофагового гриба Arthrobotrys oligospora на комплекс почвенных нематод, формирующихся в прикорневой зоне винограда и пшеницы Вест. Моск. Ун-та, сер. 17 почвовед, в печати.

22. Migunova V.D., Byzov В.А. Determinants of trophic modes of the nematophagous fungus Arthrobotrys oligospora interacting with bacterivorous nematode Caenorhabditis elegans. FEMS Microbiology Ecology, in press.

Статьи в сборниках:

23. Бызов Б.А. Микробиологические исследования вермикомпоста, приготовленного на отходах шампиньонного производства. В сб.: Биоконверсия органических отходов для-производства биогумуса, биогаза и белка и охрана окружающей среды, Киев-Ивано-Франковск, 1991, с. 67-70.

24. Звягинцев Д.Г., Добровольская Т.Г., Полянская Л.М., Бабьева И.П., Чернов И.Ю, Бызов Б.А., Зенова Г.М., Лысак Л.М. Почва как природный банк микроорганизмов. Биология, экология, биотехнология и почвоведение. М.: Изд-во МГУ, 1994, с. 228-238.

25. Мамилов А.Ш., Бызов Б.А., Звягинцев Д.Г. Экспериментальные подходы к изучению микробной продуктивности почв. В кн.: Состояние и рациональное использование почв республики Казахстан: Материалы научной конференции. Алматы. "Тезис", 1998, с 157.

26. Паренченкова Ю.А., Бызов Б.А. и Лебедева Г.Ф. Влияние гербицидов на численность почвенных нематод и интенсивность дыхания почвы. В сб.: Материалы по изучению русских почв, 2001, вып. 2 (29), Изд-во Санкт-Петербургского университета, с. 36-40.

27. Кураков А.В., Давыдова М.А., Бурова Н.Е., Салюк В.И., Бызов Б.А. Сукцессии микроскопических грибов при разложении опада и пищевая активность микроартропод. В сб.: Проблемы лесной фитопатологии и микологии. Материалы 5-й Международной конференции, М.: РАН, 2002, с.141-144.

Обзоры:

28. Byzov В.А. Intestinal microbiota of millipedes. In. (H. K6nig and A. Varma, eds.) Intestinal microorganisms of termites and other invertebrates, in press

Главы в книгах:

29. Гузев B.C., Вызов Б.А., Гузева JI.C., Звягинцев Д.Г. Изучение методом сканирующей электронной микроскопии взаимодействия микроорганизмов с беспозвоночными. В кн.: Экологическая роль микробных метаболитов, М.: Изд-во МГУ, 1986, с. 212- 231.

30. Бызов Б.А. Методы изучения микробных сообществ, ассоциированных с сапротроф-ными почвенными беспозвоночными. В кн: Методы почвенной микробиологии и биохимии, М.: Изд-во МГУ, 1991, с. 47-58.

31. Бызов Б.А. Трофо-динамические взаимодействия микроорганизмов и животных в почве. В кн.: Перспективы развития почвенной биологии, 2001, М.: Изд-во Макс Пресс, 108-132.

Тезисы докладов:

32. Byzov В.А., Guzev V.S. The role of invertebrates in the formation of a microorganism succession in decaying plant litter. Abstracts 9th International Colloquium Soil Zoology, Moscow, 1985, p 43.

33. Бызов Б.А.. Особенности микробного разложения углеводов в системе микроорганиз-мы-сапротрофные беспозвоночные. Тезисы Всесоюзного совещания по проблемам почвенной зоологии, Тбилиси, 1987, с. 50-51.

34. Бызов Б.А. Зоомикробные взаимодействия как возможный показатель антропогенных воздействий на экосистему. Тезисы Всесоюзной конференции "Микроорганизмы в сельском хозяйстве", Кишинев, 1988, с. 62.

35. Бызов Б.А.., Добровольская Т.Г. Динамика микробных группировок в зоомикробном комплексе в процессе лабораторного содержания животных. Тезисы Всесоюзной конференции "Биодинамика почв", Таллинн, 1988, с. 57.

36. Byzov В.А., Dobrovolskaya T.G., Zvyagintsev D.G. Microorganisms in the gut and faeces of Glomeris connexa C.L.Koch and Leptoiulus polonicus Jawlowski (Diplopoda). Abstracts 10lh International Colloquium on Soil Zoology, Bangalore, India, 1988.

37. Byzov B.A., Dobrovolskaya T.G., Chernyakovskaya T.F. Dynamics of microbial communities of the saprotroph zoomicrobial complex. Abstracts 10th International Symposium on Soil Biology, Keszthely, Hungary, 1989, p. 9.

38. Бызов Б.А., By Нгуен Тхань, Бабьева И.П. Роль дрожжей рода Candida в патогенезе сапротрофных беспозвоночных. Тезисы Всесоюзной конференции "Микроорганизмы -стимуляторы и ингибиторы роста растений и животных", Ташкент, 1989, с. 36.

39. Бызов Б.А., Третьякова Е.Б., Добровольская Т.Г. Зообактериальные сообщества в вер-микомпосте и подстилке. Тезисы Всероссийской конференции "Микроорганизмы в сельском хозяйстве", Пущино, 1992, с. 199.

40. Byzov В.А., Vu Nguyen Thanh. Applying of yeasts in vermicomposting systems. Abstracts XI International Colloquium on Soil Zoology, Juvaskyla, 1992, p. 261.

41. Vu Nguyen Thanh, Byzov B.A. The effect of coelomic fluid of the earthworm Eisenia fetida on yeast growth. Abstracts XI International Colloquium on Soil Zoology, Juvaskyla, 1992,91.

42. Zvyagintsev D.G., Byzov B.A., Tretyakova E.B., Filip Z. Fate of genetically engineered bacteria in soil: influence of soil mesofauna on survival and possible gene transfer. Abstracts 3rd German-Russian Workshop Biotechnology, Berlin, 1994, p. 8.

43. Byzov B.A., Tretyakova E.B., Rabinovich Ya.M. Principles of the digestion of microorganisms in the guts of soil millipedes: specificity and possible mechanisms. Abstracts XII International Colloquium on Soil Zoology, Dublin, Ireland, 1996, p. 22.

44. Tretyakova E.B., Byzov B.A. Species-dependent survival of bacteria after passage through the gut of soil invertebrates. Abstracts XII International Colloquium, on Soil Zoology, Dublin, Ireland, 1996, p. 151.

45. Byzov B.A., Bab'eva I.P., Rabinovich Ya.M. Interactions between yeasts and soil millipedes. In: Yeast Nutrition and natural habitats. Abstracts 18th International Specialized Symposium on Yeasts, 1997, Bled, Slovenia, SOP8-8.

46. Migunova V.D., Polyanskaya L.M., Byzov B.A. Feeding strategies of the nematophagous fungus Arthrobotrys oligospora in soddy-podzolic soil. Abstracts Second English Language International Nematology Symposium of the Russian Society of Nematology, Russian Journal ofNematoIogy, 1998, N l,pp. 67-68.

47. Третьякова Е.Б., Мозговая И.Н., Рябченко Н.Ф., Вызов Б.А. Влияние беспозвоночных на судьбу генетически модифицированных бактерий в подстилке и почве. Тезизы II открытой городской научной конференции молодых ученых города Пущино, Пущино, 1997, с. 203-204.

48. Бызов Б.А. Трофические взаимодействия микроорганизмов и беспозвоночных в почве. Тезисы II Всероссийского совещания "Проблемы почвенной зоологии", Москва, 1999, с. 183.

49. Мозговая И.Н., Рябченко Н.Ф., Бызов Б. А. и Звягинцев Д.Г. Судьба энтомопатоген-ных бацилл в почве. Тезисы II Всероссийского совещания "Проблемы почвенной зоологии", Москва, 1999, с. 199.

50. Зинин Н.В., Рабинович Я.М., Демин В.В. и Бызов Б. А. Особенности переваривания микроорганизмов почвенными беспозвоночными. Тезисы II Всероссийского совещания "Проблемы почвенной зоологии", Москва, 1999, с. 191.

51. Мамилов А.Ш., Бызов Б. А. и Звягинцев Д.Г Влияние микрофауны на продукцию и групповой состав комплекса почвенных микроорганизмов. Тезисы II Всероссийского совещания "Проблемы почвенной зоологии", Москва, 1999, с. 195.

52. Мигунова В.Д., Бызов Б. А., Полянская Л.М. и Звягинцев Д.Г. Трофические стратегии хищного гриба Arthrobotrys oligospora в почве. Тезисы II Всероссийского совещания "Проблемы почвенной зоологии", Москва, 1999, с. 197.

53. Migunova V.D. and Byzov B.A. Selection of Trophic Strategy by Predacious Fungi. Abstracts 9th International Symposium On Microbial Ecology "Interactions in the Microbial World", Amsterdam, 2001, p. 262.

54. Mozgovaya I.N. and Byzov B.A. Behaviour of Entomopathogenic Bacilli in Soil: Survival and Interactions with Soil Biota. Abstracts 9th International Symposium On Microbial Ecology "Interactions in the Microbial World", Amsterdam, 2001, p. 328.

55. Мозговая И.Н., Бызов Б.А., Кураков A.B., Звягинцев Д.Г. Экологические последствия применения Bacillus thuringiensis для почвенных ценозов. Тезисы II научной конференции "Актуальные вопросы биотехнологии", М.: МГУ, 2001, с. 27.

56. Migunova V.D., Byzov B.A. Determinants of trophic modes of the nematophagous fungus Arthrobotrys oligospora interacting with bacterivorous nematode Caenorhabditis elegans. Abstracts of International Symposium "Structure and Function of Soil Microbiota", 2003, Marburg.

Издательство ООО "МАКС Пресс". Лицензия ИД № 00510 от 01.12.99 г. Подписано к печати 01.10.2003 г. Формат 60x90 1/16. Усл.печ.л. 3,0. Тираж 120 экз. Заказ 775. Тел. 939-3890, 939-3891,928-1042. Тел./факс 939-3891. 119992, ГСП-2, Москва, Ленинские горы, МГУ им. М.В.Ломоносова.

»1647¿

1 4

О*

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Бызов, Борис Алексеевич

ВВЕДЕНИЕ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1. Участие беспозвоночных животных в почвенных процессах

1.1. Размерная и функциональная классификации почвенных живот- 16 ных

1.2. Прямое и косвенное участие животных в почвенных процессах

1.3. Участие животных в физических процессах

1.3.1. Измельчение растительного опада

1.3.2. Перемешивание и перемещение подстилки и почвы

1.3.3. Образование экскрементов

1.3.4. Роющая деятельность

1.4. Участие животных в химических процессах

1.4.1. Деструкция органического вещества

1.4.2. Круговорот веществ

1.4.3. Плодородие, питание растений, вермикомпосты

2. Взаимодействия микроорганизмов и животных в пищевых цепях

2.1. Особенности питания почвенных животных

2.2. Пищевые предпочтения у животных по отношению к микроорга- 52 низмам

2.2.1. Простейшие

2.2.2. Микроартроподы

2.2.3. Макроартроподы, дождевые черви

2.3 Судьба микроорганизмов при прохождении пищеварительного 59 тракта беспозвоночных

2.4. Регуляция беспозвоночными популяций и сообществ микроорга- 63 низмов

2.5. Взаимодействие между почвенными животными и микроорга- 65 низмами прикорневой зоны растений

2.6. Микроорганизмы как регуляторы беспозвоночных (биологиче- 67 ский контроль)

2.6.1. Хищные нематофаговые хищные грибы

2.6.2. Энтомопатогенные бактерии 75 3. Симбиотические ассоциации микроорганизмов с беспозвоночными животными

3.1. Эндосимбиозы

3.1.1. Бактерии

3.1.2. Дрожжи и дрожжеподобные грибы

3.2. Эктосимбиозы

3.2.1. Пищеварительный тракт животных как среда обитания 86 микроорганизмов

3.2.2. Ферментативная активность в пищеварительном тракте

3.2.3. Бактерии и простейшие

3.2.4. Дрожжи и дрожжеподобные грибы

3.3. Экзосимбиозы

3.3.1. Мицелиальные грибы

3.3.2. Дрожжи и дрожжеподобные грибы

3.4. Функциональная роль микробных симбионтов (резюме) 106 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

4. Объекты

4.1. Почвы и другие субстраты

4.2. Микроорганизмы

4.2.1. Генетически модифицированные грамотрицательные бак- 109 терии

4.2.2. Энтомопатогенные бациллы и другие грамположительные 110 бактерии

4.2.3. Хищный гриб Arthrobotrys oligospora

4.2.4. Бактерии как пища нематоды Caenorhabditis elegans

4.3. Беспозвоночные животные

5. Методы 114 5.1. Методы работы с микроорганизмами

5.1.1. Световая микроскопия

5.1.2. Электронная микроскопия

5.1.3. Определение оптической плотности суспензий микроб- 116 ных клеток

5.1.4. Полярографический метод определения потребления ки- 1 16 слорода микробами

5.1.5. Определение интенсивности дыхания почвы

5.1.6. Определение общей биомассы почвенных микроорга- 117 низмов в почве

5.1.7. Дифференцированное определение грибной и бактери- 118 альной биомассы в почве

5.1.8. Определение функционального разнообразия микроор- 119 ганизмов в почве

5.1.9. Определение численности и таксономического состава бактерий, ассоциированных с почвенными животными, методом микробиологического посева

5.1.10. Учет и идентификация бактерий, ассоциированных с сапро-трофными почвенными беспозвоночными животными

5.1.11. Селективное выделение и учет грамотрицательных и грамположительных бактерий из почвы, кишечника и экскрементов животных

5.1.12. Методы изучения динамики маркированных бактериальных популяций, интродуцированных в пищу

5.1.13. Скрещивание энтомопатогенных бацилл и энтерококков in vitro

5.1.14. Идентификация бактерий с помощью Biolog

5.1.15. Выделение и идентификация дрожжей из почвы, растительного опада, вермикомпоста, кишечника и экскрементов животных

5.1.16. Выделение бацилл и энтерококков из почвы

5.1.17. Получение споровой суспензии бацилл и определение структуры популяций бацилл, внесенных в почву

5.1.18. Получение суспензии мицелия стрептомицетов

5.1.19. Определение структуры комплекса микромицетов на растительном опаде, в почве и экскрементах животных

5.1.20. Качественный тест киллерного действия пищеварительной жидкости на микроорганизмы

5.1.21. Количественный тест киллерного действия пищеварительной жидкости животных на микроорганизмы

5.1.22. Определение кажущейся эффективности ассимиляции, скорости и эффективности разрушения микробных клеток кивсяками радиоизотопным методом

5.1.23. Определение антагонистического взаимодействия акти-номицетов с бактериями и дрожжами

5.1.24. Проверка способности дрожжей расти на среде с мочевой кислотой

5.1.25. Определение влияния целомической жидкости червей Eisenia fetida на рост дрожжей

5.2. Методы работы с беспозвоночными животными

5.2.1. Выделение пищеварительной жидкости из кивсяков и мокриц

5.2.2. Экстракция и подсчет численности нематод и микро- 133 артропод

5.2.3. Выявление пищевых предпочтений у нематоды С. ele- 133 gans и коллембол

5.2.4. Разведение червей Eisenia fetida

5.3. Биохимические и молекулярно-биологические методы

5.3.1. Определение содержания минеральных форм азота в 134 почве

5.3.2. Определение концентрации растворимого органическо- 134 го вещества в почве

5.3.3. Хроматография на сефадексе LH

5.3.4. Электрофорез белков

5.3.5. ДНК-фингерпринт

5.3.6. Выделение плазмид из грамотрицательных и грамполо- 135 жительных бактерий

5.3.7. Расчет время генерации бактерий в пищеварительном 136 тракте

5.4. Методы статистической обработки результатов 136 РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

6. Роль макрофауны в регуляции микробного комплекса почв

6.1. Изменения численности и структуры популяций микроорганиз- 137 мов при пассаже через пищеварительный тракт животных

6.2. Изменения таксономического состава микробного сообщества

6.3. Инициация прорастания спор бацилл

6.4. Влияние целомической жидкости червей Eisenia fetida на рост 151 микроорганизмов

6.5. Трофическая деятельность дождевых червей и распределение 153 микроорганизмов в почвенном профиле

6.6. Вклад макрофауны в продукционный процесс почвенных микро- 154 организмов

6.7. Трофическая деятельность беспозвоночных (макрофауны) и гене- 156 тический обмен между бактериями в почве

7. Микроорганизмы и питание животных

7.1. Антимикробная активность пищеварительной жидкости живот- 162 ных

7.2. Состав и киллерная активность пищеварительной жидкости 167 Pachyiulus flavipes

7.3. Скорость разрушения и переваривания микроорганизмов в ки- 173 шечнике кивсяка Pachyiulus flavipes

7.4. Степень ассимиляции микроорганизмов на примере кивсяка 176 Pachyiulus flavipes

7.5. Уровень потребления у животных

7.6. Микроорганизмы как основная и дополнительная пища животных 177 (микробные добавки и производство вермикомпостов)

8. Микробные сообщества, ассоциированные с пищеварительным 183 трактом животных: состав и функции

8.1. Морфологическое разнообразие микроорганизмов пищевари- 184 тельного тракта беспозвоночных (макрофауна)

8.1.1. Бактерии

8.1.2. Дрожжи

8.1.3. Мицелиальные грибы

8.2. Таксономический состав и структура пристеночного и полостно- 185 го микробного сообществ пищеварительного тракта

8.2.1. Бактерии

8.2.2. Дрожжи

8.3. Симбионтное пищеварение и питание

8.4. Антагонистические свойства актиномицетов, ассоциированных с 211 кишечником и экскрементами животных (устойчивость к колонизации)

8.5. Дрожжи как патогены беспозвоночных

8.6. Критерии, позволяющие выделить кишечную группировку дрож- 213 жей

9. Роль микро- и мезофауны в регуляции динамики популяций, состава и активности микроорганизмов в почве

9.1. Влияние бактериоядной нематоды Caenorhabditis elegans как ис- 220 точника пищи на рост и развитие нематофагового гриба Arthrobotrys oligospora

9.2. Влияние бактериоядной нематоды Caenorhabditis elegans как ис- 225 точника пищи на сапротрофную активность (дыхание) Arthrobotrys oligospora

9.3 Особенности питания хищного гриба Arthrobotrys oligospora как 225 сапротрофа и хищника

9.4. Влияние комплекса почвенных нематод и микроартропод на со- 227 став и активность микробного комплекса

9.5. Влияние микроартропод на сапротрофную активность микроор- 236 ганизмов и сукцессию микромицетов в подстилке

9.6. Пищевые предпочтения у микроартропод и нематод

9.7. Регуляция, зависимая от качественного состава органического 243 вещества (соотношение углерода и азота)

9.8. Регуляция, зависимая от плотности животных

9.9. Роль прямого выедания в регуляции микробного комплекса

9.10. Деятельность беспозвоночных и продукция микроорганизмов

9.11. Концептуальная модель регуляции микро- и мезофауной 248 микробного комплекса

9.12. Компенсаторные реакции у грибов и растений на поедание животными 252 10. Микроорганизмы как регуляторы популяций беспозвоночных в почве

10.1. Влияние хищного гриба Arthrobotrys oligospora на динамику 254 комплекса нематод в ризосфере винограда и пшеницы

10.2. Влияние Bacillus thuringiensis на динамику комплекса почвен- 257 ных нематод в ризосфере ячменя

10.2.1. Нематоцидная активность Bacillus thuringiensis по от- 257 ношению к комплексу почвенных нематод (эксперименты in vitro)

10.2.2. Нематоцидная активность Bacillus thuringiensis по от- 259 ношению к комплексу почвенных нематод (эксперименты в вегетационных сосудах)

Введение Диссертация по биологии, на тему "Зоомикробные взаимодействия в почве"

Проблемы межорганизменных взаимодействий занимают центральное место в экологии. Взаимодействия между организмами в сообществе и сообщества с абиотической средой - главные факторы регуляция состава и стабильности экосистем (Беклемишев, 1970). Идеальная модель для изучения механизмов биологической регуляции в экосистемах - зоо-микробные взаимоотношения, поскольку в них реализуются все типы взаимодействий: от нейтрализма - до мутуализма.

В основе регуляции межорганизменных взаимодействий лежат топические, фабрические, форические, трофические связи, которые, в свою очередь, деляться на прямые и косвенные (Беклемишев, 1970). Форические связи касаются транспортировки организмами друг друга. Топические и фабрические связи возникают, когда партнеры предоставляют место для обитания или изменяют физико-химическую среду обитания друг для друга. Трофические связи между популяциями образуются, когда представители одной популяции питаются организмами другой популяции, или их мертвыми остатками, или продуктами жизнедеятельности. При этом происходит обмен субстратами роста или ростовыми факторами, удаление токсических продуктов обмена одного организма другим организмом. Существуют и метаболические связи, которые образуются благодаря экскреции продуктов жизнедеятельности в среду, выполняющих функцию "сигнальных метаболитов": антибиотиков, токсинов, атрактантов и репеллентов, физиологически активных веществ (Бабьева, Зенова, 1989).

В зоомикробном комплексе почвы, по-видимому, развиты все типы связей, но трофические и метаболические связи представляются определяющими в жизни почвенного сообщества. Действительно, трофические отношения определяют круговорот веществ (Беклемишев, 1970), им принадлежат важнейшие функции взаимодействия и ауторегуляции в биосфере (Уголев, 1991). Трофические связи лежат в основе формирования пищевых цепей, а, следовательно, и зоо-микробных взаимоотношений в почве. Метаболические связи - также неотъемлемый атрибут экосистем. Появляются доказательства наличия метаболических связей между микроорганизмами и животными в почве: 1) образование антибиотиков актиномицетами в кишечнике дождевых червей и кивсяков (Полянская и др., 1996), 2) распознавание запахов грибов микроартроподами (Hedlund et al 1995), 3) выделение грибами веществ, отпугивающих хищников (Chen, Wise, 1997), 4) нематоцидная активность бацилл (Siddiqui, Mahmood, 1995).

Первые фундаментальные исследования по изучению структуры и функциональной роли зоомикробных взаимодействий в почве начались во второй половине 20-го века. В нашей стране они связаны с именами М.С. Гилярова, JT.C. Козловской, JI.M Загуральской., Б.Р. Стригановой, Н. М. Черновой, И.В. Стебаева, Н.А. Мехтиевой, Д.Г. Звягинцева, Н.С. Паникова, А.Д. Покаржевского, а за рубежом -J. Anderson, D. Coleman, D. Parkinson, С. Edwards и других. Показано, что микроорганизмы и беспозвоночные животные образуют в почве пищевые сети, а трофическая и средообразующая деятельность животных является фактором, определяющим скорость и направление процессов, и активность микробного комплекса в почвах. У беспозвоночных установлены различные формы отношений с микроорганизмами, повышающих эффективность трансформации органических и неорганических веществ.

Участие организмов в почвенных процессах может быть и прямым, и косвенным. Прямое участие реализуется в метаболических процессах, а косвенное предполагает регулирующее действие организмов друг на друга. Метаболические функции осуществляются при использовании организмами химических соединений для получения энергии, углерода, азота и других элементов питания при фото-и хемотрофии, ^-фиксации и других метаболических процессах. Регулирующие функции предполагают модификацию одним из организмов активности другого. Их следствием являются большие потоки энергии и массопереноса, чем собственные метаболические потребности организмов, их вызывающих (Anderson, 1995). В экосистемах основные потоки углерода, энергии и питательных элементов проходят по пищевым связям между бактериями, грибами, простейшими и нематодами и меньше связаны с активностью мезо- и макрофауны - микроартропод, дождевых червей, многоножек и др. (de Ruiter et al., 1997). Беспозвоночные участвуют в метаболизме только 1-10% углеродного потока (Macfadyen, 1963; Reichle, 1975; Luxton, 1982), но за счет высокого уровня потребления и средообразующей деятельности они оказывают большое влияние на микробные процессы (Anderson, 1995).

Ключевым принципом, на котором основаны зоомикробные взаимодействия, является неспособность беспозвоночных к синтезу незаменимых аминокислот (Сравнительная физиология животных, 1977), а в почве животные абсолютно зависят от микроорганизмов как источника незаменимых аминокислот (Покаржев-ский и др., 1984).

В проблеме зоомикробных взаимодействий выделяются функциональное и структурно-функциональное направления. Функциональное направление ориентировано на выяснение роли беспозвоночных в почвенных процессах: в разложении органического вещества, эмиссии С02, динамике питательных элементов и др. Большинство исследований посвящено именно этим вопросам (Coleman et al., 1983; Ingham et al., 1985; и др.). В значительной меньшей степени развито структурно-функциональное направление, в рамках которого изучаются взаимосвязи между организмами и их функциональное значение в почвах. Важнейшие достижения в этой области связаны с работами по выяснению роли животных в судьбе микроорганизмов (Козловская, 1976; Szabo, 1974; Hanlon, Anderson, 1979 и др.); средообразующей деятельности животных как вместителен микробных сообществ (Szabo, 1974; Bignell, 1984 и др.) или модификаторов среды обитания микробов (Edwards (Ed.), 1998 и др.); роли микробов в питании животных (Стриганова, 1980; Покаржевский и др., 1984 и др.).

Актуальность настоящего исследования определяется необходимостью формулирования принципов зоомикробных взаимодействий в почве, возникающих при контакте микроорганизмов и животных в процессе питания (трофические взаимодействия) или их метаболитов (метаболические взаимодействия). Работа посвящена изучению регуляторных механизмов этих взаимодействий и их функциональной роли в экосистемах. Получение фундаментальных знаний в этой области необходимо для развития экологического направления, представляющего почвенный биотический комплекс как систему взаимодействующих организмов. Знание закономерностей зоомикробных взаимодействий важно для понимания того, как организованы и функционируют трофические сети в почве, а также для решения разнообразных прикладных проблем: при экологическом мониторинге, оптимизации режима питательных элементов в агроэкосистемах, контроля паразитических беспозвоночных (нематод и др.), производства вермикомпостов и многих других.

Цель исследования - разработка теоретических представлений о регуляции зоомикробных взаимодействий и их функциях в почве на основе изучения особенностей воздействия микро-, мезо- и макрофауны на микробное сообщество и роли микроорганизмов в жизнедеятельности беспозвоночных животных.

Направления исследования

1. Определение судьбы микробных популяции (в том числе генетически модифицированных бактерий) при их пассаже через пищеварительный тракт почвенных животных - макрофауны (дождевых червей, многоножек и мокриц).

2. Оценка роли беспозвоночных в формировании микробного комплекса почвы.

3. Изучение механизмов селективного переваривания микроорганизмов животными и его роли в формировании микробного комплекса почвы.

4. Выяснение особенностей питания животных разными микроорганизмами (разработка микробиологических основ вермикомпостирования).

5. Характеристика морфологического и таксономического разнообразия микроорганизмов пищеварительного тракта беспозвоночных и их функциональной роли.

6. Оценка воздействия микрофауны и мезофауны (нематоды и микроартропо-ды) на состав, активность и продуктивность микробного комплекса почвы; изучение механизмов регулирующего действия этих беспозвоночных на микробный комплекс.

7. Выяснение закономерности трофического поведения хищных грибов в почве: с чем связан переход от сапротрофизма к хищничеству?

8. Исследование нематоцидной активности энтомопатогенных бацилл в почве.

Научная новизна. Зоомикробный комплекс почвы действует как единая система, во многом определяющая протекание почвенных процессов. Установлены конкретные регулирующие механизмы, возникающие при прямом взаимодействии беспозвоночных животных и микроорганизмов или их метаболитов. Показана функциональная роль почвенных и симбиотических микроорганизмов в жизнедеятельности животных.

Пищеварительный тракт сапротрофных почвенных беспозвоночных животных, относящихся к макрофауне (диплоподы, дождевые черви), представляет собой особое местообитание микроорганизмов в почве. Экспериментально показано, что микробные сообщества пищеварительного тракта диплопод и дождевых червей состоят из специфических микроорганизмов. В этих сообществах различаются пристеночные и полостные микробные группировки. В пристеночных сообществах доминируют факультативно-анаэробные протеобактерии сем. Enterobacteriaceae и Vibrionaceae и актинобактерии. В пищеварительном тракте диплопод обнаружены аскомицетовые дрожжи. Доказана симбиотическая природа микроорганизмов пристеночного сообщества и показана их функциональная роль. Кишечные симбионты могут служить пищей животных, участвовать в пищеварении, реутилизируя продукты обмена животного, поддерживать устойчивость кишечника к колонизации чужеродными микроорганизмами за счет продукции антибиотиков, вызывать патологические процессы, приводящие к гибели животных.

Сформулировано новое представление о переваривании микроорганизмов беспозвоночными животными, основанном на "киллерном" эффекте пищеварительной среды животных на микробные клетки. Показано, что перевариванию предшествует гибель клеток, вызываемая веществами небелковой природы, затем происходит ферментативный гидролиз с участием ферментов животного и автоли-тических ферментов микробов. Киллерное воздействие имеет мембранотропный характер. У кивсяка Pachyiulus flavipes киллерный фактор связан с 16-сульфо-гидроксипальмитиновой кислотой, обнаруженной впервые. Киллерный механизм обнаружен у кивсяков P. flavipes, Megaphyllum rossicum, Rossiulus kessleri, мокрицы Armadillidium vulgare, у дождевых червей Lumbricus terrestris и Eisenia fetida. Установлено, что переваривание микроорганизмов животными видо- и штаммос-пецифично. Пребывание в кишечной жидкости животных может вызвать у некоторых микробов последующее замедление скорости размножения. Селективное переваривание является одной из главных причин формирования трофических сетей в почвах.

На примере мокрицы A. vulgare обнаружена передача рекомбинантных и естественных коньюгативных плазмид от интродуцированных штаммов бактерий к кишечными бактериям сем. Enterobacteriaceae. Участие беспозвоночных животных в генетическом обмене по-новому ставит проблему оценки последствий интродукции в почву микроорганизмов, в том числе генетически модифицированных, и роли беспозвоночных в создании условий, благоприятных для переноса генов между микроорганизмами в почве.

Показано, что реакция почвенных микроорганизмов на активность нематод и микроартропод зависит от соотношения углерода и азота в питательном субстрате, потребляемом микроорганизмами. Стимуляция микробного роста и активности отмечается только в условиях лимита по доступному азоту. Установлено, что нижний предел популяционной плотности животных, при котором осуществляется их регуляторное воздействие на микробный комплекс, может быть очень мал: около 10 нематод/г почвы или 10 коллембол/г опада. Реакция микробного комплекса на воздействие животных может быть быстрой (от 1 суток) и не пропорциональна количеству потребленной микробной массы, что свидетельствует о метаболической природе эффекта.

Особенности регуляторного воздействия нематод как жертв по отношению к хищным грибам проявляются в том, что эти животные являются источником физиологически активных веществ для грибов, а не их основным пищевым ресурсом.

Нематоды ограничивают рост и дыхание хищных грибов и стимулируют их репродуктивную активность.

Развивается концепция регуляции зоомикробных взаимодействий, включающая трофический и метаболический механизмы. Регуляция по трофическому механизму основана на мобилизации животными питательных веществ, связанных в микробных клетках, их экскреции и высвобождению в почву (вместе с микроорганизмами, размножающимися в пищеварительном тракте). Регуляция по метаболическому механизму предполагает физиологический отклик микробов на метаболиты животных, обладающих свойствами физиологически активных веществ. Метаболический механизм объясняет многие эффекты, например, быструю реакцию микроорганизмов на воздействие нематод и микроартропод, не пропорциональную количеству потребленной микробной массы.

Практическая значимость. Разработан ряд оригинальных приемов экспериментального изучения зоомикробных взаимодействий в почве. Предложены способы выделения пристеночного и полостного микробных сообществ пищеварительного тракта многоножек и червей, определения киллерной антимикробной активности пищеварительной среды животных. Предложен метод определения скорости разрушения микробных клеток. Разработан прием определения нематоцидной активности энтомопатогенных бактерий. Предложена модификация метода дефауниро-вания почвы. Создана коллекция микробных штаммов (протео- и актинобактерий, дрожжей).

Знания о роли беспозвоночных в создании условий для генетического обмена между бактериями (в особенности с бактериями кишечной группы), важно при оценке экологической безопасности интродукции микроорганизмов в почву, что тем более актуально, если интродуцент несет признаки устойчивости к антибиотикам или патогенности.

Предложен способ повышения продуктивности культуры червей Eisenia fetida и эффективности процесса вермикомпостирования на бедных органических субстратах (отработанный шампиньонный грунт) с помощью микроорганизмов-стимуляторов роста червей (дрожжей, мицелия грибов).

У природных изолятов энтомопатогенных бацилл Bacillus thuringiensis обнаружена неспецифическая нематоцидная активность, проявляющаяся как in vitro, так и в почве, которая может быть обусловлена термолабильными агентами белковой природы. Отобранные штаммы могут быть использованы для борьбы с фи-топатогенными нематодами.

Материалы работы используются в курсах лекций "Биология почв", "Почвенные животные и их взаимодействие с микроорганизмами".

Результаты исследования могут быть использованы в экологическом мониторинге, при разработке экологически безопасных биотехнологий, при изучении микробного разнообразия, при поиске микробов-продуцентов физиологически активных веществ, при оценке риска интродукции микроорганизмов в почвы.

Основные защищаемые положения. В основе регуляторного воздействия беспозвоночных животных на микробный комплекс лежат несколько основных принципов.

1. Беспозвоночные осуществляют отбор микробных популяций и модифицируют микробные сообщества, пассируя пищевые субстраты через свой пищеварительный тракт. Переваривание микроорганизмов животными основано на "киллерном" эффекте; оно - видо- и шмаммоспецифично. Киллерный механизм - фактор, определяющий разнообразие трофических связей в почвах. В ряде экосистем роль макрофауны в регуляции продукционного процесса микроорганизмов существенна.

2. Кишечник беспозвоночных - специфическое местообитание в почве, отличающееся по составу и активности микробов. Функциональная роль кишечных симбионтов беспозвоночных во многом аналогична таковой у позвоночных.

3. Животные регулируют рост и активность микроорганизмов и как хищники (микробофаги), и как жертвы (хищные грибы-нематоды). Результат регуляции меняется от стимулирования к ингибированию при увеличении обеспеченности микроорганизмов азотом и при возрастании популяционной плотности животных выше определенного уровня. Животные меняют скорость микробной сукцессии и состав доминирующих микроорганизмов. Реакция микроорганизмов на воздействие животных может быть очень быстрой и проявляется при низкой популяционной плотности животных-хищников. И стимулирующее, и ингибирующее влияние фауны на микробный комплекс, регистрируемое в виде быстрого ответа, не пропорционально количеству потребленной микробной массы.

4. В регуляции со стороны микро-, мезо- и макрофауны много общего. Это - наличие пищевой специализации в отношении микробов; предпочтение в пищу темноокрашенных грибов; киллерный механизм переваривания; быстрый ответ микробов на поедание (появление) животных; увеличение доли бактерий в ходе сукцессии. Общим является и то, что в основе регуляции лежат трофические и метаболические механизмы. Регуляция по трофическому механизму основана на мобилизации животными питательных веществ, связанных в микробных клетках, их экскреции и высвобождению в почву микроорганизмов, размножающихся в кишечнике. Регуляция по метаболическому механизму предполагает физиологический отклик микробов на метаболиты животных, обладающих свойствами физиологически активных веществ. Метаболический механизм объясняет быструю реакцию микробов на воздействие животных, не пропорциональную количеству потребленной биомассы.

5. Прямая регулирующая роль микро- и мезофауны во много превосходит таковую у макрофауны и сводится к активизации или подавлению отдельных микробных популяций в почве.

6. Отличительной особенностью взаимодействия микроорганизмов с макрофауной является наличие развитого микробного сообщества в пищеварительном тракте.

Место проведения работы. Работа выполнялась в период с 1987 по 2003 гг. на кафедре биологии почв факультета почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова.

Благодарности. В 1993-1994 гг. работа была поддержана Фондом Сороса и Правительства РФ (гранты NDA000 и NDA300). В 1994-1996 гг. работа была поддержана фантом Министерства Образования, Науки и Технологии Германии и фантом РФФИ N 95-04-11942а. С 1996 г по настоящее время работа поддержана фантами РФФИ N 96-04-48418, N 99-04-48000, N 02-04-49049. Автор выражает благодарность своим учителям и коллегам Д. Г. Звягинцеву, B.C. Гузеву, И.П. Бабьевой, Т.Г. Мирчинк, Т.Г.Добровольской, Г.М. Зеновой, О.Е. Марфениной, Л.М. Полянской, Л.В. Лысак, А.Л. Степанову, By Нгуен Тхань, Я.М.Рабиновичу, Е.Б. Третьяковой, Н.Ф. Рябченко, Н.Д. Романенко, А.В. Куракову, Н.А.Кузнецовой, И.Ю Чернову, П.Н. Голышину, В.В. Демину, А.Г. Андрееву, А.Д. Покаржевскому, Л.Г. Ягловой, Г.В. Коссовой, А.Ш. Мамилову, И.Н. Мозговой, В.Д. Мигуновой, Нгуен Д.Т.Лыу, Н.И. Бабкиной, Н.В. Зи-нину, С.В. Левину, Г.И. Селецкому, Ю.Б. Бызовой, 3. Филипу, Дж. Андерсону, X. Клаусу, О. Дилли за поддержку идей, выполнение отдельных разделов экспериментальной работы, техническую помощь и дискуссии.

Личный вклад автора. Автор принимал личное участие во всех этапах исследования. Ему принадлежит формулирование проблемы, постановка целей и задач, планирование экспериментов. Автор участвовал в сборе значительной части полевого материала, в выполнении экспериментальной работы, в обобщении и интерпретации полученных результатов, в подготовке основного числа научных публикаций, многократно выступал с научными докладами. В работе использованы материалы, полученные в соавторстве с аспирантами и студентами, проводившими исследования под руководством автора.

Апробация. Основные положения диссертации докладывались на IX, XI и XII Международных коллоквиумах по почвенной зоологии в Москве (1985 г.), в Ювя-скила, Финдляндия (1992 г.) и в Дублине, Ирландия (1996 г); на IX Международном симпозиуме по биологии почв в Кетцхеи, Венгрия (1989 г.); на Всесоюзном совещании по проблемам почвенной зоологии в Тбилиси (1987 г.); на Всесоюзных конференциях "Биодинамика почв" в Таллине (1988 г.) и "Микроорганизмы - стимуляторы и ингибиторы роста растений и животных" в Ташкенте (1989 г.); на научном семинаре Института Гигиены почвы, воды и воздуха в Лангене, Германия (1993 г.); на Ломоносовских чтениях в МГУ (1996 и 2002 гг.); на XVIII Международном специализированном симпозиуме по дрожжам в Бледе, Словения (1997 г.); на Международном нематологическом симпозиуме в Москве (1997 г.); на Республиканской научной конференции "Состояние и рациональное использование почв республики Казахстан" в Алма-Ате (1998 г.); на II (XII) Всероссийском совещании по почвенной зоологии в Москве (1999), на заседаниях и научных семинарах кафедры биологии. На конференции, посвященной 100-летию со дня рождения Е.Н. Мишустина в Москве (2001 г). На Международном симпозиуме "Структура и функции почвенной микробиоты" в Марбурге, Германия (2003).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 56 работ, в том в числе 32 статей, 23 - в рецензируемых журналах, 5 - в сборниках, 3 - в коллективных монографиях; 25 работ опубликованы за рубежом.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1. Участие животных в почвенных процессах

Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Бызов, Борис Алексеевич

выводы

1. Почвенные беспозвоночные животные в процессе питания модифицируют состав микробоценозов подстилок и почв. При пассаже через пищеварительный тракт животных, относящихся к макрофауне (многоножек, дождевых червей, мокриц) меняется состав и структура микробных сообществ: резко сокращается обилие грибов и возрастает численность бактерий. В экскрементах увеличивается доля грамотрицательных неспороносных аэробных и факультативно-анаэробных, а также коринеподобных бактерий, актиномицетов и дрожжей-аскомицетов. При этом снижается доля дрожжей-базидиомицетов и мицелиальных грибов, особенно темноокрашенных. Основными причинами модификации микробоценоза являются: элиминирование, задержка роста с сохранением жизнеспособности, инициация прорастания, рост и развитие устойчивых к перевариванию транзитных и симбиотических микроорганизмов. Задний отдел кишечника - природный ферментер, в котором обитают симбиотические микроорганизмы. В нем размножаются транзитные микроорганизмы, что и определяет общее увеличение их численности в субстрате, прошедшем через пищеварительный тракт. Роль дождевых червей в регуляции продукционного процесса микроорганизмов велика в луговых экосистемах.

2. Впервые определен механизм переваривания микробов беспозвоночными, объясняющий их селективное питание и связанное с ним формирование микробных сообществ и разнообразие трофических связей в почве. Селективность питания обусловлена специфическим киллерным эффектом пищеварительной среды животного по отношению к микробам. Пищеварительные экстракты кишечника диплопод, мокриц и дождевых червей обладают способностью убивать микробные клетки. Киллерное воздействие имеет мембранотропный характер. Устойчивые к киллерному воздействию клетки не перевариваются. У грибов и бактерий проявляется видовая и цггаммовая специфичность к киллерному воздействию. Киллерный фактор имеет неферментативную природу и, например, у кивсяка Pachyiulus flavipes связан с 16-сульфо-гидроксипальмитиновой кислотой, веществом, обнаруженным нами впервые. При воздействии киллерного фактора в сочетании с ферментативным гидролизом и автолизом достигается быстрое и эффективное переваривания микробных клеток. Ускорение переваривания микроорганизмов беспозвоночными в присутствии киллерного фактора сходно с механизмом индуцированного автолиза, описанного для позвоночных животных.

3. Активизация бактерий при пассаже через пищеварительный тракт животных может быть причиной генетического обмена между интродуцированными и кишечными микробами. Показано, что некоторые бактерии, в том числе генетически модифицированные, могут долго выживать в почве, размножаться в кишечнике и экскрементах животных и передавать плазмиды к обычным кишечным бактериям сем. Enterobacteriaceae. Генетический обмен может протекать в естественных условиях с частотой, сопоставимой с таковой in vitro. Обнаруженный факт генетического обмена между интродуцированными и автохтонными бактериями обусловливает необходимость оценки роли почвенных беспозвоночных в регуляции переноса генов между бактериями в почве.

4. Микроорганизмы являются необходимым компонентом пищи дождевых червей, диплопод, мокриц. Состав микроорганизмов в пище определяет его качество для животных. Наряду с ранее выделенными токсичными, плохо и хорошо перевариваемыми микробами предлагается выделять микробы-стимуляторы. Сравнительно небольшие добавки микробов-стимуляторов в корм приводит к увеличению скорости роста и размножения животных. Предлагается способ повышения продуктивности культуры червей Eisenia fetida и эффективности процесса вермикомпостирования бедных органических субстратов путем внесения живых дрожжей - стимуляторов роста.

5. Кишечник дождевых червей и диплопод представляет собой особое местообитание микроорганизмов. В пристеночном сообществе (на внутренней поверхности стенок кишечника) доминируют факультативно-анаэробные протеобактерии из семейств Enterobacteriaceae и Vibrionaceae, актинобактерии (в том числе, стрептомицеты) и дрожжи-аскомицеты (у диплопод). В этом сообществе также присутствуют очень мелкие кокковидные бактерии (< 0,2 мкм), не культивируемые на питательных средах.

6. Функции кишечных симбионтов состоят в том, что он могут служить пищей животных, реутилизировать продукты обмена животного или мертвую микробную массу, обеспечивать устойчивость кишечника к колонизации чужеродными микроорганизмами за счет продукции антибиотиков, но и вызывать патологические процессы, приводящие к гибели животных.

7. Нематоды и микроартроподы, питаясь микроорганизмами, оказывают регулирующее воздействие на комплекс почвенных микроорганизмов. Изменяется динамика биомассы и дыхательной активности, соотношение грибной и бактериальной биомассы, скорость минерализации углерода и азота растительных остатков. В присутствии микроартропод увеличивается видовое разнообразие микромицетов, снижается доля темноокрашеных грибов, возрастает выравненность видов по обилию. Реакция микроорганизмов на воздействие животных может быть быстрой (от суток) и не пропорциональна пищевым потребностям животных.

8. Реакция микроорганизмов на активность нематод и микроартропод зависит от соотношения углерода и азота в питательном субстрате и меняется от активизации роста до подавления при снятии лимита по азоту. Установлено, что нижний предел численности животных, при котором осуществляется их регуляторное воздействие, может быть очень мал: например, около 10 нематод/1 г почвы или 10 коллембол/ г опада.

9. Реализация хищничества нематофаговым грибом Arthrobotrys oligospora регулируется ростовыми факторами, получаемыми от нематод при питании ими. Стимулом к хищничеству у нематофаговых грибов является недостаток в среде витаминов или аминокислот. Как жертвы, нематоды ограничивают рост и сапротрофную активность и усиливают конидиогенез хищных грибов. При питании нематодами у хищного гриба сокращается период завершения цикла за счет более быстрого образования конидий.

10. В регуляции со стороны микро-, мезо- и макрофауны много общего. Это -наличие пищевой специализации в отношении микробов; предпочтение в пищу темноокрашенных грибов; киллерный механизм переваривания; быстрый функциональный ответ микробов на поедание (появление) животных; увеличение доли бактерий в процессе сукцессии под действием животных. Общим является и то, что в основе регуляции лежат трофические и метаболические механизмы.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Экспериментальные статьи в рецензируемых журналах:

1. Byzov В.A., Vu Nguyen Thanh, Bab'eva I.P. Yeasts associated with soil invertebrates. Biology and Fertility of Soils, 1993, V, 16, pp. 183-187.

2. Byzov B.A., Vu Nguyen Thanh, Bab'eva I.P. Interrelationships between yeasts and soil diplopods. Soil Biology and Biochemistry, 1993, V. 25, N 8, pp. 1119-1126.

3. Вызов Б.А. Зенова Г.М., Бабкина Н.И., Добровольская Т.Г., Третьякова Е.Б. и Звягинцев Д.Г. Актиномицеты в пище, кишечнике и экскрементах почвенных многоножек Pachyiulus flavipes C.L.Koch. Микробиология, 1993, т. 62, N5, с. 916-927.

4. Третьякова Е.Б., Добровольская Т.Г., Вызов Б.А. Использование устойчивости к щелочи для селективного выделения грамположительных бактерий из почвы. Вест. Моск. Ун-та, сер. 17 почвовед., 1994, N1, с. 49-55.

5. By Нгуен Тхань, Бызов Б.А., Бабьева И.П. Чувствительность дрожжей к пищеварительной жидкости кишечника почвенных многоножек Pachyiulus flavipes C.L.Koch. Микробиология, 1994, т. 63, N 4, с. 715-720.

6. Byzov В.А., Polyanskaya L.M., Vu Nguyen. Thanh Applying of yeasts as growth stimulators for the earthworm Eisenia fetida. Acta Zoologica Fennica, 1995, N 196, pp. 376379.

7. Byzov B.A., Chernjakovskaya T.F., Zenova G.M., Dobrovolskaya T.G. Bacterial communities associated with soil diplopods. Pedobiologia, 1996, V. 40, pp. 67-79.

8. Третьякова Е.Б., Добровольская Т.Г., Бызов Б.А., Звягинцев Д.Г. Сообщества бактерий, ассоциированные с почвенными беспозвоночными. Микробиология, 1996, т. 65, N 1, с. 102-110.

9. Нгуен Дык Т.Л., Бызов Б.А., Зенова Г.М., Звягинцев Д.Г. Антагонистические свойства актиномицетов, ассоциированных с пищеварительным трактом почвенных беспозвоночных. Вест. Моск. Ун-та, сер. 17 почвовед., 1996, N 3, с. 70-77.

10. Рябченко Н.Ф., Степанова Т.В., Румер Л.М., Мозговая И.Н., Бызов Б.А., Звягинцев Д.Г. Коньгативный перенос плазмиды рАМр от стрептококков в бациллы в верми-компосте. Микробиология, 1996, т. 65, N 5, с. 663-667.

11. Byzov В.А., Claus Н., Tretyakova Е.В., Zvyagintsev D.G., Filip Z. Effects of soil invertebrates on the survival of some genetically engineered bacteria in leaf litter and soil. Biology and Fertility of Soils, 1996, V. 23, pp. 221-228.

12. Бызов Б.А., Рабинович Я.М. Киллерная активность пищеварительной жидкости почвенной многоножки Pachyiulus flavipes. Прикладная биохимия и микробиология, 1997, т. 33, N 5, с. 568-571.

13. Byzov В.А., Vu Nguyen Thanh, Bab'eva I.P., Tretyakova E.B., Dyvak I.A. and Rabino-vich Ya. M. Killing and hydrolytic activities of the gut fluid of the millipede Pachyiulus flavipes C.L. Koch on yeast cells. Soil Biology and Biochemistry, 1998, 30, N 8/9, pp.1137-1145.

14. Byzov B.A., Kurakov A.V., Tretyakova E.B., Vu Nguyen Thanh, Nguyen Due To Luu and Rabinovich Ya.M. Principles of the digestion of microorganisms in the gut of soil millipedes: specificity and possible mechanisms. Applied Soil Ecology, 1998, N 9, pp. 145-151.

15. Byzov B.A., H. Claus, E.B. Tretyakova, N.F. Ryabchenko, I.N.Mozgovaya, D.G. Zvyagintsev, Z. Filip. Plasmid transfer between introduced and indigenous bacteria in leaf litter, soil and vermicompost as affected by soil invertebrates. Biology and Fertility of Soils, 1999, N28, pp. 169-176.

16. Мамилов А.Ш., Вызов Б.А., Покаржевский А.Д., Звягинцев Д.Г. Регуляция микрофауной биомассы и активности почвенных микроорганизмов. Микробиология, 2000, т. 69, N 5, с. 727-736.

17. Мамилов А.Ш., Вызов Б.А., Степанов A.JL, Звягинцев Д.Г. Дифференцированный учет микробной биомассы в почве при разложении растительных остатков. Почвоведение, 2000, N 12, с. 1457-1462.

18. Mamilov A.Sh., Byzov В.А., Zvyagintsev D.G. and Dilly O.M. Predation on fungal and bacterial biomass in a soddy-podzolic soil amended with starch, wheat straw and alfalfa meal. Applied Soil Ecology, 2001, N 16,131-139.

19. Mozgovaya I.N., Byzov B.A., Ryabchenko N.F., Romanenko N.D. and Zvyagintsev D.G. Nematicidal effects of the entomopathogenic bacteria Bacillus thuringiensis in soil. Pedobiologia, 2002, V. 46, N 6, pp. 558-572.

20. Мигунова В.Д., Вызов Б.А., Полянская JI.M., Звягинцев Д.Г. Развитие хищного нематофагового гриба Arthrobotrys oligospora в дерново-подзолистой почве. Вестник Московского Университета, серия 17, Почвоведение, 2002, N 3, с. 44 - 47.

21. Мигунова В.Д., Вызов Б.А., Звягинцев Д.Г., Романенко Н.Д. Влияние хищного нематофагового гриба Arthrobotrys oligospora на комплекс почвенных нематод, формирующихся в прикорневой зоне винограда и пшеницы Вест. Моск. Ун-та, сер. 17 почвовед, в печати.

22. Migunova V.D., Byzov В.А. Determinants of trophic modes of the nematophagous fungus Arthrobotrys oligospora interacting with bacterivorous nematode Caenorhabditis elegans. FEMS Microbiology Ecology, in press.

Статьи в сборниках:

23. Бызов Б.А. Микробиологические исследования вермикомпоста, приготовленного на отходах шампиньонного производства. В сб.: Биоконверсия органических отходов дляпроизводства биогумуса, биогаза и белка и охрана окружающей среды, Киев-Ивано-Франковск, 1991, с. 67-70.

24. Звягинцев Д.Г., Добровольская Т.Г., Полянская J1.M., Бабьева И.П., Чернов И.Ю, Бызов Б.А., Зенова Г.М., Лысак Л.М. Почва как природный банк микроорганизмов. Биология, экология, биотехнология и почвоведение. М.: Изд-во МГУ, 1994, с. 228-238.

25. Мамилов А.Ш., Бызов Б.А., Звягинцев Д.Г. Экспериментальные подходы к изучению микробной продуктивности почв. В кн.: Состояние и рациональное использование почв республики Казахстан: Материалы научной конференции. Алматы. "Тезис", 1998, с 157.

26. Паренченкова Ю.А., Вызов Б.А. и Лебедева Г.Ф. Влияние гербицидов на численность почвенных нематод и интенсивность дыхания почвы. В сб.: Материалы по изучению русских почв, 2001, вып. 2 (29), Изд-во Санкт-Петербургского университета, с. 36-40.

27. Кураков А.В., Давыдова М.А., Бурова Н.Е., Салюк В.И., Вызов Б.А. Сукцессии микроскопических грибов при разложении опада и пищевая активность микроартропод. В сб.: Проблемы лесной фитопатологии и микологии. Материалы 5-й

Обзоры:

28. Byzov В. A. Intestinal microbiota of millipedes. In. (H. Konig and A. Varma, eds.) Intestinal microorganisms of termites and other invertebrates, in press

Главы в книгах:

29. Гузев B.C., Вызов Б.А., Гузева JI.C., Звягинцев Д.Г. Изучение методом сканирующей электронной микроскопии взаимодействия микроорганизмов с беспозвоночными. В кн.: Экологическая роль микробных метаболитов, М.: Изд-во МГУ, 1986, с. 212- 231.

30. Вызов Б.А. Методы изучения микробных сообществ, ассоциированных с сапро-трофными почвенными беспозвоночными. В кн.: Методы почвенной микробиологии и биохимии, М.: Изд-во МГУ, 1991, с. 47-58.

31. Вызов Б.А. Трофо-динамические взаимодействия микроорганизмов и животных в почве. В кн.: Перспективы развития почвенной биологии, 2001, М.: Изд-во Макс Пресс, 108-132.

Тезисы докладов:

32. Byzov В.А., Guzev V.S. The role of invertebrates in the formation of a microorganism succession in decaying plant litter. Abstracts 9th International Colloquium Soil Zoology, Moscow, 1985, p 43.

33. Бызов Б.А. Особенности микробного разложения углеводов в системе микроорга-низмы-сапротрофные беспозвоночные. Тезисы Всесоюзного совещания по проблемам почвенной зоологии, Тбилиси, 1987, с. 50-51.

34. Бызов Б.А. Зоомикробные взаимодействия как возможный показатель антропогенных воздействий на экосистему. Тезисы Всесоюзной конференции "Микроорганизмы в сельском хозяйстве", Кишинев, 1988, с. 62.

35. Бызов Б.А., Добровольская Т.Г. Динамика микробных группировок в зоомикроб-ном комплексе в процессе лабораторного содержания животных. Тезисы Всесоюзной конференции "Биодинамика почв", Таллинн, 1988, с. 57.

36. Byzov В.А., Dobrovolskaya T.G., Zvyagintsev D.G. Microorganisms in the gut and faeces of Glomeris connexa C.L.Koch and Leptoiulus polonicus Jawlowski (Diplopoda). Abstracts 10th International Colloquium on Soil Zoology, Bangalore, India, 1988.

37. Byzov B.A., Dobrovolskaya T.G., Chernyakovskaya T.F. Dynamics of microbial communities of the saprotroph zoomicrobial complex. Abstracts 10th International Symposium on Soil Biology, Keszthely, Hungary, 1989, p. 9.

38. Вызов Б.A., By Нгуен Тхань, Бабьева И.П. Роль дрожжей рода Candida в патогенезе сапротрофных беспозвоночных. Тезисы Всесоюзной конференции "Микроорганизмы - стимуляторы и ингибиторы роста растений и животных", Ташкент, 1989, с. 36.

39. Бызов Б.А., Третьякова Е.Б., Добровольская Т.Г. Зообактериальные сообщества в вермикомпосте и подстилке. Тезисы Всероссийской конференции "Микроорганизмы в сельском хозяйстве", Пущино, 1992, с. 199.

40. Byzov В.А., Vu Nguyen Thanh. Applying of yeasts in vermicomposting systems. Abstracts XI International Colloquium on Soil Zoology, Juvaskyla, 1992, p. 261.

41. Vu Nguyen Thanh, Byzov B.A. The effect of coelomic fluid of the earthworm Eisenia fetida on yeast growth. Abstracts XI International Colloquium on Soil Zoology, Juvaskyla, 1992, 91.

42. Zvyagintsev D.G., Byzov B.A., Tretyakova E.B., Filip Z. Fate of genetically engineered bacteria in soil: influence of soil mesofauna on survival and possible gene transfer. Abstracts 3rd German-Russian Workshop Biotechnology, Berlin, 1994, p. 8.

43. Byzov B.A., Tretyakova E.B., Rabinovich Ya.M. Principles of the digestion of microorganisms in the guts of soil millipedes: specificity and possible mechanisms. Abstracts XII International Colloquium on Soil Zoology, Dublin, Ireland, 1996, p. 22.

44. Tretyakova E.B., Byzov B.A. Species-dependent survival of bacteria after passage through the gut of soil invertebrates. Abstracts XII International Colloquium, on Soil Zoology, Dublin, Ireland, 1996, p. 151.

45. Byzov B.A., Bab'eva I.P., Rabinovich Ya.M. Interactions between yeasts and soil millipedes. In: Yeast Nutrition and natural habitats. Abstracts 18th International Specialized Symposium on Yeasts, 1997, Bled, Slovenia, SOP8-8.

46. Migunova V.D., Polyanskaya L.M., Byzov B.A. Feeding strategies of the nematophagous fungus Arthrobotrys oligospora in soddy-podzolic soil. Abstracts Second English Language International Nematology Symposium of the Russian Society of Nematology, Russian Journal of Nematology, 1998, N 1, pp. 67-68.

47. Третьякова Е.Б., Мозговая И.Н., Рябченко Н.Ф., Бызов Б.А. Влияние беспозвоночных на судьбу генетически модифицированных бактерий в подстилке и почве. Те-зизы II открытой городской научной конференции молодых ученых города Пущино, Пущино, 1997, с. 203-204.

48. Бызов Б.А. Трофические взаимодействия микроорганизмов и беспозвоночных в почве. Тезисы II Всероссийского совещания "Проблемы почвенной зоологии", Москва, 1999, с. 183.

49. Мозговая И.Н., Рябченко Н.Ф., Бызов Б. А. и Звягинцев Д.Г. Судьба энтомопатогенных бацилл в почве. Тезисы II Всероссийского совещания "Проблемы почвенной зоологии", Москва, 1999, с. 199.

50. Зинин Н.В., Рабинович Я.М., Демин В.В. и Вызов Б. А. Особенности переваривания микроорганизмов почвенными беспозвоночными. Тезисы II Всероссийского совещания "Проблемы почвенной зоологии", Москва, 1999, с. 191.

51. Мамилов А.Ш., Вызов Б. А. и Звягинцев Д.Г Влияние микрофауны на продукцию и групповой состав комплекса почвенных микроорганизмов. Тезисы II Всероссийского совещания "Проблемы почвенной зоологии", Москва, 1999, с. 195.

52. Мигунова В.Д., Вызов Б. А., Полянская JI.M. и Звягинцев Д.Г. Трофические стратегии хищного гриба Arthrobotrys oligospora в почве. Тезисы II Всероссийского совещания "Проблемы почвенной зоологии", Москва, 1999, с. 197.

53. Migunova V.D. and Byzov В.A. Selection of Trophic Strategy by Predacious Fungi. Abstracts 9th International Symposium On Microbial Ecology "Interactions in the Microbial World", Amsterdam, 2001, p. 262.

54. Mozgovaya I.N. and Byzov B.A. Behaviour of Entomopathogenic Bacilli in Soil: Surth vival and Interactions with Soil Biota. Abstracts 9 International Symposium On Microbial Ecology "Interactions in the Microbial World", Amsterdam, 2001, p. 328.

55. Мозговая И.Н., Вызов Б.А., Кураков А.В., Звягинцев Д.Г. Экологические последствия применения Bacillus thuringiensis для почвенных ценозов. Тезисы II научной конференции "Актуальные вопросы биотехнологии", М.: МГУ, 2001, с. 27.

56. Migunova V.D., Byzov B.A. Determinants of trophic modes of the nematophagous fungus Arthrobotrys oligospora interacting with bacterivorous nematode Caenorhabditis elegans. Abstracts of International Symposium "Structure and Function of Soil Microbi-ota", 2003, Marburg, p. 130.

11. ЗАКЛЮЧЕНИЕ: принципы зоомикробных взаимодействий в почве

В настоящем исследовании сделана попытка анализа и обобщения биотических механизмов, осуществляющих внутреннюю регуляцию зоо-микробного комплекса почвы. Становится очевидным, что эта регуляция основана на тесных взаимодействиях между микроорганизмами и животными на уровне отдельных организмов, популяций и сообществ. Зоо-микробные взаимодействия в той или иной степени определяют протекание основных почвенных процессов и состояние биотического сообщества в целом. Эффекты от взаимодействий микроорганизмов и животных реализуются в процессах разложения и минерализации органического вещества, мобилизации-иммобилизации и др. Взаимодействия определяют судьбу микробных популяций (состав, обилие, активность) и популяций фауны. Следствием взаимодействий является формирование микробных сообществ и комплекса фауны почвы, динамику биомассы и продукцию микроорганизмов, транспорт микробов и их профильное распределение, генетический обмен между микробами.

Как со стороны животных, так и со стороны микроорганизмов существует регулирующее воздействие, результат которого не пропорционален основным метаболическим тратам вызывающего это воздействие организма. Трофический механизм не всегда объясняет эффектов от зоо-микробных взаимодействий, следовательно, наличие метаболических механизмов в почве надо признать очевидным.

В основе взаимодействий микроорганизмов и почвенных животных лежат несколько принципов.

11.1. Микроорганизмы как источник углерода, энергии, биогенных элементов и физиологически активных веществ для почвенных животных

Принципиальной пищей и специализированных микробофагов, и сапрофагов, включая представителей крупной фауны - червей, диплопод и мокриц, являются микроорганизмы: грибы, простейшие и бактерии. Этому есть ряд прямых и косвенных свидетельств.

Беспозвоночные животные не поселяются на свежем растительном опаде (основная гипотеза - наличие репеллентов в составе растительных тканей) (Martin, Daniels, 1963).

Животные не способны к деполимеризации растительных полимеров, которые преобладают в почвенном органическом веществе (Паников и др., 1985; Барнс и др., 1992). Целлюлазная активность пищеварительного тракта почвенных животных очень низка (Siepel, de Ruiter-Dukman, 1993; Lattaud et al., 1998). Даже термиты и фитофаги переваривают целлюлозу благодаря симбиотическим целлюлозолитическим бактериям и простейшим или с помощью ферментов перевариваемых грибов (Martin, 1984).

Животные облигатно зависят от микроорганизмов как источника незаменимых аминокислот, которые сами синтезировать не могут (Бигон и др., 1989). В почве ресурс аминокислот и сосредоточен в микробной биомассе (Покаржевский и др., 1984).

Животные нуждаются в органическом азоте и фосфоре, запас которых сосредоточен в почве в микробной биомассе (Покаржевский и др., 1984).

Таким образом, микроорганизмы - главный источник пищи почвенных беспозвоночных животных. Материал микробных клеток может поступать в пищу экзогенно - с кормом и эндогенно - за счет использования метаболитов микробных симбионтов, реутилизации продуктов обмена животного и тел микробных симбионтов (см. ниже). До сих пор, однако, не удается количественно оценить вклад этих потоков в питании животных.

Микроорганизмы могут быть основным источником азота, но не углерода для животных. Только 0,01-0,1% (до 1 мг С/г - в почве) и до 1% (до 10 мг С/г - в подстилке) общего углерода может быть связано в микробной биомассе (Звягинцев, 1987). Однако эффективность ассимиляции углерода у некоторых питающихся опадом и подстилкой животных (кивсяки) может достигать 9,4%, причем все это - легкодоступные органические вещества (Паников и др., 1984). Значит основной источник углерода для животных - не микробная масса, а органические вещества опада и почвы: моно- и олигосахара, аминокислоты, белки и др. Однако эти соединения образуются в результате деятельности микроорганизмов и их экзоферментов. Следовательно, существует и прямая, и косвенная роль почвенных микроорганизмов в питании животных.

11.2. Каждое животное имеет свой круг микробных жертв

Все беспозвоночные проявляют избирательность в выборе объектов питания - микроорганизмов. Переваривание микроорганизмов видо- и штаммоспецифично и зависит у макрофауны от чувствительности микробных клеток к киллерным веществам небелковой природы и ферментам, содержащимся в пищеварительной среде животного, а у микро- и мезофауны - от реакции на метаболические сигналы со стороны микроорганизмов. Чувствительность к перевариванию определяется также морфологическим и физиологическим статусом и возрастом микробных клеток. Каждое животное имеет свой круг микробных жертв. Этот принцип, по-видимому, лежит в основе формирования трофических сетей в почве.

11.3. Киллерный механизм и индуцированный - универсальные механизмы переваривания микроорганизмов животными

Переваривание микробных клеток животными подчиняется принципу индуцированного автолиза, основанного на киллерном механизме. Механизм впервые описан для почвенных животных. Чувствительные к перевариванию микробные клетки погибают под действием киллерных веществ не ферментативной природы. Киллерные вещества нарушают барьер проницаемости, и в раствор выходит часть содержимого цитоплазмы; гидролиз клеточного материала осуществляют вместе автолитические ферменты микробной клетки и ферменты животного. При индуцированнном автолизе жертва как бы обеспечивает собственное переваривание, индуцируемое веществами пищеварительного тракта хищника. При этом живые организмы перевариваются эффективнее мертвых. Скорость переваривания достигает нескольких минут, а эффективность ассимиляции -90%. Выжившие микробные клетки могут размножаться в заднем отделе со скоростью, близкой к таковой для условий питательных сред. Таким образом, пищеварительный тракт каждого животного представляет собой своеобразный биологический фильтр, "отбирающий" микробные популяции при пассаже.

При пассаже через пищеварительный тракт животных-макрофауны (дождевых червей, многоножек, мокриц) снижается обилие грибного мицелия (особенно темноокрашенных грибов) и увеличивается обилие бактерий (в основном, за счет грамотрицатель-ных). Судьба микробных клеток при пассаже зависит от вида (штамма) микроорганизма. Это может быть гибель с высвобождением основной части веществ содержимого, замедление скорости размножения при сохранении жизнеспособности, нейтральная реакция, размножение или инициация прорастания спор, генетический обмен. Кишечные симбионты более устойчивы к пребыванию в кишечной среде. В результате пассажа формируется микробное население в почве и профильное распределение микроорганизмов.

11.4. Пищеварительный тракт животных - специфическое местообитание микроорганизмов в почве

Кишечник - специфическое место обитания микроорганизмов в почве. Физико-химические условия (состав питательных элементов, рН, окислительно-восстановительный потенциал, влажность) и биологические факторы (ферментативная активность, наличие киллерных веществ) формируют микробные сообщества нетипичные для почвы. Выделяются два типа сообществ кишечных бактерий: пристеночное (на внутренней поверхности стенок кишечника) и полостное (в содержимом кишечника). В пристеночном сообществе доминируют истинные симбионты: факультативно-анаэробные бактерии из семейств Enterobacteriacea и Vibrionaceae. Из кишечника диплопод выделяются актиномицеты редких родов - Micromonospora, Actinomadura, Streptoverticillium, Streptosporangium. В состав симбионтов почвенных многоножек-диплопод входят также дрожжи-аскомицеты. Среди кишечных симбионтов есть очень мелкие бактерии, обнаруживающиеся в сканирующем электронном микроскопе.

Численность микроорганизмов возрастает от переднего отдела пищеварительного тракта к заднему отделу и достигает 108 КОЕ/г кишечных тканей. При близкой численности плотность заселения поверхности кишечника микроорганизмами в десятки и сотни тысяч раз выше, чем поверхности почвенных частиц (внутренняя поверхность 1 г кишечника диплопод составляет около 10 см2, а поверхность 1 г почвенных частиц - десятки и сотни м2).

Полостное сообщество кишечника представлено бактериями корма и кишечными бактериями. Устойчивые к перевариванию транзитные микроорганизмы размножаются при пассаже, при этом время удвоения некоторых бактерий может достигать у дождевых червей 1,5-2 часов, а у диплопод 10-12 часов. Численность бактерий обычно возрастает в десятки раз от корма к экскрементам.

Функции микроорганизмов кишечника беспозвоночных связаны прежде всего с явлением симбионтного пищеварения. Кишечные микроорганизмы являются источником незаменимых аминокислот и витаминов, реутилизируют продукты обмена животных, могут участвовать в симбионтном питании, осуществляют азотфиксацию. Симбионты повышают устойчивость кишечника к колонизации чужеродными микроорганизмами за счет образования антибиотических веществ (актиномицеты). Из пищеварительного тракта диплопод выделяются бактерии с миколитической активностью. Бактерии кишечника дождевых червей - активные азотофиксаторы. Пищеварительный тракт - среда, в которой возможны межмикробные взаимодействи: антагонизм и генетический обмен между бактериями. Обнаружен факт передачи рекомбинантных и естественных коньюгативных плазмид от интродуцированных штаммов бактерий к диким бактериям сем. Enterobacteriaceae.

11.5. Биотическая регуляция пищевых цепей основана на трофическом и метаболическом принципе взаимодействия

Регуляция пищевых цепей подчиняется принципам обратной связи, петли которой могут идти как сверху - от хищников, так и снизу - от первичных продуцентов и микроорганизмов. Животные могут также регулировать микробные популяции, будучи объектом питания микроорганизмов. Например, нематоды являются источником ростовых факторов (аминокислот или витаминов) для хищных грибов, а стимулом к хищному образу жизни у грибов является недостаток в среде витаминов или аминокислот. Как жертвы нематоды регулируют рост, развитие и сапротрофную (минерализационную) активность хищных грибов в почве.

Комплекс почвенных нематод, питаясь микроорганизмами, регулирует активность микробного разложения и минерализации органических веществ в почве, микробную продукцию и состав микробного комплекса. Причем при разложении бедных по азоту или не содержащих азота органических веществ нематоды стимулируют, а при разложении богатых азотом органических соединений ингибируют микробное разложение и микробную продукцию. Нематоды регулируют соотношение грибной и бактериальной биомассы в почве: доля бактерий увеличивается в процессе разложения в присутствии нематод сильнее, чем без нематод.

Коллемболы регулируют активность разложения листового опада и сукцессию микромицетов.

Реакция микроорганизмов может быть очень быстрой - от 1 суток до нескольких и заметна при очень низкой популяционной плотности животных. Минимальная численность нематод, при которой заметны эффекты на активность микробного сообщества, составляет менее 10 особей/г почвы. Минимальная численность коллембол, при которой заметны эффекты на активность микробного сообщества, составляет 10 особей/г опада.

Компенсаторные реакции почвенных микромицетов на хищничество со стороны микро- и мезофауны во многом аналогичны таковым у растений на поедание растительноядными животными. Это - повышение скорости энергодающих процессов, увеличение продукции, перераспределение продуктов и активности ферментов внутри тела. И для растений, и для грибов характерна непропорциональная реакция на трофическое воздействие, выражающаяся в значительном изменении физиологического состояния в ответ на относительно малое воздействие (например, повреждение коры или мицелия). В ряде случаев в основе механизма лежит действие ФАВ хищника. И растения, и мицелиальные грибы принадлежат к так называемым модулярным организмам, развитие которых, в отличие от унитарных организмов (животных), не предопределено жесткой программой и зависит от их взаимодействия с окружающей средой (Бигон и др., 1989).

На основании полученных результатов и анализа литературы сформулирована концепция быстрого и медленного функциональных ответов микробного комплекса на деятельность животных. Примеры быстрой и медленной реакции микроорганизмов на появление (наличие) беспозвоночных и возможные механизмы этих реакции показаны в таблицах 55 и 56.

Нами выдвинута гипотеза о роли трофических и метаболических (сигнальных) механизмах регуляции животными структуры и метаболизма микробного комплекса почвы. Принцип регуляции по трофическому механизму состоит в мобилизации животными при питании питательных веществ, связанных в микробных клетках, и их экскреции. В масштабах почвенных экосистем, однако, вклад продуктов экскреции животных в пул питательных элементов слишком мал и, следовательно, не может объяснить быструю нелинейную реакцию микробного сообщества на поедание животными. Регуляция по метаболическому механизму предполагает быстрый физиологический отклик микроорганизмов в ответ на метаболиты (физиологически активные вещества) животных, аналогичный компенсаторному эффекту растений в ответ на поедание растительноядными. Он заключается в усиленном росте и метаболической активности микроорганизмов и объясняет феномен их быстрой реакции на воздействие животных, а также нелинейный характер зависимости эффектов от метаболических потребностей животных (когда они - хищники) или количества питательных веществ, содержащихся в них (когда они - жертвы).

Регуляция со стороны микроорганизмов также может быть реализована как по трофическому, так и по метаболическому механизму. Трофическая регуляция связана с функцией клеточной массы микроорганизмов как источника незаменимых аминокислот и фосфора для почвенных животных. С другой стороны, в результате деятельности микробных экзоферментов присходит разложение сложных органических полимеров до веществ, которые уже могут быть переварены и ассимилированы животными (олигосаха-ридов, органических кислот, белков и аминокислот). Метаболическое воздействие микроорганизмов предполагает участие физиологически активных соединений микробного происхождения (витаминов, аттрактантов и репеллентов, антибиотиков, токсинов) во взаимодействии с животными.

Главной отличительной особенностью взаимодействия микроорганизмов с макрофауной является наличие развитого симбиотического сообщества в пищеварительном тракте, состоящего из бактерий и дрожжей. Прямая регулирующая роль этих животных по отношению к почвенным микробам состоит, в основном, в модификации микробных сообществ при их пассаже через пищеварительный тракт, поскольку дождевые черви, диплоподы и др. способны заглатывать крупные фрагменты субстрата, заселенные целым набором микроорганизмов. Особенностью взаимодействия микро- и ме-зофауны с микроорганизмами следует считать значительно более высокий уровень потребления микробной биомассы и значительно более "индивидуальное" потребление микробов. Вследствие этого прямая регулирующая роль этих животных во много превосходит таковую у макрофауны и сводится к активизации или подавлению отдельных видов и их популяций в почве.

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Бызов, Борис Алексеевич, Москва

1. Атлавините О.П. Влияние дождевых червей на агроценоз. Вильнюс, 1990, 177 с.

2. Атлавините О.П., Ванагас И., Вишняускас А.К. Значение дождевых червей в процессе деструкции органических отходов и трансформации тяжелых металлов в почве и растениях. В кн.: Деструкция органического вещества в почве, Вильнюс, 1984, с. 10-14.

3. Африкян Э.Г. Энтомопатогенные бактерии и их значение. Ереван, Изд-во АН Армянской ССР, 1973,418 с.

4. Бабьева И.П., Головлева JI.A. Дрожжевая флора основных типов почв европейской части СССР. В кн.: Микроорганизмы в сельском хозяйстве, Изд-во. МГУ, 1963, с. 231-251.

5. Бабьева И.П., Белянин А.И. Дрожжи ризосферы. Микробиология, 1966, N 35, с. 712-720.

6. Бабьева И.П., Горин С.Е. О спорообразовании и жизненном цикле Metschnikowia pulcherrima и М. reukaufli в природе. Вестник Моск. Ун-та, сер. Почвоведение, 1973, N5, с. 82-85.

7. Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв, Изд-во Моск. Ун-та, 1989, 333 с.

8. Барнс Р., Кейлоу П, Олив П., Голдинг Д. Беспозвоночные. Новый обобщенный подход. М.: Мир, 1992, 583 с.

9. Беклемишев В.Н. Биоценологические основы сравнительной паразитологии. М.: Наука, 1970.

10. Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология. Особи, популяции и сообщества, 1989, Москва, Мир, т. 1, 667 с.

11. Битюцкий Н.П., Лапшина И.Н., Лукина Е.И., Соловьева А.Н., Пацевич В.Г., Выгов-ская А.А. Роль дождевых червей в минерализации соединений азота в почве Почвоведение, 2002, N 10, 1242-1250.

12. Битюцкий Н.П., Лукина Е.И., Пацевич В.Г., Соловьева А.Н., Степанова Т.Н., Над-порожская М.А. Влияние червей на трансформацию органических субстратов и почвенное питание растений. Почвоведение, 1998, N 3, с. 309-315.

13. Великанов Л.Л., Успенская Г.Д. Некоторые вопросы экологии грибов: пути формирования основных экологических групп грибов, их место и роль в биогеоценозах, Итоги науки и техники, М.: Сер. Ботаника, 1980, с. 49-105.

14. By Нгуен Тхань. Судьба дрожжей в ассоциациях с почвенными беспозвоночными. Автореф. дисс. канд. биол. наук, МГУ, 1993, 24 с.

15. Гаузе Г.Ф., Преображенская Т.П., Свешникова М.А. и др. Определитель актиномицетов. М.:Наука, 1983,244 с.

16. Гельцер Ю.Г. Протозойная фауна пойменных и дерново-подзолистых почв и ее связи с ризосферой некоторых сельскохозяйственных растений. Автореф. дисс.канд. биол. наук., М.: Изд-во МГУ, 1964, 22 с.

17. Гельцер Ю.Г. Сравнительная характеристика протозойной фауны ризосферы некоторых сельскохозяйственных растений на дерново-подзолистой почве. Повышение плодородия почв нечерноземной полосы. М.: Изд-во МГУ, 1967, с. 135-145.

18. Гельцер Ю.Г., Бабьева И.П., Решетова И.С., Балезина T.JI. Исследование взаимоотношений свободно живущих амеб с почвенными дрожжами. В сб.: Материалы II Всесоюзного съезда протозоологов, ч. 1 Общая протозоология, Киев: Наукова думка, 1976, с. 35-36.

19. Гиляров М.С. Методы количественного учета почвенной фауны. Почвоведение, 1941, N4, 48-77.

20. Гиляров М.С. Особенности почвы как среды обитания и ее значение для эволюции насекомых жизни на суше, 1949, Изд-во Академии наук СССР, Москва, 278 с.

21. Гиляров М.С. Условия обитания беспозвоночных животных разных размерных групп в почве. В кн.: Методы почвенно-зоологических исследований, 1975, М.: Наука, с. 7-11.

22. Гиляров М.С. Зоологический метод диагностики почв. М.: Наука, 1965, 265 с.

23. Гиляров М.С. Корневые системы и почвенные беспозвоночные. В кн.: Методы изучения продуктивности корневых систем и организмов ризосферы,.JI.: Наука,1. Щ 1968, с. 27-31.

24. Голиченков М.В. Особенности микробной трансформации азота в кишечнике термитов и в термитниках. Автореф. .дисс. .канд. .биол. наук, 2002, 25 с.

25. Горбенко А.Ю., Паников Н.С., Звягинцев Д.Г. Влияние беспозвоночных животных на рост почвенных микроорганизмов. Микробиология, 1986, т. 55, вып. 3, с. 517522.

26. Гузев B.C., Звягинцев Д.Г. Биометрический анализ клеток бактерий в почве. Микробиология, 2003, т. 72, N 2, 221-227.

27. Густелева JI.A., Исаев А.С. Микрофлора насекомых-ксилофагов. Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1982, 116 с.

28. Добровольская Т.Г., Лысак JI.B., Звягинцев Д.Г. Бактерии как компонент биоты лесной подстики. Вестник Моск-го Ун-та, сер. почявоведение, 1987, N 2, с. 54-59

29. Дурынина Е.П., Великанов JI.JI. Почвенные фитопатогенные грибы, 1984, М.: МГУ, 104 с.

30. Егорова А.И., Бабьева И.П. Дрожжевая флора медоносной пчелы (Apis mellifera L.). Известия Сибирского отделения АН СССР, 1967, вып. 2, с. 127-132.

31. Звягинцев Д.Г., Полянская JI.M., Зенова Г.М., Бабкина Н.И. Динамика длины актиномицетного мицелия и численности прокариотных клеток в кишечном тракте беспозвоночных животных. Микробиология, 1996, т. 65, N 2, с, 269-276.

32. Зенова Г.М., Бабкина Н.И., Полянская JI.M., Звягинцев Д.Г. Актиномицеты в кишечном тракте полвенных беспозвоночных животных, питающихся вермикомпостом и подстилкой. Микробиология, 1996, т. 65, N 3, с. 409-415.

33. Зражевский А.И. Дождевые черви как фактор плодородия лесных почв. Киев: Изд-во АН Украинской ССР, 1957, 271 с.

34. Зубкова Т.А., Карпачевский J1.0. Матричная организация почв. М.: Русаки, 2001, 294 с.

35. Иванов А., Кузманова И., Камберов Е. Фосфолипаза С из Bacillus thuringiensis: субстратная специфичность, гидролиз нитрофенилфософорилхолина и энтомопато-генность. Биотехнология, 1990, N 5, с. 69-72.

36. Ищенко И.А., Марфенина О.Е., Василенко, А.Н. Сукцессии микроскопических грибов при переработке субстратов дождевыми червями. Микология и фитопатология, 1994, т. 28, вып. 6,61-69.

37. Калакуцкий J1.B., Агре Н.С. Развитие актиномицетов. М.: Наука, 1977, 285 с.

38. Карпачевский JI.O. Зеркало ландшафта. М.: Мысль, 1983, 154 с.

39. Козловская JT.C. Роль почвенных беспозвоночных в трансформации органического вещества болотных почв, JL: Наука JIO, 1976,211 с.

40. Козловская Л.С. Взаимоотношения почвенных беспозвоночных с макро- и микро-мицетами. В кн.: Микоризные грибы и микоризы лесообразующих пород Севера. Петрозаводск, 1980, с. 31-36.

41. Козловская J1.C. Разложение растительных остатков в почве, М.: Наука, 1985, с. 110-131.1 46. Конокотина А.Г. Биологический фактор изменчивости. Архив биол. наук, 1936, т.43, вып. 2-3.

42. Конокотина А.Г. О комбинированных культурах почвенной амебы с дрожжами. Микробиологический журнал, т. 1925, 1, вып. 2.

43. Косовец B.C. Эколого-физиологические основы массового выращивания препарата хищных грибов и разработка биологического способа с некоторыми фитонемато-дами. Автореф. дисс. канд. биол. наук, М.: ВИГИС, 1972, 40 с.

44. Краткий определить бактерий Берги (ред. Дж. Хоулт). 1980. Мир, Москва, 495 с.

45. Кудеяров В.Н. Цикл азота в почве и эффективность удобрений. М.: Наука, 1989,1. Ш 216

46. Кудрявцев В.И. Систематика дрожжей. Изд-во АН СССР, 1954

47. Курчева Г.Ф. Роль почвенных животных в разложении и гумификации растительных остатков. М.: Наука, 1971,155 с.

48. Ланчини Д., Паренти Ф. Антибиотики. М.: Мир, 1985, 272 с.

49. Мамилов А.Ш., Бызов Б.А., Покаржевский А.Д., Звягинцев Д.Г. Регуляция микрофауной биомассы и активности почвенных микроорганизмов. Микробиология,

50. Щ 2000, т. 69, N 5, с. 727-736.

51. Манаенков И.В., Зубкова Т.А., Карпачевский JI.O. Механическая прочность почвенных агрегатов разной формы. Почвоведение. 1997, N 12, с. 1438-1444.

52. Маргелис JI. Роль симбиозов в эволюции клетки. М.: Мир., 1983, 352 с.

53. Марфенина О.Е. Влияние дождевых червей на микроскопические грибы как деструкторы органических веществ в почве. В кн.: Деструкция органических веществ в почве, Вильнюс, 1989, с. 104-108.

54. Марфенина О.Е., Казлаускайте И.А. Особенности взаимодействия дождевых червей и почвенных грибов. В кн.: Проблемы почвенной зоологии, 1991, с. 169

55. Мацкевич Н.В., Теплякова Т.В., Биопестицид нематофагин: научные проблемы и практические решения. Аграрная Россия, 1999, N 3, сс. 28-35.

56. Мертвецова О.А., Франц Т.Г., Пестрякова Т.С. Дрожжевая флора кровососущих комаров p. Aedes. Микробиология, 1979, V. 48, N 6, с. 1044-1049.

57. Методы почвенной микробиологии и биохимии, Д.Г. Звягинцев, (ред.) М.: Изд-во МГУ, 1991,47-58.

58. Мехтиева Н. А. Хищные нематофаговые грибы-гифомицеты, Баку, Элм, 1979, 244 с.

59. Мигунова В.Д. Выбор трофической стратегии хищным нематофаговым грибом Агthrobotrys oligospora. Дисс. канд. биол. наук, М., 2002.г

60. Мирчинк Т.Г. Почвенная микология. М.: Изд-во МГУ, 1988, 219 с.

61. Мишустин Е.Н., Перцовская М.И., Горбов В.А. Санитарная микробиология почвы. М.: Наука, 1979, с. 20-59.

62. Мозговая И.Н. Судьба энтомопатогенных бацилл в почве. Дисс.канд. биол. наук, 2001.

63. Надсон Г. А. Как попадают дрожжи на ягоды винограда? Избранные труды, 1927, т. 17.

64. Нгуен Дык То Лыу Динамика популяций и антагонистические свойства актиномицетов, связанных с пищеварительным трактом почвенных беспозвоночных животных. Дипломная работа, 1995, 55 с.

65. Некрасова К.А. Опыт изучения почвенных водорослей как индикаторов обеспеченности почвы элементами минерального питания растений. Автореф. дисс. канд. биол. наук, Л., 1971,25 с.

66. Некрасова К.А. Трофические связи почвенных животных и почвенных водорослей (на примере коллембол). В кн.: Почвенная фауна и биологическая активность осушенных и рекультивированных торфяников, М., 1980, с. 160-166.

67. Некрасова К.А., Домрачева Л.И. Значение изучения почвенных животных приколичественном учете почвенных водорослей. Киров, 1972, с. 175-181.

68. Нестеренко О.А., Квасников Е.И., Ногина Т.М. Нокардиоподобные и коринеподобные бактерии. Киев, 1985, 333 с.

69. Одум Ю. Основы экологии, М.: Мир, 1975, 740 с.

70. Одум Ю. Экология, М., Мир, 1986,

71. Паников Н.С. Кинетичка роста микроорганизмов: общие закономерности и экологические приложения. М., Наука, 1992, 311 с.

72. Паников Н.С., Горбенко А.Ю., Звягинцев Д.Г. Количественная оценка влияния ме-зофауны на скорость разложения растительного опада. Вестн. МГУ, сер. 17 почвоведение, 1985, N 3, с. 37-45.

73. Паников Н.С., Симонов Ю.В. Влияние микроартропод на скорость разложения растительного опада. Экология, 1986, N 4, с. 10-17.

74. Перель Т.С., Соколов Д.Ф. Количественная оценка участия дождевых червей Lumbricus terrestris (Lumbricidae, Oligochaeta) в переработке лесного опада Зоологический журнал, 1964, т. 43, N 11, с. 1618-1625.

75. Пестрякова Т.С., Трубачева К.С. К изучению грибных заболеваний комаров в Томской области. Биология, Изд-во Томск. Ун-та, т. 7, Томск, 1976, с. 48-51.

76. Пестрякова Т.С., Трубачева К.С., Луткова А.Г., Клименкова Ф.Л. Естественные враги комаров (Diptera, Culicidae) Томского Приобья. Биология и биофизика, Изд-во Томск. Ун-та, 1974, Томск, с. 103-108.

77. Покаржевский А. Д. Концептуальная модель миграции веществ в сообществах почвенных животных. В кн.: Почвенная фауна Северной Европы, М.: Наука, 1987, с. 34- 38.

78. Покаржевский А.Д., Сикора И., Гордиенко С.А. Ресурсы аминокислот в пище са-профагов, Доклады АН СССР, 1984, т. 277, N 1, с. 253-256.

79. Полянская Л.М., Бабкина Н.И., Зенова Г.М., Звягинцев Д.Г. Судьба актиномицетов в кишечном тракте почвенных беспозвоночных животных, поедающих споры стрептомицетов. Микробиология, 1996, т. 65, N 4, с. 560-565.

80. Пономарева О.Н., Марфенина О.Е., Ищенко И.А. Особенности популяционной динамики почвенных коллембол при питании грибным мицелием, загрязненным гербицидами. Вестн. Моск. Ун-та, сер. 17 Почвоведение, 1995, N 2, с. 135-147.

81. Раджабова А.А. Изучение взаимосвязи некоторых продуктов обмена веществ и механизма хищничества у грибов рода Arthrobotrys: Автореф. дисс. канд. биол. наук: Баку, 1971,23 с.

82. Саенко Н.Ф. К вопросу о круговороте дрожжей. Тифлис, 1932.

83. Сопрунов Ф.Ф. Хищные грибы-гифомицеты и их применение в борьбе с патогенными нематодами. Ашхабад: Изд-во АН ТССР, 1958,.

84. Сравнительная физиология животных. Л. Проссер, ред., М. : Мир, 1977. т. 1.

85. Стайниер Р., Эдельберг Э., Ингрэм Дж. Мир микробов. М.: Мир, 1979, т. 3, 484 с.

86. Стебаев И.В. Зоомикробиологические комплексы в биогеоценозах. В кн.: Почвенные организмы как компоненты биогеоценоза, М.: Наука, 1984, с. 3-15.

87. Степанова Т.В. Генетическое исследование штаммов Bacillus thuringiensis подвида israelensis. Дисс.канд. биол. наук., ВНИИ "Генетика", М., 1987.

88. Стриганова Б.Р. О разложении целлюлозы в кишечнике кивсяков Pachyiulus foeti-dissimus (Миг.) (Julidae, Diplopoda). Доклады АН СССР, 1970, т. 190, N 3, с. 703705.

89. Стриганова Б.Р. Питание почвенных сапрофагов. М.: Наука, 1980,244 с.

90. Стриганова Б.Р., Марфенина О.Е., Пономаренко В.А. Некоторые новые аспекты влияния дождевых червей на почвенные грибы. Известия АН СССР, сер. Биология, 1988, N5, с. 715-719.

91. Теплякова Т.В. Биоэкологические аспекты изучения и использования хищных грибов гифомицетов. Новосибирск, 1999,252 с.

92. Теренина Е.Е., Чернов И.Ю. Таксономическая структура сообществ дрожжей, ассоциированных с беспозвоночными животными. Микология и фитопатология, 2001, т. 35, №4, с. 65-73,

93. Тиунов А.В. Влияние дождевых червей Nicodrilus caliginosus на нитрификацию в дерново-подзолистых почвах. Деструкция органического вещества в почве, Вильнюс, 1989, с. 172-176.

94. Тиунов А.В. Применение аппликационного метода для оценки биологической активности в дрилосфере. Известия РАН, сер. Биологическая, 1993, N 2, с. 264-270.

95. Тиунов А.В., Добровольская Т.Г., Полянская JI.M. Микробное сообщество стенок нор дождевых червей Lumbricus terrestris L. Микробиология, 1997, т. 66, с. 41-420.

96. Тиунов А.В., Добровольская Т.Г., Полянская J1.M. Микробные комплексы в стенках жилых и покинутых нор дождевых червей Lumbricus terrestris L. В дерново-подзолистой почве. Почвоведение, 2001, N 5, с. 594-599.

97. Тиунов А.В., Кузнецова Н.А. Средообразующая деятельность норных дождевых червей (Lumbricus terrestris L.) и пространственная организация почвенной биоты. Известия РАН, сер. Биологическая, 2000, N 5, с. 607-616.

98. Тонконоженко А.П., Алексеенко А.Я., Симецкий М.А., Кудрявцев Е.Н. Биологический препарат "Миазол" для борьбы с миазмами животных. Ветеринария, 1977, N 6, с. 41-42.

99. Уголев A.M. Теория адекватного питания и трофология. С.-Пт.: Наука, С.-Петербургское отделение, 1991, 270 с.

100. Уголев A.M. Эволюция пищеварения и принципы эволюции функций. Л.: Наука, 1985, 544 с.

101. Уголев A.M., Цветкова В.А. Индуцированный автолиз как важный механизм начальных стадий пищеварения в естественных условиях. Физиологический журнал СССР им. И.М. Сеченова, 1984, т. 70, № 11, с. 1542-1550.

102. Фатеева М.В. Дрожжи как симбионты древоразрушающих насекомых. Успехи микробиологии, 1979, т. 14, с. 191-224.

103. Франц Т.Г. Микрофлора кровососущих комаров (Diptera, Culicidae). Автореф. дисс.канд. биол. наук, Алма-Ата, 1989.

104. Франц Т.Г., Мертвецова О.А. Видовой состав и экологические особенности дрожжей, выделенных из комаров (Diptera, Culicidae). В кн.: Экология и география членистоногих Сибири, Новосибирск: Наука, 1987, с. 116-118.

105. Чернова Н.М. Зоологическая характеристика компостов. М., Наука, 1966. 153 с.

106. Чернова Н.М. Экологические сукцессии при разложении растительных остатков. М. Наука, 1977, 199 с.

107. Черняховская Т.Ф., Добровольская Т.Г., Ванина С.А. Закономерности распределения эпифитных и сапрофитных бактерий по компонентам вертикальной структуры степных биогеоценозов. Почвоведение, 1990, N 6, с. 68-77.

108. ИЗ. Шевцов В.В., Крайнова О.А. Микробиологический метод борьбы со стеблевой земляничной нематодой. В кн.: Микроорганизмы в сельском хозяйстве. Тезисы доклада V Всесоюзной научной конференци, Пущино, 1992, с. 212.

109. Шивокене Я.С., Малукас Э.З. Симбиотическая микрофлора пищеварительного тракта насекомых и ее роль в их патогенезе. Труды АН Лит. ССР, 1984, N 4, с. 98-110.

110. Юдина Т.Г. Сравнение антибактериальной активности параспоральных включений различных бацилл. Известия АН СССР, Сер. биологическая, 1996, N 5, с. 535-541.

111. Яхья-Заде P.M. Онтогенез нематофаговых гифомицетов при сапротрофном и ви-тально-биотрофном питании. Известия АН Аз. ССР, сер. Биол. наук. Баку, 1987, N 3.

112. Addison J.A. Persistence and non-target effects of Bacillus thuringiensis in soil. Canadian Journal of Forest Research, 1993, pp. 2329-2342.

113. Ahman J., Ek В., Rask L., Tunlid A. Sequence analysis and regulation of a gene encoding a cuticle degrading serine protease from the nematophagous fungus Arthrobotrys oligospora. Microbiology UK, 1996, V. 142, pp. 1605-1616.

114. Ahmed H.K., Mitchell W.J., Priest F.G. Regulation of mosquitocidal toxin synthesis in Bacillus sphaericus. Applied Microbiology Biotechnology, 1995, V. 43, N 2, pp. 310-314.

115. Aldag R., Graff O. N-fraktionen in Regenwurmlosung und deren ursprungsboden. Pedobiologia, 1975, V. 15, pp. 151-153.

116. Ali C., Mulla M. S., Federici B. A. Sporulation and toxin production by Bacillus thuringiensis var. israelensis in cadavers of mosquito larvae (Diptera: Culicidae). Journal of Invertebrate Pathology, 1985, V. 46, pp. 251-258.

117. Ali M.A., Tribulsi J.Y., Abd-Elsamea M.E. Antagonistic interactions between Meloi-dogyne incognita and Rhizobium leguminosarum on cowpea. Plant Disease, 1981, V. 65, pp. 432-435.

118. Allen-Morley C. R., Coleman D. C. Resilience of soil biota in various food webs to freezing perturbations. Ecology, 1989, V. 70, N 4, pp. 1127-1141.

119. Alphei J., Bonkowski M. Scheu S. Protozoa, Nematoda and Lumbricidae in the rhizosphere of Hordelymus europaeus (Poaceae): Faunal interactions, response of microorganisms and effects on plant growth. Oecologia, 1996, V. 106, N 1, pp. Ill-126.

120. Anderson J.M. Animal/microbial interactions in soil biological processes. In: Straw decay and its effect on disposal and utilization, 1979, pp. 311-312.

121. Anderson J.M. Ecology of Microbial Communities. M. Fletcher, (Ed.), Cambridge University Press, 1987, pp. 125-133.

122. Anderson J.M. Food web functioning and ecosystems processes: problems and perception of scaling. In: Invertebrates as Webmasters in Ecosystems, D.C. Coleman, P.F. Hendrix, (eds.), CABI Publishing, 2000, pp. 3-24.

123. Anderson J.M. Soil organisms as engineers: microsite modulation of macroscale processes. In: Linking Species and Ecosystems, C.J. Jones, J.H. Lawton, (eds.), Chapman and Hall, New York, 1995, pp. 94-106.

124. Anderson J.M., Bignell D.E. Assimilation of ,4C-labelled leaf fibre by the millipede Glomeris marginata (Diplopoda, Glomeridae). Pedobiologia, 1982, V. 23, pp. 120-125.

125. Anderson J.M., Bignell D.E. Bacteria in the food, gut contents and faeces of the litter feeding millipede Glomeris marginata. Soil Biology and Biochemistry, 1980, N 12, pp. 251-254.

126. Anderson J.M., Bignell D.E. Bacteria in the food, gut contents and faeces of the litter feeding millipede Glomeris marginata. Soil Biology and Biochemistry, 1980, V. 12, pp. 251-254.

127. Anderson J.M., Healey I.N. Seasonal and interspecific variations in major components of the gut contents of some woodland Collembola. Journal of Animal Ecology, 1972, V. 41, pp. 359-368.

128. Anderson T.R., Patrick Z.A. Soil vampyrellid amoebae that cause small perforation in conidia of Cochliobolus sativus. Soil Biology and Biochemistry, 1980, N 12, pp. 159164.

129. Appelhof M. Household scale vermicomposting. Workshop on the role of earthworms in the stabilization of organic residues. Kalamazoa, Michigan, 1981, N 1, p. 232.

130. Baker J.M., Laidlaw R.A., Smith G.A. Wood breakdown and nitrogen utilization by Ano-bium puctatum Deg. Feeding on Scots pine sapwood. Holzforschung, 1970, V. 24, pp. 45-53.

131. Balan J., Chevalier H.A. The predacious fungus Arthrobotrys dactyloides: induction of trap formation. Mycologia, 1972, N 64, pp. 919-922.

132. Baleux В., Vivares Ch.P. Etude preliminaire de la florebacterienne intestinale de Schizo-phyllum sabulosum vm.rubripes Lat. (Myriapoda, Diplopoda). Bull Soc Zool France, 1974, V. 99, pp. 771-779.

133. Bardgett R.D., McAlister E. The measurement of soil fungal:bacterial ratios as an indicator of ecosystem self-regulation in temperate meadow grasslands. Biology and Fertility of Soils, 1999, N 29, pp. 282-290.

134. Barley K.P., Jennings A. C. Earthworms and soil fertility. Australian Journal of Agriculture Researches, 1959, N 10, pp. 364-370.

135. Barois I., Villemin G., Lavelle P., Toutain F. Transformation of soil structure through Ponto-scolex corethrurus (Oligochaeta) intestinal tract. Geoderma, 1993, V. 56, pp. 57-66.

136. Bassalik K. On silicate decomposition by soil bacteria. Z. Garphysiol, 1913, V. 2., pp. 1-32.

137. Batra S.W.T., Bohart G.E. Mycothologia et Mycologia Applicata, 1973, V. 49, p. 13.

138. Bauer L.S. Resistance: a threat to the insecticidal crystal proteins of Bacillus thuringiensis. Florida Entomologist, 1995, V. 78, N. 3, p. 414.

139. Baweja K.D. Studies of the soil fauna with special reference to the recolonization of the sterilised soil. Journal of Animal Ecology, 1939, V. 8, N 1, pp. 120-161.

140. Beck L., Friebe B. Verwertung von Kohlenhydraten bei Onuscus asellus (Isopoda) und Polydesmus angustus (Diplopoda). Pedobiologia, 1981, V. 21, pp. 19-29.

141. Beers C.D. Hysterocineta eisenial nov. sp., an endoparasitic ciliate from the earthworm Eisenia lonnbergi. Arch. Protistenk., 1938, V. 48, pp. 516-525.

142. Bengtsson G., Rundgren S. Respiration and growth of a fungus Мог tier ella isabelina in response to grazing by Onychiurus armatus (Collembola). Soil Biology and Biochemistry, 1983, V. 15, N 4, pp. 469-453.

143. Benitez E., Nogales R., Masciandaro G., Ceccanti B. Isolation by isoelectric focusing of humic urease complexes from earthworm (Eisenia fetida) processed sewage sludges. Biology and Fertility of Soils, 2000, V. 31, Iss 6, pp. 489-493.

144. Benz G., Altwegg D. Safety of Bacillus thuringiensis for earthworms. Journal of Invertebrate Pathology, 1975, V. 26, pp. 125-126.

145. Bergey's Manual of Determinative Bacteriology. 9-th ed., Baltimore: Williams and. Wilkins Co., 1989. V. 4. 2648 p.

146. Beute M.K., Benson D.M. Relation of small soil fauna to plant disease. Annual Reviews of Phytopathology, 1979, V. 17, pp. 485-502.14 14

147. Bignell D.E. Relative assimilation of C-labelled microbial tissue and C-plant fibers ingested with leaf litter by the millipede Glomeris marginata under experimental conditions. Soil Biology and Biochemistry, 1989, V. 21, pp. 819-827.

148. Bignell D.E. The arthropod gut as an environment for microorganisms. In: Invertebrate-microbial interactions: British mycological society symposium, J.M. Anderson et al., (eds.), Cambridge: University press, 1984, pp. 206-227.

149. Bignell D.E., Anderson J.M., Crosse R. Isolation of facultatively aerobic actinomycetes from the gut, parent soil and mound materials of the termites Procubitermes aburiensis and Cubitermes severus. FEMS Microbiology Ecology, 1991, V. 85, pp. 151-159.

150. Bignell D.E., Oskasson H., Anderson J.M. Association of actinomycete-like bacteria with soil feeding termites (Termitidae, Termitinae). Applied and Environmental Microbiology, 1979, V. 37, pp. 339-342.

151. Bignell D.E., Oskarsson H., Anderson J.M. Colonization of the epithelial phase of the peritrophic membrane and the ectoperitrophic space by actinomycetes in a soil-feeding termite. Journal of Invertebrate Pathology, 1980, V. 36, N 3, pp. 426-428.

152. Bilej M., Tuckova L., Rejnek J. The fate of protein antigen in earthworms study in vitro. Immunology letters, 1993, V. 35, Iss 1, pp. 1-6.

153. Binet F., Trehen P. Experimental microcosm study of the role of Lumbricus terresrtris (Oligochaeta: Lumbricidae) on nitrogen dynamics in cultivated soils. Soil Biology and Biochemistry, 1992, V. 24, pp. 1501-1506.

154. Blackwell M., Jones K. Taxonomic diversity and interactions of insect-associated asco-mycetes. Biodiversity and Conservation, 1997, V. 6, N 5, pp. 689-699.

155. Boag В., Robertson W.M., Ainsworth F. Observations on the specificity of the nemato-phagous fungus Arthrobotrys dasguptae (Shome and Shome) to plant-parasitic nematodes. Nematologica, 1988, V. 34, pp. 238-245.

156. Bocock K.L., Heath J. Feeding activity of the millipede Glomeris marginata (Villers) in relation to its vertical distribution on the soil. Progress in soil biology, Braunschweig, 1967, pp. 233-240.

157. Bohlen P.J., Parmelee R.W., Allen M.F., Ketterings Q.M. Differential effects of earthworms on nitrogen cycling from various nitrogen-15labeled substrates. Soil Science Society American Journal, 1999, V. 63, pp. 882-890.

158. Bond R.P, Boyce C.B., French S.J. A purification and some properties of an insecticidal toxin from Bacillus thuringiensis Berliner. Biochemistry Journal, 1969, V. 144, N 3, pp. 477-488.

159. Bonkowski M., Griffiths B.S., Ritz K. Food preference of earthworms for soil fungi. Pe-dobiologia, 2000, V. 44, pp. 666-676.

160. Booth R.C., Anderson J.M. The influence of fungal food quality on the growth and fecundity of Folsomia Candida (Collembola: Isotomidae). Oecologia (Belg.), 1979, V. 38, pp. 317-323.

161. Borgonie G., Vandriessche R., Leyns F., Arnaut G., Dewaele D., Coomans A. Germination of Bacillus thuringiensis spores in bacteriophagous nematodes (Nematoda, Rhabdi-tida). Journal of Invertebrate Pathology, 1995, V. 65. pp. 61-67.

162. Bouche M.B. Action de la faune du sol sur les etats de la matiere organique dans les ecosystems. In: Humification et biodegradation. G. Kilbertus et al., (eds.), Pierron, 1975, pp. 157-168.

163. Boyd N.D., Martin M.M. Faecal proteinase of the fungus-growing ant, Atta texana: their fungal origin and ecological significance. Journal of Insect Physiology, 1975, V. 121, pp. 1815-1820.

164. Brown G. G. How do earthworms affect microfloral and faunal community diversity? Plant and Soil, 1995, V. 170, N 1, pp. 209-231.

165. Briisewitz G. Untersuchungen uber den Einfluss des Regenwurmes auf Zahl, Art und Leistungen von Microorganismen im Boden. Naturwiss., 1959, V. 46, N 4, pp. 155-156.

166. Brussaard L. Soil fauna, guilds, functional groups and ecosystem processes. Applied Soil Ecology, 1998, V. 9, pp. 123-135.

167. Buchner P. Endosimbiosis of Animals with Plant Microorganisms. New-York, Wiley, 1965, 359 p.

168. Bulla L.A., Kramer K.J., Davidson L.I. Characterization of entomocidal parasporal crystal of Bacillus thuringiensis. Journal of Bacteriology, 1977, V. 130, pp. 375 383.

169. Carroll J., Li. J., Ellar D. J. Proteolytic processing of a coleopteran-specific 5-endotoxin produced by Bacillus thuringiensis var. tenebrionis. Biochemistry Journal, 1989, V. 261, pp. 99-105.

170. Cassalicchio G., Graziano P.L. A comparison of the chemical properties of composts and worm casting from solid municipal waste and sewage sludge. In: On Earthworm. Selected Symposium and monographs U.Z.I., 2, Mucchi, Modena, 1987, pp. 419-457.

171. Cazemier A.E., Hackstein J.H.P., Op den Camp H.J.M., Rozenberg J., van der Drift C. Bacteria in the intestinal tract of different species of arthropods. Microbial Ecology, 1997, V. 33, pp. 189-197.

172. Chakraborty S., Old K.M. Mycophagous amoebas from arable, pasture and forest soil. In: Ecology and management of soil borne plant pathogen, C.A. Parker et al., (eds.), American Phytopathological Society: St. Paul, Minnesota, 1985, pp. 107-109.

173. Chakrabotry S., Old K.M., Warcup J.H. Amoeba from a take-all suppressive soil, which feed on Gaeumannomyces graminis tritici and other soil fungi. Soil Biology and Biochemistry, 1983, V. 15, pp. 17-24.

174. Chakrabotry S., Warcup J.H. Soil amoebae and saprotrophic survival of Gaeumannomyces graminis tritici in a suppressive pasture soil. Soil Biology and Biochemistry, 1983, V. 15, pp. 181-187.

175. Charles J.F., Nielsenleroux C., Delecluse A. Bacillus sphaericus toxins molecular biology and mode of action. Annual Review of Entomology, 1996, V. 41, pp. 451-472.

176. Chatton E.R. Coccidiascus legeri n.g., n. sp. levure ascosporee parasite des celluls intes-tinales de Drosophila funebris Comptes Rendues de la societe Biologique, 1913, V. 75, pp. 117-120.

177. Chen B.R., Snider R.J. and Snider R.M. Food preference and effects of food type on the life history of some collembola. Pedobiologia, 1996, V. 39, N 6, pp. 496-505.

178. Chen B.R., Wise D.H. Responses of forest-floor fungivores to experimental food enhancement. Pedobiologia, 1997, V. 41, N 4, pp. 316-326.

179. Chen J., Ferris H. The effects of nematode grazing on nitrogen mineralization during fungal decomposition of organic matter. Soil Biology and Biochemistry, 1999, V. 31, pp. 1265-1279.

180. Chichiyan V.G., Ambartsumyan N.S., Akopyan Z.I., Afrikyan E.K. Investigation of Ex-trachromosomal DNA in Bacillus thuringiensis Berliner and Bacillus sphaericus Meyer etNeide, Genetika, 1997, V. 33, N 3, p. 308-313.

181. Chilcott C.N., Wigley P.J. Opportunities for finding new Bacillus thuringiensis strains. Agriculture Ecosystems and Environment, 1994, V. 49, pp. 51-57.

182. Chiras C., Casadevall E., Largean C., Metzger P. Bacterial influence upon growth and hydrocarbon production of the green algae Botrycoccus braunii. Journal of Physiology, 1985, V. 216, N3, pp. 386-387.

183. Chu T.L., Szabo I.M., Szabo I. Nocardioform gut actinomycetes of Glomeris hexasticha Brandt (Diplopoda). Biology and Fertility of Soils, 1987, N 3, pp. 113-116.

184. Citernesi V., Neglia R., Serriti A., Lepidi A.A., Filippi C., Bagnili C., Nuti M.P., Galluzii R. Nitrogen fixation in the gastroenteric cavity of soil animals. Soil Biology and Biochemistry, 1977, N 9, pp. 71-72.

185. Clarholm M. Interactions of bacteria, protozoa and plants leading to mineralization of soil nitrogen. Soil Biology and Biochemistry, 1985, V. 17, pp. 181-188.

186. Clewell D.B. Movagenetic elements and antibiotic resistance in enterococci. European Journal of Clinical Microbiology and Infectious Diseases, 1990, N 9, pp. 90-102.

187. Cochrane V.W. Physiology of fungi. John Wiley and Sons, Inc., New York, 1958.

188. Coleman D. C., Reid C. P. P., Cole С. V. Biological strategies of nutrient cycling in soil systems. In: Advances in ecological research, A. Macfadyen, E. D. Ford, (eds), 1983, V. 13, pp.1-55.

189. Contreras E. Studies on the intestinal actinomycete flora of Eisenia lucens (Annelida, Oligochaeta). Pedobiologia, 1980, V. 20, pp. 411-416.

190. Contreras E. The composition of gut bacterial communities of the millipede species Chromatoiulus projectus Verh. and Cylindroiulus boleti Koch. Thesis (Cand Sci), 1985, Acad Sci Hung, Budapest.

191. Cooke A. The effects of fungi on food selection by Lumbricus terrestris L. Earthworm Ecology, J.E. Satchell, (Ed.), Chapman and Hall, 1983, pp. 365-373.

192. Cooke R.C. The ecology of nematode-trapping fungi in soil. Ann. appl., 1962, V. 50, pp. 507-513.

193. Cortez J., Hameed R.H. Simultaneous effects of plants and earthworms on mineralisation of 15N-labelled organic compounds absorbed onto soil size fractions. Biology and Fertility of Soils, 2001, V. 33, N 3, pp. 218-225.

194. Cosarelli V., Pramer D. Nutrition and growth of Arthrobotrys conoides. Journal of Bacteriology, 1962, V. 84, pp. 60-64.

195. Cox P., Wilkinson S.P. Anderson J.M. Effects of fungal inocula on the decomposition of lignin and structural polysaccharides in Pinus sylvestris litter. Biology and Fertility of Soils, 2001, V. 33, pp. 246-251.

196. Curl E.A., Truelove B. The Rhizosphere, Springer-Verlag: Berlin, 1986,

197. Daniel О., Anderson J. M. Microbial biomass and activity in contrasting soil materials after passage through the gut of the earthworms Lumbricus rubellus Hoffmeister. Soil Biology and Biochemistry, 1992, V. 24, pp. 465-470.

198. Dash M.C., Mishra P.C., Behera N. Fungal feeding by a tropical earthworm. Tropical Ecology, 1979, V. 20, pp. 9-12.

199. Dash N.K., Behera N., Dash M.C. Gut load, transit time, gut microflora and turnover of soil, plant and fungal material by some tropical earthworms. Pedobiologia, 1986, V. 29, pp. 13-20.

200. David J.F., M.-L. Celerier. Effects of yeast on the growth and reproduction of the sapro-phagous millipede Polydesmus angustus (Diplopoda, Polydesmidae) Biology and Fertility of Soils, 1996, V. 24, N 1, pp. 66-69.

201. De Ruiter P., Neutel A.-M., Moore J.C. Soil food web interactions and modeling. In: Fauna in soil ecosystems. Recycling processes, nutrient fluxes and agricultural production, G. Benckiser, (Ed.), 1997, pp. 363-386.

202. Deschiens R., Lamy L., Vautrin E. Essais pratiques de prophylaxie de l'Anguillulose des vegetaux par l'emploi d'Hyphomycetes predateurs. Comt. Rend. Acad. Soc., Paris, 1943, V. 216, pp. 539-541.

203. Devidas P., Rehberger L.A. The Effects of exotoxin (thuringiensin) from Bacillus thuringiensis on Meloidogyne incognita and Caenorhabditis elegans. Plant and Soil, 1992, V. 145, pp. 115-120.

204. Devliegher W., Wersraete W. The effect of Lumbricus terresris on soil in relation to plant growth: effects of nutrient-enrichment processes (NEP) and gut-associated processes (GAP). Soil Biology and Biochemistry, 1997, V. 29, pp. 341-346.

205. Didden W.A., Frund H.C., Graefe U. Enchytraeids. In: Fauna in soil ecosystems. Recycling processes, nutrient fluxes and agricultural production, G. Benckiser, (Ed.), 1997, pp. 135-172.

206. Dijksterhuis J. Nematode-fungal interactions, 1993, Proefschrift, Rijksuniversitet, Gron-ingen, 139 p.

207. Dilly O., hmler U. Succession in the food-web during the decomposition of leaf litter in a black alder (Alnus glutinosa (Gaertn.) L.) forest. Pedobiologia, 1998, V. 42, N 2, pp. 109-123.

208. Dixon R.F. The astomatous ciliates of British earthworms. Journal of Biological Education, 1975, V. 9, pp. 29-39.

209. Dkhar M.S., Mishra R.R. Microflora in the gut contents of the earthworm (Amynthas dif-fringens Baird.). Journal of Phytological Research, 1991, V. 4. pp. 155-159.

210. Domshe K.H., Banse M. Mykologische Untersuchungen Am Regenwurm Exkrementen. Soil Biology and Biochemistry, 1972, V. 4, pp. 31-38.

211. Doube B.M., Ryder M.H., Davoren C.W., Meyer T. Earthworms: a down-under delivery service for biocontrol agents of root disease. Acta Zoologica Fennica, 1995, V. 196, pp. 219-223.

212. Dromph K.M. Collembolans as vectors of entomopathogenic fungi. Pedobiologia, 2003, V. 47, in press.

213. Du C., Martin P.A., Nickerson K. W. Comparison of disulfide contents and solubility at alkaline pH of insecticidal and non-insecticidal Bacillus thuringiensis protein crystals. Applied and Environmental Microbiology, 1994, V. 60, pp. 3847-3853.

214. Dublinska D. On the distribution of gregarines in lumbricid earthworms from Bulgaria. Acta Zoologica, 1977, N 7, pp. 49-59.

215. Duddington G.L. Nematode destroying fungi in agricultural soil. Nature, 1954, V. 173, pp. 500-501.

216. Duddington G.L. Predaceous fungi and the control of eelworms. Viewpoints of Biology, J.D. Carthy, C.L. Duddington, (eds.), 1962.

217. Dyer M.I. Herbivores, biochemical messengers and plants: aspects of intertrophic transduction. In: Invertebrates as Webmasters in Ecosystems, D.C. Coleman, P.F. Hendrix, (eds.), CABI Publishing, 2000, 115-140.

218. Edwards C.A., Fletcher K.E. Interactions between earthworms and microorganisms in organic matter breakdown. Agriculture, Ecosystem and Environment, 1988, V. 24, N 1-3, pp. 235-247.

219. Edwards C.A., Lofty J.R. Biology of Earthworms. 1977, Chapman & Hall, London.

220. Ekelund F. Enumeration and abundance of mycophagous protozoa in soil, with special emphasis on heterotrophic flagellates. Soil Biology and Biochemistry, 1998, V. 30, N 1011, pp. 1343-1347.

221. Elliot E. Т., Coleman D. C., Cole С. V. The influence of amoebae on the uptake of nitrogen by plants in gnotobiotic soil. In: The Root-Soil Interface. J. L. Harley, R. Scott- Russell, (eds.), New York, London. Academic press, 1979, pp. 221-229.

222. Elliott P.W., Anderson J.M., Coleman D.C. Habitable pore space and microbial trophic interactions. Oikos, 1980, V. 35, pp. 327-335.

223. English L., Slatin S. L. Mode of action of delta-endotoxin from Bacillus thuringiensis: a comparison with other bacterial toxins. Insect Biochemistry and Molecular Biology, 1992, V. 22, pp. 1-7.

224. Ferris H., Venette R. C., Lau S. S. Population energetics of bacterial-feeding nematodes: carbon and nitrogen budgets Soil Biology and Biochemistry, 1997, V. 29, N 8, pp. 1183-1194.

225. Ferruzzi K. Manuale del Lombricontrole. Bologna, 1984,121 p.

226. Field J.I., Webster J. Traps of predacious fungi attract nematodes. Transactions of the British Mycological Society, 1977, V. 68, pp. 467 469.

227. Fitz-James P.C., Toumanoff C., Young E. The localization of toxicity for silkworm larvae in the parasporal inclusion of Bacillus cereus var. alesti. Canadian Journal of Microbiology, 1958, V. 4, p. 385.

228. Flack F., Hartenstein R. Growth of the Earthworm Eisenia fetida on microorganisms and cellulose. Soil Biology and Biochemistry, 1984, V. 16, pp. 491-495.

229. Flegel M., Schrader S. Importance of food quality on selected enzyme activities in earthworm casts (Dendrobaena octaedra, Lumbricidae). Soil Biology and Biochemistry, 2000, V. 32, Iss 8-9, pp. 1191-1196.

230. FlieBbach A., Sarig S., Walenzik G., Steinberger Y., Martens R. Mineralisation and assimilation processes of 14C-labelled shoots of Stipa capensis in a Negev desert soil. Applied Soil Ecology, 1995, V. 2, N 3, pp. 155-164.

231. Foeckler F. Zeitschrift zur Morphologie und Okologie der Tiere, 1961, V. 51, p. 119.

232. Fogleman J.C., Starmen W. Т., Head W.B. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 78, 1981, p. 4435.

233. Foster R.C., Dormaar J.F. Bacteria-grazing amoeba in situ in the rhizosphere. Biology and Fertility of Soil, N 11, pp. 83-87.

234. Gaddie R.E., Douglas D.E. Earthworms for Ecology and Profit. I "Scientific Earthworm Farming" 1975, p. 175.

235. Gaspard G.T., Mankau R. Density-dependence and host-specificity of the nematode-trapping fungus Monacrosporium ellipsosporum. Revue de Nematologi, 1987, N 10, pp. 241-246.

236. Goff L.S. Symbiosis and parasitism: another viewpoint. Bioscience, 1982, V. 32, N 4, pp. 255-266.

237. Grappelli A., Galli E., Tomati U. Olivi oil wastewaters recycled as fertilizer via wormocomposting. In: On Earthworms. Selected symposia and monographs U.Z.I., Mucchi, Modena, 1987, N 2, pp. 419-422.

238. Gray N.F. Nematophagous fungi with particular reference to their ecology. Biological Review 1987, V. 62, pp. 245-304.

239. Griffiths B.S., Caul S. Migration of bacterial-feeding nematodes, but not protozoa, to decomposing grass residues. Biology and Fertility of Soils, 1993, V. 15, pp. 201-207.

240. Griffiths B.S., Wood S. Microorganisms associated with the hindgut of Oniscus asellus (Crustacea, Isopoda). Pedobiologia, 1985, V. 28, pp. 377-381.

241. Gringer I., Musgrave A.J. Ultra structure and peripheral membranes of the micetomal microorganisms (L.) (Coleoptera). Journal of Cell Science, 1969, N 1, pp. 181.

242. Guggenberger G., Thomas R.J., Zech W. Soil organic matter within earthworm casts of an anecic-endogeic tropical pasture community, Colombia. Applied Soil Ecology, 1996, N 3, pp. 263-274.

243. Gyllenberg H.G., Eklund E. Bacteria. In: Dickinson C.H., Pugh, I.Y. (eds.) Biology of plant litter decomposition. London, New York Acad. Press, 1974, V. 2, pp. 245 268.

244. Guzev V.S., Zvyagintsev D.G. The biometric analysis of bacterial cells in soil. Microbiology, 2003, V. 72, pp. 187-192.

245. Hackstein J.H.P., Stumm C.K. Methane production in terrestrial arthropods. Proceedings of the National Academy of Science of the USA, 1994, V. 91, pp. 5441-5445.

246. Hagvar S. Collembola in Norwegian coniferous forest soils. II: Relations to plant communities and soil fertility. Pedobiologia, 1982, V. 24, N 2, pp. 255-296.

247. Hagvar S. The relevance of the Rio-Convention on biodiversity to conserving the biodiversity of soils. Applied Soil Ecology, 1998, N 9, pp. 1-7.

248. Haimi J., Huhta V. Effects of earthworms on decomposition process in raw humus forest soil. A microcosm study. Biology and Fertility of Soils, 1990, N 10, pp. 178-183.

249. Haimi J., Hunta V. Comparison of composts produced from identical wastes by "vermistabilization" and conventional composting. Pedobiologia, 1987, V. 30, pp. 137144.

250. Hall M., Hedlund K. The predatory mite Hypoaspis aculeifer is attracted to food of its fungivorous prey. Pedobiologia, 1999, V. 43, N 1, pp. 11-17.

251. Hamilton W.E., Sillman D.Y. Influence of earthworm middens on the destribution of soil microarthropods. Biology and Fertility of Soils, 1989, V. 8, pp. 279-284.

252. Hand P., Hayes W.A., Frankland J.C., Satchell J.E. Vermicomposting of cow slurry. Pedobiologia, 1988, V. 31, pp. 199-209.

253. Handlon R.D.G. Some factors influencing microbial growth on soil animal faeces. 2 Bacterial and fungal growth on soil animal faeces. Pedobiologia, 1981, V. 21, pp. 264-270.

254. Hanlon R.D., Anderson J.M. The effects of collembola grazing on micriobial activity in decomposing leaf litter. Oecologia (Berlin), 1979, V. 38, N 1, pp. 93-99.

255. Hanlon R.D.G. Influence of grazing by Collembola on the activity of senescent fungal colonies grown on media of different nutrient concentration. Oikos, 1981, V. 36, pp. 362367.

256. Hanlon R.D.G., Anderson J.M. Influence of macroarthropod feeding activities on microflora in decomposing oak leaves. Soil Biology and Biochemistry, 1980, N 12, pp. 255261.

257. Hanlon R.G.D. Some factors influencing microbial growth on soil animal faeces. Pedobiologia, 1981, V. 21, N 3/4, pp. 257-263.

258. Hartenstein R. Assimilation by the earthworm Eisenia foetida. In: Earthworm Ecology from Darwin to Vermiculture, J.E. Satchell, (Ed.), London, New-York, 1983, pp. 297308.

259. Hartenstein R. Earthworm biotechnology and global biogeochemistry. Advanced Ecological Researches, 1986, V. 15, pp. 379-409.

260. Hartenstein R., Leaf A.L., Neuhauser E.T. Decomposition of earthworm Eisenia foetida and assimilation 15 elements from sludge during growth. Comparative Biochemistry and Physiology, 1980, V. 66, pp. 187-192.

261. Hartenstein Т.Е., Hartenstein R. Gut load and transit time in the earthworm Eisenia foetida. Pedobiologia, 1981, V. 22, N 1, pp. 5-20.

262. Hassall M., Rushton S.P. The role of coprophagy in the feeding strategies of terrestrial isopods. Oecologia, 1982, V. 53,374-381.

263. Hatanaka K., Ishioka I., Feruichi E. Cultivation of Eisenia foetida using dairy waste sludge cake. In: Earthworm Ecology from Darwin to vermiculture, J.E. Satchell, (Ed.), London-New York, 1983, pp. 323-329.

264. Hayes W.A., Blackburn F. Studies on the nutrition of Arthrobotrys oligospora res. and Arthrobotrys robusta Dudd. П The predacious phase. Ann. App. Biol., 1966, V. 58, pp. 51-60.

265. Haynes R. J., Fraser P. M. A comparison of aggregate stability and biological activity in earthworm casts and uningested soil as affected by amendment with wheat or lucerne straw. European Journal of Soil Science, 1998, V. 49, N 4, pp. 629-636.

266. Heal O.W. Soil fungi as food for amoebae. In: Soil organisms, Amsterdam, 1963.

267. Hedlund K., Bengtsson G. Rundgren S. Fungal odour discrimination in two sympatric species of fungivorous collembolans. Functional ecology, 1995, V. 9, N 6, pp. 869-875.

268. Hedlund K., Boddy L., Preston C.M. Mycelial responses of the soil fungus, Mortierella isabellina, to grazing by Onychiurus armatus (Collembola). Soil Biology and Biochemistry, 1991, V. 23, N4, pp. 361-366.

269. Hedlund K., Ohrn M.S. Tritrophic interactions in a soil community enhance decomposition rates. Oikos, 2000, V. 88, N 3, pp. 585-591.

270. Hendriksen N.B. The effects of earthworms on dispersal and survival of a bacterium Aeromonas hydrophila. Soil Organisms and Soil Health. Proceeding XI International Colloquium on Soil Zoology, Jyvaskyla, 1992, p. 31.

271. Heran H. Ein Beitrag zur Verdaungsphysiologie von Lumbricus terrestris. Zeitschr. Vergl. Physiol., 1956, V. 39, pp. 44-62.

272. Hiol F.H., Dixon R.K. and Curl E.A. The feeding preference of mycophagous collembola varies with the ectomycorrhizal symbiont. Mycorrhiza, 1994, V 5, N 2, pp. 99-103.

273. Hoffman C., Luthy P., Hutter R., Pleska V. Binding of the 5-endotoxin from Bacillus thuringiensis to brush border membrane vesicles of the cabbage butterfly (Pieris brassi-cae). European Journal of Biochemistry, 1988 a, V. 173, pp. 85-91.

274. Hoffman J.A., Purdy L.H. Gemination of dwart bunt (Tilleta controversa) teliospores after ingestion by earthworms. Phytopathology, 1964, V. 54, pp. 878-879.

275. Hopkin S.P., Read H.J. The biology of millepedes, Oxford-New York-Tokyo, Oxford University Press, 1992.

276. Horner S.G., Abrams B.I. Decomposition of sewage sludge in drying beds and the potential role of the earthworms Eisenia foetida. Journal of Environmental Quality, 1980, N 9, pp. 373-378.

277. Horska K., Vankova J., Sebesta K. Determination of exotoxin in Bacillus thuringiensis cells. Z. Naturforsch. C., 1975, V. 30, N 1, pp. 120-123.

278. Hossein E.A., Ravasz K., Zicsi A., Contreras E., and Szabo I.M. On the role and occurrence of nocardioform actinomycetes in the gut of earthworms. In: Advances in Management and Conservation of Soil Fauna, Bangalore, I. P. India, 1991.

279. Hossein E.A., Zicsi A., Contreras E., and Szabo I.M. The composition and biochemical activity of intestinal streptomycete communities of some earthworm species. Opuscula Zoologica, 1992, V. 25, pp. 75-87.

280. Huhta V., Haimi J., Setala H. Role of the fauna in soil processes: techniques using simulated forest floor. Agriculture, Ecosystems and Environment, 1991, V. 34, pp. 223-229.

281. Huhta V., Setala H. Laboratory design to simulate complexity of forest floor for studying the role of fauna in the soil processes. Biology and Fertility of Soils, 1990, V. 10, pp. 155-162.

282. Hunter B.A., Johnson M.S., Thompson D.J. Ecotoxicology of cooper and cadmium in a contaminated grassland ecosystem. Journal of Applied Ecology, 1987, V. 24, N 2, pp. 587-599.

283. Hutchinson J.A., Kamel M. The effect of earthworms on the dispersal of soil fungi. Journal of Soil Science, 1956, V.7, N 2, pp.213-218.

284. Hyvonen R., Persson T. Effects of fungivorous and predatory arthropods on nematodes and tardigrades in microcosms with coniferous forest soil. Biology and Fertility of Soils, 1996, V. 21, N 1-2, pp. 121-127.

285. Ineson P, Leonard M.A., Anderson J.M. Effect of collembolan grazing on nitrogen and cation leaching from decomposing leaf litter. Soil Biology and Biochemistry, 1982, V. 14, pp. 601-605.

286. Ineson P., Anderson J.M. Aerobically isolated bacteria associated with the gut and faeces of the litter feeding macroarthropods Oniscus assellus and Glomeris marginata. Soil Biology and Biochemistry, 1985, V. 17, pp. 843-849.

287. Ineson P., Anderson J.M. Aerobically isolated bacteria associated with the gut and faeces of the litter feeding macroarthropods Oniscus assellus and Glomeris marginata. Soil Biology and Biochemistry, 1985, V. 17, N 6, pp. 843-849.

288. Ingham R. E., Trofymow J. A., Ingham E. R., Coleman D. C. Interactions of bacteria fungi and their nematode grazers: effect on nutrient cycling and plant growth. Ecol. Monogr., 1985, V. 55, pp. 119-140.

289. Ingham R.E. Interactions between nematodes and versicular-arbuscular mycorrhizae. Ag-riculrure, Ecosystems and Environment, 1988, V. 24, pp. 169-182.

290. Jager K., Marialigeti K., Hauck M., and Barabas G. Promicromonospora enterophila sp. nov., a new species of monospore actinomycetes. International Journal of Systematic Bacteriology, 1983, V. 33, pp. 525-531.

291. Jansson H. В., Nordbring-Hertz B. Attraction of nematodes to living mycelium of nema-tophagous fungi. Journal of General Microbiology, 1979, V. 112, pp. 89-93.

292. Jansson H. В., Nordbring-Hertz B. Interactions between nematophagous fungi and plant parasitic nematodes: attraction, induction of trap formation and capture. Nematologica, 1980, V. 26, pp. 383-389.

293. Jansson H.B. Attraction of nematodes to endoparasitic nematophagous fungi. Transaction of the British Mycological society, 1982, V. 79, pp. 25 29.

294. Jansson H.B., Jeyaprakash A., Zuckerman B.M. Differential adhesion and infection of nematodes by the endoparasitic fungus Meria coniospora (Deuteromyces). Applied and Environmental Microbiology, 1985, V. 49, pp. 552 555.

295. Jarosz J., Kania G. The question of whether gut microflora of the millipede Ommatoiulus sabulosus could function as a threshold to food infections. Pedobiologia, 2000, V. 44, pp. 705-708.

296. Jeauniaux A. Nutrition and digestion. Chemical Zoology, 1969, N 4, pp. 69-89.

297. Jentschke G., Bonkowski M., Codbolt D. L., Scheu S. Soil protozoa and forest tree growth non-nutritional effects and interaction with mycorrhizae. Biology and Fertility of Soils, 1995, V. 20, N 4, pp. 263-269.

298. Jolly J.M., Lappin Scott H.M., Anderson J.M., Clegg C.D. Scanning electron microscopy of the gut microflora of two earthworms: Lumbricus terrestris and Octolasion cyaneum. Microbial Ecology, 1993, V. 26, pp. 235-245.

299. Jones C.G. Lawton J.H., Shachak M. Positive and negative effects of organisms as physical ecosystem engineers. Ecology, 1997, V. 78, pp. 1946-1957.

300. Kainulainen P., Holopainen J.K. Concentrations of secondary compounds in Scots pine needles at different stages of decomposition. Soil Biology and Biochemistry, 2002, V. 34, N 1, pp. 37-42.

301. Kaneko N., Mclean M.A. and Parkinson D. Grazing preference of Onychiurus subtenuis (Collembola) and Oppiella nova (Oribatei) for fungal species inoculated on pine needles. Pedobiologia, 1995, V. 39, N 6, pp. 538-546.

302. Kaplan D.L., Hartenstein R. Absence of nitrogenase and nitrate reductase in soil macroinvertebrates. Soil Science, 1977, V. 124, pp. 328-331.

303. Kaplan D.L., Hartenstein R. Studies on monoxygenases and dioxygenases in soil macro-invertebrates and bacterial isolates from the gut of the terrestrial isopod Oniscus asellus L. Comp Biochem Physiol, 1978, V. 60B, pp. 47-50.

304. Karpachevsky L.O., Perel T.S., Bartsevich V.V. The role of Bibionidae larvae in decomposition of forest litter. Pedobiologia, 1968, V. 8, N 2, pp. 146-149.

305. Karsten G.R., Drake H.L. Comparative assessment of the aerobic and anaerobic microfloras of earthworms guts and forest soils. Applied and Environmental Microbiology, 1995,

306. V. 61, N 3, pp. 1039-1044.

307. Kauschke E., Mohrig W. The occurrence of bacterioagglunating, hemoagglunating and hemolytical compounds in the coelomic fluid of different species of European earthworms (Annelida, Lumbricidae). Zool. Physiol. Tiere, 1985, V. 91, N 4, pp. 467-477.

308. Kauschke E., Mohrig W.The occurrence of bacterioagglunating, hemoagglunating and hemolytical compounds in the coelomic fluid of different species of European earthworms (Annelida,Lumbricidae). Zool.Physiol.Tiere, 1985, V.91,N 4, pp.467-477.

309. Kerry B. Fungal parasites of cyst nematodes. Agriculture, Ecosystems and Environment, 1988, V. 24, pp. 293-305.

310. Kerry B.R. An assessment of progress toward microbial control of plant-parasitic nematodes. Journal of Nematology. 1990, V. 22, pp. 621-631.

311. Kerry B.R. Nematophagous fungi and the regulation of nematode populations in soil. Helminthological Abstracts, 1984, V. 53, pp. 1-14.

312. Khambata S.R., Bhat J.A. A contribution to the study of the intestinal microflora of Indian earthworms. Arch. Microbiology, 1957, V. 28, pp. 68-80.

313. Klironomos J.N., Kendrick B. Relationships among microarthropods, fungi, and their environment. Plant and Soil, 1995, V. 170, N 1, pp. 183-197.

314. Klug M.J., Kotarski S. Bacteria associated with the gut tract of larval stages of the aquatic cranefly Tipula abdominalis (Diptera, Tipulidae). Applied and Environmental Microbiology, 1980, V. 42, pp. 408-416.

315. Knowles В. H., Dow J. A. T. The crystal delta-endotoxins of Bacillus thuringiensis: models for their mechanism of action on the insect gut. Bioassays, 1993, V. 15, pp. 469475.

316. Knowles В. H., Ellar D. J. Colloid-osmotic lysis is a general feature of the mechanism of action of Bacillus thuringiensis delta-endotoxin with different insect specificity. Bio-chem. Biophys. Acta, 1987, V. 924, pp. 509-518.

317. Koch A. Insects and their endosymbionts. In.: Symbiosys, S.M. Henry, Ed., V. 3, Academic Press, London.

318. Koivisto R.K.K., Braig H.R. Intraclonal genetic variation: ecological and evolutionary aspects. Biological Journal of the Linnean Society, 2002, V. 79, pp. 43-58.

319. Koller C. N., Bauer L. S., Hollingworth R. M. Characterization of the pH-mediated solubility of Bacillus thuringiensis var. san diego native delta-endotoxin crystals. Biochem. Biophys. Res. Comm., 1992, V. 184, pp. 692-699.

320. KostanjSek R., Strus J., Avgu§tin G. Genetic diversity of bacteria associated with the hindgut of the terrestrial crustacean Porcellio scaber (Crustacea: Isopoda). FEMS Microbiology Ecology, 2002, V. 40, N 3, pp. 171-179.

321. Krieg A., de Baijac H., Bonnefoi A. A new serotype of Bacillus thuringiensis isolated in Germany: Bacillus thuringiensis var. darmstadiensis. Journal of Invertebrate Pathology, 1968, N 10, pp. 428-430.

322. Kristufek V., Pizl V., Szabo I.M. Composition of the intestinal streptomycete community of earthworms (Lumbricidae). International Colloquium on Microbiology in Poecilotherms, Paris, 1989.

323. Kristufek V., Ravasz K., Pizl V. Changes in the composition of microbial population in the consumed food matter during its passage through the earthworm gut. International Symposium on Earthworm Ecology, Paris, 1990.

324. Kristufek V., Ravasz K., Pizl V. Changes in densities of bacteria and microfungi during gut transit in Lumbricus rubellus and Aporrectodea calliginosa (Oligochaeta: Lumbricidae). Soil Biology and Biochemistry, 1992, V. 24, N 12, pp. 1499-1500.

325. Larink O. Springtails and mites: important knots in the food web of soils. In: Fauna in soil ecosystems. Recycling processes, nutrient fluxes and agricultural production, G. Benckiser, (Ed.), 1997, pp. 225-264.

326. Lartey R.T., Curl E.A., Peterson C.M., Harper J.D. Mycophages grazing and food preference of Proisotoma minuta (Collembola: Isotomidae) and Onychiurus encarpatus (Collembola: Onychiuridae). Environmental Entomology, 1989, V. 18, pp. 334-337.

327. Lassegues M., Roch P., Valembois P., DavantN. Action de quelques souches acteriennes telluriques sur le lombricien (Eisenia foetida andrei). C.R. Hebd. Seances Acad. Sci. Ser. D., 1981, V. 292, pp. 731-734.

328. Lattaud C., Locati S., Moira P., Rouland C., Lavelle P. The diversity of digestive systems in tropical geophagous earthworms. Applied Soil Ecology, 1998, V. 9, N 1-3, pp. 193199.

329. Lavelle P., Bignell D., Lepage M., Wolters V., Roger P., Ineson P., Heal O.W., Dhillion S. Soil function in a changing world: the role of invertebrate ecosystem engineers. European Journal of Soil Biology, 1997, V. 33, N 4, pp. 159-193.

330. LaverackM.S. The Physiology of Earthworms, 1963, 206 p.

331. Lavy D., Verhoef H.A. Effects of food quality on growth and body-composition of the collembolan Orchesella cincta. Physiological Entomology, 1996, V. 21, N 1, pp. 64-70.

332. Lechevalier M.P. Description of a new species, Oerskovia xanthineolytia, and emendation of Oerskovia Prauser et al. International Journal of Sysytematic Bacteriology, 1972, V. 22, N 4, pp. 260-264.

333. Lechevalier H.A., Lechevalier M.P. Actinomycete genera "in search of a family". The Actinomycetales. Jena: Fischer, 1970, pp. 393-405.

334. Lee K.E. Earthworms. Their Ecology and Relationships with Soils and Land Use. Academic Press (Harcourt Brace Jovanovich, Publishers), Sydney-Orlando-San Diego-New York-London-Toronto-Montreal-Tokyo, 1985, 411 p.

335. Lee K.E., Pankhurst C.E. Soil organisms and sustainable productivity. Australian Journal of Soil Researches, 1992, V. 30, pp. 855-892.

336. Lee K.E., Wood T.G. Termites and Soils, Academic Press, London, 1971.

337. Legrand J.J., Juchcaut P., Moraga D., Legrand-Hamelin E. Microorganismes symbiotiques et speciation. Bull. Soc. Zool. Fr., 1986, V. 111, N 1-2, pp.135-147.

338. Leonard M.A. Observations on the influence of culture conditions of the fungal feeding preferences of Folsomia Candida (Collembola: Isotomidae). Pedobiologia, 1984, V. 26, pp. 361-367.

339. Leonard M.A., Anderson J.M. Growth dynamics of Collembola {Folsomia Candida) and a fungus (Mucor plumbeus) in relation to nitrogen availability in spatially simple and complex systems. Pedobiologia, 1991, V. 35, pp. 163-173.

340. Lewin R.A. Symbiosis and parasitism definitions and evolution. Bioscience, 1982, V. 32, N 4, pp. 254-259.

341. Leyns F., Borgonie G., Arnaut G., Dewaele D. Nematocidal activity of Bacillus thuringiensis isolates. Fundamental and Applied Nematology, 1995, V. 18. pp. 211-218.

342. Lineras M., Fayolle L., Tauzin J., Juste C. Accumulation des metaux Iourds dans Eisenia foetida andrei (Oligochaeta, Lumbricidae). Agronomic, 1985, V. 5, N 9, pp. 779-784.

343. Listemann H. Uber die Beziehungen zwischen Candida pulcherrima und Laspeyresia pomonella. Mycoses, 1988, V. 31, N 8, pp. 423-425.

344. Loehr R.C., Neuchauser E.F., Malecki M.C. Factor affecting the vermistabilization process. Temperature, moisture content and polyculture. Water Research, 1985, V. 19, N 110,pp. 1311-1318.

345. Lofs-Holmin A. Vermiculture. Uppsala, 1985, 70 p.

346. Loquet M., Bhatnagar N., Bouche M.B., Rouelle J. Essai d'estimation de l'influence ecologique des lombriciens sur les microorganismses. Pedobiologia, 1977, V. 17, pp. 400-417.

347. Loquet M., Vinselas M. Cellulolyse et lygninolyse liees au tube digestif de Eisenia foetida andrei Bouche. Rev. ecol. et. biol. sol., 1987, V.24, N 4, pp. 559-571.

348. Lussenhop J. Collembola as mediators of microbial symbiont effects upon soybean. Soil Biology and Biochemistry, 1996, V. 28, N 3, pp. 363-369.

349. Luxton M. Studies on the oribatid mites of a Danish beech wood soil. Pedobiologia, 1972, V.12, N 6, pp. 434-463.

350. Lynch J.M. Microbial metabolites. In: "The Rhizosphere", J.M. Lynch, (Ed.), John Wiley: New York, 1990, pp. 177-206.

351. Macfadyen A. The contribution of soil fauna to total soil metabolism. In: Soil Organisms, J. Doeksen, J. Van der Drif, (eds.), North-Holland, Amsterdam, 1963, pp. 3-17.

352. Mackedonski V.V. Effect of the exotoxin of Bacillus thuringiensis on the biosynthesis and maturation of mouse nuclear RNA. Biochem. Biophys. Acta, 1975, V. 390, N 3, pp. 319-326.

353. Makeschin F. Earthworms (Lumbricidae: Oligochaeta): Important promoters of soil development and soil fertility. In: Fauna in soil ecosystems. Recycling processes, nutrient fluxes and agricultural production, G. Benckiser, (Ed.), 1997, pp. 173-223.

354. Maraun M., Migge S., Schaefer M., Scheu S. Selection of microfungal food by 6 oribatid mite species (Oribatida, Acari) from 2 different beech forests. Pedobiologia, 1998, V. 42, N 3, pp. 232-240.

355. Marcuzzi G., Turchetto L.H. Observation on the digestive enzymes of some litter feeding animals. In: Progress in Soil Zoology, Prague, 1975, pp. 593-599.

356. Marcuzzi G., Turchetto-Lafisca M.L. On lipases in litter feeding invertebrates. Pedobiologia, 1977, V. 17, pp. 135-144.

357. Marcuzzi, G., Lafisca M.T. Observations of the digestive enzymes of some litter-feeding animals. In: Progress in Soil Zoology, Vanek, (Ed.). Dr. W. Junk B.V., The Hague, pp. 593-598.

358. Marialigeti K. On the community structure of the gut-microbiota of Eisenia lucens (Annelida, Oligochaeta). Pedobiologia, 1979, V. 19, pp. 213-220.

359. Marialigeti K., Contreras E., Barabas G., Heydrich M., Szabo I.M. True intestinal actin-omycete flora of some earthworm species. Journal of Invertebrate Pathology, 1985, V. 45, pp. 120-121.

360. Marinissen J.C.Y., Dexter A.R. Mechanisms of stabilization of earthworm casts and artificial casts. Biology and Fertility of Soils, 1990, N 9, pp. 163-167.

361. Martin J.S., Kirkham J.B. Dynamic role of microvilli in peritrophic membrane formation. Tissue and Cell, 1989, V. 21, pp. 627-638.

362. Martin M.M. The role of ingested enzymes in the digestive process of insects. In: Inver-tebrate-microbial interactions: British mycological society symposium; 6, J.M. Anderson et al., (eds.), Cambridge: Univ. press, 1984, pp. 155-172.

363. Martin M.M., Martin J.S. Cellulose digestion in the fungus-growing termite Macrotermes natalensis: The role of acquired digestive systems. Science, V. 199, pp. 1453-1455.

364. Martin P.A.W., Travers R.S. World wide abundance and distribution of Bacillus thuringiensis isolates. Applied Entomology, 1989, N 9, pp. 593-599.

365. Maxwell R. A., Coleman D. C. Seasonal dynamics of nematode and microbial biomass in soils of riparian-zone forests of the Southern Appalachians. Soil Biology and Biochemistry, 1995, V. 27, N 1, pp. 79-84.

366. Mcgonigle T.P. The significance of grazing on fungi in nutrient cycling. Canadian Journal of Botany-Revue Canadienne de Botanique, 1995, V. 73, S1E, pp. 1370-1376.

367. Mengel K. Turnover of organic nitrogen in soils and its availability to crops. Plant and Soil, 1996, V. 181. pp. 83-96.

368. Miles H.B. Soil protozoa and earthworm nutrition. Soil Science, 1963, V. 95, pp. 407409.

369. Mindermann G., Daniels L. Colonization of newly fallen leaves by microorganisms. In: Progress in Soil Biology, Braunschweig, 1967, pp. 3-9.

370. Moody S.A., Briones M.J.I., Piearce, T.G., Dighton J. Selective consumption of decomposing wheat straw by earthworms. Soil Biology and Biochemistry, V. 27, pp. 12091213.

371. Moody S.A., Piearce, T.G., Dighton J. Fate of some fungal spores associated with wheat straw decomposition on passage through the guts of Lumbricus terrestris and Aporrectodea longa. Soil Biology and Biochemistry, V. 28, pp. 533-537.

372. Morgan M.N. An investigation of the nutritional requirements of the earthworms, Eisenia foetida. Journal of Environment Quality, 1980, V. 9, N 3.

373. Morris В., Morgan A.J. Calcium-lead interactions from earthworms: observations on Lumbricus terrestris L. sampled from a calcareous abandoned lead mine site. Bulletin of Environment Contamination and Toxicology, 1986, V. 37, N 2, pp. 226-233.

374. Moss S.T., Taylor J.E. Mycobionts in the guts of millipedes the Eccrinales. The Mycologist, 1996, V. 10, pp. 121-124.

375. Mtiller G., Byer R. Uber Wechselbeziehungen Zwischen mikroskopischen Bodenpilzen und fungifagen Bodentieren. Zentralbl. Bakt., Parasitenek., Infektionskrankh., Hyg., 1965. V. 11, N 119, pp. 133-147.

376. Mtiller H.G. The constricting rings mechanism of two predacious Hyphomycetes. Transactions of the British Mycological Society, 1958, V. 41, pp. 341 364.

377. Muscolo A., Bovalo F., Gionfriddo F. Nardi S. Earthworm humic matter produces auxinlike effects on Daucus carota cell growth and nitrate metabolism. Soil Biology and Biochemistry, 1999, V. 31, N9, pp. 1303-1311.

378. Nakajima N., Mihara H., Sumi H. Characterization of potent fibrinolytic enzymes in earthworm, Lumbricus rubellus. Bioscience Biotechnology and Biochemistry, 1993, V. 57, Iss 10, pp. 1726-1730.

379. Neuhauser E., Hartenstein R. On the presence of O-dimethylase activity in invertebrates. Comparative Biochemistry and Physiology, 1976, V. 53C, pp. 37-39.

380. Neuchauser E., Hartenstein E., Connors W.J. Soil invertebrates and the degradation of vanillin, cinnamic acid, and lignins. Soil Biology and Biochemistry, 1978, V. 10, pp. 431435.

381. Neuhauser E.F., Kaplan D.L., Malecki M.R., Hartenstein R. Materials supporting weight gain by the earthworm Eisenia fetida in waste conservation systems. Agricultural Wastes, 1980, N2, pp. 43-60.

382. Newell К. Interactions between two decomposer Basidiomycetes and a collembolan under Sitka spruce : grazing and its potential effects on fungal distribution and litter decomposition. Soil Biology and Biochemistry, 1984 a, V. 16, N 3, pp. 235- 239.

383. Nicholas W.I. The Biology of free-living nematodes. 2nd Edition, Clarendon Press: Oxford., 1984.

384. Nielsen C.O. Carbohydrates in soil and litter invertebrates. Oikos, 1962, V. 13, pp. 200215.

385. Nordbring-Hertz B. The influence of medium composition and additions of animal origin on the formation of capture organs in Arthrobotrys oligospora. Physiologia plantarum, 1968, V. 21, pp. 52-65.

386. Nordbring-Hertz В., Mattiasson B. Action of a nematode-trapping fungus shows lectin-mediated host-microorganism interaction. Nature, 1979, V. 281, pp. 477-479.

387. Nunez F.S., Crawford C.S. Digestive enzymes of the desert millipede Orthoporus ornatus (Girard) (Diplopoda, Spirostreptida). Comparative Biochemistry and Physiology, 1977, V. 55, pp. 141-145.

388. Oertel В., Shaller G. Symbiose von Insekten mit Mikroorganismen. Biol. Rdsch., 1984, V. 22, N 5, pp. 303-329.

389. Ohba M., Aizawa K. Crystals of Bacillus thuringiensissubsp. yannanensis are produced only in asporogenous cells. Journal of Invertebrate Pathology, 1986, V. 48, pp. 254-256.

390. Old K.M., Chakraborty S. Mycophagous soil amoebae: their biology and significance in the ecology of the soil borne plant pathogens. Progress in Protistology, 1986, N 1, pp. 163-194.

391. Olthof Т.Н., Estey R.H. Carbon and nitrogen levels of medium in relation to growth and nematophagous activity of A. oligospora. Nature, 1968, V. 209, p. 1158.

392. Orazova M.Kh. Semenova T.A., Tiunov A.V. The microfungal community of Lumbricus terrestris middens in a linden (Tilia cordata) forest. Pedobiologia, 2003, V. 47, pp. 27-32.

393. Pagliani A. Allevamento intensivo del lumbrico. Edagricile, 1982, 42 p.

394. Pant N.C., Fraenkel G. Science, 1950, V. 112, p. 498.

395. Parkin T.B., Berry E.C. Microbial nitrogen transformations in earthworm burrows. Soil Biology and Biochemistry, 1999, V. 31, 1765-1771.

396. Parkin T.B., Berry E.C. Nitrogen transformation associated with earthworm casts. Soil Biology and Biochemistry, 1994, V. 26, pp. 1233-1238.

397. Parle J.N. A microbial study of earthworms casts. Journal of General Microbiology, 1963, V. 31, pp. 13-22.

398. Parle J.N., Menna N.B. The source of yeasts in New Zealand wine. N.Z.J. Agric., 1966.

399. Parmelee R.W., Crossley Jr. Earthworm production and role in the nitrogen cycle of a no-tillage agroecosystem on the Georgia piedmont. Pedobiologia, 1988, V. 32, pp. 353-361.

400. Petersen D., Luxton M. A comparative analysis of soil fauna populations and their role in decomposing process. Oikos, 1982, V. 39, pp. 287-388.

401. Piearce T.G. Gut contents of some Lumbricid earthworms. Pedobiologia, 1978, V. 18, pp. 153-157.

402. Piearce T.G., Phillips M.J. The fate of ciliates in the earthworm gut an in vitro studies. Microbial Ecology, 1980, N 5, pp. 313-320.

403. Pignal M.C. Cahiers de la Maboke, 1971 a, N 9, p. 95.

404. Pignal M.C. Naturaliste Canadien, 1971 b, V. 98, p. 69.

405. Pignal M.-C., Chararas C. Isdement et'etude sexdetatus Coleoptere parasite des confires. Acad. Sci., 1987, ser. 3. V. 304, N 17, pp. 449-452.

406. Pincince A.B., Donovan J.F., Bates J.E. Vermicomposting of municipal sludge: an economical stabilization alternative. Sludge, 1980, N 3, pp. 26-30.

407. Pitt J.I., Miller M.W. Sporulation in Candidapulcherrima, Candida reucaufii and Chla-mydozyma species; their relationships with Metschnikowia. Mycologia, 1968, V. 62, pp. 462-473.

408. Pokarzhevskii A.D., Sikora I., Gordienko S.A. Amino-acid resources in the food of sap-rophages. Doklady Academii Nauk SSSR, 1984, V. 277, pp. 253-256.

409. Pokarzhevskii A.D., Zaboev D.P., Ganin G.N., Gordienko S.A. Amino acids in earthworms: are earthworms ecosystemivorous? Soil Biology and Biochemistry, 1997, V. 29, N pp. 559-567.

410. Pokarzhevskii A.D., Van Straalen N.M., Zaboev D.P., Zaitsev A.S. Microbial links and element flows in nested detrital food-webs. Pedobiologia, 2003, V. 47, pp. 213-224.

411. Ponomareva S.I. The influence of the activity of earthworms on the creation of a stable structure in a sod-podzolized soil. In: Trudy Pochvennogo Instituta im. V.V. Doku-chaeva, 1953, V. 41, pp. 304-378.

412. Potricus C.J., Breznak J.A. Uric acid degrading bacteria in guts of termites. Applied and Environmental Microbiology, 1980, V.40, N 1, pp. 117-124.

413. Powell K.A., Jutsum A.R. Technical and Commercial Aspects of Biocontrol Products. Pesticide Science, 1993, V. 37, pp. 315-321.

414. Prat P., Charrier M., Deleporte S., Frenot Y. Digestive carbohydrases in two epigeic earthwortm species of the Kerguelen Islands (Subantarctic). Pedobiologia, 2002, V. 46, N 5. pp. 417-427 (11).

415. Priest F.G., Ebdrup L., Zahner V., Carter P.E. Distribution and characterization of mos-quitocidal toxin genes in some strains of Bacillus sphaericus. Applied and Environmental Microbiology, 1997, V. 63, N 4, pp. 1195-1198.

416. Racke J., Sicora R.A. Isolation, formulation and antagonistic activity of rhizobacteria toward the potato cyst nematode Globodera pallida. Soil Biology and Biochemistry, 1992, V. 24. pp. 521-526.

417. Ravasz K., Zicsi A., Contreras E., Szell V., and Szabo I.M. The intestinal actinomycete flora of some earthworm species. Opuscula Zoologica, 1986, V. 22, pp. 85-102.

418. Reddell P., Spain A.V. Earthworms as vectors of viable propagules of mycorrhizal fungi. Soil Biology and Biochemistry, 1991, V. 23, pp. 767-774.

419. Reeves E.L., Garcia C. Pathogenicity of bicrystalloferous Bacillus isolate for Aedes ae-gypti and other aedine mosquito larvae. In: Proceedings IV International Colloquium on Insect Pathology. College Park, MD, 1971, pp. 219 228.

420. Reichle D. E. The Role of soil invertebrates in nutrient cycling. Soil Organisms as Components of Ecosystems. Ecological Bulletin, 1975, V. 25, pp. 145-156.

421. Reinecke A.J., Venter J.M. Moisture preferences, growth and reproduction of the compost worm Eisenia foetida (Oligochaeta). Biology and Fertility of Soils, 1987, N 3, pp. 135-141.

422. Reyes V.G., Tiedji J.M. Ecology of the gut microbiota of Tracheoniscus rathkei (Crustaceae, Isopoda). Pedobiologia, 1976, V. 16, N 1, pp. 62-74.

423. Roberts В., Dorough H. Hazards of chemical to earthworms. Environmental Toxicology and Chemistry, 1985, V. 4, N 3, pp. 307-323.

424. Roch P., Stabili L., Pagliara P. Purification of 3 serine proteases from the celomic cells of earthworms (Eisenia foetida). Comparative Biochemistry and Physiology, part b-biochemistry and molecular biology, 1991, V. 98, Iss 4, pp. 597-602.

425. Rosenzweig W.D., Premachandran D., Pramer D. Role of trap lectins in the specificity of nematode capture by fungi. Canadian Journal of Microbiology, 1985, V. 31, pp. 693 -695.

426. Rouelle J., Lhussier M., Roch P. Experimental evidence for antithiamine activity in certain earthworms. In: A.M. Bonvicini Pagliani and P. Omodeo (eds.), Selected Symposia and Monographs U.Z.I. Mucchi, Modena, 1987, V. 2, pp. 511 -517.

427. Ruschmann G. Uber Antibiosen und Symbiosen von Bodenmicroorganismen und ihre Bedeutung fur die Bodenfruchtbarkeit. Z. Acker und Pflanzenlau, 1953, V. 96, pp. 201218.

428. Ryu G.H., Han D.K., Park S., Kim M., Kim Y.H., Min B.G. Surface characteristics and properties of lumbrokinase-immobilized polyurethane. Journal of Biomedical Materials Research, 1995, V. 29, Iss 3, pp. 403-409.

429. Sabihe J.R. Vermiculture as an option for resource in the intensive animal industries. Proc. Workshop on the role of earthworms in the stabilization of organic residues, Michigan, 1981, pp. 241-252.

430. Salawu E.O., Estey R.H. Observations on the relationships between a vesicular-arbuscular fungus, a fungivorous nematode and the growth of soybeans. Phytoprotection, V. 60, pp. 99-102.

431. Sarkis G. J., Kurpiewski M. R., et al. Proteases of the nematode Caenorhabditis elegans. Archives of Biochemistry and Biophysics, 1988, V. 261, Iss. 1, pp. 80-90.

432. Satchell J.E. Lumbricidae. In: Soil biology, A. Burge, F. Raw, (eds.) Academic press, London, 1963, pp. 259-322.

433. Satchell J.E. Nitrogen turnover by a woodland population of Lumbricus terrestris. In: Soil Organisms, Doeksen J., van der Drift J. (eds.), 1963, pp. 60-66.

434. Satchell J.E. Earthworm microbiology. In: Earthworm ecology from Darwin to vermiculture, London, New-York, 1983, pp. 351-364.

435. Sayre R.M. Bacterial diseases of nematodes and their role in controlling nematode populations. Agriculture, Ecosystems and Environment, 1988, V. 24, pp. 263-279.

436. Scheu S. Cellulose and lignin decomposition in soils from different ecosystems on limestone as affected by earthworm processing. Pedobiologia, 1993, V. 37, pp. 167-177.

437. Scheu S. The influence of earthworms (Lumbricidae) on the nitrogen dynamics in the soil litter system of a deciduous forest. Oecologia, 1987, V. 72, pp. 197-201.

438. Scheu S., Theenhaus A., Jones Т.Н. Links between the detritivore and the herbivore system: effects of earthworms and collembola on plant growth and aphid development. Oecologia, 1999, V. 119, pp. 541-551.

439. Schmidt O., Curry J.P. Population dynamics of earthworms (Lumbricidae) and their role in nitrogen turnover in wheat and wheatclover cropping systems. Pedobiologia, V. 45, N 2, pp. 174-187(14).

440. Scholler M., Rubner A. Predacious activity of the nematode destroying fungus Arthrobotrys oligospora in dependence of the medium composition. Microbiological Research, 1994, V. 149, pp. 145-149.

441. Schonholzer F., Hanh D., Zeyer J. Orogons and fate of fungi and bacteria in the gut of Lumbricus terestris L. studied by image analysis. FEMS Microbiology Ecology, 1999, V. 28 (3), pp. 235-248.

442. Schultz U., d'Felber E. Welche mikroorganismen spielen in Regenwurmdarm bei der bildung von bodenkrummeln eine rolle. Zeitschrift fur Acker und Pflanzenbau, 1956, Bd 101, H. 4, ss. 153-165.

443. Sebesta K., Horska K. Mechanism of inhibition of DNA-dependent RNA-polymerase by exotoxin of Bacillus thuringiensis. Biochemistry and Biophysics Acta, 1970, V. 209, N 2, pp. 357-376.

444. Seniczak S., Stefaniak O. The microflora of the alimentary canal of Oppia nitens (Acarina, Oribatei), Pedobiologia, 1978, V. 16. pp. 110-119.

445. Setala H., Huhta V. Evaluation of the soil fauna impact on decomposition in a simulated coniferous forest soil. Biology and Fertility of Soils, 1990, V. 10, pp. 1163-1169.

446. Shann C. Correlaziosne trasistemi ecologicinel marciume acido delle uve. Anti dell' Ac-cademia Italiana della vite e del vino 1987, V. 39, pp. 333-355.

447. Shaw C., Pawluk S. Faecal microbiology of Octalasion tyrtaeum, Apporrectodea turgida and Lumbricus terrestris and its relation to the carbon budgets of three artificial soils. Pedobiologia, 1986, V. 29, N 6, pp. 377-389.

448. Shields J. A., Paul E. A., Lowe W. E. Turnover of microbial tissue in soil under field conditions. Soil Biology and Biochemistry, 1973, N. 5, pp. 753-764.

449. Shtina E.A., Nekrasova K.A. The direct and indirect contribution of soil algae to the primary production of biogeocenoses. Proceeding IY Colloquium Soil Zoology, Paris, 1971, pp. 37-45.

450. Siddiqui Z.A., Mahmood I. Biological control of Heterodera cajani and Fusarium udum by Bacillus subtilis, Bradyrhizobium japonicum and Glomus fasciculatum on pigeon pea. Fundamental and Applied Nematology, 1995 a, V. 18, pp.559-566.

451. Siddiqui Z.A., Mahmood I. Management of Meloidogyne incognita race-3 and Macro-phomina phaseolina by fungus culture filtrates and Bacillus subtilis on chickpea. Fundamental and Applied Nematology. 1995 b, V. 18, pp.71-76.

452. Siepel H., de Ruiter-Dukman E.M. Feeding guilds of oribatid mites based on their carbo-hydrase activities. Soil Bioology and Biochemistry, 1993, V. 25, N 11, pp. 1491-1497.

453. Siepel H., Maaskamp F. Mites of different feeding guilds affect decomposition of organic matter. Soil Biology and Biochemistry, 1994, V. 26, N 10, pp. 1389-1394.

454. Simek M., Pisl V. The effect of earthworms (Lumbricidae) on nitrogenase activity in soil. Biology and Fertility of Soils, 1989, N 7, pp. 370-373.

455. Smith M., Shann C, Batenburg-van der Vegte W.H., Schmitt R, Wehrli E, Roeijmans H.J., Eijk G.W. Bothryozyma nematodophila gen. nov., spec. nov. (Candidaceae). An-tonie van Leeuwenhoek, 1992, V. 61, pp. 277-284.

456. Smith R.A., Barry J.V. Environmental persistence of Bacillus thuringiensis spores following aerial application. Journal of Invertebrate Pathology, 1998, V. 71, pp. 263-267.

457. Stadler M., Anke H., Sterner О. Linoleic acid The nematocidal principle of several nematophagous fungi and its production in trap-forming submerged cultures. Archives of Microbiology, 1993, V. 160, N 5, pp. 401-405.

458. Starmer W.T. In: Ecological genetics and Evolution The Cacstus - Yeast - Drosophila Model System, J.S.F. Barker, W.T. Starmer, (eds), Academic Press Australia, Sydney, 1982, pp. 159-174.

459. Stefaniak O., Seniczak S. The microflora of the alimentary canal of Achipteria coleop-trata (Acarina, Oribatei). Pedobiologia, 1976, V. 16, pp. 185-194.

460. Steinhaus E.A. Insect Microbiology. Comstock Publishing Co., Ithaca, New York, 1946,

461. Steinhaus E.A. Principles of Insect Pathology. McGraw Hill Book Co., Inc., New York, N.Y., 1949, 757 p.

462. Stocklii A. Studien uber den Einfluss der Regenwurmer auf die Beschaffenheit des Badens. Landw. Jb. Schweiz., 1928, V. 42, p. 121.

463. Stotzky G., Babich H. Fate of genetically-engineered microbes in natural environments. Recombinant DNA Technology Bulletin, 1984, V.7, N 4, pp.163-188.

464. Striganova B.R. Cellulose decomposition in the gut of Pachyiulus foetidissimus (Mur.) (Julidae, Diplopoda). Doklady Academii Nauk SSSR, 1970, V. 190, pp. 703-705.

465. Su T.Y., Mulla M.S. Microbial Agents Bacillus thuringiensis ssp. israelensis and Bacillus sphaericus Supress Eutrophication, Enhance Water-Quality, and Control Moquitos in Microcosms, Env. Entomol., 1999, v. 28 (4), p. 761-767.

466. Sulkava P., Huhta V., Laakso J. Impact of soil faunal structure on decomposition and N-mineralization in relation to temperature and moisture in forest soil. Pedobiologia, 1996, V. 40, N6, pp. 505-513.

467. Sun L.V., Foster J.M., Tzertzinis G., Ono M., Bandi C., Slatko B.E., O'Neill S.L. Determination of Wolbachia genome size by pulsed-field gel electrophoresis. Journal of Bacteriology, 2001, V. 183, N 7, pp. 2219-2225.

468. Suslow T.V., Schroth M.N., Isaka M. Application of a rapid method for the differentiation of plant pathogenic and saprotrophic bacteria without staining. Phytopathology, 1981, V. 72, pp. 48-67.

469. Swift M.J., Heal O.W., Anderson J.M. Decomposition in Terrestrial Ecosystems, 1979, Oxford, 372 p.

470. Syers J.K., Sharpley A.N., Kceney D.R., Cycling of nitrogen by surface-casting earthworm in a pasture ecosystem. Soil Biology and Biochemistry, 1979, V. 11, pp. 181185.

471. Szabo I.M. Microbial communities in a Forest-Rendzina ecosystem. The Pattern of Microbial Communities. Acad. Press. Budapest. 1974, 414 p.

472. Taylor E. Role of aerobic microbial populations in cellulose digestion by desert millipedes. Applied and Environment Microbiology, 1982, V. 44, pp. 281-291.

473. Taylor E.C. Fungal preference by a desert millipedes Orthoporus ornatus (Spirostrepti-dae). Pedobiologia, 1982, V. 23, N 5, pp. 330-336.

474. Thanabalu Т., Porter A.G. Efficient expression of a 100-kilodalton mosquitocidal toxin in protease-deficient recombinant. Applied and Environmental Microbiology, 1995, V. 6, N 11, pp. 4031-4036.

475. Thanh V.N., Van Dyk M.S., Wingfield M.J. A mold-dependent yeast isolated from wood-lice. In: Rising power of yeasts, Proceedings 10th International Symposium no Yeasts, 2000, Arnehem, The Netherlands, 146-147

476. Thorn R.G., Barron G.L. Carnivorous mushrooms. Science, 1984, V. 224, pp. 76 78.

477. Tiunov A., Scheu S. Microbial respiration, biomass and nutrient status in burrow walls of Lumbricus terrestris L. (Lumbricidae). Soil Biology and Biochemistry, 1999, V. 31, 2039-2048.

478. Tiunov A.V. Scheu S. Microfungal communities in soil, litter and casts of Lumbricus terrestris L. (Lumbricidae): a laboratory experiment. Applied Soil Ecology, 2000, V. 14< pp. 17-26.

479. Tiunov A.V., Bonkowski M., Bonkowski M., Tiunov J.A., Scheu S. Microflora, protozoa and nematoda in Lumbricus terrestris burrow walls: a laboratory experiment. Pedobiologia, 2001, V. 45, N 1, pp. 46-61.

480. Tojo A., Aizawa K. Dissolution and degradation of Bacillus thuringiensis delta-endotoxin by gut juice protease of the silkworm, Bombyx mori. Environmental Microbiology, 1983, V. 45, pp. 576-580.

481. Tonkyn D.W., Whitcomb R.F. Feeding strategies and the guild concept among vascular feeding insects and microorganisms. Curr. Top. Vector. Res., V. 4, New-York, 1987, pp. 179-199.

482. Townshend J.L. Fungus host of Aphelenchus avenvae Bastin, 1865, and Bursaphelenchus furtgivorus Franklin and Hooper, 1962 and their attractiveness to these nematode species. Canadian Journal of Microbiology, 1964, N 10, pp. 727-737.

483. Toyto K., Kimura M. Microbial community indigenous to the earthworm Eisenia foetida. Biology and Fertility of Soils, 2000, V. 31, N 3/4„ pp 187-190.

484. Tracey M.V. Cellulase and chitinase of earthworms. Nature, 1951, N 176, pp. 776-777.

485. Trigo D., Lavelle P. Changes in respiration rate and some physicochemical properties of soil during gut transit through Allolobophora molleri (Lumbricidae, Oligochaeta). Biology and Fertility of Soils, 1993, V. 15, N 3, pp. 185-188.

486. Tuckova L., Bilej M. Antigen-processing in earthworms. Immunology Letters, 1994, V. 41, Iss 2-3, pp. 273-277.

487. Tunlid A., Jansson S. Proteases and their involvement in the infection immobilization of nematodes by the nematophagous fungus Arthrobotrys oligospora. Applied and Environmental Microbiology, 1991, V. 57, N 10, pp. 2868-2872.

488. Tunlid A., Rosen S., Ek В., Rask L. Purification and characterization of an extracellular serine-protease from the nematode-trapping fungus Arthrobotrys oligospora. Microbiology UK, 1994, V. 140, pp. 1687-1695.

489. Ullrich В., Storch V., Schaiker H. Bacteria on the food, in the intestine and on the faeces of the woodlouse Oniscus asellus. Pedobiologia, 1991, V. 31, N 1, pp. 41-51.

490. Van der Drift, Jansen E. Grazing of springtails on hyphal mats and its influence on fungal growth and respiration. In: Soil organisms as components of ecosystems/ Ecol. Bull. (Stockholm), 1977, V. 25, pp. 203-209.

491. Van der Walt J.P. The yeast genus Ambrosiozyma gen. nov. (Ascomysetes). Mycopa-thologia et Mycologia Applicsata, 1972, N 46, pp. 305-315.

492. Van der Walt, J.P., Scott D.B. Saccharomycopsis synaedendra, a new yeast from South African insect sources. Mycopathologia et Mycologia Applicsata, 1971 a, V. 44, pp. 101106.

493. Van der Walt, J.P., Scott D.B. Pichia xylopsoci, a new yeast form South African insect sources. Mycopathologia et Mycologia Applicsata, 1971 b, V. 44, pp. 321-324.

494. Van Uden N., Buckley H. The genus Candida Berkhout. In: The Yeasts a Taxonomic Study, J. Lodder, (Ed.), 2nd Edition, North Holland Publishing Co., Amsterdam, 1970, pp. 893-1087.

495. Watanabe H., Hattori Y., Yamazaki K., Takai R., Hasegawa H. Токио suisan daigaku кепки hokoku. J. Tokyo Univ. Fish., 1982, V. 69, N 1, pp. 11-18.

496. Waugh J.H., Mitchell H.J. Effect of the earthworm Eisenia foetida, on sulfur speciation and decomposition in sewage sludge. Pedobiologia, 1981, V. 22, pp. 268-275.

497. Wellington E.M.H., Cresswell N., Clewlow L.J., Saunders V.A., and Wilpat A. Gene transfer between streptomycetes in soil. In: Bacterial genetics in natural environments, F. J. Lon, (Ed.), P. UK, 1990, pp. 216-230.

498. Wellington, E.M.H., Herron, P.R., Cresswell, N. Gene transfer in terrestial environments and the survival of bacterial inoculants in soil. In: Monitoring Genetically Manipulated Microorganisms in the environment, C.A. Edwards, Ed., 1993, pp. 137-170.

499. Went I.C. Influence of earthworms on the number of bacteria in the soil. In: Soil organisms, Amsterdam, 1963, pp. 260-265.

500. Whiston R.A., Seal K.J. The occurrence of cellulases in the earthworm Eisenia foetida. Biology of Wastes, 1988, V. 25, N 3, pp. 239-242.

501. Willems J.J.G.M., Marinissen J.C.Y., Blair J. Effects of earthworms on nitrogen mineralization. Biology and Fertility of Soils, 1996, V. 23, N 1, pp. 57-63.

502. Wilson G. R., Benoit T. G. Activation and germination of Bacillus thuringiensis spores in Manduca sexta larval gut fluid. Journal of Invertebrate Pathology, 1990, V. 56, pp. 233236.

503. Witkamp M., Frank M. L. Effects of temperature, rainfall and fauna on transfer of 137Cs, K, Mg and mass in consumer-decomposer microcosm. Ecology, 1970, V. 51, pp. 465474.

504. Wollinski E., Renearson T. Mycobacteria in soil and their relation to disease-associated strains. American Review of Respiration Disease, 1968, 97, N 6, pp. 1032-137.

505. Wolters V. Invertebrate control of soil organic matter stability. Biology and Fertility of Soils, 2000, V. 31, N 1, p. 1-19.

506. Wolters V., Ekschmitt K. Gastropods, isopods, diplopods and chilopods: neglected groups of the decomposer food web. In: Fauna in soil ecosystems. Recycling processes, nutrient fluxes and aricultural poduction, G. Benckiser, (Ed.), 1997, pp. 265-306.

507. Wood S., Griffiths B.S. Bacteria associated with the hepatopancreas of the woodlice Oniscus asselus and Porcellio scaber (Crustacea, Isopoda). Pedobiologia, 1989, V. 3, N Уг, pp. 89-94.

508. Wright D. H., Huhta V., Coleman D. C. Characteristics of defaunated soil. II. Effects of reinoculation and the role of the mineral component. Pedobiologia, 1989, V. 33, pp. 427435.

509. Yeates G. W., Saggar S., Daly В. K. Soil Microbial C, N, and P, and microfaunal populations under Pinus radiata and grazed pasture land-use systems. Pedobiologia, 1997, V. 41, N6, pp. 549-56.

510. Yeates G. W., Wardle D. A. Nematodes as predators and prey relationships to biological control and soil processes. Pedobiologia, 1996, V. 40, N 1, pp. 43-50.

511. Young C.S., Lethbridge G., Shaw L.J., Burns R.G. Survival of Inoculated Bacillus cereus spores and vegetative cells in non-planted and rhizosphere soil. Soil Biology and Biochemistry, 1995, V. 27, pp. 1017-1026.

512. Zachariah K., Victor J.R. A natural auxortroph of a nematode-trapping fungus. Canadian Journal of Botany, 1982, V. 61, pp. 3255-3261.

513. Zechmeisterboltenstern S., Baumgarten A., Bruckner A., Kampichler C., Kandeler E. Impact of faunal complexity on nutrient supply in field mesocosms from a spruce forest soil. Plant Soil, 1998, V. 198, N 1, pp. 45-52.

514. Zeyer J., Goez C., Daniel O., Hahn D., Kohli D., Sch6nholzer F. Effects of decomposition of leaves on bacterial biomass and on palatability to Lumbricus terrestris L. Soil Biology and Biochermistry, 1998, V. 30, N 13, pp. 1805-1813.

515. Zhang H., Schrader S. Earthworm effects on selected physical and chemical properties of soil aggregates. Biology and Fertility of Soils, 1993, V. 15, N 2, pp. 229-234.

516. Zimmer M., Topp W. Do woodlice (Isopoda: Oniscidae) produce endogenous cellulases? Biology and Fertility of Soils, 1997, V. 26, N 2, pp. 155-156.

517. Zunke U., Perry R.N., Nematodes: Harmful and beneficial organisms. In: Fauna in soil ecosystems. Recycling processes, Nutrient fluxes, and agricultural production. G. Benck-iser, (Ed.), Marcel Dekker, Inc., New York-Basel-Hong Kong, 1998, pp. 85-134.