CC BY
107
9. Литвинов М.А. Методы изучения микроскопических грибов.-Л.: Наука, 1969.-121 с.
10. Саттон Д., Фотергилл А., Ринальди М. Определитель патогенных и условно патогенных грибов.-М.: Мир, 2001.-486 с.
11. ЕйешоЬп D.B., Roberts N.J., Condemi J.J. Bron-choalveolar Lavage in gold lung//Chest.-1984.-Vol.85, №4.-P.569-570.
12. Costabe U., Schmitz-Scumann V., Gusman J. et al. Gold-induzierte firosierende Alveolitis//Dtsch. Med. Wochenschr.-1985.-Bd. 110, №30.-S. 1162-1166.
13. Goyal M.K., Mehrotrg R.S. Trace element re-
quirement for the growth and sclerotia production of Rhizoctonia bataticola (Taub.) Bulter, causing root rot of gram (Cicer arietinum)//J. Indian Bot. Sci.-1982.-Vol.61, №1.-P.47-50.
14. Liebetrau G. Alveolitis-eine seltene Neben-virkung der Goldtherapie//Z. Erkr. Almungsorg.-1984.-Bd.163, №2.-S.200-204.
15. Raper K.B., Thom C. A manual of the Penicillia.-Baltimore, 1949.-217 p.
16. Shapira D., Nahir M., Scharf Y. Pulmonary injury induced by gold salts treatment//Med. Intern.-1985.-Vol.85, №4.-P.259-263.
□ □□
УДК 631.46:582
Н.Г.Куимова*, О.В.Жилин**
БИОРАЗНООБРАЗИЕ МИКРОСКОПИЧЕСКИХ ГРИБОВ В ЭКОСИСТЕМАХ, НАРУШЕННЫХ ЗОЛОТОДОБЫЧЕЙ
Ботанический сад АНЦ ДВО РАН*,
Амурский комплексный научно-исследовательский институт АНЦ ДВО РАН**, Благовещенск
РЕЗЮМЕ
Нарушение естественных ландшафтов в результате золотодобычи привело к сокращению естественного видового разнообразия микроскопических грибов. В составе комплексов микроми-цетов выделены условно патогенные виды (A.niger, A.fumigatus, A.flavus), способные к токси-нообразованию, которые могут быть причиной вторичных микозов. В связи с этим, для обеспечения безопасности населения необходимо проводить микологический мониторинг на территориях с повышенными антропогенными нагрузками.
SUMMARY
N.G.Kuimova, O.V.Dzilin
BIOLOGIC VARIETY OF MICROSCOPIC FUNGI ECOSYSTEMS AFFECTED BY GOLD MINING
Disturbance of the natural landscapes resulting from ore and gold mining leads to decrease in the variety of microscopic fungal communities. We have found possible pathogenic kinds Aspergillus (A. niger, A. fumigatus, A. flavus) in micro-mycete complexes, which lead to toxin production causing secondary mycosis. To secure population health it is necessary to monitor mycologic situation on the territories, subject to high anthropogenic stress.
В последнее десятилетие в медицине возникла целая группа болезней, вызываемых потенциально патогенными микроскопическими грибами. Эта группа грибов может быть причиной так называемых
вторичных микозов, т.е. инфекций, которые, как правило, поражают людей, страдающих различными формами иммунодефицита. Если у здоровых людей подавляющее большинство потенциальных возбудителей не выдерживает защитных реакций организма (инфекция не развивается), то при иммунодефиците возможность инфицирования возрастает. Чаще всего вторичные микозы возникают при заболеваниях системы крови, СПИДе, иммунодепрессивной, кортикостероидной, антибиотиковой терапии, раке, нарушениях обмена веществ и т.д. Возбудителем вторичных микозов обычно являются дрожжевые грибы рода Candida. Однако в последнее время стало известно, что причиной таких заболеваний могут быть и мице-лиальные грибы рода Aspergillus, Penicillium [21]. Учеными всего мира списки видов потенциально патогенных грибов постоянно уточняются и выделяют три уровня безопасности (biosafety levels - BSL) [15]:
BSL1 - наиболее многочисленная группа видов, широко распространенных в природе, эти виды безопасны для здоровья людей, редко регистрируются как возбудители заболеваний.
BSL2 - более ограниченная группа и более опасная, попадая в организм здорового человека, эти виды могут сохраняться и вызывать локальные микозы, эти микромицеты хорошо чувствуют себя и в окружающей среде.
BSL3 - очень небольшая группа наиболее опасных системных патогенов, ее представители если и могут сохраняться в природе, то в специфических условиях, как правило в более жарком климате.
В плане массового распространения и возможного контакта с человеком наибольший интерес представляет группа BSL2. Закономерности распространения
потенциально патогенных грибов во внешней среде до сих пор подробно не исследовались. И хотя их концентрация и возможность заболеваний микозами не подчиняются прямым зависимостям, тем не менее, необходимо знать: где, когда и какие оппортунистические грибы могут развиваться и сохраняться. Эти виды встречаются в почвах, и частота их встречаемости определяется чаще всего антропогенными факторами. Установлено, что при загрязнении почв тяжелыми металлами увеличивается обилие видов, устойчивых к токсикантам. Причем, некоторые из них являются возбудителями микозов легких [13], другие же являются аллергенами, вследствие выделения летучих веществ, токсичных для человека [5, 6].
При культуральном обследовании патологического материала установлено, что возбудителями отоми-козов являются: A.flavus - продуцент афлотоксина, относящегося к наиболее сильным гепатотропным ядам; A.niger - известный как «всепожирающий гриб»; Candida albicans - часто вызывающий грибной синусит, типичный представитель сапрофитной флоры различных органов человека и животных [1,
19, 18]. В связи с этим, одной из важнейших задач современной медицинской микологии является изучение закономерностей распространения потенциально патогенных грибов во внешней среде.
Целью выполненных исследований явилось изучение структуры микромицетного комплекса экосистем рудных и россыпных месторождений Амурской области, нарушенных в результате золотодобычи. Необходимо отметить, что около 43% территории области занимают площади, на которых в течение полутора веков в той или иной степени ведется добыча металла.
Материалы и методы
Исследования проводили на рудных месторождениях: Кировское (Тындинский район), Токур (Се-лемджинский район), Покровское (Магдагачинский район), рудопроявление «Снежинка» (Магдагачинский район). Были исследованы и некоторые россыпные месторождения: Апрельская россыпь (Магдагачинский район), Хайктинское золотороссыпное месторождение (Тындинский район) и россыпи Чагоян-ского золотоносного узла (Шимановский район).
Образцы пород для микологического анализа отбирали из поверхностных горизонтов горных выработок в пределах рудных тел. Необходимо отметить практически полное отсутствие растительности в местах отбора проб, низкое содержание органики. Пробы отбирали с соблюдением условий стерильности в пакеты из бумаги Крафт.
Для выделения и идентификации грибов были использованы стандартные лабораторные методы [4,
14, 16]. Выделение микромицетов проводили из последовательного ряда десятикратных разведений с последующим посевом на твердые среды: Чапека, сусло-агар.
Результаты и обсуждение
Общий список микромицетов, выделенных из месторождений золота Амурской области, представлен
33 видами из 13 родов и 4 классов, включая два "вида" стерильных форм мицелия (табл.).
Класс Zygomycetes представлен 2 видами: Rhizopus nigricans выделен только из Покровского золоторудного месторождения, Mucor circinelloides -из Чагоянской и Апрельской россыпей.
Класс Ascomycetes также представлен 2 видами: Eurotium pseudoglaucum был выделен из Чагоянского месторождения, Talaromyces luteus изолирован из Кировского и Чагоянского месторождений.
Класс Hyphomycetes насчитывает 24 вида из 7 родов. Семейство Moniliaceae представлено 20 видами, относящимися к 3 родам. На первом месте по числу видов (13) и по частоте встречаемости стоит род Penicillium.
Микромицеты рода Penicillium составляли от 10 до 66,6% от общего числа видов, выделяемых из месторождений. Преобладание представителей указанного рода является одной из характерных особенностей комплексов микромицетов таежной зоны [3, 8]. Наиболее часто встречались виды P.chrysogenum, P.paxilli, P.steckii, P.waksmanii. Только из пород Покровского месторождения был выделен P.nigricans, присутствие которого также отмечено в месторождениях золота Забайкалья [10].
Грибы рода Aspergillus представлены 5 видами, три из которых (A.niger, A.fumigatus и A.flavus) по литературным данным довольно часто встречаются в золоторудных месторождениях [10, 11]. В исследуемых месторождениях Приамурья с высокой частотой встречаемости выделялись A.versicolor и A.flavus.
Род Trichoderma представлен 2 видами: T.koningii, T.viride. Наиболее часто в месторождениях выделяется T.viride.
Разнообразие темно-окрашенных микромицетов невелико. Семейство Dematiaceae представлено 4 родами. С наибольшей частотой встречались Alter-naria alternata и Cladosporium cladosporioides.
Класс Coelomycetes представлен 5 видами из 2 родов. Наиболее широко представлен род Phoma (4 вида), род Coniothyrium представлен только одним видом. Нужно отметить, что все они были выделены из Покровского рудного месторождения, только Ph.eupyrena встречался также в Чагоянском россыпном месторождении. Из этих же двух месторождений был выделен и стерильный светло- и темноокрашен-ный мицелий, не образующий конидиального споро-ношения.
Полученные данные показали, что в структуре микробных комплексов на территориях, нарушенных в результате золотодобычи, преобладают виды, сравнительно редко регистрируемые как возбудители микозов человека (группа BSL1). Однако присутствуют виды известные как возбудители глубоких микозов человека (группа BSL2). В первую очередь это представители рода Aspergillus (A.niger, A.fumigatus и
A.flavus), характерные для более южных широт и отличающиеся высокой токсинообразующей способностью. С большей частотой эти виды встречались в породах Апрельской россыпи, где промышленная разработка месторождения проводилась с использованием технологии амальгамирования.
Таблица
Видовой состав микромицетов
Вид гриба Рудные Россыпные
покровское кировское токур § и е и с хайкта е ко я « о ё F апрельская
Zygomycetes
Mucor circinelloides Tiegh - - - - - + +
Rhizopus nigricans Ehrenb + - - - - - -
Ascomycetes
Eurotium pseudoglaucum Blochwitz + - - - - - -
Talaromyces luteus (Zukal) C.R. Benj - + - - - + -
Hyphomycetes
Alternaria alternata (Fr.:Fr.) Keissl + + + - - + +
Aspergillus flavus Link + - + - - - +
A.fumigatus Fresen. - - - - - - +
A.niger Tiegh - - - + - - +
A.terricola E.J. Marchal - - - - + - -
A.versicolor (Vuill.) Tirab - - + - + - +
Aureobasidium pullulans (de Bary) G. Arnaud + - - - - - -
Cladosporium cladosporioides (Fresen.) G.A. de Vries + - + + - + +
Oidiodendron flavum Szilvinyi + - + - - - -
Penicillium atramentosum Thom - - - - - + -
P.aurantiogriseum Dierckx - - - - - + -
P.canescens Sopp - + - - - - -
P.chrysogenum Thom + + - + + - +
P.decumbens Thom - - - - + - -
P.godlewskii W. Zalessky - - - - - + -
P.kapuscinskii W. Zalessky + - - - - - -
P.nigricans (Bainier) Thom + - - - - - -
P.oxalicum Currie et Thom - - - - - + -
P.paxilli Bainier + - + - + - -
P.steckii W. Zalessky + + - - + - -
P.variabile Sopp - - - - - + -
P.waksmanii W. Zalessky + - - - + - -
Trichoderma koningii Oudem - + - - - - +
T.viride Pers.:Fr. + - - - + + +
Coelomycetes
Coniothyrium fuckelii Sacc + - - - - - -
Phoma eupyrena Sacc + - - - - + -
Ph.herbarum Westend + - - - - - -
Ph.humicola J.C.Gilman et E.VAbbott + - - - - - -
Ph.lingam (Tode:Fr.) Desm + - - - - - -
Mycelia sterilia
Mycelia sterilia (темный) + - - - - + -
Mycelia sterilia (светлый) + - - - - - -
Примечание: (+) - присутствуют в составе комплекса микромицетов , (-) - отсутствуют.
Из представителей рода Pénicillium наиболее часто встречается P.chrysogenum, который известен как продуцент алкалоидов группы рокефортина и ругу-ловазина [9]. В составе комплекса происходит некоторое увеличение широко распространенных видов, таких как P.aurantiogriseum, P.canescens, P.chrysogenum, так как в экстремальных условиях местообитания микромицеты образуют небольшое количество мицелия и обильно спороносят. Снижение встречаемости некоторых видов, типичных для почв данной зоны, и появление доминантных форм
свидетельствует о присутствии в среде обитания загрязнений. В данном случае для исследуемых объектов (месторождения рудного и россыпного золота) такими загрязнениями являются тяжелые металлы. Причинами повышенной миграционной способности тяжелых металлов в зоне гипергенеза являются соответствующие физико-химические условия и микробная активность. Воздействие микроорганизмов на золотосодержащие породы представляет собой сложный многостадийный процесс, включающий как непосредственное взаимодействие микроорганизмов
с минеральной фазой, так и воздействие продуктов их метаболизма. Этот процесс сопровождается разрушением породообразующих минералов, растворением и выносом благородных и сопутствующих тяжелых металлов с последующей миграцией их в виде органно-минеральных комплексов. В последние годы особый интерес ученых вызывают мицелиальные грибы, которые активно участвуют в геохимических процессах выщелачивания и аккумуляции металлов и радионуклидов из среды обитания [7, 12, 17, 20]. Установлено, что некоторые широко распространенные грибы (T.viride Pers.:Fr.) способствуют переводу тяжелых металлов (никеля, меди, цинка) в форму подвижных органно-минеральных соединений и увеличивают их миграционную способность [2].
Выводы
1. Исследование сообщества микроскопических грибов золоторудных месторождений и россыпей показало, что нарушение естественных ландшафтов в результате золотодобычи приводит к сокращению естественного видового разнообразия, но в тоже время увеличивается количество грибных спор в породе и околоземном слое воздуха.
2. В составе комплексов микромицетов выделены условно патогенные виды, которые могут быть причиной вторичных микозов. В связи с этим, для обеспечения безопасности населения необходимо проводить микологический мониторинг на территориях с повышенными антропогенными нагрузками с целью выявления локальных участков, содержащих условно патогенные виды микроорганизмов.
3. В целом, уровень устойчивости сообщества почвенных микромицетов к антропогенным воздействиям пока остается довольно высоким, о чем свидетельствует немногочисленное содержание токсинообразующих форм. Устойчивость сообществ может быть связана с высокими буферными свойствами почв и пород, а также наличием большого запаса (пула) микроскопических грибов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Абрамян Дж.Г., Нанагюлян С.Г., Давтян М.М., Оганисян Е.Х. Диагностика микозов у больных с поражением лор-органов//Успехи медицинской мико-логии.-2001.-Т.1.-С 62-63.
2. Беспалова А.Ю., Марфенина О.Е., Мотузова Г. В. Влияние микроскопических грибов на подвижность меди, никеля, цинка в загрязненных альфегу-мусовых подзолах Кольского полуострова// Почвоведение .-2002.-№9.-С.1066-1071.
3. Гришкан И. Б. Микобиота и биологическая активность почв верховий Колымы.-Владивосток: Дальнаука, 1997.-135 с.
4. Егорова Л.Н. Почвенные грибы Дальнего Вос-тока.-Л.: Наука, 1986.-191с.
5. Журавлева Н.П., Бабенко Г.А., Бегаева Н.Н.
Спонтанная изменчивость популяции штаммов грибов рода Aspergillus - продуцентов аллергеноактивных веществ//Журн. микробиол.-1998.-№1.-С.67-70.
6. Казаринова Т. А. Значение грибов рода Aspergillus в развитии бронхолегочной патоло-
гии//Проблемы туберкулеза.-1998.-№1.-С.57-61.
7. Селективное извлечение благородных металлов из растворов микроорганизмами/Г.И.Каравайко,
В.И.Захарова, З.А.Авакян, Л.С.Стрижко//Прикл. био-хим. и микробиол.-1996.-Т.32, №5.-С.562-566.
8. Кирцидели И.Ю., Воробьев Н.И., Терешенков О.М. Сообщества микромицетов из почв подзоны типичных тундр в районе северного побережья Таймырского озера//Микология и фитопатология.-1996.-Т.30, вып.2.-С.9-13.
9. Козловский А.Г., Марфенина О.Е., Винокурова Н.Г. и др. Микотоксины микроскопических грибов р. Pénicillium выделенных из почв естественных и антропогенно нарушенных экосистем//Микробиоло-гия.-1997.-Т.66, №2.-С.206-210.
10. Коробушкина Е.Д., Гукасян А.Б. К характеристике микрофлоры Балейского и Кокпатасского золоторудных месторождений//Биология гетеротрофных микроорганизмов.-Красноярск, 1977.-С.77-81.
11. Коробушкина Е. Д., Коробушкин И. М. Роль микроорганизмов в геохимии золота зоны гипергенеза Дарасунского золотосульфидного месторожде-ния//ДАН.-1998.-Т.359, №6.-С.811-813.
12. Аккумуляция и кристаллизация золота микроскопическими грибами/Н.Г.Куимова, Л.М.Павлова, Т.Б.Макеева, В.Г.Моисеенко//Вестник ДВО.-1999.-Т.83, №2.-С.48-55.
13. Левин С.В., Гузев В.С., Асеева И.В. Тяжелые металлы как фактор антропогенного воздействия на почвенную биоту//Микроорганизмы и охрана почв.-М.: МГУ, 1989.-С.5-46.
14. Литвинов М. А. Методы изучения почвенных микроскопических грибов.-Л.: Наука, 1969.-121 с.
15. Марфенина О.Е. Опасные плесени в окружающей среде//Природа.-2002.-№ 11.-С.1-10.
16. Методы общей бактериологии/ Под ред. Ф. Герхардта.-М.: Мир, 1983.-Т.1.-536 с.
17. Минеев Г.Г. Участие микроорганизмов в геохимическом цикле миграции и концентрирования золота//Геохимия.- 1976.-№4.-С.577-582.
18. Тутельман В. А., Кравченко Л.В. Микотокси-ны.-М.: Медицина, 1985.-245 с.
19. Betina V. Mycotoxins. Productions, Isolation, Separation and Purification.-Amsterdam-Oxford-New York-Tokyo: Elsevier, 1984.-528 p.
20. Gadd G.M. Heavy metal and radionuclide accumulation and toxycity in fungi and yeasts//Metal-microbe interaction.-Oxford, 1989.-P.19-38.
21. Muller J. Reguirements establishing a countrywide diagnostic in medical mycology//XIII Intern. Congress. Salsomaggiore Terme, Italy, June 8-13 1997.-1997.-S.94.-P.64.
□ □□
