CC BY
17
Авторы:
Аладинская Таисия Игоревна,
Курбатов
Борис Владимирович,
Стефанович Мария Сергеевна,
Трушков
Сергей Сергеевич,
Бердникова Алина Андреевна,
Шавелькина Екатерина Сергеевна,
ученики Университетской гимназии МГУ имени М. В. Ломоносова, г. Москва
Руководитель проекта:
Борзов
Никита Иванович,
аспирант кафедры микологии и альгологии биологического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова
e-mail: alinacook06@ gmail.com
Изучение физиологии и экологии миксомицетов Москвы и Московской области
The Study of Physiology and Ecology of Myxomycetes of Moscow and Moscow Oblast (Region)
Аннотация. Миксомицеты — это группа амебоидных простейших, которые играют важную роль в экосистеме, контролируя численность бактерий. Таким образом, таксономический анализ этих организмов может показать общее состояние окружающей их среды. Кроме того, миксомицеты могут переходить из стадии активного плазмодия в стадию покоящегося склероция при неблагоприятных условиях. Статья описывает способы, с помощью которых можно ускорить выход плазмодия из стадии покоя, что упростит культивирование миксомицетов.
Ключевые слова: миксомицеты, экология, физиология, микология, биология, таксономическая структура, спороношения, метод влажных камер, бактерии
Abstract. Myxomycetes are a group of amoeboid protozoa that play an important role in the ecosystem by controlling bacterial populations. A taxonomic analysis of these organisms can therefore show the general state of their environment. Also, myxomycetes can switch from the active plasmodium stage to a dormant sclerotium under unfavorable conditions. In this article, we are going to describe the ways in which the emergence of plasmodium from the dormant stage can be accelerated, which will simplify the cultivation of myxomycetes.
Key words: myxomycetes, ecology, taxonomic structure, sporophores, moist chambers, mycology, biology
Введение
Миксомицеты — небольшая группа одноклеточных эука-риотических организмов, исследование которой становится все популярнее в научном сообществе. Они относятся к кладе Mycetozoa группы Amoebozoa. В природных экосистемах миксомицеты играют важную роль, контролируя численность бактерий. Анализ таксономического состава этих организмов
Изучение физиологии и экологии миксомицетов Москвы и Московской области
I Аладинская Таисия, Курбатов Борис и др.
необходим для изучения их видового разнообразия, которое может показать как общее состояние экосистемы, так и дать информацию о редких видах, видах-индикаторах и видах-космополитах. Задачи нашего исследования состояли в том, чтобы проанализировать видовое разнообразие миксомицетов ботанических садов Москвы и Московской области и составить по полученным данным таксономическую структуру миксомицетов.
Для исследования физиологии миксомицетов мы провели эксперимент выхода плазмодия из склероция. В итоге из 68 (44) склероциев были получены 30 плазмодиев. При этом 24 образца были исключены из опыта в связи с обилием выросших плесневых грибов. Изучение этих организмов является актуальной проблемой, так как миксомицеты могут быть индикаторами загрязнения окружающей среды, что может быть использовано экологами. Также возможно применение этих организмов в медицине и фармацевтике, поскольку в плазмодиях содержатся различные классы соединений, которые могут выступать в качестве сырья для изготовления лекарственных препаратов (Рисунок 1).
Аuthors:
Taisiya Aladinskaya, Boris Kurbatov, Maria Stefanovich, Sergey Trushkov, Alina Berdnikova, Ekaterina Shavelkina, Students of Lomonosov Moscow State University Gymnasium, Moscow
Research advisor:
Nikita Borzov,
Postgraduate Student of the Department of Mycology and Algology, Faculty of Biology, Lomonosov Moscow State University
Рисунок 1. Актуальность изучения миксомицетов
Методы
Для выявления видового разнообразия миксомицетов были использован следующий метод: сбор субстрата. В заранее приготовленные бумажные конверты помещался субстрат — листовой опад, кора деревьев, гнилая древесина, после чего конверты с субстратами просушивались в помещении. После просушки субстрата использовался метод влажных камер (ВК): на дно чашки Петри помещался лист фильтровальной бумаги и субстрат из конверта, в чашку наливалась вода до уровня примерно 2 мм, после чего на каждую камеру приклеивалась этикетка с номером и датой сбора субстрата. Данные заносились в специальную тетрадь (дневник наблюдений). ВК были поставлены на 3 месяца и просматривались каждую неделю с целью выделения спороно-шений и плазмодиев [Матвеев и др., 2014, 36-45].
После сбора спороношений в ВК они идентифицировались по методу определения: сначала готовился препарат — на предметное стекло помещался образец спороношения и добавлялась капля КОН, после чего препарат накрывался покровным стеклом. Готовый препарат микроскопировался для
определения вида миксомицета с использованием определителя [Гмошинский и др., 2021]. При определении видовой принадлежности миксомицетов обращается внимание на различия в строении их капиллиция: орнаментация, разветвленность, наличие извести, а также строении спор: цвет, орнаментация, размер. Данные об идентифицированных видах вносились в электронную таблицу для последующего анализа таксономической структуры миксомицетов (Рисунок 2).
Рисунок 3. Карта с точками сбора субстрата в Ботаническом саду МГУ
Рисунок 2. Методы работы
Результаты
1. За весь период работы поставлено 107 влажных камер с субстратами из Ботанического сада МГУ (Рисунок 3), из которых получено 119 образцов спороношений. В ходе анализа выявлено, что на территории Ботанического сада встречаются 24 вида миксомицетов, принадлежащих к 13 родам, 6 семействам и 4 порядкам. Из выявленных видов в России 8 являются космополитами, 1 — редкий.
2. Составлена таксономическая структура миксомицетов (Таблица 1), определены их субстратные предпочтения на территории Ботанического сада МГУ на Воробьевых горах.
Изучение физиологии и экологии миксомицетов Москвы и Московской области
Аладинская Таисия, Курбатов Борис и др.
Таблица 1. Таксономическая структура миксомицетов Ботанического сада МГУ
Порядок Семейство Род
ТпсЫа^ Агсумасеае Агсупа (1)
Реп^аепа (4)
Dianemataceae Са1отуха (1)
Stemonitales Stemonitidaceae Со11апа (1)
Сотагп^а (1)
МасЬпбео1а (1)
Stemonana (1)
Stemonitis (1)
Stemonitopsis (1)
РЬ^ага^ РЬ^агасеае Physarum (2)
Didymiaceae Diderma (1)
Didymium (6)
Liceales СмЬгамасеае СпЬгапа (3)
3. Для выхода плазмодия из покоящейся стадии необходимы избыточное увлажнение и питание, а также отсутствие освещения (Рисунок 4). В этих условиях из 68 (44) склероциев получено 30 плазмодиев. При этом 24 образца исключено из опыта в связи с обилием выросших плесневых грибов. Помимо основной группы в эксперименте участвовало 3 опытных группы с другими условиями (контрольные группы) (Рисунок 5).
4. Выявлено 15 случаев обесцвечивания плазмодиев ярких цветов (черного/желтого) после выхода из склероция.
В процессе исследования замечено, что при попытке поглотить колонию бактерий рост миксомицета замедляется. Выдвинута гипотеза о том, что бактерия выделила вещество, подавляющее рост мик-сомицета. Следовательно, есть возможность выделить подобное вещество из бактерии в целях использования его для лечения заболеваний, вызываемых амебами (например, против дизентерийной амебы), так как эти группы организмов эволюционно близки.
Рисунок 4. Условия необходимые для вывода плазмодия в склероций
Рисунок 5. Количество образцов в каждой контрольной группе
Перспективы физиологической части проекта
Выделить в чистой культуре плазмодий, а в другой — бактерию. Затем культивировать их вместе. При условии повторения ингибирования роста плазмодия бактериями определить вид бактерии с помощью молекулярно-генетических методов. Изучить литературу по данному виду бактерии и определить вещество, подавляющее рост миксомицета.
Благодарности
Благодарим директора Ботанического сада МГУ на Воробьевых горах, проф., д. б. н. Чуба Владимира Викторовича.
Благодарим заместителя директора по научной работе Ботанического сада имени Цицина, к. б. н. Сенатора Степана Александровича и к. б. н., с. н. с., куратора экспозиционного отделения № 1 и отделения «Тропический лес» Золкина Сергея Юрьевича. ш
Литература:
Гмошинский и др., 2021 — Гмошинский В. И., Дунаев Е. А., Киреева Н. И. Определитель миксомицетов Московского региона // М.: Научно-издательский центр ИНФРА-М, 2021.
Матвеев, Гмошинский, 2012 - Матвеев А. В., Гмошинский В. И. Миксомицеты в ботанических садах г. Москвы // Материалы VIII международной конференции «Проблемы лесной фитопатологии и микологии», 2012.
Матвеев и др., 2014 — Матвеев А. В., Гмошинский В. И., Прохоров В. П. Использование метода влажных камер для выявления видового разнообразия миксомицетов // Бюллетень Московского общества испытателей природы, 2014. Т. 119. № 5.
Krzywda, et. al., 2007 — Krzywda, A., Petelenz, E, Michalczyk, D., P onka, P. M. Sclerotia of the acellular (true) slime mould Fuligo septica as a model to study melanization and anabiosis // Cellular and Molecular Biology Letters, 2007.
Matveev, et. al., 2019 — Matveev, A. V., Bortnikov, F. M., Gmoshinskiy, V. I., Novozhilov, Yu. K. Myxomycetes of Russia. Web application. Lomonosov Moscow State University, V. L. Komarov Botanical Institute of the Russian Academy of Sciences // Moscow, St. Petersburg, 2016-2019. URL: http:// myxomycetes.org/russia (дата обращения: 17.03.2022).
