ИЗУЧЕНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ АБИОТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА МИКРООРГАНИЗМЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОЛОНКИ С.Н. ВИНОГРАДСКОГО Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

Б И О Л О Г И Ч Е С К И Е

НАУКИ

УДК 57

Д.Д. Сазонов, А.Н. Дружбин

ИЗУЧЕНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ АБИОТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА МИКРООРГАНИЗМЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОЛОНКИ С. Н. ВИНОГРАДСКОГО

В данной статье рассматривается выявление действие абиотических факторов (свет, доступ кислорода) на почвенные микроорганизмы.

Ключевые слова: абиотические факторы, почва, колонка Виноград-ского, накопительная культура, микроорганизмы, аэробы, анаэробы, факультативные анаэробы.

В естественных условиях микроорганизмы подвергаются воздействию различных абиотических факторов, значительно различающихся по своей природе и механизму действия. Тем не менее, характер зависимости показателей жизнедеятельности микроорганизмов от уровня различных внешних факторов сходен.

Для получения накопительной культуры и последующего выделения фотоавтотрофных, хемоли-тотрофных и хемогетеротрофных микроорганизмов удобно использование колонки Виноградского.

Удобство использования колонки Виноградского позволяет выявить важнейшую закономерность - возникновение вертикального градиента окислительно-восстановительных условий (от анаэробных в нижней части колонки к аэробным - в верхней) и создание экологических ниш для развития разных групп бактерий.

Постановка эксперимента проводилась согласно методике закладки колонки Виноградского [1]. Были отобраны следующие почвенные образцы:

-донные отложения Комсомольского пруда г. Ставрополя;

© Сазонов Д.Д., Дружбин А.Н., 2018. Научные руководители:

Бондарь Елена Васильевна - кандидат биологических наук, доцент кафедры экологии и природопользования, Северо-Кавказский Федеральный университет, Россия.

Гандрабурова Надежда Ивановна - кандидат биологических наук, доцент кафедры общей биологии и биоразнообразия, Северо-Кавказский Федеральный университет, Россия.

-кротовины Таманского леса г. Ставрополя;

-садовая почва Курского района, Ставропольского края;

-почва, отобранная по адресу: улица Доваторцев 47/1, г. Ставрополь.

Наблюдение за колонками проводились в течение 4 недель в помещении со средней температурой 20 0С и средней влажностью 45 %, отмечались изменения в структуре почвы, появление на поверхности и внутри колоний микроорганизмов (таблица 1).

Таблица 1

Ход эксперимента «колонка Виноградского»_

Место отбора почвы Цвет Изменения в структуре почвы в ходе эксперимента Визуально определяемые изменения в биоценозе почвы

2 неделя 4 неделя 2 неделя 4 неделя

Донные отложения Комсомольского пруда Зелёно-серый Образование трещин Присутствие трещин и пор Включения черного цвета неправильной формы в глубине почвы Сильно выраженные включения черного, коричневого и серого цветов неправильной формы в глубине почвы

Почва кротовин Таманского леса Тёмно-серый Не проявляются Образование пор Изменения отсутствуют Образование пленки болотистого цвета на поверхности

Почва крото-вин(з) Таманского леса Видимость отсутствует

Садовая почва Курского района Черный Образование небольших трещин и пор Образование пустот Наблюдается рост растений на поверхности

Почва, отобранная по адресу: улица Доваторцев 47/1 Коричневый Не проявляются Образование пленочных включений округлой формы бежевого цвета на поверхности

Примечание: З - закрытая черной пленкой банка с почвой

На поверхности колонки Виноградского через 4 недели эксперимента было выявлено образование различных включений (таблица 1). Действие света, как абиотического фактора, способствовало выявлению следующей закономерности - рост включений на световой стороне больше, чем на теневой. Также выявлено, что в некоторых банках образование включений на поверхности почвы более интенсивно, чем на глубине. К ним относятся все банки за исключением почвы донных отложений Комсомольского пруда.

Следующим этапом микробиологического исследования, проходившего в условиях стерильного бокса, являлось выделение культур микроорганизмов. По общепринятой методике был производен посев на чашки Петри на плотную питательную среду - мясопептонный агар (МПА) [2]. Микроорганизмы культивировали в термостате - инкубаторе с охлаждением MIR-154 (Sanyo) в аэробных условиях при температуре +37 0С. Учет роста микроорганизмов проводили через 24 часа культивирования (рисунок. 1) и через 72 часа (рисунок. 2).

Рис.1. Учет роста микроорганизмов через 24 часа культивирования

Рис. 2. Учет роста микроорганизмов через 72 часа культивирования

При учете роста микроорганизмов, были определены следующие культуральные свойства микроорганизмов, представленные в таблице 2.

Таблица 2

Культуральные свойства микроорганизмов, выделенных в колонке Виноградского_

№ посева Место отбора почвы Количество колоний (=) Культуральные свойства

1 Донные отложения Комсомольского пруда (с) Глубина 26 Нитевидные, неровные, прозрачные, желтого цвета

Поверхность 15 Пленочные, молочного цвета

2 Донные отложения Комсомольского пруда (т) Глубина 18 Плоские, оранжевого цвета

Поверхность 11

3 Почва кротовин Таманского леса (с) Глубина 13 Круглые, D<1мм, плоские

Поверхность 16 Выпуклые

4 Почва кротовин Таманского леса (т) Глубина 14 Плоские, черного цвета

Поверхность 20

5 Почва кротовин Таманского леса (з, с) Глубина 17 Круглые, D<1мм, плоские

Поверхность 16 Шершавые, неровные, желтого цвета

6 Почва кротовин Таманского леса (з, т) Глубина 16 Выпуклые, круглые, Б<1мм, желтого цвета

Поверхность 14 Плоские, желтого цвета

7 Садовая почва Курского района (с) Глубина 13 Нитевидные

Поверхность 19

8 Садовая почва Курского района (т) Глубина Образование плесени

Поверхность

9 Почва, отобранная по адресу: улица Доватерцев 47/1 (с) Глубина 14 Плоские

Поверхность 17 Выпуклые

10 Почва, отобранная по адресу: улица Доватерцев 47/1 (т) Глубина 12

Поверхность 14

Примечание: С - солнечная сторона Т - теневая сторона З - закрытая черной пленкой

В ходе эксперимента установлено, что в колонках № 1,2,5,6 на чашках с посевами микроорганизмов, взятых с глубины выросло больше колоний, чем на посевах, сделанных с поверхности. В колонках № 3,4,7-10 на чашках с посевами микроорганизмов, взятых с поверхности колоний больше, чем в посевах, сделанных из глубины. Это зависит, во-первых, от места отбора почвы, во-вторых, от степени действия абиотических факторов.

Завершающим этапом исследования являлась окраска микроорганизмов методом Грама [3], позволяющая дифференцировать бактерии по морфологическим свойствам (таблица 3).

Таблица 3

Морфологические свойства микроорганизмов, выделенных в колонке Виноградского_

Место отбора почвы Морфологические признаки

Донные отложения Комсомольского пруда (с) Цепочки грамотрицательных палочек

Цепочки грамположительных палочек и грамотрицательные кокки и стрептококки

Донные отложения Комсомольского пруда (т) Цепочки грамположительных палочек

Почва кротовин Таманского леса (с) Цепочки грамположительных палочек

Почва кротовин Таманского леса (т) Грамположительные кокки и диплококки.

Почва кротовин Таманского леса (з, с)

Почва кротовин Таманского леса (з, т) Цепочки грамположительных палочек

Садовая почва Курского района (с) Цепочки грамположительных палочек и грамотрицательные кокки и стрептококки

Садовая почва Курского района (т) Образование плесени

Почва, отобранная по адресу: улица Доватерцев 47/1 (с) Цепочки грамположительных палочек и грамотрицательные кокки и стрептококки

Почва, отобранная по адресу: улица Доватерцев 47/1 (т)

Рис. 3. Грамотрицательные палочки, расположенные одиночно и цепочками по 3-8 палочек (увеличение х40)

Рис. 6. Грамположительные кокки и диплококки (увеличение х40)

Рисунок 4. Грамположительные палочки, расположенные одиночно и цепочками по 3-13 палочек (увеличение х40)

Рис. 5. Грамположительные цепочки палочек и грамотрицательные кокки и стрептококки (увеличение х40)

При световой микроскопии были выделены:

-грамотрицательные палочки, расположенные одиночно и цепочками по 3-8 палочек (рисунок 3); -грамположительный палочки, расположенные одиночно и цепочками по 3 -13 палочек (рисунок

4);

-грамотрицательные кокки и стрептококки (рисунок 5); -грамположительные кокки и диплококки (рисунок 6).

Таким образом, о наличии факультативных анаэробов свидетельствуют посевы проб, отобранные в нижней части колонки, а пробы взятые на поверхности указывают о жизни микроорганизмов как в аэробной среде, так и в анаэробной. На различие в образовании колоний в первую очередь повлияли такие абиотические факторы, как содержание молекулярного кислорода в среде и световое излучение.

Библиографический список

1.Чернявская М. И., Сидоренко А. В. Экологическая микробиология: учебно-методическое пособие - Минск: БГУ, 2016 - С. 3-9.

2.Теппер Е. З., Шильникова В. К. Практикум по микробиологии: учебное пособие для вузов - Москва: Дрофа, 2004 - С. 24-32.

3.Нетрусов А. И., Егорова М. А. Практикум по микробиологии: учебное пособие для студ. высш. заведенй -Москва: Издательский центр «Академия», 2005 - С. 69-73.

САЗОНОВ ДЕНИС ДМИТРИЕВИЧ - студент, Северо-Кавказский Федеральный университет, Россия.

ДРУЖБИН АЛЕКСЕЙ НИКОЛАЕВИЧ - студент, Северо-Кавказский Федеральный университет, Россия.