CC BY
37
Fucus serratus. Appl. Environ. Microbiol. 2008;74:931-941.
14.Литвинов М.А., Дудка И.А. Методы исследования микроскопических грибов пресных и соленых (морских) водоемов. Л.: Наука; 1975. [Litvinov MA, Dudka IA Metody issledovaniya mikroskopicheskikh gribov presnykh I solenykh (morskikh) vodoemov. L.: Nauka; 1975. (in Russ).]
15.Visagie CM, Houbraken J, Frisvad JC, et al. Identification and nomenclature of the genus Penicillium. Studies in Mycology. 2014;78:343-371. https://doi.org/10.1016/j.simyco.2014.09.001
16.White TJ, Bruns T, Lee S, Taylor JW Amplificaion and direct sequencing of fungal ribosomal RNA genes for phylogenetics. In: PCR protocols: A Guide to Methods and Applications. London, UK: Academic Press; 1990.
17.Glass NL, Donaldson GC Development of primer sets designed for use with the PCR to amplify conserved genes from filamentous ascomycetes. Appl Environ Microbiol. 1995;61:1323-1330.
18.Tamura K, Peterson D, Peterson N, Stecher G, Nei M, Kumar S MEGA5: Molecular Evolutionary Genetics Analysis using Maximum Likelihood, Evolutionary Distance and Maximum Parsimony
УДК: 579.8.06
ГРНТИ: 34.27: микробиология
Methods. Molecular Biology and Evolution.
2011;28(10):2731-2739.
https://doi.org/10.1093/molbev/msr121
19.Tamura K and Nei M Estimation of the number of nucleotide substitutions in the control region of mitochondrial DNA in humans and chimpanzees. Molecular Biology and Evolution. 1993;10:512-526.
20.Felsenstein J Confidence limits on phylogenies: An approach using the bootstrap. Evolution. 1985;39:783-791.
21.McRae CF, Hocking AD, Seppelt RD Penicillium species from terrestrial habitats in the Windmill Island, East Antarctica, including a new species, Penicillium antarcticum. Polar Biol. 1999;21:97-111.
https://doi.org/10.1007/s003000050340
22.Park MS, Lee EJ, Fong JJ, Sohn JH, Lim YW A new record of Penicillium antarcticum from marine environments in Korea. Mycobiology. 2014;42:109-113. https://doi.org/10.1007/s12275-015-4700-9
23.Yilmaz N, Visagie CM, Houbraken J et al. Polyphasic taxonomy of the genus Talaromyces. Studies in Mycology. 2014;78:175-341. http://dx.doi.org/10.1016/j.simyco.2014.08.001
МИКРОФЛОРА ПОЧВЫ БАССЕЙНА ВЫСОХШЕГО АРАЛЬСКОГО МОРЯ В ЭКСРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ ИЗМЕНЕНИЯ ЭКОСИСТЕМЫ
Мавлоний М.И
академик Академии Республики Узбекистан, доктор биологических наук, заведующей лабораторией Технической микробиологии института микробиологии Академии наук Республики Узбекистан,
г. Ташкент Рузиева Н.Л.
младший научный сотрудник лабораторией Технической микробиологии института микробиологии Академии наук Республики Узбекистан,
г. Ташкент
MICROFLORA OF SOIL IN THE BASIN OF THE HIGH ARAL SEA UNDER EXTREME CONDITIONS OF ECOSYSTEM CHANGE
АННОТАЦИЯ
В статье представлены результаты исследования одного из аспектов микробиологической экологии -микробиоценоз осушенных берегов Арала. Процесс исчезновения Аральского море является примером радикального изменения экосистемы современности. Эти изменения экосистемы стали причиной изменения видового состава растений, животных и микроорганизмов. В работе рассмотрены бактерии, микроскопические грибы и дрожжи, обитающие в экстремальных условиях в высушенной зоне Аральского моря. Впервые дана микробиологическая характеристика почвенного покрова осушенных берегов Арала. Экспериментально установлено количественное содержание в микробном сообществе Приаралья четырех физиологических групп микроорганизмов: бактерии - 50-55%; дрожжи - 2-3%; микроскопические грибы - 30-35%; актиномицеты - 12-15% от общего количества микрофлоры. В результате исследования собран ценный материал по систематике микроорганизмов, обитающих в "жестких" экстремальных условиях природы.
ABSTRACT
The article presents the results of a study of one of the aspects of microbiological ecology - microbiocenosis of the drained shores of the Aral Sea. The disappearance of the Aral Sea is an example of a radical change in the ecosystem of our time. These ecosystem changes caused changes in the species composition of plants, animals and
microorganisms. The paper considers bacteria, microscopic fungi and yeast that live in extreme conditions in the dried area of the Aral Sea. For the first time, the microbiological characteristics of the soil cover of the drained shores of the Aral Sea are given. The quantitative content of four physiological groups of microorganisms in the microbial community of the Aral Sea region was experimentally established: bacteria - 50-55%; yeast - 2-3%; microscopic fungi - 30-35%; actinomycetes - 12-15% of the total microflora. As a result of the study, valuable material was collected on the taxonomy of microorganisms living in "harsh" extreme conditions of nature.
Ключевые слова: Аральское море, изменения экосистемы, экстремальные условия, систематика микроорганизмов, биоценоз, бактерии, микроскопические грибы, дрожжи.
Key words: Aral Sea, ecosystem changes, extreme conditions, taxonomy of microorganisms, biocenosis, bacteria, microscopic fungi, yeast
Одной из актуальных проблем систематики микроорганизмов является изучение микрофлоры природных ниш экстремальных зон Центральной Азии, в частности, Приаралья, что необходимо не только для знания экологического состояния местности, но и для нахождения новых штаммов и видов микроорганизмов, приспособленных к обитанию в экстремальных условиях внешней среды, поскольку эколого-географические условия Аральского региона Каракалпакистана накладывают свой отпечаток на количественный и видовой состав микроорганизмов четырех физиологических групп. Выделение и определение штаммов микроорганизмов необходимы не только для выявления наиболее стойких бактерий, грибов, дрожжей, но и пополнения коллекции микроорганизмов Центральной Азии, который в дальнейшем может быть использован для селекции и генной инженерии.
Аральское море появилось, по данным абсолютного датирования с помощью радиоуглеродного метода, примерно 17,6 тыс. л. н., когда начали активно таять горные ледники Памира и Тянь-Шаня. Период с 17,6 до 15,3 тыс. л. н. существовал постоянный обильный приток речных вод в озерную котловину. Затем в период с 15,3 до 14 тыс. л. н. солёность воды значительно повысилась из-за уменьшения притока речных вод (пик осолонения пришёлся на период 14,5—14 тыс. л. н.). Примерно 14—13 тыс. л. н. вода в озере вновь стала слабосолёной [1][2][3]. В XV веке Аральского моря как единого целого ещё не существовало. Относительно полноводным оно стало только после 1573 года [4]. В конце XVI и начале XVII века из-за понижения уровня моря образовались острова Барсакельмес, Каскакулан, Козжетпес, Уялы, Бийиктау, Возрождения. Рукава Сырдарьи — Жанадарья и Куандарья — перестали впадать в Арал соответственно с 1819 и с 1823 годов.
С начала систематических наблюдений (XIX век) и до середины XX века уровень Арала практически не менялся. В 1950-х годах Аральское море было четвёртым по площади озером мира, занимая около 68 тыс. км2; его длина составляла 426
км, ширина — 284 км, наибольшая глубина — 68 м. [5]
В 1930-е годы началось масштабное строительство оросительных каналов в Центральной Азии, которое особенно интенсифицировалось в начале 1960-х годов. С 1961 года море стало резко мелеть. Среди причин, вызывающих обмеление, указывалось всё возрастающее потребление воды рек, впадавших в него, на орошение. С 1960 по 1990 год площадь орошаемых земель в Центральной Азии увеличилась с 4,5 млн до 7 млн га. Потребности народного хозяйства региона в воде возросли с 60 до 120 км3 в год, из которых 90 % приходится на орошение, при этом вода, отводимая для орошения, нередко использовалась неэффективно. Начиная с 1961 года уровень моря понижался с возрастающей скоростью от 20 до 80—90 см/год [6] С 1961 по 1985 год забор воды составил 12,8 км3, тогда как до дельт Амударьи и Сырдарьи по неизвестным причинам не доходило 16,3 км3.
До 1970-х годов в Арале обитали 34 вида рыб, из них более двадцати имели промысловое значение. В 1946 году в Аральском море отловлено 23 тысячи тонн рыбы, в начале 1980-х годов этот показатель достигал 60 тысяч тонн. На казахстанской части Арала было пять рыбозаводов, один рыбоконсервный комбинат, сорок пять рыбоприёмных пунктов, в Узбекистане — пять рыбозаводов, один рыбоконсервный комбинат, более двадцати рыбоприёмных пунктов.
В 1989 году море распалось на два изолированных водоёма — Северное (Малое) и Южное (Большое) Аральское море. На 2003 год площадь поверхности Аральского моря составляла около четверти первоначальной, а объём воды — около 10 %. К началу 2000-х годов абсолютный уровень воды в море снизился до отметки 31 м, что на 22 м ниже исходного уровня, наблюдавшегося в конце 1950-х годов. Рыбный промысел сохранился только в Малом Арале, а в Большом Арале из-за его высокой засолённости вся рыба погибла. В 2001 году остров Возрождения стал полуостровом. В 2003 году Южное Аральское море разделилось на западную и восточную части.
Рис.1. Процесс высыхания Аральского моря
В 2008 году в части моря, территории Узбекистана
геологоразведочные работы нефтегазовых месторождений. компания «ПетроАльянс», Правительство Узбекистана.
находящейся на проведены по поиску Подрядчик — заказчик — Усыхание моря
несколько повлияло на климат региона, непосредственно прилегающего к бывшей акватории моря (на расстоянии до 100 км от бывшей береговой черты), который стал более континентальным: лето стало более сухим и жарким, зима — более холодной и продолжительной. С осушенной части бывшего морского дна ветрами в больших количествах на близлежащие регионы выносится пыль, содержащая морские соли, пестициды и другие химикаты. В результате обмеления резко выросла (практически в 10 раз) солёность Большого Арала,
что вызвало вымирание многих видов флоры и фауны, приспособленных к меньшей солёности. Большой Арал потерял рыбохозяйственное значение, закрыты порты [7]. В 2007 году солёность в западной части Большого Аральского моря составляла 70 г/л, в восточной — 100 г/л, что полностью исключает какую-либо хозяйственную деятельность в регионе В 2009 году значения достигли 100 %о и 200 %о соответственно . Коллекторно-дренажные воды, поступающие с полей в русло Сырдарьи и Амударьи, стали причиной отложений из пестицидов и других сельскохозяйственных ядохимикатов,
появляющихся местами на 54 тыс. км2 бывшего морского дна, покрытого солью. Пыльные бури разносят соль, пыль и ядохимикаты на расстояние до 500 км. Гидрокарбонат натрия, хлорид натрия и сульфат натрия переносятся по воздуху и
уничтожают или замедляют развитие естественной растительности и сельскохозяйственных культур. Усыхание моря несколько повлияло на климат региона, непосредственно прилегающего к бывшей акватории моря (на расстоянии до 100 км от бывшей береговой черты), который стал более континентальным: лето стало более сухим и жарким, зима — более холодной и продолжительной. С осушенной части бывшего морского дна ветрами в больших количествах на близлежащие регионы выносится пыль, содержащая морские соли, пестициды и другие химикаты.
Основная часть Аральского бассейна расположена на бывшем дне Аральского моря и относится к юрисдикции Казахстана и Узбекистана.
Большинство ученых склоняются к мнению, что это является экологической катастрофой из-за антропогенного вмешательства [8]. Мы придерживаемся мнения, что активное развитие поливного сельского хозяйства ускорило процесс усыхания Арала. Однако, с точки зрения, научных исследований бассейн Аральского моря представляет уникальную природную экосистему, где обитают микроорганизмы в экстремальных условиях.
Микрофлора Приаралья до настоящего времени изучена недостаточна. Поэтому целью наших исследований является изучение микроорганизмов различных физиологических групп, таксономическое описания доминирующих видов, установление их распространения в почвах
осушенных берегов Арала. Пробы из почв (на глубине 10, 20 и 30см) отбирали из нескольких десятков точек осушенных берегов Арала по сезонам года на протяжении трех лет.
Численность микроорганизмов устанавливали методом прямого подсчета. Изучение культуральных, морфологических, физиолого-биохимических свойств и идентификацию выделенных в чистую культуру микроорганизмов проводили по методикам Н.С. Егорова, Ф.М. Герхардта, Д.Берджи - бактерии; В.И. Кудрявцева (1954) и Lodder (1970) - дрожжи; Н.А. Красильникова (1949) - актиномицеты; Й.М. Пидопличко (1953) - микроскопические грибы [9] [10].
В процессе исследования были выделены более 200 чистых культур микроорганизмов (в том числе 120 штаммов) для дифференцирования их до видов. Выделенная микрофлора состоит из большого количества бактерий, микроскопических грибов, актиномицетов и дрожжей. При посеве образцов почвы на элективные твердые питательные среды наблюдается обильный рост розоватых, желтых и белых колоний бактерий. Среди бактерий, выделенных в весенний, летний и осенний периоды, преобладают неспороносные формы. Подобная закономерность характерна и для дрожжей.
Изучение численности микроорганизмов различных физиологических групп в зависимости от глубины взятия проб показало значительное снижение количества клеток бактерий и дрожжей в зависимости от глубины грунта (таблица).
Таблица
Видовое разнообразие микрофлоры осушенных берегов Арала
Бактерии Микроскопические грибы Дрожжи
Arthrobarter sp. Aspergillus sp. Candida sp.
АгйгоЬайег chroococcum Altemaria C. tropicalis
Bacillus circulans Cladosporium sp. C. krusei
Вас. subtilis Penicillium sp. C. guilliermandii
Вас. brevis Gliomasterium sp. Trichoderma sp.
Вас. mycoides Fusarium sp. Tr. cutaneum
Bacteroides sp. Torulopsis sp.
Bacterium sp. Tor. fomata
Bact. candicans Tor. cutaneum
Bact. album Gryptococcus sp.
Bact. sulfuricum Gr. albidus
Bact. parvulum Rhodotolura sp.
Chromobacterium sulfureum Rh. flava
Chr. flavrinum Rh. minuta
Ch. chlorinum
Micrococcus sp.
M.luteus
Pseudomonas sp.
Ps. fluorescens
Ps. putida
Ps. herbicola
Ps. sinuosa
Ps. brevis
Rhodcoccus erythropolis
Rhod. luteus
Rhod. rubber
Rhod. terrae
Преобладающими являются окрашенные в желтый цвет herbicola; Chromobacterium suferium,-цветные кокки - micrococcus luteus; Micr. albikans; Micr. cinnabareus. В загразненных водах часто встечаются Bacterium album, Bad. sulfuricum, Pseudomonas sinuosa, Ps. putida, Bacillus brevis, Вас. mycoides.
Было установлено, что основную часть дрожжевой флоры почв и вод Приаралья представляют виды родов Candida - 55%, Torulopsis - до 20% всей дрожжевой флоры.
Посев образцов почвы, взятых весной и летом, показал широкое распространение мезофильных и термофильных (50-55%С) спорообразующих бактерий.
Актиномицеты были представлены высшей формой Actinomyces и низшей формой Mycobacterium. Выделенные из почв на глубине 2030 см микроскопические грибы идентифицированы
до родов Aspergillus, Cladosporium, Penicillium, Gliomasterium, Fusarium.
Дана микробиологическая характеристика почвенного покрова осушенных берегов Арала. Экспериментально установлено количественное содержание в микробном сообществе Приаралья четырех физиологических групп микроорганизмов: бактерии - 50-55%; дрожжи - 2-3%; микроскопические грибы - 30-35%; актиномицеты -12-15% от общего количества микрофлоры.
Таким образом, процесс высыхания Аральского моря привело к изменению экосистемы, вымиранию и исчезновению большинства видов флоры и фауны. Однако, даже в таких условиях засоления почвы, резкой смены температуры днем и ночью, летом и зимой, разнообразие микроорганизмов дает основание считать, что жизнь в этом регионе продолжается. В результате исследования дана микробиологическая
характеристика почв осушенных берегов Арала. По количественному содержанию и видовому разнообразию основную часть микрофлоры Приаралья составляют бактерии (50-55%), далее микроскопические грибы (30-35%), затем актиномицеты (12-15%) и дрожжеподобные организм (2-3%) от общего количества выделенных микроорганизмов. При этом, экспериментально установлено широкое распространения в почвенных образцах и водах, отобранных на глубине 20-30 см денитрифицирующих бактерий, пленчатых дрожжей и микроскопических грибов. Доминируют микроорганизмы родов Pseudomonas, Rhodococcus, Candida, Torulopsis, Alternaría, Aspergilusи Actinomyces. Собран ценный материал по систематике микроорганизмов, обитающих в "жестких" экстремальных условиях природы дна Аральского моря. Они пополнили коллекцию микроорганизмов Центральной Азии и могут стать толчком для новых исследований в области технической микробиологии, селекции
микроорганизмов, биотехнологии, генной инженерии.
Литература
LPhilip Micklin The Aral Sea Disaster // Annual Review of Earth and Planetary Sciences. 2007, Vol. 35, pages 47-72.
2.Василенко В. А. Устойчивое развитие регионов: подходы и принципы: монография под ред. А. С. Новоселова ; Российская акад. наук, Сибирское отд-ние, Ин-т экономики и орг. пром. пр-ва. - Новосибирск : ИЭОПП СО РАН, 2008. [Vasilenko V. A. Ustoychivoye razvitiye regionov: podkhody i printsipy: monografiya pod red. A. S. Novoselova ; Rossiyskaya akad. nauk. Sibirskoye otd-niye. In-t ekonomiki i org. prom. pr-va. - Novosibirsk : IEOPP SO RAN. 2008 (In Russ)]
3.Gael Guichard The Young Man And The Sea. Steppe Magazine, steppe 3, pages 70-95; winter 2007.
4.Шило Н. А., Кривошей М. И. Причина исчезновения Арала найдена? // Наука в России.
УДК 612. 826. 33:612. 4. 07 616. 151. 5
1995. № 6. С. 85-87. [Shilo N. A.. Krivoshey M. I. Prichina ischeznoveniya Arala naydena? // Nauka v Rossii. 1995. № 6. S. 85-87 (in Russ)].
5.Аральская энциклопедия / авт. сост. И. С. Зонн, М. Г. Гланц ; под ред. А. Н. Косарева, А. Г. Костяного. - Москва: Междунар. отношения, 2008. - 251 с. [Aralskaya entsiklopediya / avt. sost. I. S. Zonn. M. G. Glants ; pod red. A. N. Kosareva. A. G. Kostyanogo. - Moskva: Mezhdunar. otnosheniya. 2008. - 251 s. (in Russ) ].
6.Большое Аральское море в начале XXI века П. О. // Российская акад. наук, Ин-т океанологии им. П. П. Ширшова. Москва : Наука, 2012. - 228 с. [Bolshoye Aralskoye more v nachale XXI veka P. O. // Rossiyskaya akad. nauk. In-t okeanologii im. P. P. Shirshova. - Moskva : Nauka. 2012. - 228 s. (in Russ)].
7.Современная фауна остаточных водоемов, образовавшихся на месте бывшего Аральского моря // Труды Зоологического института РАН Том 312, № 1/2, 2008, c. 145—154. www.researchgate.net. [Sovremennaya fauna ostatochnykh vodoyemov. obrazovavshikhsya na meste byvshego Aralskogo morya // Trudy Zoologicheskogo instituta RAN Tom 312. № 1/2. 2008. c. 145—154 . www.researchgate.net (in Russ)].
8.Ижицкий А.С. Термохалинная структура и циркуляция вод Большого Аральского моря в начале XXI века : автореферат дис. ... кандидата географических наук : 25.00.28 - Москва, 2014. - 22 с. [Izhitskiy A.S. Termokhalinnaya struktura i tsirkulyatsiya vod Bolshogo Aralskogo morya v nachale XXI veka : avtoreferat dis. ... kandidata geograficheskikh nauk : 25.00.28 - Moskva. 2014. - 22 s. (in Russ)].
9.Гаузе Г.Ф. и др. Определитель актиномицетов. М.: Наука. 1983. Gauze [G. F. i dr. Opredelitel aktinomitsetov. M.: Nauka. 1983 (in Russ)].
10. Герхард Ф.М. Методы в бактериологии. М. : Мир. 1984. [Gerkhard F.M. Metody v bakteriologii. M.: Mir. 1984. (in Russ)].
ИЗМЕНЕНИЕ ТРОМБИНОВОГО ВРЕМЕНИ В ОРГАНАХ И ТКАНЯХ У ОЛЬФАКТОРНОЙ
БУЛЬБЭКТОМИРОВАННЫХ ЖИВОТНЫХ
Гусейн Сафар Ростами
Доктор философии в направлении биологии, Республика Иран, г. Тебриз Мадатова Валида Миталлибовна
Кандидат биологических наук, доцент, зав.кафедрой Физиологии человека и животных Бакинский Государственный Университет,
г.Баку
Бабаева Рухангиз Юнис
Кандидат биологических наук, и.о.доцент кафедры Физиологии человека и животных Бакинский Государственный Университет,
г.Баку
