CC BY
40
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 7 (16), 2015 | БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ 103
Концентрация лиофилизата Задержка зоны подавления роста, мм
Е. coli P. vulgaris
20 часов 40 часов 20 часов 40 часов
Слизистая оболочка языка (0,012 г/мл)
> 30 кДа - - * 6
Слизистая оболочка ануса (0,1 г/мл)
5 - 30 кДа 1 - 2 2,5
Слизистая оболочка ануса (0,05 г/мл)
> 30 кДа - - 0,5 0,5
Слизистая оболочка ануса (0,025 г/мл)
< 5 кДа 3,5 3,5 3 3
5 - 30 кДа - - 2 2
*Намечается зона подавления роста
Выводы
Показано, что исследуемые экстракты слизистых оболочек ротовой и носовой полостей, языка и прямой кишки являются многокомпонентными смесями, выявлены различные высокомолекулярные и низкомолекулярные соединения, при этом экстракты слизистых достаточно индивидуальны и, предположительно, включают антимикробные пептиды.
Лиофилизаты, разведенные в различных концентрациях, подавляют рост Е. coli и P. Vulgaris, при этом, более интенсивное подавление роста наблюдается при использовании экстрактов слизистых ротовой, носовой полостей и языка в концентрации 0,1 г/мл. Стоит отметить, что подавление роста микроорганизма чаще заметно у экстрактов с молекулярными массами меньше 5 кДа и от 5 до 30 кДа. При этом отмечена разная направленность действия: выявлено менее выраженное антимикробное действие при использовании экстрактов слизистой оболочки ротовой полости (Е. coli и P. Vulgaris), носовой полости и языка (Р. Vulgaris).
Эти данные подтверждают предположение о наличии дефензинов в исследуемых экстрактах слизистых оболочек, теоретически способствующих более быстрому ранозаживлению, уменьшению количества опухолевых клеток, стимулирующих ферментативную активность и обладающих широким спектром антибактериальной активности против различных грибковых и бактериальных патогенов.
Дальнейшие, более глубокие исследования экстрактов слизистых оболочек свиней и других сельскохозяйственных животных позволят более точно и детально изучить их действие в отношении живого организма, а так же патогенов грибковой и бактериальной природы.
Список литературы
1. Budikhina A.S. Defensins - multifunctional cations
peptides of human/ Budikhina A.S., Pinegin B.V. //
Immunopathology, allergology, infectology. 2008. -Vol.2, N 1. - P. 31-40.
2. David G. Allison, Peter A. Lambert / Chapter
32 - Modes of Action of Antibacterial Agents // Molecular Medical Microbiology (Second Edition) 2015, P. 583-598.
3. Kirill A. Pluzhnikov. Linear antimicrobial peptides from Ectatomma quadridens ant venom/ Kirill A. Pluzhnikov, Sergey A. Kozlov,, Alexander A. Vassilevski, Olga V. Vorontsova, Alexei V. Feofanov, Eugene V. Grishin// Biochimie. - 2014. - Volume 107, Part B. - P. 211-215.
4. Kris De Smet. Human antimicrobial peptides: defensins, cathelicidins and histatins / De S. Kris, C. Roland // Biotechnology Letters. - 2005. - Vol. 27, N
13.- P. 1337-1347.
5. Protective effects of human milk antimicrobial peptides against bacterial infection / Anders P. Hakansson // Jornal de Pediatria (Versao em Portugues), - 2015. Volume 91, Issue 1, P. 4-5.
6. Sebastian G.B. Amyes, Benjamin A. Evans / Chapter
33 - Molecular Epidemiology of Antibiotic Resistance in Humans and Animals // Molecular Medical Microbiology (Second Edition) 2015, P. 599-609.
7. Selsted M. E. Activity of rabbit leukocyte peptides against Candida albicans / M. E. Selsted, D. Szklarek, T. Ganz // Infect. Immun. - 1985. - Vol. 49, N 2. - P. 202-206.
8. Selsted M. E. Purification and antibacterial activity of antimicrobial peptides of rabbit granulocytes / M. E. Selsted, D. Szklarek, R. I. Lehrer // Infect. Immun. -1984. - Vol. 45, N 1. - P. 150-154.
9. Protein Knowledgebase (UniProtKB), 2002-2014 [Электронный ресурс].URL: http://www.uniprot.org (Дата обращения 15.o3.2015).
СОДЕРЖАНИЕ НАУЧНЫХ КОМПОНЕНТОВ ПОНЯТИЯ О БИОЛОГИЧЕСКОМ
РАЗНООБРАЗИИ
Власова Елена Александровна
Канд. пед. наук, ст. преподаватель кафедры медицины, биологии, теории и методики обучения биологии, ЯГПУ им.
К.Д. Ушинского, г. Ярославль
АННОТАЦИЯ
Статья посвящена многокомпонентному понятию о биологическом разнообразии. В ней раскрывается содержание научных компонентов этого понятия. Особое внимание уделяется генетическому, видовому и экосистемному разнообразию.
104
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 7 (16), 2015 | БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
ANNOTATION
The article is devoted entirely to the biology variety, its research and preservation. It reveals the essence of the concept of biological variety. Particular attention is given to the scientific aspects, their development from genetic variety through population and species to the ecosystem.
Ключевые слова: биологическое разнообразие, генетическое разнообразие, популяционно-видовое разнообразие, экосистемное разнообразие.
Keywords: biology variety, genetic variety, population and species variety, ecosystem variety.
Биологическое разнообразие мира определяет устойчивость биосферы как среды жизни человека. Жизнь на нашей планете - уникальное явление, представляющее абсолютную ценность. В настоящее время нарушаются взаимосвязи в природе, сокращаются территории естественных экосистем. В результате исчезают многие дикие виды растений, грибов, животных, некоторые породы и сорта [2]. Сохранение биологического разнообразия - одна из важнейших проблем современности! В связи с этим необходимо изучение биологического разнообразия и его компонентов.
Термин «биоразнообразие» впервые был использован «на Стокгольмской конференции ООН по окружающей среде (1972), где экологи сумели убедить политических лидеров стран мирового сообщества в том, что задача сохранения биоразнообразия должна стать приоритетной при любой деятельности человека на Земле» [1, стр. 20]. Кроме этого, для изучения и сохранения биологического разнообразия большое значение имеет Международная конвенция о биологическом разнообразии (Рио-де-Жанейро, 1992), которая была подписана представителями более 180 стран, в том числе и Россией (1995). Международная программа, разработанная в рамках конвенции, направлена на изучение и сохранение биологического разнообразия и включает три основных уровня: генетический, таксономический и экологический.
С точки зрения биологии основой биоразнообразия является генетическое разнообразие, от которого зависит популяционно-видовое разнообразие, а оно, в свою очередь, влияет на экосистемное разнообразие.
Под генетическим разнообразием биологи понимают «разнообразие аллелей разных генов у особей популяции и вида» [1, стр. 22]. Известно, что различные аллели одного гена обуславливают разную степень выражения того или иного признака. Поэтому чем больше аллелей несут особи вида, тем вид более пластичен, лучше приспособлен к меняющимся условиям среды обитания [3]. Источником генетического разнообразия служит комбинативная изменчивость. Число генов в хромосомах исчисляется тысячами, поэтому их комбинирование при половом размножении приводит к формированию нового уникального генотипа. Основой комбинативной изменчивости является случайное сочетание гамет при оплодотворении. На основе цитологических доказательств опытов с гибридами Г. Менделя выявлено, что в моногибридном скрещивании возможны три генотипа, в дигибридном -девять и т.д. Именно случайная комбинация гамет влияет на то, какой генотип будет иметь та или иная зигота. Известно также, что «комбинативная изменчивость возникает и благодаря независимому расхождению гомологичных хромосом в процессе мейоза и рекомбинации генов, основанной на явлении кроссинговера» [3, стр. 97].
Нельзя не отметить, что причиной генетического разнообразия служат генные мутации, которые способствуют появлению новых аллелей. Это точечные мутации, происходящие в природе не часто, но так как мутационный процесс идёт постоянно и количество генов огромно,
в геномах содержится множество таких мутаций. Благодаря современным генетическим исследованиям выявлены причины генных мутаций, к которым относятся:
- ошибки репликации,
- внедрение мобильных генетических элементов,
- нарушение в системе репарации.
Для изучения генетического разнообразия важен процесс репликации -точное копирование наследственной информации и её передача из поколения в поколение на основе самовоспроизведения молекул ДНК. Репликация идёт с высокой точностью. Это определяется тем, что ДНК-полимераза дважды проверяет соответствие каждого нуклеотида матрице: один раз перед включением его в состав растущей цепи, второй - перед тем, как включить следующий нуклеотид. Но, несмотря на это, ошибки репликации всё же случаются, например, в процессе воспроизведения ДНК человека в среднем возникает не более трёх ошибок. При этом ошибки репликации вызываются действием химических мутагенов, которые могут изменять азотистые основания. Например, азотистая кислота удаляет из оснований аминогруппы. Когда это происходит с цитозином, он превращается в урацил и становится комплементарен аденину [4].
Значение генетического разнообразия помогает понять закон гомологических рядов в наследственной изменчивости Н.И. Вавилова. «До создания этого закона считалось, что генные мутации возникают спонтанно, а генетическая изменчивость безгранична. Н.И. Вавилов доказал, что в наследственной изменчивости есть закономерности: изменчивость каждого вида имеет свой спектр. К изменениям, выходящим за пределы спектра изменчивости, никакой мутационный процесс привести не может. У близкородственных видов большинство аллелей гомологичны, а мутационный процесс происходит сходно. Зная пределы мутационной изменчивости вида, можно предсказывать не только неизвестные признаки и свойства у близкородственных видов, но и прогнозировать общее направление эволюции вида» [3, стр. 97].
Изучение генетического разнообразие даёт основу для изучения видового разнообразия, как говорилось ранее. Видовое разнообразие - это разнообразие видов животных, растений, грибов и микроорганизмов, включая редкие и исчезающие виды. Вид имеет популяционную структуру, следовательно, видовое разнообразие зависит от генетического разнообразия его популяций. Оно выражается количеством популяций внутри конкретного вида. Согласно положениям эволюции, образование нового вида - результат действия движущих сил эволюции. К увеличению же числа видов приводит дивергенция. В настоящее время видовое разнообразие настолько огромно, что в биологической науке вряд ли найдется учёный, который бы знал все виды. Поэтому накопленная информация о разнообразии видов приводится в систему с помощью классификации. В связи с этим имеется и -таксономическое разнообразие, основанное на различных принципах и методах классификации, включая геносистематику.
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 7 (16), 2015 | БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
105
Изучение видового разнообразия даёт возможность изучать экосистемное разнообразие - разнообразие природных сообществ (биоценозов). Как известно, биоценоз имеет видовую структуру, которая включает число видов и число особей каждого вида. При этом одни виды господствуют и являются доминантами, то есть составляют основу биоценоза. «Среди доминирующих видов выделяют виды-эдификаторы, которые своей жизнедеятельностью создают условия обитания для других видов биоценоза. Кроме относительно небольшого числа видов-доминантов в состав биоценоза входит множество малочисленных и редких видов, которые создают видовое богатство, придают биоценозу устойчивость, составляя своеобразный резерв сообщества. При изменении условий среди малочисленных видов всегда найдутся такие, которые смогут включиться в состав доминантов и даже занять их место, обеспечивая тем самым дальнейшее функционирование и развитие биоценоза» [3, стр. 98].
Экосистемное разнообразие напрямую зависит от разнообразия биоценозов. В настоящее время единого подхода к классификации экосистем нет. Одни авторы (Н.Н. Дроздов, Н.В. Лебедева, Д.А. Криволуцкий и др.) считают основой классификации экосистем их место расположения (наземные и водные экосистемы; другие (Б.М. Миркин, Б.А. Юрцев и др.) разделяют экосистемы по их размерам (микроэкосистемы, мезоэкосистемы, макроэкосистемы). Общепринято также разделять экосистемы на естественные (природные) и антропогенные (искусственные), богатые (например, тропические леса, коралловые рифы, прибрежные зоны водоёмов) и бедные (например, пустыни, северные тундры, загрязненные водоёмы) экосистемы. Несмотря на это, экосистемное разнообразие -главное условие устойчивости и целостности биосферы.
В результате изучения содержания научных компонентов понятия о биологическом разнообразии следует сделать вывод о том, что от генетического разнообразия зависит приспособленность организмов к среде обитания, длительное устойчивое существование вида и его эволюция. Видовое разнообразие - основа целостности и разнообразия природных сообществ и экосистем. Экосистемное разнообразие - основное условие жизни на Земле. За счёт этого разнообразия жизнь на нашей планете не прерывается уже несколько миллиардов лет. Следовательно, необходимо сохранять биологическое разнообразие на всех уровнях.
Список литературы
1. Власова Е.А. Экологизация содержания профильного курса биологии на основе изучения биологического разнообразия. - Диссерт. канд. пед. наук / Ярославль, 2009. - 165 с.
2. Власова Е.А. Развитие знаний о биологическом разнообразии в курсе общей биологии: методическое пособие. - Ярославль, ЯГПУ, 2008. - 54 с.
3. Власова Е.А., Сухорукова Л.Н. Компоненты биологического разнообразия в содержании общего полного биологического образования // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. - Махачкала, ДГПУ, 2014. - N° 3 (28). - С. 95-99.
4. Сухорукова Л.Н. и др. Биология (профильный уровень): учебник для 10 класса / Л.Н. Сухорукова, В.С. Кучменко, Т.Ф. Черняковская. - М.: Просвещение, 2008. - 224 с.
ВИРУЛЕНТНОСТЬ ВНУТРИВИДОВЫХ СТРУКТУР ГРИБА PSEUDOPERONOSPORA
CUBENSIS (BERK. ET CURT.) ROSTOW
Гринько Нина Николаевна
Доктор биологических наук, главный научный сотрудник Адлерской опытной станции - филиала ФГБНУ ФИЦ
ВИГРР им. Н.И.Вавилова (ВИР), г. Сочи
АННОТАЦИЯ
Проведен мониторинг вирулентности изолятов возбудителя ложной мучнистой росы огурца (Pseudoperonospora cubensis (Berk. et Curt.) Rostow.), выделенных на Черноморском побережье Краснодарского края в 2001-2010гг. Дифференцировано 15 физиологических рас, различающихся по частоте встречаемости и агрессивности. Показана изменчивость расового состава популяций по годам исследований.
ABSTRACT
The virulence monitoring of cucumber downy mildew agent (Pseudoperonospora cubensis (Berk. et Curt.) Rostow.), collected on the Black Sea coast of Krasnodar region in 2001 - 2010 was done. 15 physiological races differed by _ frequency of occurrence and aggressiveness were differentiated based on the immunological screening. Variability of the racial composition ofpopulations by years of researches is shown.
Ключевые слова: огурец, ложная мучнистая роса, гриб Pseudoperonospora cubensis (Berk. et Curt.) Rostow., физиологические расы, вирулентность.
Key words: cucumber (Cucumis sativus L.), downy mildew, fungus Pseudoperonospora cubensis (Berk. et Curt.) Rostow., physiological races, virulence.
Гриб Pseudoperonospora cubensis (Berk. et Curt.) Rostow.) - возбудитель ложной мучнистой росы, одного из наиболее вредоносных и распространенных заболеваний огурца [1, с. 32-41; 4, с. 3-6; 5, 13, с. 3703]. Благодаря высокому уровню агрессивности и экологической адаптивности патоген паразитирует на широком наборе культурных и диких видов семейства Cucurbitaceae Juss. [9, с. 165-168]. Вариабельность межвидовых и внутрисортовых
типов совместимости P. cubensis с растениями-хозяевами способствует формированию стойких очагов инфекции и накоплению вирулентных морфотипов в популяциях гриба, обусловивших планетарную эпифитотию ложной мучнистой росы огурца в середине 90-х годов XX века [4, с. 6-8; 12, с. 337-349]. Учитывая актуальность контроля внутрипопуляционной изменчивости патогена с теоретических позиций, равно как и с практической точки зрения
