CC BY
42
ИЗВЕСТИЯ
ПЕНЗЕНСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ПЕДАГОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА имени В. Г. БЕЛИНСКОГО ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ № 25 2011
IZVESTIA
PENZENSKOGO GOSUDARSTVENNOGO PEDAGOGICHESKOGO UNIVERSITETA imeni V. G. BELINSKOGO NATURAL SCIENCES № 25 2011
УДК 599.4:576.893.192.1
СТРУКТУРА КОМПЛЕКСА МИКРООРГАНИЗМОВ ШЕРСТИ РУКОКРЫЛЫХ НА МЕСТАХ ИХ ЗИМОВОК В СРЕДНЕМ ПОВОЛЖЬЕ
© Е. Е. КОРОВИНА, И. В. ИЛЬИН, В. Ю. ИЛЬИН Пензенский государственный педагогический университет им. В.Г. Белинского,
кафедра зоологии и экологии e-mail: [email protected]
Коровина Е. Е., Ильин И. В., Ильин В. Ю. - Структура комплекса микроорганизмов шерсти рукокрылых на местах их зимовок в Среднем Поволжье // Известия ПГПУ им. В.Г. Белинского. 2011. № 25. С. 210-213. -
Работа посвящена изучению состава микрофлоры, находящейся на шерсти зверьков, зимующих в условиях Среднего Поволжья. Исследована шерсть рукокрылых 7 видов: Plecotus auritus, Myotis mystacinus, M. daubentinii, M. dasyc-neme,M.nattereri,M.brandtii, Eptesicusnilssonii. Установлено,чтовобразцахшерстиприсутствуетцелыйкомплекс микроорганизмов: микромицеты (76%), макромицеты, относящиеся к классу Basidiomycetes (6%) и бактерии -спорообразующие палочки рода Bacillus (18%). Обнаружены виды 3-х классов, относящихся к микромицетам: Hyphomycetes (64.7%), Zygomycetes (28%), Basidiomycetes (7.3%). Из класса Hyphomycetes были идентифицированы представители 6-и родов: Aspergillus (20.4%), Penicillium (40.9% ), Fusarium (2.3%), Trichoderma (6.8%), Alternarla (27.3%), Botrytis (2.3%). Из класса Zygomycetes выделены виды, относящиеся к родам Mucor (21.1%) и Rhizopus (78.9%).
Ключевые слова: рукокрылые, микромицеты, макромицеты, бактерии.
Korovina E. E., Iljin I. V., Iljin V. Yu. - The structure of complex microbial wool bats on places of winterings on the average the Volga region // Izv. Penz. gos. pedagog. univ. im. i V.G. Belinskogo. 2011. № 25. P. 210-213 - The paper is devoted to the microflora, located on the fur animals wintering in the Middle Volga. Studied 7 species of bat hair: Plecotus auritus, Myotismystacinus, M. daubentinii, M. dasycneme, M. nattereri, M. brandtii, Eptesicusnilssonii. Foundthatinsamples of wool present a range of microorganisms: micromycetes (76%), macromycetes related to the class Basidiomycetes (6%) and bacteria - spore-forming bacillus genus Bacillus (18%). Discovered3 kinds of classes related to micromycetes: Hyphomycetes (64.7%), Zygomycetes (28%), Basidiomycetes (7.3%). From the class Hyphomycetes were identified by representatives of the 6-and genera: Aspergillus (20.4%), Penicillium (40.9%), Fusarium (2.3%), Trichoderma (6.8%), Alternaría (27.3%), Botrytis (2.3%). From the class of Zygomycetes isolated species related to the genera Mucor (21.1%) and Rhizopus (78.9%). Keywords: bats, micromycetes, macromycetes, bacteria.
Известно, что мелкие млекопитающие являются переносчиками спор микроорганизмов [1,14]. Первым автором установленыфорические связи между микро-мицетами и такими млекопитающими как полевка ры-жая(Myodesglareolus Schreber, 1780), бурозубкиобык-новенная ( Sorexaraneus Linnaeus, 1758), средняя^огех caecutiens Laxmann, 1788) и малая (Sorex minutes Linnaeus, 1766) Также отмечены форические связи микроорганизмов с другими группами животных [13, 16]. В отношении рукокрылых идея изучения их роли в распространении спор низших грибов в лесных со-обществахПоволжья возникланедавно [4]. Другиепо-добные сообщения в литературе нам не известны.
Особенностью рукокрылых является их способность к миграциям на значительные расстояния, в процессе чего зверьки контактируют с разнообразными типами экотопов. Светлое время суток животные
проводят в убежищах различного типа. Укрытия, по своему происхождению делятся на две группы: естественные и искусственные. К первой относятся дупла деревьев, полости за отставшей корой, трещины и щели в горной породе, а также природные пещеры. Вторую группу летних убежищ рукокрылых составляют постройки человека. В числе последних в Среднем Поволжье летучими мышами наиболее часто используются следующие: пространства под железными и шиферными крышами чердаков и куполов церквей, полости за обшивкой стен из досок, щели за наличниками и ставнями, полости в толще каменных стен [11]. Условия экотопов, в которых животные останавливаются на дневку, существенно отличаются друг от друга типом растительности, структурой субстрата, режимом влажности, инсоляции и температуры. Эти особенности оказывают влияние на ход формирования
микрофлоры различных мест обитания. Рукокрылые, контактируя с субстратом убежищ, могут обеспечивать перенос компонентов микрофлоры на большие расстояния.
Цель наших исследований - изучение состава микрофлоры,находящейсявшерстизверьков,зимую-щих в условиях Среднего Поволжья. В связи с этим были поставлены следующие задачи:
1) выбор места зимовки с большим скоплением зверьков для получения достоверной выборки и разнообразный состав видов зимующих животных;
2) разработка оптимальных приемов сбора образцов шерсти;
3) определение состава микрофлоры шерсти рукокрылых.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Исследование проводили в течение двух зимних сезонов (2008-09 гг.) на территории Самарской Луки, которую в настоящее время следует считать одним из крупнейших мест зимнего скопления рукокрылых в Европейской России, где в последнее десятилетие ежегодно отмечается спячка от 10 до 13 тыс. особей 8 видов [12]. Материал собирали в 5 штольнях, расположенных у пос. Ширяево Ставропольского р-на Самарской обл. - СХТ-I, СХТ-IV, Попова, Верблюд и Бурлак. Большая концентрация здесь летучих мышей обусловлена не только уникальностью исторически сложившегося на востоке Русской равнины низкогорного ландшафта, но и наличием многочисленных подземных систем техногенного происхождения. Все подземелья представляют собой системы заброшенных штолен, выработанных в первой половине XX в. для добычи строительного известнякового камня, в правобережных волжских склонах Жигулевских гор. Штольни одноярусные, различаются размерами, формой и количеством входов. Высота подземных коридоров колеблется от 3 до 7 м (обычно 4-5 м), а ширина от 3 до 8 м. Потолки, стены и крепежные колонны изобилуют трещинами различной глубины, углублениями и нишами. Самым крупным из обследованных подземелий является штольня Попова. общая площадь выработки составляет 87 706 м2, протяженность ходов -11 570 м. Примерно в полтора раза по площади ей уступают штольни Верблюд и Бурлак, с протяженностью ходов около 9000 м. Следующей по величине является штольня СХТ-I, площадью 46400 м2. Наименьшая из исследованных штолен (СХТ-IV), имеет площадь 3900 м2.
В 2008 г. было отобрано 62 пробы шерсти 6 видов рукокрылых: ушан бурый (Plecotus auritus L., 1758) (13), ночница усатая (Myotis mystacinus Kuhl, 1819) (14), ночница водяная (M. daubentonii Kuhl, 1819) (4), ночница прудовая (M. dasycneme Boie, 1825) (3), ночница Наттерера (M. nattereri Kuhl, 1818) (14), кожанок северный (Eptesicus nilssonii Keyseling et Blasius, 1839) (14). В 2009 г. отобрана 121 проба шерсти летучих мышей, принадлежащих к 7 видам: ушан бурый (51), ночница усатая (15), ночница водяная (8), ночница прудовая (14), ночница Наттерера (10), ноч-
ница Брандта (M. brandtii Eversmann, 1845) (8), кожанок северный (15).
Дляотборапробиспользоваласьметодика,пред-ложенная Д. Ю. Александровым (2008), которая была нами модифицирована в соответствии со спецификой исследуемыхвидов млекопитающих. Образцышерсти брали у живых животных, располагавшихся на стенах в среднем или нижнем ярусах, размещавшихся поодиночке в углублениях или открыто. Также осуществляли отбор проб шерсти рукокрылых, предпочитающих зимовать на потолке большими группами (до 100 и более особей), например ночница прудовая. Шерсть срезали со спинки летучей мыши стерильными ножницами, стараясь не снимать животное с субстрата, и после каждого среза инструменты протирали спиртом и фломбировали (обжигали в пламени газовой зажигалки). образцы шерсти помещали в стерильный полиэтиленовый пакетик, который использовали однократно. Хранение проб осуществляли в холодильнике при температуре +4-8°С.
Определение состава микрофлоры шерсти проводили в лабораторных условиях путем посева материала на искусственные питательные среды. в трехкратной повторностипроизводили посевы каждогооб-разца шерсти зверьков на мясопептонный агар (МПА ) и картофельно-глюкозный агар (КГА) или сусло-агар (СА). Посевы инкубировали в термостате в течение 1-2 недель [5]. Определение культуральноморфологических и микроскопических признаков колоний микроорганизмов проводили в период наиболее активного их роста. Идентификацию микромицетов осуществляли в стадию спороношения [2, 6, 7, 8], родовую принадлежность бактерий - по определителю Берджи (1997); макромицетов - J.A Stalpers (1978). Систематическое положение макро- и микромицетов устанавливали по Ю.Т. Дьякову (2007). Статистическую обработку данных осуществляли с использованием пакета программ Exсel 2003. В ходе работы велась подробная фотодокументация.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Установлено, что в образцах шерсти рукокрылых различных видов присутствует целый комплекс микроорганизмов (рис. 1). Преобладающая доля комплекса состоит из представителей микромицетов различных таксономических групп (76%). Значительно меньшая - приходится на представителей макромице-тов(6% ), относящихсякклассу Basidiomycetes. Кроме того, в пробах шерсти летучих мышей в 2009 г. были выявлены бактерии - спорообразующие палочки рода Bacillus (18%).
Микромицеты широко распространены в раз-личныхтипах биотопов, составляют основу микоценозов почв, участвуют в разложении древесины [9]. Эти грибы характеризуются частым и массовым спорообразованием, а их споры - высокой устойчивостью к внешним воздействиям. Это может служить объяснением количественного преобладания микромицетов в комплексе микрофлоры шерсти рукокрылых. Присутствие спор макромицетов на шерсти объясняется кон-
25 2011
тактом зверька с плодовым телом или вегетативным мицелием гриба. Исходя из особенностей экологии рукокрылых (использование дупел в качестве убежищ), можно предположить, что данные культуры принад-лежатктрофическойгруппедереворазрушающихгри-бов(ксилотрофов),однакоизучениеферментныхком-плексов выделенных штаммов требует дополнительных исследований. В целом, преобладание грибной флоры над бактериальной, по-видимому, объясняется со следующих позиций. во-первых, имеют значение конкурентные отношения между грибами и бактериями в природных субстратах, причем в итоге таких взаимодействий преимущество, как правило, получают грибы. Во-вторых, в открытых биотопах, посещаемых рукокрылыми, широкое распространение имеют лишайники, споры микобионтов которых могут попадать на шерсть зверьков. И, наконец, присутствие мхов, обладающих бактерицидными свойствами и способных закислятьсубстратвназванных типахбиотопов,также способствует угнетению бактериальной флоры и доминированию более ацидофильной - грибной.
Рис. 1. Встречаемость (%) микроорганизмов различных групп в составе микрофлоры шерсти рукокрылых.
В ходе исследований установлено, что микофлора, выделенная с шерсти рукокрылых, включает представителейтрехклассов: Hyphomycetes,Zygomy-cetes и Basidiomycetes (рис. 2). Большую часть комплекса микобиоты составляют представители класса Hyphomycetes (64.7%), значительно меньшая часть приходитсянаклассZygomycetes(28%).Hаименьшее количество представителей относятся к классу Basi-diomycetes (7.3%).
Из класса Hyphomycetes были идентифицированы представители шести родов: Aspergillus, Penicil-lium, F usarium ,Trichoderma,Altemaria, Botrytis (рис.3). Большее количество выделенных культур относятся к видам рода Penicillium (40.9%), приблизительно одинаковое количество - к видам родов Alternaria (27.3%) и AspergШus(20.4%).Наименьшуючастьвкомплексеми-кобиотыклассаHyphomycetesзанимаютпредставители таких родов как Trichoderma (6.8%), Fusarium (2.3% ) и Botrytis (2.3%). На шерсти прудовой ночницы был обнаружен микроорганизм, который удалось идентифицировать до вида (Penicillium notatum Westling, 1911^.
Рис. 2. Структура комплекса микобиоты образцов шерсти рукокрылых, %.
Зт 'diÎH ■ ч 1>1> в
Рис. 3. Соотношение представителей различных родов (%) класса Hyphomycetes, отмеченных на шерсти рукокрылых
Из класса Zygomycetes выделены представители рода Mucor (21.1%) и Rhizopus (78.9%) (рис. 4). Культуры, обладающие типичной морфологией и характерным спороношением, определены до вида. Так, на шерсти ночницы усатой обнаружен Mucor mucedo Fresen, 1850, а на шерсти кожанка северного и ушана бурого - Rhizopus nigricans Ehrenb. (ex Corda) Prosser White, 1934.
Рис. 4. Соотношение представителей различных родов (%) класса Zygomycetes, отмеченных на шерсти рукокрылых.
Таким образом, установлено, что шерсть рукокрылых заселена широким спектром микроорганизмов. Структура комплекса микробиоты очень сложная, ее образуют представители различных таксономических групп. Исходя из этого, штольни самарской Луки, используемые рукокрылыми в качестве мест для зимовок, можно рассматривать как один из естественных резервуаров микрофлоры.
Летучие мыши, зимующие в штольнях колониями, небольшими группами или одиночно, контактируют с субстратом убежищ и с другими зверьками, чем обеспечивает перенос компонентов микрофлоры как с субстрата, так и с шерсти других особей, тем самым, рукокрылые реализуют одну из формфорических связей в природе.
Большой интерес, как с теоретических, так и с практических позиций, представляет определение систематической и трофической принадлежности макромицетов,спорыкоторыхобнаруженынашерсти. При установлении дереворазрушающего комплекса ферментов у обнаруженных культур, можно говорить о косвенном участии рукокрылых в естественных процессах деструкции древесины в лесных сообществах. Надеемся, что дальнейшиеисследованияв этом направлении помогут подтвердить высказанное предположение.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Александров Д.Ю. Распространение спор микроскопических грибов на шерсти мелких млекопитающих. Автореф. дис. ... канд. биол. наук. М., 2008. 175 с.
2. Билай В.И., Коваль Э.З. Аспергиллы. Киев: Наукова Думка, 1988. 204 с.
3. Дьяков Ю.Т. Ботаника. Курс альгологии и микологии. М.: Изд-во МГУ, 2007. 557 с.
4. Ильина Г.В., Смирнов Д.Г., Яняева Н.М., Ильин В.Ю. К вопросу о составе микрофлоры, населяющей про-
дукты жизнедеятельностирукокрылых в дуплах деревьев // Plecotus et al. 2003. № 6. С. 63-64.
5. Ильина Г.В., Ильин Д.Ю., Скобанев А.В. Коллекция культур базидиальныхмакромицетов ( Basidiomycota) Пензенской ГСХА. Каталог видов и штаммов. Пенза: РИО ПГСХА, 2009. 60 с.
6. Кириленко Т.С. Определитель почвенных сумчатых грибов. Киев: Наукова Думка, 1978. 263 с.
7. Мельник В.А. Определитель грибов России. Класс Coleomycetes. Редкие и малоизвестные роды. СПб: Наука, 1997. Вып. 1. 279 с.
8. Мельник В.А. Определитель грибов России. Класс Hyphomycetes. Семейство Dematiaceae. СПб: Наука, 2000. 371 с.
9. Мирчинк Т.Г. Почвенная микология. М.: Изд-во МГУ, 1976. 206 с.
10. ОпределительбактерийБерджи/Подред.Дж.Хоулта, Н.Крига, П. Снита, Дж. Стейли, С.Уилльямса. Т. 1, 2. М.: Мир, 1997.
11. Смирнов Д.Г. Рукокрылые Среднего Поволжья (фауна, распространение, экология и морфология). Автореф. дис. ... канд. биол. наук. Пенза, 1999. 220 с.
12. Смирнов Д.Г., Вехник В.П., Курмаева Н.М., Шепелев А.А., Ильин В.Ю. Видовая структура и динамика сообщества рукокрылых (Chiroptera: Vespertilioni-dae), зимующихвискусственныхподземельях Самарской Луки // Известия РАН. Серия биологическая. 2007. № 5. С. 608-618.
13. Hubalek Z. Fungi associated with free-living birds in Czechoslovakia and Yugoslavia // Act. Sci. Nat. Brno. 1974. V. 8 (3). P. 1-62.
14. Hubalek Z., Rosicky B., Otcenasek M. Fungi on the hair of small wild mammals in Czechoslovakia and Yugoslavia // Ceska Mykol. 1979. V. 33 P. 81-93.
15. Stalpers J.A. Identification of wood-inhabiting Aphyl-lophorales in pure culture // Stud. Mycol. 1978. № 16. Р. 248.
16. Tiffany L.H., GilmanJ.C., Murphy D.R. Fungifrom birds associated with wilted oaks in Iova // Iowa State Coll. J. Sci. 1955. V. 29. P. 659-706.
