Особенности азотфиксации в желудочно-кишечном тракте речного бобра (Castor fiber)

• Автор: Вечерский, Максим Валерьевич
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 91 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Симбионтное пищеварение как адаптивный механизм при освоении растительной кормовой базы
1.2. Микробная азотфиксация
1.3. Речной бобр. Характеристика вида
1.3.1. Общие сведения
1.3.2. Особенности питания и пищеварения речного бобра
1.3.3. Структура и особенности желудочно-кишечного тракта речного бобра
1.3.4. Бобр как компонент водных биоценозов
1.3.5. Строительная деятельность бобров
1.3.6. Влияние бобров на заселяемые водоемы
1.3.7. Влияние бобров на почвы, прилегающие к бобровым запрудамЗО
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объекты исследования
2.1.1. Образцы ЖКТ
2.12. Образцы почв
2.2. Методы исследования
2.2.1 Газохроматографические методы
2.2.2. Микробиологические методы
2.2.3. Химические методы
2.2.4. Молекулярно-биологические методы
ГЛАВА. 3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Азотфиксация и содержание азота в содержимом ЖКТ речного бобра44
3.2. Особенности бактериального комплекса ЖКТ речного бобра
3.3. Оптимизация методики определения качественного состава бактериального сообщества ЖКТ путем анализа нуклеотидной

последовательности 168-рибосомальных генов, выделенных из суммарной бактериальной ДНК
3.4. Влияние речного бобра на биологическую активность почв
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Речной бобр (Castor fiber L., 1758) широко распространен в водных экосистемах Европейской части России, его численность достигает 270 тыс. особей (Завьялов, 2005). Особенностью этих грызунов является потребление трудно перевариваемых низкобелковых, целлюлозосодержащих кормов. Вопросы усвоения клетчатки бобрами традиционно привлекали внимание исследователей (Nässet, 1953; Новиков и др., 1976; Соловьев, 1991), однако проблема обеспечения азотом этих животных остается не изученной. Известно, что у животных со схожими диетарными предпочтениями (термиты, жвачные, зайцеобразные и др.) выработался ряд адаптивных механизмов, компенсирующих недостаток азота в пище: реутилизация мочевины (Stevens, Hume, 1998; Singer, 2003), поедание разлагающихся растительных волокон, богатых микробной биомассой (Batra et al., 1966; Жужиков, 1979; Brauman et al., 1992), копрофагия (Наумова, 1981). Дополнительным источником азота, позволяющим животным существовать на бедных этим элементом кормах, может служить микробная азотфиксация в желудочно-кишечном тракте (ЖЕСТ). К настоящему времени она выявлена у некоторых беспозвоночных, например термитов, (Breznak et al. 1973; Lilbum et al., 2001; Noda et al., 2005), а также позвоночных животных: полевок, песчанок, слепышей (Лаптев, 1995; Наумова и др., 2000; Варшавский и др., 2003; Кузнецова и др., 2005). Для бобра таких данных пока нет.
По функциональной морфологии ЖКТ (железистый желудок, а также объемные слепая и ободочная кишки, в которых происходит ферментация растительных волокон) бобров относят к группе млекопитающих с иостгастричной (заднекишечной) ферментацией. Подобное строение ЖКТ оптимально подходит и для протекания микробной фиксации азота. В этой связи речной бобр является удачной моделью для изучения особенностей микробной азотфиксации у позвоночных животных.

Отдельно были отобраны образцы почвы норовых участков. Образцы почв отбирали с глубины, соответствующей наиболее поздним аллювиальным отложениям: 5-10 см. Почвенную подстилку удаляли. Все исследованные почвы относились к аллювиально-болотным. Исключение составляла почва норового участка - она относилась к дерновым почвам.
Также объектами служили грунты, которыми было выполнено дно реки Боровны в интересующих нас районах. Исследовали образцы грунта под «бобровой запрудой» и на контрольном участке.
Образцы почв и донных грунтов анализировали сразу после отбора. Перед всеми экспериментами образцы очищали от корней и включений и рандомизировали стандартным образом (Методы
2.2. Методы исследования
2.2.1. Газохроматографические методы
Методами газовой хроматографии определяли активность процессов азотфиксации, денитрификации, метаногенеза и дыхания.
Измерение нитрогеназной активности
Активность актуальной и потенциальной азотфиксации в образцах химуса ЖКТ бобра и навесках почвы определяли методом, разработанным на кафедре биологии почв МГУ (Методы
Для определения актуальной нитрогеназной активности навески исследуемых субстратов (химуса и почв) помещали в пенициллиновые флаконы, герметично закрывали резиновыми пробками и при помощи шприца вводили 1 мл ацетилена. Флаконы инкубировали в термостате при температуре 37°С (для образцов химуса) и 28°С (для почвенных образцов) в течение часа, после чего шприцем из каждого флакона отбирали пробу газовой фазы объемом 1 мл и анализировали на газовом хроматографе.