Экологические ниши почвенных актиномицетов

• Автор: Терехов, Алексей Сергеевич
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 182 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Глава I. Современная теория экологических ниш

Глава II. Экология актиномицетов

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Объекты и методы исследования

Результаты и их обсуждение

1. Описание экологических ниш актиномицетов разных родов на основе функциональных параметров чистых культур

2. Описание экологических ниш актиномицетов в почвах методом поверхностей отклика

3. Исследование таксономической структуры комплекса актиномицетов чернозема
4. Характеристика микробного сообщества чернозема, соответствующего различным уровням обилия мицелия
актиномицетов in situ
Выводы
Литература
ВВЕДЕНИЕ.
Актиномицеты - микроорганизмы, широко распространенные в почвах (Бабьева, Зенова, 1989; Зенова, 1992). Они представлены в трофических цепях наземных экосистем, участвуют в разложении различных природных полимеров, взаимодействуют с бактериями, грибами, животными и растениями, продуцируют биологически и биохимически активные соединения (экзоферменты, антибиотики) и предшественники гумусовых веществ (меланины) (Бызов и др., 1993; Звягинцев, Зенова, 2001).
Актиномицеты, в связи с их значением в биотехнологии, являются объектом интенсивных физиологических, генетических, биохимических и экологических исследований на протяжении нескольких десятилетий (Piret, Demain, 1988). Вместе с тем, как объект экологии они остаются сложными, интересными и даже загадочными организмами при рассмотрении особенностей их популяционной динамики. Это осложняет решение широкого круга теоретических и практических задач (поиск продуцентов антибиотиков и ферментов, применение популяций актиномицетов для биоконтроля и биоремедиации, создание пестицидов на основе микробных соединений, контроль над генетически модифицированными актиномицетами in situ, управление комплексом почвенных актиномицетов). Еще неясны те фундаментальные закономерности, которыми определяется сборка и динамическая структурно-функциональная организация природных актиномицетных комплексов.
В общей экологии для выяснения ключевых экологических особенностей популяций используется представление об экологической нише как многомерной характеристике объекта исследования, отражающей его отношение к множеству факторов среды. В частности, анализ экониш используется для оценки конкурентоспособности с определением своеобразного «портрета» популяций в гиперобъеме факторов среды. Реализовать переход от метафоры об эконише к предметному анализу характеристик гиперобъема в общей экологии удалось с помощью методов

многомерной статистики. Несмотря на обилие разнообразных и глубоких экспериментальных исследований почвенных актиномицетов (Волкова, 1987; Гаузе и др., 1957; Калакуцкий, Агре, 1977; Калакуцкий, Зенова, 1984; Зенова, 1984; Зенова, Звягинцев, 1998; Звягинцев, Зенова, 2001; Красильников, 1965; Красильников, 1970; Кожевина, 1977; Кожевин, 1989; Кузнецов, 1972; Полянская, 1978; Полянская, 1984; Терехова, 1992; Williams et al., 1971, Williams et al.,1972 и т.д.), нумерические подходы в их сравнительной и функциональной экологии еще не нашли широкого применения. Настоящая работа служит развитию этого направления.
Цель работы: количественное описание и сравнительный анализ
экологических ниш популяций актиномицетов, принадлежащих к родам, широко представленным в почвах.
Задачи исследования:
1. Описание экониш представителей разных родов актиномицетов на основе спектров реакций чистых культур на множество субстратов, полученных методом мультисубстратного тестирования (МСТ).
2. Характеристика экониш популяций разных родов по скорости радиального роста колоний чистых культур на плотной среде.
3. Анализ экониш на основе сукцессионной динамики мицелия актиномицетов в пространстве экологических факторов почвы с помощью методологии поверхности отклика.
4. Изучение особенностей таксономической структуры комплекса актиномицетов и некоторых общих характеристик микробной системы в экспериментах по оптимизации условий для развития мицелия актиномицетов в почве.

антибиотических, так и положительных, метабиотических взаимоотношениях между популяциями. Конкуренция - такое взаимоотношение между популяциями, когда обе потребляют один и тот же ресурс в одном местообитании и (обычно, но не всегда) в одно и то же время. Но возможны и другие, неконкурентные взаимоотношения, которые будут приводить к такому же результату, что и конкурентные взаимодействия популяций. Это может быть однонаправленный или взаимный антагонизм, не связанный с конкуренцией за ресурс, или синхронное и однотипное реагирование популяций на третий фактор, внешний по отношению к системе популяций и ресурсов, положительно или отрицательно действующий на обе популяции, к которому какая-то популяция может быть более восприимчивой, чем другие. Последний случай означает такую ситуацию, в которой между популяциями, формально «конкурирующими» друг с другом, может не быть никакого взаимодействия.
Картина динамик численности по типу «взаимного антагонизма» также не допускает однозначной интерпретации этого явления. В том случае, если динамики численности положительно коррелируют друг с другом, то, при использовании формулы Пианки, это означает высокую степень перекрывания ниш. В сложной (гетерогенной и динамичной) среде это может означать синхронное возникновение оптимальных условий для этих популяций, причем ниши «конкурентов» могут быть разобщены, так что никакой конкуренции при этом не происходит. Более того, совпадение динамик численности может означать метабиотические взаимоотношения между популяциями. Поэтому область применения такого подхода, допускающая более или менее надежную однозначную интерпретацию результатов исследования (оценку реальной конкуренции), ограничена сравнительным анализом ниш популяций, состоящих из похожих организмов, например, представителей одного рода, когда можно априори предполагать значительное сходство экониш.