ИСТИНА

Проект направлен на выявление особенностей влияния почвенных беспозвоночных животных: сапротрофных многоножек, мокриц и дождевых червей, на почвенные микроорганизмы при воздействии на них пищеварительной среды животных. Будут впервые выявлены особенности влияния пищеварительной среды из разных отделов пищеварительного тракта сапротрофных многоножек, мокриц и дождевых червей, одних видов, собранных в разных местообитаниях, на бактерии грибы из разных экологических и таксономических групп. Предполагается описать изменения жизнеспособности и активности микробных культур и их естественных сообществ под действием пищеварительной среды, дать характеристики активных фракций компонентов пищеварительной среды, их действие на микробные клетки, описать скорости эффектов и морфологические изменения в клетках, описать закономерности и предложить принципы переваривания микробных клеток животными. Впервые будут исследованы зависимости конкретных ростовых характеристик микробных клеток от основных трансмембранных процессов биосинтеза аденозинтрифосфата, определено воздействие киллерных небелковых компонентов на целостность мембран эукариот и связь с синтезом АТФ на объектах с известным механизмом его образования. Таким образом, будет определена судьба микрооорганизмов попадающих в пищеварительный тракт животных и обитающих там. Это позволит объяснить многочисленные эффекты, вызываемые беспозвоночными, по отношению к почвенным микроорганизмам и выявить возможные механизмы действия пищеварительной среды на микробные клетки.

Проект посвящен исследованию судьбы микроорганизмов (бактерий и грибов) в ассоциациях с одними из наиболее древних животных: почвенными дождевыми червями, и роли червей в регуляции функциональной роли ассоциированных с ними микроорганизмов. Черви играют важную роль в регуляции важнейших микробных процессов: в разложении и минерализации органических веществ, образовании и трансформации гумуса, динамике питательных элементов и патогенов и др. В полевом эксперименте почвенные черви Aporrectodea caliginosa интенсифицировали микробиологические процессы: выше микробное функциональное (физиологическое) разнообразие и активность бактерий. Физиологическое состояние бактериального сообщества свежих экскрементов червей (новообразованные почвенные агрегаты) несет на себе отпечаток условий кишечника дождевых червей. В копролитах червей преобладают бактерии Bacillus, Pseudomonas, Rhodococcus, Flavobacterium, Cytophaga, Alcaligenes. Присутствие червей сказывается на бактериальном сообществе уже через 2 недели после внесения червей в почву, в 2 раза уступает влиянию сезонных изменений, очень слабо зависит от плотности червей, не зависит от времени воздействия червей на микробное сообщество. Таким образом, впервые показано, что влияние червей на бактерии в почве очень быстрое и, раз установившись, не меняется со временем при неизменности физико-химических условий. Исследовали влияние гуминовых кислот (ГК) на рост широкого круга культур бактерий из разных таксонов, выделенных из почвы и пищеварительных трактов червей. Более половины почвенных и кишечных изолятов из нескольких сотен протестированных штаммов росли на ГК из бурого угля как на единственном источнике углерода. Бактерии, выделенные из кишечника червей, росли с большей максимальной удельной скоростью на ГК, чем почвенные. Использование кишечными бактериями ГК подтверждает возможность симбиотического пищеварения у дождевых червей с участием бактериальных симбионтов кишечника червей. Гуминовая кислота в концентрации 0.1 г/л, близкой к природной, стимулировала рост около 30% как почвенных, так и кишечных бактерий, на полноценной питательной среде с глюкозой, вероятно, выступая в качестве регулятора клеточного метаболизма. Бактерии из кишечника росли с большей максимальной удельной скоростью на среде с добавкой ГК, чем почвенные изоляты. Наиболее активный рост среди кишечных изолятов наблюдался у Paenibacillus sp., Pseudomonas putida, Delftia acidovorans, Microbacterium terregens, Aeromonas sp., а среди почвенных у Pseudomonas spp. Реакция бактерий Pseudomonas на действие ГК проявляется на штаммовом уровне. Гуминовый препарат “Флексом” стимулировал рост углеводородокисляющей бактерии Acinetobacter sp. Этот эффект может быть использован для создания нового препарата с повышенной активностью бактерий-деструкторов нефти и нефтепродуктов. На примере 38 штаммов бактерий показана их способность сорбировать гуминовую кислоту из водного раствора. Рассчитанные с использованием уравнения Ленгмюра параметры прочности связывания ГК с клетками (k) и предельной адсорбции (Qmax) достоверно различались для грамположительных и грамотрицательных бактерий. Грамположительные бактерии сорбировали ГК в больших количествах, чем грамотрицательные: Qmax = 23 ± 10 мг/м2 и 5.6 ± 1.2 мг/м2 поверхности клетки соответственно. При этом прочность связывания ГК клетками была выше у грамотрицательных бактерий по сравнению с грамположительными: k = 9 ± 5 мл/мг и 3.3 ± 1.1 мл/мг соответственно. Пассаж ГК через пищеварительный тракт компостных (навозных) червей Eisenia fetida andrei вызывает снижение их молекулярной массы ГК. Действие на бактериальное сообщество модифицированных при пассаже ГК отличается от действия исходной ГК, как на отдельные бактерии, так и на бактериальные группировки в целом. Предполагается, что модифицируемые ГК индуцируют и регулируют микробные сукцессии в почвах или компостах иначе, чем исходные ГК, подавляя или стимулируя развитие различных групп микроорганизмов. Полученные материалы могут объяснить быстрое затухание положительных эффектов при использовании коммерческих гуматов в реальных экосистемах, в отличие от модельных сообществ.