Изменение микробных сообществ в первичных почвах и грунтах в районе антарктической станции «Мирный» при антропогенном влиянии

Антарктическая станция «Мирный» — первая российская (советская) антарктическая станция, и антропогенное влияние на «первичные» почвы и каменистые грунты в этом районе оказывается на протяжении более 60 лет. Это отражается как на химическом составе почв, так и на сообществах микроорганизмов. В статье показано многократное (резкое) увеличение численности бактерий и микроскопических грибов в антропогенно загрязненных почвах. Загрязнение почвы изменяет структуру сообществ микроорганизмов. Увеличивается доля изолятов мезофильных бактерий (90%). Увеличивается доля спор и уменьшается доля мицелия микроскопических грибов. Статистический анализ показал, что авторами этой статьи были выявлены практически все ожидаемые виды, обитающие на антропогенных субстратах (42 вида), а также в контрольных почвах (17 видов). В меньшей степени был выявлен видовой состав грибов в загрязненных почвах (32 вида). Доказано, что увеличение числа видов грибов в районе полярной станции происходило под влиянием человека, прежде всего, за счёт интродукции новых видов. Установлено, что аборигенные виды микроскопических грибов осваивали новые материалы, ранее недоступные им, и переходили к активной биодеструкции антропогенных материалов. Среди микромицетов, выявленных в антропогенно загрязнённых почвах и на антропогенных субстратах, более 80% могут быть отнесены к условным патогенам. Таким образом, индикатором изменений комплексов микроорганизмов в грунтах и первичных почвах может быть общее число микроорганизмов (КОЕ), структура микробных комплексов, видовой состав сообществ, индикаторные виды, структура биомассы.

1. Gilichinsky D. Permafrost as a microbial habitat. In: Bitton G. Encyclopaedia of Environmental Microbiology. New York: Wiley; 2002: 932-56.

2. Lopatina A., Krylenkov V., Severinov K. Activity and bacterial diversity of snow around Russian Antarctic stations. Res. Microbiol. 2013; 164(9): 949-58.

3. Waterhouse E.J. Ross Sea Region: A state of the environment report for the Ross Sea region of Antarctica. Christchurch: New Zealand Antarctic Institute; 2001.

4. Bargagli R. Environmental contamination in Antarctic ecosystems. Sci. Total Environ. 2008; 400: 212-26.

5. Ott S. The diversity of colonising diasporas at an Antarctic inland site implication for ecosystem development. In: Polar Research - Arctic and Antarctic perspectives in the International Polar Year. St. Petersburg; 2008.

6. Arenz B.E., Held B.W., Jurgens J.A., Farrell R.L., Blanchette R.A. Fungal diversity in soils and historic wood from the Ross Sea Region of Antarctica. Soil Biol. Biochem. 2006; 38: 3057-64.

7. Arenz B.E., Held B.W., Jurgens J.A., Blanchette R.A. Fungal colonization of exotic substrates in Antarctica. Fungal Divers. 2011; 49(1): 13-22.

8. Osyczka P., Mleczko P., Karasinki D., Chlebicki A. Timber transported to Antarctica: a potential and undesirable carrier for alien fungi and insects. Biol Invasions. 2012; 14: 15-20.

9. Зеленская М.С., Кирцидели И.Ю., Власов Д.Ю., Крыленков В.А., Соколов В.Т. Микромицеты - биодеструторы в биогеоценозах Арктики. Проблемы региональной экологии. 2013; (5): 135-41.

10. Кирцидели И.Ю., Власов Д.Ю., Крыленков В.А., Соколов В.Т. Аэромикота в районах расположения арктических станций России в акваториях Белого, Баренцевого и Карского морей. Микология и фитопатология. 2011; 45(3): 228-39.

11. Кирцидели И.Ю., Власов Д.Ю., Баранцевич Е.П., Крыленков В.А., Соколов В.Т. Распространение терриогенных микромицетов в водах Арктических морей. Микология и фитопатология. 2012; 46(5): 306-10.

12. Кирцидели И.Ю., Власов Д.Ю., Баранцевич Е.П., Крыленков В.А., Соколов В.Т. Комплексы микроскопических грибов в почвах и грунтах полярного острова Известий ЦИК (Карское море). Микология и фитопатология. 2014; 48(6): 365-71.

13. Кирцидели И.Ю., Абакумов Е.В., Тешебаев Ш.Б., Зеленская М.С., Власов Д.Ю., Крыленков В.А. и др. Микробные сообщества в районах арктических поселений. Гигиена и санитария. 2016; 95 (10): 923-9.

14. Абакумов Е.В., Лодыгин Е.Д., Габов Д.А., Крыленков В.А. Содержание полициклических ароматических углеводородов в почвах Антарктиды, на примере Российских полярных станций. Гигиена и санитария. 2014; 93(1): 30-5.

15. Звягинцев Д.В. Методы почвенной микробиологии и биохимии. М.: МГУ. 1991.

16. Пестова Н.Е., Баранцевич Е.П., Рыбкова Н.С., Козлова Н.С., Баранцевич Н.Е. Изучение эффективности применения метода секвенирования ДНК по фрагменту гена 16S PPHK для идентификации микроорганизмов. Профилактическая и клиническая медицина. 2011; (4): 54-5.

17. Colwell R.K., Chao A., Gotelli N.J., Lin S.Y., Mao C.X., Chazdon R.L., et al. Models and estimators linking individual-based and sample based rarefaction, extrapolation and comparison of assemblages. J. Plant. Ecology. 2012; 5(1): 3-21

18. Шитиков В.К., Зинченко Т.Д., Розенберг Г.С. Макроэкология речных сообществ: концепции, методы, модели. Тольятти; 2011.

19. Орлов Д.С., Гришина Л.А. Практикум по химии гумуса. М; 1981.

20. U.S. Environmental Protection Agency. Method 8310: Polynuclear Aromatic Hydrocarbons, 1986.

21. U.S. Environmental Protection Agency. Evaluation and estimation of potential carcinogenic risks of polynuclear aromatic hydrocarbons: carcinogen assessment group. Washington DC: Office of Health and Environmental Assessment; 1995.

22. U.S. Environmental Protection Agency. Method 3550b: Ultrasonic extraction. Washington DC: Office of Health and Environmental Assessment; 1996.

23. U.S. Environmental Protection Agency. Method 3630: Silica gel cleanup. Washington DC: Office of Health and Environmental Assessment; 1996.

24. ОСТ 10-259-2000 Почвы. Рентгенофлуоресцентное определение валового содержания тяжелых металлов. М.; 2000.

25. СП 1.3.2322-08. Безопасность работы с микроорганизмами III-IV групп патогенности (опасности) и возбудителями паразитарных инфекций. М.; 2008.