ИСТИНА

Высокая Арктика и Антарктика - территории с чрезвычайно хрупкими экосистемами, где в наибольшей степени проявляются последствия глобального изменения климата и антропогенного влияния. Почва – основа существования наземных экосистем, поскольку микроорганизмы, обитающие в ней, являются не только инженерами экосистем, но и ключевым звеном в биогеохимических циклах элементов. Ввиду того, что полярные ландшафты содержат более трети мировых запасов почвенного углерода, актуальной задачей становится изучение микобиоты (части пула микроорганизмов), являющейся основным деструктором органического вещества. Методами люминесцентной микроскопии, PCR real time, микробиологическим посевов, а также секвенированием рДНК проанализированы псаммоземы (Turbic Cryosol), пелоземы (Reductaquic Cryosol), криоземы (Oxyaquic Cryosol), литоземы (Eutric Leptosol) и серо-гумусовые почвы (Haplic Cryosol) архипелагов Земля Франца-Иосифа (ЗФИ), криоконитов Шпицбергена; пелоземов сильноскелетных остаточно-карбонатных (Skeletic Leptosols), карбопетроземов (Calcaric Leptosols), петроземов (Skeletic Leptosols) и криоземов (Oxyaquic Cryosols) северных территорий Новой Земли (НЗ); а также Aquic Haploturbels, Typic Haploturbels, Typic Haplorthels, Lithic Haplorthels антарктических оазисов Ширмахера, Холмы Ларсеманн и Холмы Тала. Установлено, что исследованные антарктические почвы беднее органическим углеродом и азотом (до 0.4% С и до 0.05% азота), чем арктические (до 1.54% С и до 0.35% азота), однако до 9% Сорг в высоких широтах микробного происхождения. Как для Арктики, так и для Антарктики в биомассе микроорганизмов преобладают (от 88 до 98%) грибы, представленные более чем на три четверти мелкими (2-3 мкм) спорами и дрожжами. Максимальное развитие мицелия (до 388 м/г почвы) выявлено лишь в некоторых поверхностных органогенных горизонтах, в то время как в глубинных оглеенных слоях доминировала одноклеточная микобиота. Наибольшее содержание меланизированного мицелия (более 60%) отмечено в поверхностных горизонтах почв без растительного покрова, а его минимум (менее 15%) выявлен в надмерзлотных слоях. Для изученных регионов Арктики отмечали снижение количества биомассы, численности и разнообразия микроскопических грибов от поверхностных горизонтов к глубинным. Для проанализированных оазисов Антарктиды наибольшее развитие микобиоты выявили в подповерхностных слоях. Максимальная доля (70–80%) жизнеспособных клеток грибов выявлена в органогенных горизонтах почв с моховым покровом, а минимальная (30-40%) – в надмерзлотных минеральных горизонтах почв без растительности. Численность копий рибосомальных генов ITS рРНК грибов почв ЗФИ (порядка 104-1010 копий генов/г почвы) сопоставима со значениями для оазисов Антарктиды, но на порядок выше, чем на севере НЗ (порядка 108-109 копий генов/г почвы). Это обусловлено охлаждающим и иссушающим влиянием самого большого в России покровного ледника на о.Северный НЗ. В Антарктиде доминирует (77%) отдел Ascomycota, а в Арктике – Basidiomycota (65%), практически все таксоны которого представлены дрожжами. Покровное оледенение в ландшафте существенно лимитирует развитие почвенной микобиоты полярных регионов, а антропогенное вмешательство в экосистему увеличивает таксономическое разнообразие микромицетов. Для нативных экосистем высокой Арктики и Антарктики характерна супердоминантность (частота встречаемости и обилие до 100%) родов Antarctomyces, Cadophora, Goffeauzyma, Phoma, Pseudogymnoascus и Thelebolus. Большая часть штаммов полярных экосистем психротолеранты, а не психрофилы и термотолеранты, процент которых заметно выше в антропогенно-преобразованных биотопах. Показано, что применение сукцессионного подхода для «оживления» образцов позволяет выявить в 2.5-3 раза больше таксонов, чем классическое исследование замороженной почвы. Таким образом, обнаружены общие черты структуры сообществ почвенной микобиоты противоположных, но сходных по экстремальности, регионов Земного шара. Колоссальные расстояния между Высокой Арктикой и Антарктикой дали возможность проверить эффект экологической фильтрации для микобиоты, подтверждая гипотезу Бейеринка о том, что «Везде есть все, но среда отбирает». Дальнейшие исследования этих географически и экологически изолированных регионов позволят выявить наиболее простые, но не менее интересные закономерности распространения грибов. Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 20-04-00328 (проведение микробиологических анализов территории архипелага Новая Земля), а также при поддержке проекта РНФ № 21-74-00014 (проведение микробиологических анализов территории оазиса Холмы Ларсеманн, Антарктида).