ИСТИНА

Несмотря на то, что в последнее время микробиологи уделяют достаточно много внимания изучению микробного мира болотных экосистем, остается еще очень много невыясненных вопросов, на которые предстоит ответить, учитывая глобальную роль болот в поддержании гомеостаза биосферы и сохранении микробного разнообразия. Установлено, что болотные экосистемы – это кладезь микроорганизмов. В верховых торфяниках содержится огромная микробная биомасса, составляющая десятки т/га, а микроорганизмы обнаруживаются по всему многометровому профилю и являются жизнеспособными. До недавнего времени многие исследователи рассматривали развитие болотных экосистем как процесс эволюции их растительности, находящийся под влиянием климатических факторов. Однако, современные исследования в области микробиологии болот, говорят о высокой структурно-функциональной взаимосвязи между растениями и микроорганизмами, и позволяют характеризовать болото как сложную растительно-микробную систему, в которой каждый компонент играет свою специфическую роль. Следует, однако, отметить, что микробные сообщества верховых болот изучались преимущественно в сфагновых мхах, их очёсах и торфянистых горизонтах, что закономерно, так как сфагновые мхи – основные торфообразователи верховых болот. Но, кроме мхов, на этих болотах растут уникальные по своим свойствам кустарнички и травянистые растения, приспособленные к выживанию в олиготрофных условиях. Болотные кустарнички и полукустарники из семейства Вересковых вступают в симбиоз с грибами и образуют микоризу. Не известно – какие микроорганизмы обитают в микоризосфере, а также в филлосфере и ризосфере таких уникальных растений как пушица влагалищная, шейхцерия болотная, росянка круглолистная и т.д. Не установлено, в каком состоянии находятся в этих микронишах бактерии – выживают или активно функционируют. При исследовании микробных сообществ болот необходимо учитывать микрорельеф, который состоит из кочек, гряд, мочажин и т.п. Элементы микрорельефа болот можно рассматривать как варианты экониш, которые определяют состав растительности, структуру и функционирование микробных сообществ в торфяной толще под растительным покровом. Если почвоведами описаны и изучены свойства торфа и определена эмиссия углерода из этих форм рельефа, то микробиологи не изучали и не сравнивали микробный пул и таксономический состав микроорганизмов в разных элементах микрорельефа. Таким образом, судить о микробном обилии и разнообразии, не учитывая многочисленных микролокусов, сформировавшихся в болотных экосистемах, представляется нелогичным. Иными словами, необходим микролокусный подход к изучению микробных сообществ болот, который не только повысит уровень учета микробного разнообразия, но и позволит сформулировать выводы о направлениях эволюции микробных сообществ болотных экосистем и их адаптации к существованию в олиготрофных условиях.

Despite the fact that the last time microbiologists pay a lot of attention to the study of the world of microbial ecosystems, there are still many outstanding questions that we must answer in considering the global role of wetlands in maintaining the homeostasis of the biosphere and preservation of microbial diversity. It is established that wetland ecosystems are a storehouse of microorganisms. In the peat peat contains a large microbial biomass, a component of tens t/ha, and micro-organisms found around the heavy profile and are viable. Until recently, many researchers have considered the development of wetland ecosystems as the evolution of their vegetation under the influence of climatic factors. However, modern research in the field of Microbiology of wetlands, show high structural and functional relationships between plants and microorganisms, and allow to characterize marsh as a complex plant-microbe system in which every component plays its specific role. However, it should be noted that the microbial community of raised bogs was studied mainly in sphagnum mosses, their tow and peaty horizons, which is natural, as sphagnum mosses are the principal peat – forming plants of raised bogs. But, in addition to moss, these marshes are unique in their properties shrubs and herbaceous plants adapted to survival in oligotrophic environments. The swamp, the bushes and shrubs of the Heather family enter into symbiosis with fungi to form mycorrhiza. Not known – what organisms live in minoriteter, and phyllosphere and the rhizosphere of these plants as vaginal cottongrass, scheuchzer bog, sundew rotundifolia, etc. are Not installed, the condition of these microniche bacteria survive or are actively functioning. In the study of microbial communities of wetlands must take into account the microrelief, which consists of hummocks, ridges, hollows, etc. Elements of the microrelief of swamps can be considered as options aconis that determine the composition of vegetation, structure and function of microbial communities in peat under thicker vegetation cover. If the soil scientists described and studied properties of peat and the carbon emissions from these landforms, the microbiologists did not study and did not compare the microbial pool and the taxonomic composition of organisms in different elements of microrelief. Thus, to judge the microbial abundance and diversity, without taking into account the numerous microlocation formed in swamp ecosystems is illogical. In other words, microlocally approach to the study of microbial communities of wetlands, which not only improve the accounting level of microbial diversity, but also allow to draw conclusions about the directions of evolution of microbial communities of wetland ecosystems and their adaptation to life in oligotrophic conditions.

Целью заявляемого проекта является исследование микробных сообществ в разных микролокусах верхового торфяника. Главная фундаментальная задача предполагаемого проекта – повысить учет микробного разнообразия болотных экосистем за счет микролокусного подхода к их изучению. Трехлетние исследования будут проведены согласно очередности изучения микролокусов. В первый год будут проанализированы микролокусы, обусловленные микрорельефом верховых болот; во второй и третий год микролокусы, связанные с изучением микробных сообществ в филлосфере и ризосфере болотных сосудистых растений и кустарников. На всех этапах исследований предполагается проведение следующих мероприятий: отбор образцов; определение показателей обилия микроорганизмов (численности и биомассы); анализ таксономического состава сапротрофного микробного комплекса, выявление и идентификация доминантов на основании, как фенотипических свойств, так и молекулярно-биологических методов; определение общей численности, отдельных групп и таксонов прокариот методом флуоресцентной in situ гибридизации; получение библиотек клонов гена 16S рРНК отдельных групп бактерий с использованием специфических праймеров; оценка физиологического состояния и активности бактериальных сообществ комплексным структурно-функциональным методом.

Нами были проведены исследования по изучению численности и таксономической структуры бактериальных комплексов на кочках и на ровных поверхностях олиготрофной остаточно-эутрофной почвы. Было установлено, что численность бактерий, определенная методом посева, на 2 порядка выше в кочках, чем на ровных поверхностях. На основании как фенотипических, так и молекулярно-биологических методов выявлено доминирование протеобактерий во всех элементах микрорельефа. Бактерии гидролитического блока были представлены бациллами и актиномицетами. При использовании комплексного структурно-функционального метода была установлена потенциальная способность гидролитического комплекса очеса сфагнума кочки гидролизовать более широкий спектр полимеров, чем на ровных поверхностях. В бактериальных комплексах кочки была также выше метаболическая готовность к росту на полимерах и доля быстрорастущих бактерий.