ИСТИНА

Классификация природных микробных сообществ (МС) систематизирует знания об общих и уникальных чертах состава и функций МС, что позволит установит связь с почвенными свойствами и в последствии биоиндицировать их. Задача классификации решается таксономическим направлением при микробном метагеномном анализе; функциональным направлением при анализе спектра ферментативной активности почв, и направлением, которое мы называем экофизиологическим и которому посвящена работа - путём анализа физиологического профиля сообществ. Под экофизиологической характеристикой микробных сообществ (МС) мы понимаем их физиологического разнообразие, обусловленное составом физиологических групп микроорганизмов и их состоянием, а так же преобладающей среди членов микробного сообщества экологической стратегии. Определения проводятся новым комплексным структурно-функциональным методом характеристики микробных популяций, основанным на анализе параметров математической модели роста жидких смешанных культур микроорганизмов, появляющегося после инокуляции почвенной суспензией набора селективных питательны сред. Кинетические параметры таких ассоциаций отражают их физиологическое состояние (метаболическую готовность микроорганизмов к росту на питательной среде) и физиологическое разнообразие. В результате полученные параметры позволяют судить об особенностях экологических стратегий микроорганизмов микробных сообществ. Цель исследования – проверить применимость метода главных компонент (МГК) для классификации МС по экофизиологическому параметру - Y-урожайность ассоциаций на селективных питательных средах, характеризующая экологическую стратегию членов МС. Так же в задачи исследования входит оценить степень информативности (эффективности) различных питательных сред для классификации МГК. Параметр Y позволяет классифицировать МС по 2-м достоверным закономерностям (МГК), объясняющим 40-60% дисперсии (рис.1-2). 1-ая: чем больше ГК1, тем ниже среднее арифметическое значение Y (r=-0,95) (рис.1,б и 2,б) - показатель функционального биоразнообразие МС. 2-ая: чем больше ГК2, тем больший стресс испытывает МС (в первую очередь - дефицит влаги). Наиболее информативны среды с полимерами и ароматическими соединениями (табл.1), а из сред с полимерами – с трудно разлагаемыми (табл. 2). Реакция (рис.3,а) на аномальную жару и засуху лета 2010 г. для сапротрофных МС торфяных почв (Западно-Двинский лесо-болотного стационар Института лесоведения РАН): олиготрофная – увеличение ГК2 (стресс из-за иссушения); евтрофная – уменьшение ГК1 (увеличение функционального биоразнообразия) МС элементов микрорельефа верхового торфяника (рис.3,б) разделяются только по ГК2, на МС, находящиеся в более стрессовых условиях (ровная поверхность и мочажина) и менее стрессовые (моховые кочки и торфяное пятно, лишённое растительности). Это подтверждается другими методами. Обилие прокариотного комплекса, определённое прямым люминесцентно-микроскопическим методом, было в 3-4 раза выше в сфагновых дернинах кочек, чем ровных поверхностей. Численность бактерий, выявленная методом посева, так же была на 2 порядка выше в кочках. Это согласуется с повышенной эмиссией СО2 из кочек, которая в 2-5 раз превосходит таковую с ровных поверхностей. Установленные закономерности, в сочетании с большей концентрацией кислорода в кочках, по сравнению с ровными поверхностями, свидетельствуют о более благоприятных условиях для развития и функционирования микроорганизмов в кочках. Это не приводит к разной степени деструкции торфа в разных элементах микрорельефа так как, очень низка скорость разложения верхового торфа в целом. Легкогидролизуемые и водорастворимые соединения составляют 50% в сфагновых мхах, поэтому в верховых торфах доминируют копиотрофные и олиготрофые протеобактерии не способные к гидролизу сложных полимеров. Молекулярно-биологическим методом установлены доминирующие протеобактерии - Pseudomonas, Acinetobacter, Dyella, Burkholderia.