Мультисубстратное тестирование природных микробных сообществ - Горленко М.В.
ISBN 5-317-01228-7
Скачать (прямая ссылка):
капиллярные силы внутри фрагментов гиф микромицетов делают
самопроизвольное вытекание цитоплазмы маловероятным. Можно рассматривать
мертвые грибные гифы как
3 8
Рисунок 14. Сукцессионная траектория в пространстве главных компонент
(ДПП, глюкоза).
своеобразные "консервы" в полимерной оболочке, которые сложно вскрыть
силами сообщества микромицетов, являющихся преимущественно г-стратегами.
Поэтому дальнейшее развитие этой группы временно лимитируется отсутствием
богатого субстрата. Затем лизис полимерных оболочек мертвых гиф в
основном бактериями и актиномицетами вызывает вторичное обогащение среды,
что приведет к новой активизации г-стратешв.
Отмеченная функциональная динамика во всех рассматриваемых случаях
согласуется с описанием сукцессии как предельного цикла. Если
рассматривать климаксную систему как систему вблизи устойчивого положения
равновесия, то запуск сукцессии будет дестабилизирующим воздействием,
которое переводит систему в колебательный режим, порождающий предельный
цикл. Анализируя нагРузки на главные компоненты, можно выделить лактозу и
глицерин как признаки, в пространстве которых сукцессионные циклы
наиболее нагляда0 выявляются (рис.15).
Классическое описание сукцессии в общей экологии постулирует
3 9
Лактоза
| ДПП1 .*ДПП2 "ДПП+СМС * Чернозем
Рисунок 15. Сукцессионные траектории в пространстве признаков.
возрастание видового и функционального разнообразия сообщества в ходе
сукцессионнош процесса.
Нами была оценена динамика мер разнообразия почвенного микробного
сообщества в сукцессии. В качестве информационных индексов использовались
дисперсия СПС и количество потребляемых субстратов.Серия полярных
диаграмм, представленных на рис. 16, иллюстрирует качественные изменения,
которые претерпевает микробное сообщество дерново-подзолистой почвы в
ходе сукцессионного цикла. При этом длина каждого вектора отражает
интенсивность потребления одного субстрата. Таким образом, удается
визуализовать многомерное пространство катаболических возможностей
сообщества. График (рис. 17) демонстрирует динамику дисперсии СПС,
рассматриваемой как информационный критерий. Из рисунков видно, что
максимальные потенциальные функциональные возможности заключает
климаксное сообщество, характеризуемое минимальной дисперсией, наиболее
равномерным и интенсивных*
4 О
Рисунок 16. Изменение пространства функциональных возможностей сообщества
входе сукцессии.
заполнением пространства функциональных возможностей. Инициация сукцессии
внесением глюкозы резко увеличивает метаболическую специфичность данного
местообитания, вызывая неравномерное сжатие пространства функциональных
возможностей, что проявляется в резком увеличении дисперсии. Дальнейшая
динамика описывает возвращение системы к стационарному (климаксному)
состоянию, сопровождающемуся постепенным "расправлением" пространства
функциональных возможностей, повышением его равномерности и
выровненности, и, как следствие, снижением дисперсии. Увеличение в ходе
сукцессии числа потребляемых сообществом субстратов также подтверждает
отмеченные закономерности (рис. 17). Диаграмма на рис. 18 показывает
динамику потребления номинальных групп субстратов в ходе сукцессии, а
также приведенную для контраста
4 1
Сутки
Сутки
Рисунок 17. Изменение дисперсии СПС и количества потребленных субстратов
в ходе сукцессии.
4 2
функциональную структуру сообщества ризосферы. Очевидно, что сообщество
ризосферы значительно отличается от почвенных сообществ. Такая специфика
обусловлена, вероятнее всего, снижением относительной роли грибного
компонента в данном сообществе. В ходе сукцессии регистрируется
равномерное повышение потребления органических кислот и снижение
потребления полимеров при незначительном увеличении потребления
углеводов. В рамках структурной концепции эти закономерности можно
объяснить
Потребление субстрата
"Молодое" "Промежуточное" "Зрелое" "Ризосфера"
Микробная
Типы субстратов
?Углеводы ¦ Аминокислоты ? Органические кислоты fs Полимеры
Рисунок 18. Потребление номинальных групп субстратов микробными
сообществами.
следующим образом: добавленная глюкоза в кратчайшие сроки используется
сообществом r-стратегов (в основном микромицетами), что приводит к
накоплению активной биомассы, способной в отсутствии мономеров
переключатся на полимерные субстраты. Небольшое повышение суммарного
потребления углеводов происходит не за счет увеличения интенсивности, а
за счет расширения спектра используемых субстратов и увеличения его
равномерности. Повышение роли органических кислот объяснимо фактом
доминирования на поздних этапах микрофлоры рассеяния, представленной
бактериями. Увеличение потребления аминокислот на поздних стадиях вызвано
вероятно
4 3
накоплением мертвой биомассы, обогащенной белковыми компонентами. Таким
образом, все результаты, полученные нами на основе данных МСТ,
подтверждают правомерность применения к почвенным микробным сообществам
