ИСТИНА

Введение Регуляция почвенными животными активности микробного сообщества почв осуществляется косвенно через воздействие на свойства почвы (перемешивание и перемещение почвы изменение водно-физических свойств почвы, ее кислотности и т.д.) и непосредственно при пассаже почвы через кишечник животных. Цель: изучение изменения физиологического состояния бактериального сообщества в результате пассажа через кишечный тракт дождевого червя. Задачи: 1. Получить свежие копролиты дождевых червей. 2. Применяя кинетический метод определения физиологического состояния бактерий в почве, сравнить физиологическое состояние микроорганизмов до и после прохождения через кишечный тракт дождевого червя. 3. Определить основные группы бактерий, физиологическое состояние которых определялось. Объекты: 1. Дождевой червь Eisenia fetida (Savigny,1826) чаще всего используется для переработки органических отходов сельского хозяйства с целью получения вермикомпоста. 2. Экскременты червей. Дождевые черви очищались с поверхности от частичек компоста и содержались на протяжении суток в чашке Петри при 5°С, в результате чего были получены свежие копролиты дождевых червей. 3. Субстрат для компостирования: полуперепревший навоз крупного рогатого скота - типичный и широко применяется в сельском хозяйстве. 4. Культивируемое бактериальное сообщество почвы. Бактерии по биомассе уступают грибам, но по разнообразию процессов, проводимых в почве, они намного превосходят грибы. Методы: 1. Кинетический метод определения физиологического состояния бактерий в почве. Суть - реконструкция физиологического состояния микроорганизмов в природном местообитании по кривой начального роста (лаг-фаза и фаза не лимитированного роста) в питательных средах (исследовании кинетики роста самопроизвольных смешанных периодических культур бактерий, возникающих после инокуляции почвенной суспензией жидких питательных сред). Рост описывается синтетической хемостатной моделью микробного роста (СХМ) уравнением х = х0(1-г0 + г0е""'). Где х-концентрация клеток в момент времени t, ^-исходная концентрация клеток, ^-начальное значение переменной физиологического состояния г бактерий в вермикомпосте или копролитах, ц - максимальная удельная скорость роста т бактериального сообщества, отражающая экологическую стратегию роста. Для большей наглядности вместо параметра rQ использовался параметр -1п(го) величину, прямо пропорционально связанную с длительностью лаг-фазы, т. е.чем меньше -1п(г0), тем активность выше. В среды входят распространённые биополимеры животного и растительного происхождения (пектин, крахмал, целлюлоза (КМЦ), ксилан, казеин, хитин), мономеры (глюкоза, ксилоза), распространённый продукт брожения (ацетат), ароматические соединения (коричная кислота и фенилаланин) и ряд других соединений. Собрана опытная научная установка, включающая в себя климатическую камеру, позволяющую стандартизировать температуру и влажность в которую помещался иммуноферментный анализатор «Sunrise», фирмы «Тесап», осуществляющий автоматически динамические измерения роста бактерий по оптической плотности суспензии в ячейках 96-луночной культуральной планшеты в которую внесены питательные среды. Метод отличается от других возможностью одновременного определения функционального (трофического) разнообразия (число сред, на которых регистрируется рост); физиологического состояния бактерий г0 и кинетического параметра роста (/итах). Метод отчасти заменяет «накопительную культуру», так как позволяет накопить и выделить на агаризованную среду различных бактерий. Результаты и обсуждение Для пересчета оптической плотности суспензии на концентрацию бактериальных клеток была построена калибровочная кривая зависимости концентрации клеток от оптической плотности (проводился посев из ячеек планшет на «универсальную» глюкозо- пептонно-дрожжевую среду). Уравнение зависимости имело вид: С=2,0 х 109 х Абго- На Рис. 1а видно, что активность бактерий, выделенных из копролитов, выше, чем из корма на большинстве субстратов. Ранговое распределение интегральных данных по различным питательным средам, представленное на Рис. 16, указывает на увеличение активности бактерий в результате пассажа через кишечник дождевого червя. Также можно сделать заключение, что почти у 80% бактериальных популяций в копролитах отсутствует лаг-фаза. На Рис. 2а видно, что в результате прохождения через кишечник дождевого червя увеличивается максимальная удельная скорость роста, т. е. возрастает доля быстрорастущих бактерий r-стратегов. Ранговое распределение максимальной удельной скорости роста указывает на преобладание в копролитах бактерий r-стратегов с большими значениями и (Рис. 26). В результате пассажа через кишечник дождевого червя т. происходит отсеивание медленнорастущих микроорганизмов, и в бактериальном сообществе, полученном из копролитов, преобладают более быстроразвивающиеся, более активные бактериальные популяции. Рис.1, а) Активность бактерий, выделенных из копролитов и из корма на различных субстратах; б) Ранговое распределение интегральных данных активности по различным питательным средам в 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1,5 1 Максимальная удельная скорость роста, Рис.2, а) Максимальная удельная скорость роста бактериальных сообществ копролитов и корма; б) Ранговое распределение максимальной удельной скорости роста интегральных данных по различным питательным средам Выводы: 1. При пассаже через кишечник дождевого червя происходит активизация бактериального сообщества компостируемого материала, прослеживающаяся в копролитах. 2. В результате пассажа через кишечник увеличивается доля быстрорастущих (по максимальной удельной скорости роста) бактерий г-стратегов. 3. Таким образом, дождевые черви, питаясь компостом, интенсифицируют микробиологические процессы в вермикомпосте и приводят к более быстрому его созреванию. Работа выполнена при финансовой поддержке грантов РФФИ № 11-04-005 80-а, №11- 04-0121-а, №11-04-00415-а, №12-04-31159 мол_а и Гранта Президента РФ № МК- 5552.2011.4.