ИСТИНА

Дождевые черви – одни из ключевых организмов в почвенных экосистемах. За счет трофической и средообразующей деятельности черви регулируют разнообразные физико-химические и биологические процессы в почвах. Дождевые черви потребляют органические вещества разной природы, но до сих пор не изучены их способность к разложению биополимеров растительного и микробного происхождения, почвенных гуминовых веществ, и пути их трансформации в почве. Как следствие, не известно, какую роль в рационе питания червей играют растительные остатки, микроорганизмы и гумус. Известно, что в результате взаимодействия червей и ассоциированных с ними микроорганизмов с биополимерами образуются биологически активные вещества: киллерные соединения, стимуляторы роста, гуминовые вещества, микробные метаболиты. До сих пор, однако, состав и механизмы действия этих биологически активных веществ на почвенные микроорганизмы и растения не изучен. Цель проекта - выяснение особенностей питания дождевых червей биополимерами растительного и микробного происхождения и гуминовыми кислотами и биологической активности продуктов трансформации биополимеров червями и их микробными ассоциантами. Будет исследована способность дождевых червей разных эколого-трофических групп и их микробных ассоциантов использовать растительные (крахмал, целлюлоза, лигнин) и микробные (хитин, пептидогликан, меланины) полимеры, гуминовые кислоты, а также живую и мертвую микробную биомассу в целом. Будут получены и фракционированы поверхностные и кишечные экскреты червей, экстракты из вермикомпостов, пищеварительные жидкости, гуминовые кислоты из почв и вермикомпостов, проанализирован их химический состав и биологическая активность по отношению к широкому спектру почвенных и кишечных бактерий и грибов, в том числе фитопатогенных, и растений, а также к нативным почвенным сообществам. Результаты будут способствовать лучшему пониманию особенностей питания червей, трансформации ими природных биополимеров и функциональной роли биологически активных веществ червей и их микробных ассоциантов.

Исследовано воздействие дождевых червей Eisenia fetida andrei при вермикомпостировании на физиологическое состояние микроорганизмов, использующих в качестве единственного источника углерода природные полимеры: целлюлозу, хитин, крахмал, казеин, гуминовые кислоты (ГК). Установлено, что под действием дождевых червей происходит активизация in situ микроорганизмов-деструкторов целлюлозы, казеина, крахмала, но не хитина и гуминовых кислот. Среди 100 бактериальных изолятов из очищенного от пищи кишечника червя ни один не мог расти на среде с хитином и целлюлозой, как единственном источнике углерода. Впервые показано, что черви Eisenia fetida andrei и Aporrectodea caliginosa способны модифицировать структуру ГК при питании и в процессе длительного пребывания в среде с ГК. При этом уменьшается молекулярная масса ГК, и они по-другому действуют на рост почвенных бактерий. Физиологическая активность ГК увеличивается, а доступность к деградации микроорганизмами уменьшается. Обнаружены бактерии, способные расти на ГК как на единственном источнике углерода и азота. Показано, что черви стимулируют разложение почвенного органического вещества своим присутствием - активизируются микроорганизмы, не способные разлагать целлюлозу, но это микробное сообщество находится в активном состоянии по отношению к почвенному органическому веществу и целлюлозе. В отсутствии червей активность не сохраняется дольше 7 сут. и не стимулируется внесением целлюлозы – черви отбирают микроорганизмы не способные к разложению целлюлозы. В присутствии червей и целлюлозы черви активизируют сообщество микроорганизмов, способных к разложению целлюлозы. Таким образом, только при наличии субстрата для разложения (целлюлозы) черви выступают в качестве стимуляторов разложения.