Изучение видового разнообразия миксомицетов села Аксаково методом «влажных камер»

Министерство образования Республики Башкортостан

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 41 с. Аксаково

муниципального района Белебеевский район

Республики Башкортостан

Наименование  секции: Биология, экология

Тема: Изучение видового разнообразия миксомицетов села Аксаково методом «влажных камер»

2018 г.

Оглавление:

Введение

В последние годы возрос интерес ученых и всего мирового сообщества к проблеме изучения и сохранения биологического разнообразия. Многими учеными неоднократно подтверждена значимость миксомицетов в природе и жизни человека. Настоящие слизевики, или миксомицеты, являются неотъемлемым звеном в пищевых цепях. Это свободноживущие организмы, обитающие в различных сырых местах, богатых разлагающимися органическими веществами: в сырой лесной почве, в компостных кучах, в трухлявых пнях, на коре деревьев и других подобных местообитаниях [3]. Миксомицеты активно поедают бактерии, играя значительную роль в регуляции численности и состава бактериальной флоры, а также оказывают значительное влияние на видовое разнообразие почвенных микроорганизмов.

Однако среди них есть и паразитные, фитопатогенные виды, относящиеся к классу Plasmodiophoromycetes, порядку плазмодиофоровых. Несмотря на многолетнюю историю изучения миксомицетов в России, их разнообразие в стране изучено крайне неравномерно. Наиболее хорошо изучены миксомицеты Ленинградской области, Московской области, Среднего Урала, Тверской области, Нижнего Поволжья, Красноярского края, Томской области, Республики Горный Алтай. Изучение видового разнообразия миксомицетов в нашем районе не проводилось. Надеемся, что наша работа станет одним из звеньев в цепи крупных исследований.

В нашей работе была поставлена цель: изучить видовое разнообразие миксомицетов села Аксаково методом «влажных камер».

Задачи исследования:

1. Определить видовой состав  выращенных миксомицетов
2. Рассмотреть зависимость видового состава миксомицетов от типа субстрата (кора деревьев)

1. Обзор литературы

Миксомицеты - типичные обитатели наземных экосистем. Для развития и образования спорофоров они используют разнообразные субстраты: подстилка, разлагающаяся древесина, кора деревьев, помет растительноядных животных, а также любую другую органику растительного происхождения. Считается, что большинство видов не приурочено к определенному типу субстрата. Тем не менее некоторые виды и даже более крупные таксоны достаточно узко специализированы, как например род  Cribraria специализированный к древесине хвойных, а также род  Didymium, большинство представителей которого предпочитают развиваться на подстилке. Однако до сих пор нет данных о приуроченности отдельного вида миксомицета к определенной породе дерева или роду в целом. Дроздович (Drozdowicz, 1977), изучал субстратное распределение миксомицетов на различных древесных породах и отметил, что различия касаются только того к какому классу относится дерево — голосеменным или покрытосеменным. [6]

Как отмечалось многими авторами ([4] [5]), наибольшее количество видов ассоциировано с древесиной. На сегодняшний день известно около тысячи видов миксомицетов, из них около 70% видов в той или иной степени приурочено к древесине. Однако, эта цифра приведена только для бореальных лесов. В растительных сообществах, где отсутствует или плохо развита подстилка, а также другие типы субстратов эта цифра может доходить до 90 и более процентов.

Некоторые виды почти всегда обитают на коре или древесине, а другие на опаде и разлагающихся растениях. Причины для специфики выбора субстрата неизвестны, однако, они могут, вероятно, быть приписаны физическому и биотическому факторам.

Как показывают проведенные исследования в некоторых районах Среднего и Северного Урала, из тех видов, что предпочитают образовывать плодовые тела на древесине 65%  используют также другие субстраты, и лишь 35%  могут быть обнаружены только на древесине, причем 84% всех ксилофильных видов обитают как на древесине хвойных, так и лиственных пород, 11%  в большей степени приурочены к хвойным, 5%  — к лиственным. [6]

В природе плазмодии поглощают различные типы пищи, включая водорослевые клетки, дрожжи и споры, вегетативные гифы и (в некоторых случаях) плодоносящие тела грибов. Плазмодии также  питаются плазмодиями других видов. [8]

Питающиеся стадии миксомицетов обычно существуют в микросредах обитания, где популяции бактерий высоки. Бактерии, вероятно,  главный источник продовольствия для миксомицетных амебофлагеллятных клеток. [9]

Плазмодии, как известно, питаются разнообразными бактериями, но не все бактерии подходят для развития плазмодия, и некоторые могут даже прекращать рост.

Главные факторы, воздействующие на распределение - влажность и температура. Некоторые разновидности  имеют температурные предпочтение. Температура, кажется,  наиболее важный фактор, основанный на данных, представленных коллекциями, сделанными равномерно в течение годичного периода в  двух местах изучения в Бразилии. Было определено, что даже в присутствии адекватной влажности, myxomycetes были редки, когда  температуры были ниже 14o C. [10]        

Слизевики выявлены во всех основных биомах Земли – от
тундры до континентальных пустынь и высокогорий.  Как правило, виды миксомицетов ассоциированы с определенными субстратами, которые относительно легко можно обследовать как в поле, так и с  помощью стандартной техники культивирования во влажных камерах. Несмотря на многолетнюю историю изучения миксомицетов в России, их разнообразие в стране изучено крайне неравномерно. К началу наших исследований в Российской Федерации было известно около 310 видов (Новожилов,
1993, 2005). Наиболее хорошо исследованы миксомицеты Ленинградской области, Московской области, Урала, Тверской области, Нижнего Поволжья,
Красноярского края, Томской области, Республики Горный Алтай.  [1]

Миксомицеты – неотъемлемое звено в пищевых цепях. Они оказывают значительное влияние на видовое разнообразие почвенных микроорганизмов.

Изучение рибосомальной РНК, выделенной из грунта, показало, что роль

миксогастеромицетов в процессах энергетического обмена в почве сильно недооценена. Есть вероятность, что миксомицеты являются доминирующей группой почвенных простейших. Большинство видов миксомицетов можно отнести к космополитам. Спороношения миксомицетов были выявлены практически во всех наземных биомах Земли: от Антарктиды до пустынь. Однако наибольшего разнообразия эта группа организмов достигает в зонах умеренного климата северного полушария.  [2]

В природе миксомицеты выполняют важную роль редуцентов, разлагая органические остатки. Некоторые слизевики являются внутриклеточными паразитами растений. Они не образуют специальных спороношений, т.к. вместилищем их спор является оболочка погибшей клетки растения-хозяина. К этой группе относится плазмодиофора (Plasmodiophora), вызывающая рак корней (килу) у капусты. Плазмодиофора может поражать более 200 видов культурных и дикорастущих крестоцветных, вредя овощеводству. Особенно сильно кила распространена в Нечерноземье. Другой паразит – спонгоспора (Spongospora subterranea) – вызывает порошистую паршу картофеля, повреждая подземные части растения. Это заболевание, поражающее и другие пасленовые, известно во всех странах умеренного пояса. [7]

2. Характеристика района исследования

2.1. Физико-географическая характеристика района исследования

Село   Аксаково находится на юго-западе Башкирии в 16 км южнее г. Белебея, в Белебеевском районе, расположенном в бассейне верхнего течения реки Усень, Западной границей района служит р. Ик, на границе с Татарией, а на востоке – р. Чермасан. Территория района располагается на Бугульмино-Белебеевской возвышенности, с абсолютными высотами до 420м над уровнем моря.

Рельеф села сравнительно ровный. Хотя в окрестностях прорезан рядом оврагов, идущих с юго-запада на северо-восток.

Село расположено в подзоне лесостепи с благоприятными почвенно-растительными условиями. Почвы – черноземы. В окрестностях – лиственные леса на темно-серых лесных почвах.

В настоящее время практически вся окружающая село территория занята пашней.

2.2. Характеристика климатических условий  периода спороношения миксомицетов (июнь – сентябрь 2017 года)

Период, в который происходит спороношение миксомицетов (июнь - сентябрь) этого года характеризовался значительной  влажностью в июне и длительным засушливым периодом с июля до, практически, конца сентября. С двадцатых чисел сентября начало резко холодать, и температура опустилась ниже +10 градусов.

Так как пик спороношения большинства миксомицетов приходится на периоды: весна – начало лета и конец лета – начало осени, когда наблюдается оптимальное соотношение температуры и влажности, то длительный засушливый период с резким похолоданием в конце сентября оказал негативное влияние на развитие, спороношение и, следовательно, расселение миксомицетов.

2. Материал и методика исследования

1. Материал исследования

Миксомицеты относятся к Типу Слизевики (грибоподобные организмы). На определённой стадии жизненного цикла все миксомицеты имеют вид плазмодия или псевдоплазмодия. У большинства видов он виден невооружённым глазом и способен двигаться. Из плазмодия или псевдоплазмодия формируются спороношения, которые часто напоминают внешним видом плодовые тела грибов. Споры прорастают подвижными клетками — зооспорами или миксамёбами, из которых различными путями образуется плазмодий или псевдоплазмодий.

2. Методика исследования

Метод «влажных камер» позволяет изучать видовой состав миксомицетов в любое время года, и основан на наличии в жизненном цикле миксомицетов покоящихся стадий, из которых при благоприятных условиях развиваются спороношения. Основным его недостатком является то, что многие виды, особенно те, которые обладают крупными спороношениями, практически никогда не обнаруживаются.

1. Сбор коры

Чтобы приготовить влажные камеры, нужно сначала собрать маленькие 1-2 см кусочки наружной коры с живого дерева с использованием ножа или отвертки.

После сбора кусочки коры должны быть помещены в помеченные мешки.

2. Подготовка «Влажных камер»

Кусок фильтровальной бумаги необходимо обрезать по размеру чашки Петри и поместить в основание. Далее необходимо поместить образцы коры поверх фильтровальной бумаги так, чтобы они закрыли основание, но не накладывались друг на друга. Кора должна быть помещена внешней поверхностью вверх. Необходимо добавить достаточное количество дистиллированной воды, чтобы образец был закрыт. Затем, закрыть контейнер, и отложить его на сутки, чтобы вода впиталась. Контейнер должен быть помечен типом образца и датой. На следующий день, воду слить и культуры должны остаться в рассеянном свете при комнатной температуре.

3.  Просмотр Культур

Культуры должны быть проверены после нескольких дней и затем просматриваться регулярно каждые несколько дней, по крайней мере, две или три недели. Культуры можно проверять, используя лупу с увеличением Х16-54 или, если доступно, бинокулярную лупу.

4. Результаты исследований и их обсуждение

Исследования проведены в лабораторных условиях. Образцы субстрата – коры деревьев – были собраны по общепринятой методике в окрестностях села Аксаково 26 ноября 2017 года.

В качестве образцов субстрата была отобрана и пронумерована кора следующих деревьев: образцы №№ 1-3 -  кора сосны,  №№ 4-6 - кора березы,  №№ 7-9- кора тополя, №№ 10-12 – кора дуба,  №№ 13-15 – кора липы, №№ 16-18 – кора яблони, №№ 19-21 – кора рябины.

29 ноября 2017 года были приготовлены влажные камеры (по предложенной методике). 6 декабря был проведен первый осмотр при помощи лупы.  Просмотры проводились с 6 по 30 декабря включительно раз в 1-2 дня.

В результате нашего исследования обнаружены представители восьми видов пяти семейств:

1. Семейство Arcyriaceae - вид Arciria cinerea.
2. Семейство Didymiaceae - вид Didymium clavus.
3.  Семейство Reticulariaceae – вид Lykogala epidendrum.
4. Семейство Physaraceae - виды Physarum decipiens, Physarum cinereum и Fuligo candida.
5. Семейство Stemonitidaceae - виды  Paradiacheopsis sp. и  Stemonitis fuska.

В образцах №№1-3 на коре сосны обнаружены четыре вида  Arciria cinerea,   Paradiacheopsis sp., Lykogala epidendrum и Physarum cinereum, первый из которых характеризуется, по мнению исследователей, своим устойчивым предпочтением коры хвойных деревьев.  Вид Arciria cinerea  имеет спорангии серого цвета, сидящие на тоненьких ножках. У Paradiacheopsis sp. спорангии белого цвета на ножках, шаровидные (похожие на капельки росы).  Эталии Lykogala epidendrum округлые, диаметром 0,3–1,5 см, сидячие, скученные или разбросанные на поверхности субстрата. Вначале они имеют ту же окраску, что и плазмодий – корало-красного цвета, позже буреют. Плазмодий Physarum cinereum сначала белый, затем желтеет. Спорангии сидячие, перидий пепельно-серого цвета.

В образцах №№ 4-6 (кора березы) обнаружен космополит семейства Didymiaceae  вид Didymium clavus.  Спорангии данного вида голубоватого цвета, стебелек либо отсутствует, либо сильно укорочен.

В образцах №№ 7-9 (кора тополя) обнаружены представители трех видов -  Physarum decipiens (спорангии маленькие, сидячие, оранжевого цвета), Stemonitis fuska и Physarum cinereum относящиеся к повсеместно распространенным видам.  

У Стемонитиса бурого спорангии имеют вид бурых, даже черных, «перышек», 6-20 мм высотой с длинной блестящей ножкой, длиной почти в половину длины самого спорангия. Спорангии Физарума пепельного (Physarum cinereum) округлые, на ножках, одиночные. Это вид часто образует спороношения на живых растениях.

В образцах №№ 10-12 (кора дуба) обнаружен вид Paradiacheopsis sp.

В образцах №№ 13-15 (кора липы) обнаружены  Lykogala epidendrum и Physarum cinereum.

В образцах №№ 16-18 (кора яблони) - Physarum cinereum и Physarum decipiens (спорангии подушковидные, желтоватые). Оба вида обитают как на гнилых растительных остатках, так и на коре  живых деревьев.

В образцах №№ 19-21 (кора рябины) обнаружен один вид Fuligo candida (Фулиго гнилостный). Эталии подушковидные белые. Развивается на гнилых пнях, коре ветвей деревьев, засохших листьях в оранжереях.

Анализируя зависимость видового состава миксомицетов от типа субстрата (кора деревьев),  было выявлено, что вид  Arciria cinerea предпочитает селиться на коре хвойных деревьев (в данном случае коре сосны). Остальные виды обитают на коре лиственных деревьев. Виды Paradiacheopsis sp. и Lykogala epidendrum встречаются на хвойных (в данном случае кора сосны), но предпочитают кору лиственных деревьев. Представители семейства Физаровые - Physarum cinereum и Physarum decipiens часто встречающиеся виды, развиваются на коре хвойных и лиственных растений. Фулиго гнилостный из этого же семейства обнаружен только на коре рябины.

Выводы

Полученные результаты согласуются с данными [6], изложенными в обзоре литературы.

Миксомицеты обнаружены на всех взятых образцах коры. Исходя из результатов эксперимента, можно сделать вывод, что миксомицеты достаточно распространены в нашем районе, хотя видовое разнообразие невелико. Небольшое видовое разнообразие можно объяснить как засушливым летом и сухим сентябрем (период их активного развития), так и узкими рамками исследования.

1. В результате нашего исследования обнаружены представители восьми

видов пяти семейств: семейство Arcyriaceae - вид Arciria cinerea, семейство Didymiaceae - вид Didymium clavus, семейство Reticulariaceae – вид Lykogala epidendrum, семейство Physaraceae - виды Physarum decipiens, Physarum cinereum и Fuligo candida, семейство Stemonitidaceae - виды  Paradiacheopsis sp. и  Stemonitis fuska.

2. Анализируя зависимость видового состава миксомицетов от типа

субстрата (кора деревьев),  было выявлено, что вид  Arciria cinerea предпочитает селиться на коре хвойных деревьев (в данном случае коре сосны). Остальные виды обитают и на коре лиственных деревьев. Виды Paradiacheopsis sp. и Lykogala epidendrum встречаются на хвойных (в данном случае кора сосны), но предпочитают кору лиственных деревьев. Представители семейства Физаровые - Physarum cinereum и Physarum decipiens часто встречающиеся виды, развиваются на коре хвойных и лиственных растений. Фулиго гнилостный из этого же семейства обнаружен только на коре рябины.

Список литературы

1. Власенко А.В. Миксомицеты сосновых лесов правобережной части

Верхнего Приобья – автореферат на соискание ученой степени кандидата биологических наук. ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет», Биологический факультет, 2010.

2. Гмошинский В.И. Миксомицеты Москвы и Московской области –

автореферат на соискание ученой степени кандидата биологических наук. Московский Государственный Университет имени М.В. Ломоносова, Биологический факультет, 2013

3. Ефимов П. Г.  Альгология и микология: учебное пособие. – Москва:

Товарищество научных изданий КМК ,  2011– 120 с.

4. Мир растений, М. В. Горленко. 2 том. Слизевики. Грибы, Москва:

Просвещение 1991.

5. Новожилов Ю. К. Определитель грибов России. Отдел Слизевики.

Вып. 1. Класс Миксомицеты. — СПб.: Наука, 1993. — 288 с.

6. Фефелов К.А. Изучение миксомицетов среднего Урала, выращенных

методом влажных камер - реферативная работа студента Уральского государственного университета им. А.М. Горького, кафедра ботаники. Екатеринбург, 2001.

Интернет-ресурсы:

7. Мельникова С. | Ползающий гриб?.. | Газета «Биология».../

bio.1september.ru›/Ползающий гриб

8. Миксомицеты — Википедия/ ru.wikipedia.org›./ Миксомицеты
9. Миксомицеты | Virtual Laboratory Wiki | Fandom powered.../

ru.vlab.wikia.com›wiki/Миксомицеты

10. Трофические Стадии - Биология и химия - /KazEdu.kz

KazEdu.kz›referat/23327/3