ОСОБЕННОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ИТАКСОНОМИЧЕСКОГО СОСТАВА САПРОТРОФНОГО КОМПЛЕКСАБАКТЕРИЙ В БОЛОТНО-ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ

А.В. Головченко

Институт почвоведения МГУ-РАН,

Институт проблем экологии и эволюции РАН, Москва

Болотообразование — сложный биогеохимический процесс, изучение которого требует комплексного подхода, предполагающего сопряженный анализ водного режима, почвенных процессов, растительного покрова, жизне

деятельности беспозвоночных животных и микроорганизмов.

Объекты исследования включали почвы болот: низинный нормальнозольный торфяник под сосняком болотно-травяным, низинный высокозольный торфяник под черноолыпаником крупнотравно-папоротниковым и верховой торфяник под сосняком андромедово-пушицево-сфагновым (Западнодвинский стационар Института лесоведения РАН, Тверская область). Образцы (зелёные и сухие части растений, подстилки по слоям, почвенные горизонты) анализировали по сезонам в течение двух лет. Почвенные пробы отбирали через каждые 20-50 см. буром: вплоть до подстилающих пород (до 7 м — в низинных и 5,5 — в верховом торфяниках).

Основная тенденция в распределении бактерий по толще торфяников — довольно плавное изменение их численности с глубиной с небольшими увеличениями или уменьшениями плотности популяций (в пределах одного порядка) в отдельных горизонтах, в отличие от уменьшения численности бактерий по профилю, характерного для большинства типов почв. Исследуемые торфяные почвы залегают на глубоких торфах, таким образом, весь их профиль состоит из органогенных горизонтов — именно эта особенность торфяных почв определяла равномерное, либо даже увеличивающееся с глубиной распределение бактери по вертикали. Следует также отметить, что контуры распределения бактерий по профилю исследуемых почв, полученные на основании прямого и чашечного методов, в большинстве случаев коррелировали и не зависели от ботанического состава торфа [1,2].

В исследуемых образцах были обнаружены представители 22 родов бактерий, среди них на долю грациликутов приходится 73 %, на долю фирма- кутов — 27 % [1,2]. Список потенциальных доминантов является одним из наиболее репрезентативных показателей таксономической структуры микробных комплексов, тесно связанных с типом экосистемы {3,4]. В сообщест- вах бактерий болот в спектр потенциальных доминантов из протеобактерий вошли представители семейств Enterobacteriaceae (роды: Enterobacter, Klebsiella, Proteus), Vibrionaceae (роды: Aeromonas, Plesiomonas, Vibrio), Spirillaceae (род: Aquaspirillum)\ из скользящих бактерий — бактерии группы Flavobacterium-Cytophaga\ из актинобактерий — бактерии рода Streptomyces. Спектр родов и видов бактерий, выделенных из торфяников, отражает адаптацию прокариотных микроорганизмов к обитанию в земноводных экосистемах с пониженным содержанием кислфода и низкими значениями pH. В качестве доминирующих в болотно-лесных экосистемах выявлялись специфические, характерные для водных сред организмы. Это подвижные спириллы, вибрионы, энтеробактерии, способные к росту в условиях, складывающихся при режиме затопления, характерном для болот.

Особенностью ярусной структуры бактериальных комплексов болотнолесных экосистем является континуальный характер распределения по ярусам представителей одних и тех же групп, в основном спирилл и факультативно-анаэробных бактерии семейств Enterobacteriaceae и Vibrionaceae. Доминирование этой группы протеобактерий было подтверждено сравнительным анализом структуры этих комплексов в 16 различных точках из поверхностных горизонтов и в 25 точках на выборочных глубинах почвенного профиля каждого из исследуемых торфяников. Во всех вариантах процентное содержание этой группы гидробионтов колебалось от 44 до 90% по горизонтальной структуре и 64-96% по вертикальной [1,5].

Экологическая структура бактериальных комплексов болот особенно показательна: преобладание протеобактерий, относящихся к группам копио- трофов и олиготрофов и низкая доля бактерий гидролитического комплекса, особенно в верховых болотах; что коррелирует с замедленными процессами деструкции органического материала в болотных экосистемах. Более детально был изучен гидролитический комплекс бактерий с помощью метода репликаторов.

Проанализировав ярусную, типологическую и экологическую структуры бактериальных комплексов сапротрофного блока торфяников удалось выявить уровень их разнообразия, степень простанственной дифференциации и выполняемые ими функции в болотно-лесных экосистемах.

Работа выполнена при поддержке ФЦНТП «Биоразнообразие».

[1] Головненко А.В. Особенности пространственного распределения и структуры микробных комплексов болотно-лесных экосистем: Дис. канд. биол. наук. М.: МГУ. 1993. 156 с. [2] Головненко А.В. и др. Особенности пространственного распределения и структуры микробных комплексов болотно-лесных экосистем. // Почвоведение, 1993. № 10. С. 78-89. [3] Чернов И.Ю. География микроорганизмов и структура экосистем. // Изв. РАН, сер. географ. 1993. № 6. С. 49-58. [4] Добровольская Т.Г. и др. О показателях структуры бактериальных сообществ. // Микробиология, 1997. Т. 66. № 3. С. 408-414. [5] Добровольская Т.Г., Головненко А.В. Эколого-таксономическая структура бактериальных сообществ лесных почв гидроморфного ряда. // Веста. МГУ, сер. 17. Почвоведение. 1999. № 1. С. 55-59.