Mycobiota of the pelagic zone of Odessa region in the northwestern Black Sea.pdf Введение Происхождение многих «морских» грибов неизвестно, организмы попадают в море вместе с растительными и животными субстратами, терригенными стоками различного происхождения и заносятся ветром. E.B.G. Jones et al. [1] считают, что разделение грибов, выделенных из морских мест обитания, на облигатно и факультативно морские виды, формально и зависит от мнения специалиста. Ранее почти все микромицеты (микроскопические грибы), изолированные из морских грунтов, относили к наземным, однако их многократная изоляция из разных биотопов и в разных лабораториях мира заставила морских микологов рассматривать их как «морские». Подобная ситуация сложилась и в отношении к сапротрофным таксонам, которые выделяют из литоральных субстратов (морские травы, мангровые растения и т. д.) [2]. В монографии «Classification of marine Ascomycota, Basidiomycota, Blastocladiomycota and Chytridiomycota» [2] представлен список морских грибов, включающий 1112 видов из 472 родов. Перечень микроскопических грибов содержит наземные виды, выделенные из морской среды, в том числе из родов Aspergillus (47) и Penicillium (39). В работе особо отмечены наземные грибы, выделенные из морских экосистем, геном которых подтвержден молекулярными исследованиями, 38 представителей родов Aspergillus и Penicillium имеют такое подтверждение. Современное определение термина «морской гриб» - это любой гриб, который многократно был выделен из морских сред обитания. Гриб считается морским в связи с тем, что: 1) он способен расти и / или продуцировать споры на субстратах в морской среде; 2) формирует симбиотические отношения с другими морскими организмами или 3) доказано, что он может адаптироваться и развиваться в морской среде [3]. Изучение морской микобиоты в районах влияния терригенных стоков различного происхождения в сочетании с высокой антропогенной нагрузкой представляет несомненный научный интерес. Цель данного исследования - изучить видовой состав, количество и динамику пространственно-временного распределения культивируемых микроскопических грибов в пелагиали Одесского региона северо-западной части Чёрного моря в зависимости от абиотических факторов и трофического уровня морской воды. Материалы и методики исследования Одесский регион (ОР) северо-западной части Чёрного моря (координаты 30°70W'-31°00'00"N и 46°23'00"-46°60'00"Е) находится под влиянием Н.И. Копытина 142 стока рек Днепр (93,4%), Южный Буг (5,7%) и открытой части моря, поэтому в акватории присутствуют слои воды с разной соленостью от 3 до 18,5%о. Акватория региона испытывает постоянное береговое антропогенное воздействие: хозяйственная деятельность городов Одессы, Черноморска (Ильичевск) и Южного, их портов, судоходства, дноуглубления, неочищенных ливневых и дренажных стоков. Максимальные концентрации биогенных и органических веществ отмечаются в районах расположения станций биологической очистки (СБО) «Северная» и «Южная». В сумме они поставляют в морскую среду 38% нитратов, 79% нитритов, 86% аммонийного азота, 87% фосфатов и 69% органических соединений от общего их количества, которое поступает с берега [4]. Изучение микромицетов в водной толще ОР проведено летом и осенью 2008-2012 гг. (август, октябрь 2008 г., июль, октябрь 2009 г., июнь 2010 г., июль 2011 г., сентябрь 2012 г.). Образцы воды взяты в комплексных экспедиционных рейсах Одесского филиала Института биологии южных морей НАН Украины (ОФ ИнБЮМ НАНУ, в настоящее время Институт морской биологии НАНУ) на НИС «Спрут». Станции отбора проб находились на расстоянии 0,6-14,0 км от берега. Пробы воды брали с поверхностного (1 м) и придонного горизонтов (7-24 м) пластмассовым батометром Молчанова объёмом 4 л. Проанализированы результаты обработки 258 проб с 22 станций, на которых произведен отбор проб не менее 3 раз (рис. 1). Грибы выделяли на среду Чапека, приготовленную на морской воде. В чашку Петри вносили 1 мл воды и заливали средой, охлажденной примерно до 36-40 °C. Для подавления роста бактерий в среду добавляли 0,03% левомицетина (от объема среды) [5]. Посев материала делали в 3 повторностях и культивировали в термостате при температуре 18-20 °С в течение 2-8 недель. Грибы идентифицировали по «морфолого-культуральным признакам», используя определители грибов В.И. Билай, Э.З. Коваль и G.S. De Hoog et al. 2000 [6, 7]. Валидные названия и таксономическая принадлежность видов грибов соответствуют электронной международной базе данных Index Fungorum [8]. Экологический анализ микокомплексов (совокупность таксонов грибов, занимающих одно дискретное местообитание) проведен по следующим структурным показателям: видовому составу, количеству видов в комплексах, частоте встречаемости вида, числу колониеобразующих единиц (КОЕ/л). Значения КОЕ представлены в виде средней арифметической ± стандартное отклонение (M±SD), медианы (Me), минимума (Min) и максимума (Max). Обработка данных выполнена с применением программы MS Excel, пакета статистических программ StatSoft STATISTICA 10.0 и PRIMER® 5.2.8 [9, 10]. Систематическая характеристика комплексов грибов дана с использованием 2 индексов таксономического разнообразия - индекса средней таксономической отличительности (или таксономического своеобразия) Д+ (Average Микобиота пелагиали Одесского региона 143 Taxonomic Distinctness index, AvTD) и индекса вариабельности Л+ (Variation in Taxonomic Distinctness index, VarTD), преимущества которых перед другими индексами показаны в работах по зоо- и фитобентосу [9-12]. Рис. 1. Карта-схема расположения станций отбора проб на полигоне Одесского региона северо-западной части Чёрного моря: станция 2 - район очистных сооружений Одесского припортового завода (ОПЗ); станция 9 - СБО «Северная»; станция 12 - вокзал Одесского морского порта, ЗАО «Одесская сахарная компания», портовый комплекс по транспортировке и перевалке на танкера нефти, нефтепродуктов и сжиженных газов, Одесская теплоэлектроцентраль; станции 17,18, 21 - городские ливневые выпуски; станция 22 - СБО «Южная»; станция 24 - очистные сооружения Морского торгового порта «Черноморск» [Fig. 1. Chart map of the sampling stations at the Odessa region test site in the northwestern Black Sea Note: Station 2 is the wastewater treatment area of Odessa Port Factory (OPF); Station 9 is the biological water treatment plant Northern; Station 12 is Odessa Commercial Sea Port Station; Odessa Sugar Company (private joint stock company); oil terminal of Sintez Oil (private joint stock company with foreign investments); Odessa State Heat and Power Central Plant (public joint stock company); Stations 17, 18 and 21 are urban stormwater discharge outlets; Station 22 is the biological water treatment plant Southern; Station 24 is the wastewater treatment facilities of Chernomorsk Commercial Sea Port] Индексы рассчитаны по факту наличия или отсутствия таксона, учитывают систематическую связь видов в каждой пробе (вид, род, семейство и т.д.) и обеспечивают статистически устойчивое заключение о близости таксономической структуры в пределах сообщества. Если два вида принадлежат к одному роду, то нужно пройти один шаг для того, чтобы достичь общего узла в иерархическом древе. Когда виды относятся к разным родам, но одному семейству, то потребуется два шага (шаг вид-род и шаг род-семейство) и т.д. Длина шагов стандартизирована так, что различие двух видов, связанных на самом верхнем таксономическом уровне, равно 100, и значение индекса Д+ изменяется в пределах от 0 до 100. Индекс Д+ - средняя длина связей между видами в таксономическом древе отражает вертикальные связи, рассчитан по формуле Н.И. Копытина 144 Л+= Р2^ Wj]/[S(S-1)/2], (1) где S - количество видов в выборке; о. - мера таксономического различия, заданная длиной пути, который связывает виды і и j в иерархической классификации Линнея. Индекс Л+ - это дисперсия парных длин связи, он также отражает горизонтальную пропорцию сообщества (с учетом числа таксонов на каждом уровне иерархического древа). Формула для расчёта Л+: Л+ = [{ЕЕ. fflj2}/{S(S-1)/2}] - [А+]2 (2) Обозначения, такие же, как в формуле (1). Индексы рассчитаны по матрице видов микромицетов исследуемого района, которая сопоставлена со списком грибов (219 видов), известных в пела-гиали всего Чёрного моря [13]. В таксономический анализ включены семь уровней: вид, род, семейство, порядок, класс, отдел, царство. Максимальные значения обоих индексов указывают на высокую выравненность структуры по рангам. Чем больше в сообществе представителей из поливидовых ветвей, тем ниже показатели иерархической выравненности таксономической структуры и меньше значения индекса Л+ и Л+. Значение Л+ = 0 означает, что в пробе обнаружен 1 вид. Значение Л+ = 0 встречается в нескольких вариантах: а) обнаружен 1 вид; б) все виды относятся к одному роду; в) виды замыкаются на уровне семейства; г) все виды принадлежат к разным ветвям древа и пересекаются на уровне порядка. Построены графики, на которых отображены значения таксономических индексов, соответствующих рассматриваемым сообществам, что позволяет наглядно оценить различие в их структуре [9, 10]. Сходство комплексов грибов оценено по коэффициенту Брэя-Кёртиса в двух вариантах: а) по видовому составу (присутствие / отсутствие вида); б) по численной структуре на основе матрицы КОЕ микромицетов и количества видов, которая трансформирована в степени 0,25. Оценка статистической значимости различий между микокомплексами рассчитана с использованием R-статистики [10]. Комплексы индикаторных видов грибов в интересующих группах определяли по значению индекса индикаторной валентности «Indicator value» (IndVal), который рассчитывали по формуле [14] IndVal = N/NtxP / х100%, где Nij - среднее число КОЕ вида в группе; Nt - сумма значений средней численности вида в каждой из групп; P - количество проб в пределах групп, в которых отмечен вид; P. - общее количество проб в данной группе. Индикаторными видами группы с большим числом проб считали те, у которых значение индекса IndVal превышало 10,0%. В 2008-2011 гг. взяты 140 проб воды (летом 108 проб и осенью 32), для параллельного исследования грибов и гидрохимического анализа. Учтены параметры окружающей среды: температура воды (T, °С), соленость (S, %о), растворенный кислород (О2), биохимическое потребление кислорода за 5 су- Микобиота пелагиали Одесского региона 145 ток (БПК5), нефтепродукты (НП), растворённые формы металлов Cu, Zn, Ni, Cd и взвешенное вещество. По итогам объединения биотической (показатели численности и количества видов) и абиотической (физико-химические параметры окружающей среды) матриц сходства выполнен расчет наиболее высоких значений коэффициентов ранговой непараметрической корреляции Спирмана и Кендалла (pmax) [10]. Данные по абиотическим параметрам воды любезно предоставлены коллегами из Института морской биологии НАНУ (Одесса, Украина) (табл. 1). Таблица 1 [Table 1] Значения физико-химических параметров в воде Одесского региона [Physicochemical parameters of water in Odessa region] Параметр [Parameter] M±SD Me Min-Max Температура [Temperature], T, °С 18,57±5,39 19,20 8,60-25,80 Солёность [Salinity], S, %о 15,21±1,55 15,19 8,99-17,87 О,, mg/L 7,64±1,14 7,81 4,23-10,45 Нефтепродукты НП, мг/л [Petroleum hydrocarbons, mg/L] 0,05±0,14 0,03 0,01-1,57 Взвешенное вещество, мг/л [ Suspended particulate matter, mg/L] 7,12±10,57 5,50 1,50-116,90 Биохимическое потребление кислорода за 5 суток БПК5, мг/л [BOD5: five-day biochemical oxygen demand, mg О^/L] 1,49±0,81 1,28 0,00-3,98 *Cu, pg/L " 2,60±2,99 1,40 0,20-15,82 *Zn, pg/L 2,90±7,36 0,28 0,00-49,31 *Ni, pg/L 1,34±1,38 0,84 0,00-7,40 *Cd, pg/L 0,12±0,12 0,11 0,00-1,00 Примечание. * О2, Cu, Zn, Ni, Cd, растворенные в воде. [Note. * О2, Cu, Zn, Ni, Cd: - dissolved in water]. Карта-схема полигона выполнена с применением программы Surfer 12. Результаты исследования и обсуждение Традиционной оценкой биологического разнообразия микроскопических грибов остается синэкологический анализ культивируемых видов микромицетов на основе «метода посева», когда видовая идентификация осуществляется при выделении микромицетов на питательные среды [15]. В ОР идентифицировано 50 видов микромицетов из 19 родов, 14 семейств, 9 порядков, 4 классов, отдела Ascomycota. Систематическая структура микобиоты ОР характеризуется большой сгруппированностью видов по родам и семействам: семейство Aspergillaceae включает роды Aspergillus (17 видов), Penicillium (8) и Talaromyces (2), в состав семейства Pleosporaceae входят роды Alternaria (7) и Stemphylium (1), также выявлены 3 вида в роде Н.И. Копытина 146 Cladosporium, которые относятся к семейству Cladosporiaceae. Итого 76,0% видов, выявленных в ОР, принадлежат к 3 семействам (табл. 2). По одному виду отмечено в 14 родах и 9 семействах. Во всех экспедициях обнаружено 11 общих видов микромицетов. За весь исследуемый период у 17 видов зарегистрирована встречаемость более 10%, наибольшая отмечена у Aspergillus fumigatus (33,0%), A. clavatus (23,6%), Alternaria alternata (26,4%), Penicillium expansum (20,9%) (год описания и автор(ы) видов грибов указаны в табл. 2). Таблица 2 [Table 2] Таксономический состав, численность (N , КОЕ/л) и частота встречаемости (ЧВ, %) микромицетов в Одесском морском регионе по датам экспедиций [Taxonomic composition, number (N , CFU/L) and percentage of micromycete occurrence (PO, %) in Odessa sea region sorted by expedition dates] Дата [Date] 08.2008 I 10.2008 I 07.2009 I 10.2009 I 06.2010 I 07.2011 109.2012 Вид [Species] Среднее число колониеобразующих единиц (N, КОЕ/л) / частота встречаемости (ЧВ, %) [Average number of colonY forming units (N , CFU/L) / percentage of occurrence (PO, %)] Sordariomvcetes - Hvpocreales - Bionectriaceae Lasionectriopsis spinosa (Negroni) Lechat & P.-A. Moreau 2019 68/2,3 535/6,5 333/6,5 1220/4,5 706/6,3 0/0 3294/ 26,5 Sordariomvcetes - Hvpocreales - Incertae sedis Sarocladium kiliense (Grutz) Summerb. 2011 0/0 0/0 350/6,5 645/11,4 102/3,1 13951/ 45,2 3132/ 23,5 Sordariomvcetes - Hvpocreales - Stachvbotrvaceae Stachybotrys chartarum (Ehrenb.) S. Hughes 1958 113/2,3 0/0 8113/ 12,9 8113/ 9,1 1907/ 9,4 2890/ 16,7 780/14,7 Sordariomvcetes - Hvpocreales - Nectriaceae Fusarium sp. 477/11,4 2767/ 14,3 0/0 0/0 22621/ 12,5 0/0 1058/ 14,7 Sordariomvcetes - Cei phalothecales - Cephalothecaceae Phialemonium atrogriseum (Panas.) Dania Garda, Perdomo, Gene, Cano and Guarro 2013 0/0 0/0 766/ 12,9 4^ OO со 31/ 3,1 16529/ 45,2 294/ 5,9 Sordariomvcetes - Sordariales - Chaetomiaceae Chaetomium sp. 0/0 0/0 0/0 0/0 63/3,3 0/0 1897/ 14,7 Sordariomvcetes - Microascales - Halosphaeriaceae ~Halosphaeriopsis mediosetigera (Cribb and J.W. Cribb) T.W. Johnson 1958 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 382/8,8 Микобиота пелагиали Одесского региона 147 Продолжение табл. 2 [Table 2 (cont.)] Дата [Date] 08.2008 1 10.2008 1 07.2009 1 10.2009 1 06.2010 1 07.2011 109.2012 Вид [Species] Среднее число колониеобразующих единиц (N^, КОЕ/л) / частота встречаемости (ЧВ, %) [Average number of colonv forming units (N , CFU/L) / percentage of occurrence (PO, %)] Sordariomvcetes - Microascales - Microascaceae Microascus sp. 23/2,3 0/0 33/3,2 20/2,3 20/3,1 0/0 1617/8,6 Pseudallescheria boydii Shear) McGinnis, A.A. Padhye and Aiello 1982 306/4,5 0/0 0/0 1250/2,3 468/3,1 0/0 0/0 Dothideomvcetes - Pleosporales - Pleos poraceae *Alternaria alternata (Fr.) Keissl. 1912 3056/ 25,0 3964/ 25,8 7583/ 29,0 1571/ 18,2 3289/ 25,0 8536/ 28,6 4029/ 35,3 Al. chlamydospora Mouch. 1973 23/2,3 0/0 666/ 3,2 105/ 4,5 156/ 9,4 0/0 970/ 11,8 Al. cichorii Nattrass 1937 0/0 0/0 673/ 3,2 135/ 4,5 580/ 3,1 6573/ 23,8 3117/ 31,4 Al. dianthicola Neerg. 1945 352/4,5 0/0 983/ 9,7 126/ 9,1 403/ 3,1 256/ 4,8 4573/ 28,6 Al. longipes (Ellis and Everh.) E.W. Mason 1928 0/0 107/ 3,6 67/ 6,5 145/ 6,8 440/ 6,3 0/0 2352/ 20,0 Al. porri (Ellis) Cif. 1930 45/ 2,3 0/0 2016/ 6,5 63/2,3 0/0 2622/ 16,7 2382/ 14,3 Al. tenuis-sima (Kunze) Wiltshire 1933 363/ 2,3 13518/ 35,5 0/0 4200/ 11,4 1415/ 9,4 7012/ 31,0 4308/ 22,9 Stemphylium sp. 23/2,3 0/0 0/0 63/6,8 0/0 25/2,4 3147/ 25,7 Dothideomvcetes - Capnodiales - Cladosporiaceae *Cladosporium cladosporioides (Fresen.) G.A. de Vries 1952 113/ 2,3 0/0 2733/ 9,7 4106/ 13,6 2783/ 12,5 641/ 28,6 2132/ 17,1 C. herbarum (Pers.) Link 1816 0/0 0/0 0/0 146/ 4,5 0/0 0/0 2647/ 28,6 C. macrocarpum Preuss 1848 0/0 0/0 34/ _3,2 240/ 11,4 67/ _3J_ 621/ 14,3 4544/ 60,0 Dothideomvcetes - Dothideales - Saccotheciaceae Aureobasidium pullulans (de Bary and Lowenthal) G. Arnaud 1918 670/13,6 232/3,2 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 Eurotiomvcetes - Eurotiales - Aspergillaceae Aspergillus alliaceus Thom and Church 1945 761/15,9 107/3,2 0/0 0/0 0/0 1975/9,5 0/0 A. caesiellus Saito 1904 0/0 0/0 6500/6,5 0/0 313/3,1 0/0 0/0 Н.И. Копытина 148 Продолжение табл. 2 [Table 2 (cont.)] Дата [Date] 08.2008 10.2008 07.2009 10.2009 06.2010 07.2011 09.2012 Среднее число колониеобразующих единиц (N , КОЕ/л) / Вид [Species] частота встречаемости (ЧВ, %) [Average number of colony forming units (Nm CFU/L) / percentage of occurrence (PO, %)] *A. candidus Link 1809 261/4,5 0/0 0/0 5866/ 20,5 1906/ 9,4 0/0 0/0 *A. carneus 625/ 0/0 3500/ 116/ 2768/ 3951/ 2632/ Blochwitz 1933 9,1 3,2 4,5 3,1 16,7 17,6 A. clavatonanicus Bat., H. Maia and Alecrim 1955 886/ 5285/ 2100/ 258/ 6299/ 3769/ 5544/ 6,8 16,1 6,5 6,8 9,4 16,7 20,6 A. clavatus 1181/ 14464/ 18667/ 1375/ 7720/ 4256/ 2176/ Desm. 1834 13,6 54,8 41,9 13,6 21,9 24,2 11,8 A. conicus 954/ 0/0 1166/ 458/ 935/ 1914/ 1132/ Blochwitz 1914 4,5 3,2 4,5 6,3 14,3 8,8 A. deflectus Fennell 23/ 71/ 0/0 3670/ 5131/ 1817/ 3323/ and Raper 1955 2,3 3,2 11,4 6,3 14,3 17,6 A. flavipes (Bainier and R. 1363/ 1392/ 66/ 0/0 6496/ 2500/ 3161/ Sartory) Thom and Church 1926 6,8 12,9 6,5 21,9 14,3 23,5 *A. flavus 318/ 1446/ 1216/ 2445/ 934/ 1207/ 4823/ Link 1809 6,8 19,4 9,7 13,6 12,5 12,1 23,5 *A. fumigatus 1818/ 8857/ 18067/ 11560/ 7519/ 10244/ 6147/ Fresen. 1863 29,5 22,6 41,9 50,0 34,4 26,2 23,5 A. granulosus Raper and Thom 1944 2920/ 18,2 8178/ 22,6 0/0 0/0 660/ 3,1 390/ 11,9 0/0 *A. niger 1034/ 35/ 2506/ 1583/ 2763/ 1452/ 5632/ Tiegh. 1867 4,5 3,2 22,6 13,6 18,8 4,8 44,1 *A. ochraceus 454/ 1696/ 2506/ 1606/ 1433/ 353/ 7352/ G. Wilh. 1877 6,8 9,7 22,6 4,5 18,8 4,8 42,9 *A. versicolor 181/ 3571/ 383/ 85/ 450/ 0/0 0/0 (Vuill.) Tirab. 1908 6,8 6,5 3,2 4,5 9,4 *A. unguis (Emile-Weill and L. Gaudin) Thom and Raper 1934 0/0 105/ 3,2 266/ 3,2 0/0 0/0 0/0 0/0 *A. ustus (Bainier) Thom and Church 1926 1363/ 20,5 0/0 0/0 0/0 4788/ 25,0 1487/ 11,9 0/0 Penicillium aurantiogriseum Dierckx 1901 68/ 6,8 0/0 1216/ 9,7 200/ 6,8 31/ 3,1 390/ 7,1 3657/ 26,5 *P. brevicompac- 45/ 71/ 100/ 165/ 134/ 195/ 676/ tum Dierckx 1901 2,3 3,2 3,2 9,1 3,1 4,8 11,4 *P. citrinum 181/ 4958/ 1166/ 85/ 835/ 3195/ 779/ Thom 1910 6,8 42,9 19,4 2,3 12,5 16,7 14,6 *P. commune 1022/ 4053/ 167/ 2370/ 1020/ 5085/ 2441/ Thom 1910 13,6 19,4 19,4 15,9 21,9 23,8 26,5 *P. decumbens 181/ 178/ 300/ 1216/ 125/ 2207/ 1029/ Thom 1910 6,8 3,6 6,5 18,2 6,3 16,7 2,9 Микобиота пелагиали Одесского региона Окончание табл. 2 [Table 2 (end)] Дата [Date] 08.2008 1 10.2008 1 07.2009 1 10.2009 1 06.2010 1 07.2011 109.2012 Вид [Species] Среднее число колониеобразующих единиц (N, КОЕ/л) / частота встречаемости (ЧВ, %) [Average number of colony forming units (N , CFU/L) / percentage of occurrence (PO, %)] P. expansum Link 1809 1058/1 1,4 10960/ 42,9 6900/ 16,1 3352/ 25,0 4734/ 15,6 2634/ 11,9 2014/ 26,5 *P simplicis-simum (Oudem.) Thom 1930 1522/ 20,5 1584/ 9,7 133/ 3,2 1152/ 11,4 1020/ 9,4 1280/ 21,4 926/ 17,6 Penicillium sp. 1113/6,8 1250/6,5 300/3,2 105/6,8 0/0 158/4,8 117/5,9 Talaromyces verruculosus (Peyronel) Samson, N. Yilmaz, Frisvad and Seifert 2011 80/4,5 0/0 0/0 42/2,3 468/3,1 0/0 0/0 Eurotiomycetes - Onygenales - Onygenaceae Chrysosporium inops J.W. Carmich. 1962 23/2,3 767/9,7 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 Eurotiomycetes - Onygenales - Aiellom^ ycetaceae Emergomyces pasteurianus (Drouhet, E. Gueho & Gori) Dukik, Sigler and de Hoog 2017 0/0 1928/3,2 1833/9,7 770/9,1 1552/ 18,8 768/9,5 2126/ 38,2 Saccharomycetes - Saccharomycetales - Incertae sedis Candida dubliniensis D.J. Sullivan, Western., K.A. Haynes, Des.E. Benn. and D.C. Coleman 1995 909/11,4 0/0 1500/3,2 21/2,3 6478/ 28,1 0/0 0/0 Примечание. * - наземные виды микромицетов с доказанной способностью функционировать в морской среде (по Jones et al., 2015); ~ Halosphaeriopsis mediosetigera, облигатно морской микромицет. 149 [Note. * Terrestrial micromycete species with the proven ability to function in the marine environment (Jones et al. 2015); ~ Halosphaeriopsis mediosetigera, obligate marine micromycete]. Частота встречаемости по горизонтам воды различалась у следующих видов: Aspergillus ochraceus (поверхностный слой - 10,1%, придонный - 19,4%) и P expansum (16,3 и 25,6%) (p>0,1). Сходство видовой структуры комплексов между зонами трофности - 99,0%; численной структуры - 86,0%. В течение всего периода исследования численная и видовая структура микокомплексов оставалась относительно стабильной по районам с различными трофическими статусами, датам экспедиций, сезонам, горизонтам воды (табл. 3). Таблица 3 [Table 3] Характеристика структуры микокомплексов в пелагиали Одесского региона [Characteristics of the structure of mycocomplexes in the water area of Odessa region] Факторы [Factors] Микоком плексы [Mycocom plexes] Число проб воды [Number of water samples] Количество видов грибов [Number of fungal species] M ± SD (Min - Max), CFU/L Ме численности, КОЕ/л [Me number, CFU/L] Мезотрофная зона [Mesotrophic] Общий [General] 155 49 68613±67915 (2500-498000) 45510 Поверхностный [Surface] 116 48 77149±74212 (2500-498000) 53860 Придонный [Bottom] 39 46 46301±46068 (6000-197000) 27440 Эвтрофная зона [Eutrophic] Общий [General] 103 50 93309±70203 (5500-345000) 78600 Поверхностный [Surface] 13 31 130592±83064 (33000-284000) 108500 Придонный [Bottom] 90 50 86590±64666 (5500-345000) 76750 08.2008 Общий [General] 44 39 25988±18405 (2500-77000) 21250 Поверхностный [Surface] 22 29 25295±17508 (2500-77000) 22250 Придонный [Bottom] 22 29 26681±19648 (5500-62500) 17750 Н.И. Копытина 154 Продолжение табл. 3 [Table 3 (cont.)] Факторы [Factors] Микоком плексы [Mycocomplexes] Число проб воды [Number of water samples] Количество видов грибов [Number of fungal species] M ± SD (Min - Max), CFU/L Ме численности, КОЕ/л [Me number, CFU/L] 10.2008 Общий [General] 31 27 90761±55368 (9000-197500) 92500 Поверхностный [Surface] 16 26 85948±58353 (9000-174500) 65500 Придонный [Bottom] 15 19 95917±53671 (19500-197500) 93025 07.2009 Общий [General] 31 35 89546±64654 (8000-284000) 79750 Поверхностный [Surface] 15 28 91026±73844 (19300-284000) 57500 Придонный [Bottom] 16 26 88066±56579 (8000-209000) 80500 10.2009 Общий [General] 44 39 60740±57792 (2710-281000) 55300 Поверхностный [Surface] 22 31 71967±69670 (2710-281000) 61130 Придонный [Bottom] 22 32 50411±43120 (6570-151100) 31000 06.2010 Общий [General] 32 41 81406±62162 (11730-250600) 69095 Поверхностный [Surface] 16 32 103282±67135 (22280-250600) 84580 Придонный [Bottom] 16 32 59530±49575 (11730-215800) 47795 07.2011 Общий [General] 42 33 116664±90346 (16000-345000) 100000 Поверхностный [Surface] 22 31 109678±88506 (17500-260000) 66000 Придонный [Bottom] 22 30 124000±93956 (16000-345000) 108000 09.2012 Общий [General] 34 38 102357±78251 (27000-498000) 94250 Поверхностный [Surface] 17 33 107344±25674 (27000-498000) 94000 Придонный [Bottom] 17 38 97370±37019 (37500-184500) 94500 Лето [Summer] Общий [General] 147 49 76313±72449 (2500-345000) 47000 Поверхностный [Surface] 74 45 79427±8625 (2500-284000) 45355 Придонный [Bottom] 73 47 73157±8310 (5500-345000) 49500 Осень [Autumn] Общий [General] 111 47 81331±66253 (2710-498000) 72000 Поверхностный [Surface] 55 45 86715±80046 (2710-498000) 70830 Микобиота пелагиали Одесского региона Окончание табл. 3 [Table 3 (end)] Факторы [Factors] Микоком плексы [Mycocomplexes] Число проб воды [Number of water samples] Количество видов грибов [Number of fungal species] M ± SD (Min - Max), CFU/L Ме численности, КОЕ/л [Me number, CFU/L] Придонный [Bottom] 56 44 76043±49301 (6570-197500) 73715 Поверхностный [Surface] Общий [General] 129 48 82534±76523 (4000-498000) 57220 Придонный [Bottom] Общий [General] 129 50 74410±62311 (5500-345000) 61500 155 Для понимания закономерности распределения видов грибов в зависимости от трофического статуса среды для 9 видов с наибольшей частотой встречаемости вычислили индексы индикаторной валентности (IndVal). В мезотрофной зоне наибольшие значения индекса получены для A.fumigatus (15,7%) и Al. alternata (12,8%), в эвтрофной зоне - для A. clavatus (21,2%), P expansum (17,7%), A. fumigatus (16,5%), P. citrinum (16,1%), Al. alternata (14,0%), Al. tenuissima (12,5%). Частота встречаемости и число колоний Al. alternata и A. fumigatus одинаково высоки в МЗ и ЭЗ. К видам-индикаторам эвтрофного статуса морской воды можно отнести A. clavatus, P expansum, P citrinum, Al. tenuissima. В условиях техногенной нагрузки доминируют комплексы грибов, устойчивые сразу к нескольким антропогенным факторам. Темноокрашенные гифомицеты (меланинсодержащие) характеризуются широким ареалом распространения, высоким уровнем спорообразования и резистентностью к ряду экстремальных воздействий: повышенной температуре, увеличенной концентрации тяжёлых металлов, городским местам обитания, коммунально-промышленным стокам. Пигменты меланины за счет способности к детоксикации ядовитых соединений способствуют повышению выживаемости организмов в экстремальных условиях [15, 21]. В Одесском регионе выявлено 13 (26,0%) меланинсодержащих индикаторов, 7 из них - представители рода Alternaria. Наибольшее количество меланиновых грибов обнаружено на ст. 3, 4, 5, 6, 9, 12, 13, 16, 18, 19, 21, 22 (10-12 видов), которые расположены в районах ливневых стоков, очистных сооружений или непосредственной близости к ним. Наибольшие значения индекса валентности получены для C. cladosporioides (28,3%), Al. alternata (17,5%), A. niger (12,3). В поверхностном слое воды увеличение числа КОЕ меланинсодержащих грибов отмечено в октябре 2009 г. - 33,8% и в сентябре 2012 г. - 43,1%, от общего по акватории. Осенью 2009 г. на 6 станциях обнаружены Al. alternata, Al. tenuissima, C. cladosporioides, S. chartarum, доля КОЕ изменялась от 1,6 до 100%. Наибольшая заспоренность выявлена на ст. 2 (очистные сооруже- Н.И. Копытина 156 ния Одесского припортового завода) и 18 (ливневый выпуск), соответственно 86,3-100,0%. Одновременно на этих станциях отмечены наибольшие за все время исследования концентрации растворённого Zn - 49,3 и 40,1 мкг/л. В 2012 г. также выявлены виды Al. chlamidospora, Al. cichorii, Al. dianthicola, Al. longipes, Al. porri, A. niger, C. herbarum, Stemphilium sp. Меланинсодержащие грибы зарегистрированы на всех станциях в пределах 9,4-91,9%. На ст. 21 и 18 (ливневые выпуски) доля КОЕ тёмноокрашенных микромицетов менялась от 81,3 до 91,9%. На перечисленных станциях в составе комплексов присутствовали 2-4 индикатора, общий - Al. tenuissima. В придонном горизонте воды наибольшую концентрацию меланинсодержащих грибов наблюдали в октябре 2009 г. и в сентябре 2012 г. - по 36,0%. Осенью 2009 г. на 11 станциях выявили индикаторные виды, доля КОЕ которых составляла от 2,5 до 100,0%. Высокой заспоренностью (85,1-100,0%) отличались ст. 9, 22 (станции СБО) и 17 (ливневый выпуск). На этих точках обнаружено по одному виду: на ст. 9 - S. chartarum, на ст. 17 - A. niger, на ст. 22 - C. cladosporioides. В 2009 г. концентрация загрязняющих веществ не превышала ПДК. Осенью 2012 г. темноокрашенные микромицеты обнаружены на всех станциях ОР, наибольшая доля КОЕ зафиксирована на ст. 20 (53,3%) и 22 (71,2%, СБО «Южная»). Высокие значения индекса индикаторной валентности вычислены для C. cladosporioides (33,1%), A. niger (27,4%) и Al. alternata (25,3%). Выявлено, что значения индексов, полученных по станциям и датам экспедиций, имеют предельные значения для одних и тех же видов. Согласно литературным данным, индикаторами нефтяного загрязнения являются: Al. alternata, A. flavus, A. fumigatus, A. niger, A. versicolor, P aurantiogriseum, P citrinum, P decumbens, P simplicissimum (18,0% видового состава ОР) [22-25 ]. На ст. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 13, 16, 17, 18, 19, 22 выявили от 7 до 9 видов-индикаторов нефтяного загрязнения. На этих станциях наибольшие значения индексов IndVal получены для Al. alternata (14,95%) и A. fumigatus (23,2%). Максимальная суммарная доля КОЕ грибов-индикаторов (70,0%), указывающая на нефтяное загрязнение акватории, зарегистрирована в июле 2009 г. В этот период средняя концентрация нефтепродуктов по акватории составляла 0,14 мг/л (поверхностный горизонт - 0,15 мг/л, придонный -0,12 мг/л). Однако в поверхностном слое воды на ст. 9 (СБО «Северная»), содержание нефтепродуктов отвечало 245 предельно допустимым концентрациям (ПДК, 12,25 мг/л), а на ст. 12 (Одесский порт) - 31 (1,57 мг/л) [18]. Доля КОЕ грибов-индикаторов на ст. 12 и 9, соответствовала 75,0 и 100,0%, по частоте встречаемости доминировал A. niger. В придонном слое на ст. 6, 12, 18, 17 зафиксирована 87,4-100,0% КОЕ индикаторов, доминировал A. fumigatus. В местах нефтяного загрязнения высокими значениями индексов индикаторной валентности отличались виды A. fumigatus (60,0%), Al. alternata (40,0%), A. niger (35,7%). Микобиота пелагиали Одесского региона 157 В целом по региону выявлено 44% грибов-индикаторов различных видов загрязнения. Известно, что в антропогенно измененных условиях среды повышается число КОЕ и количество видов микроскопических грибов, обладающих способностью к токсинообразованию, так как микотоксины способствуют выживанию отдельных видов грибов при неблагоприятных условиях в конкуренции с другими видами микроорганизмов [26]. Например, увеличивается число видов рода Aspergillus [22, 26]. Данная закономерность характерна и для ОР. Так, род Aspergillus представлен 17 видами, а A. flavus и A. fumigatus относятся к III группе патогенных микроорганизмов (возбудители аспер-гиллеза). Токсины также вырабатывают представители родов Alternaria, Cladosporium, Penicillum, Stachybotrys. Во время исследования в большей степени изменялись параметры воды: Т, S%o, О2, БПК5 и концентрация нефтепродуктов. Концентрации растворимых форм металлов не превышали ПДК. Тем не менее неизменно высокие значения индекса TRIX свидетельствуют о загрязнении акватории соединениями фосфора и минеральными формами азота, постоянными источниками которых являются речные, ливневые и дренажные стоки, а также выпуски станций биологической очистки вод. Установлено, что во всей акватории Одесского региона формируются комплексы грибов, которые обладают высоким сходством видовой и численной структуры, поэтому их можно рассматривать как единое сообщество. Выводы 1. В ходе проведенных исследований идентифицировано 50 видов микро-мицетов из 19 родов, 12 семейств, 9 порядков, 4 классов, отдела Ascomycota. Преобладали роды Aspergillus (17), Penicillium (8) и Alternaria (7). Структура микобиоты пелагиали ОР значительно проще, чем моря, что выражается в небольшом видовом разнообразии и доминировании поливидовых ветвей в составе комплексов. Видовая и численная структура микокомплексов ОР оставалась относительно стабильной на протяжении всего периода исследования. 2. В изучаемый период не выявлено статистически значимой связи между рассматриваемыми абиотическими параметрами и числом КОЕ микро-мицетов по горизонтам воды, сезонам, датам отбора проб, местоположением станций и в водах эвтрофного и мезотрофного статуса. 3. Постоянные высокие значения индекса TRIX свидетельствуют о загрязнении акватории соединениями фосфора и минеральными формами азота, источниками которых являются речные, ливневые и дренажные стоки, а также выпуски станций биологической очистки вод. Особенности структуры микобиоты пелагиали ОР (небольшое количество видов, большая сгруппированность видов по родам) подтверждают наличие неблагоприятных условий среды. Н.И. Копытина 158 4. В регионе зафиксировано 44% грибов-индикаторов различных видов загрязнения. В районах поступления антропогенных стоков индекс индикаторной валентности (IndVal) имел наибольшие значения для меланинсодержащих грибов Cladosporium cladosporioides, Al. alternata, A. niger, устойчивых к нескольким неблагоприятным факторам. В эвтрофной зоне большие значения индексов получены для A. clavatus, P expansum, P. citrinum, Al. tenuissima, а в местах локального нефтяного загрязнения -для A. fumigatus, Al. alternata и A. niger. 5. В условиях постоянного поступления природных и антропогенных береговых стоков в акваторию ОР, происходит формирование комплексов грибов, которые обладают высоким сходством видовой и численной структуры, поэтому их можно рассматривать как единое сообщество. Автор выражает искреннюю признательность сотрудникам Института морской биологии Национальной академии наук Украины, г. Одесса: д-ру биол. наук, профессору, академику НАНУ \\Ю- П. Зайцеву, д-ру биол. наук, профессору, член-корреспонденту НАНУ Б. Г. Александрову, д-ру биол. наук, профессору Л. В. Воробьёвой и канд. биол. наук, заведующему отделом качества водной среды, С.Е. Дятлову, за неоценимую помощь в работе.

Скачать электронную версию публикации