ВЛИЯНИЕ НА БАКТЕРИАЛЬНЫЙ ГИДРОЛИТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ГУМУСО-АККУМУЛЯТИВНОГО ГОРИЗОНТА ТЕХНОУРБАНОЗЕМА ПАССАЖА ЧЕРЕЗ КИШЕЧНИК ДОЖДЕВОГО ЧЕРВЯ APORRECTODEA CALIGINOSA

Изучены экофизиологические особенности транзитного (прошедшее через кишечную полость) бактериального гидролитического комплекса Aporrectodea caliginosa: проведено сравнение в почве и копролитах биоразнообразия, преобладающих экологических стратегии и физиологических состояний среди его членов. Исследование проводили комплексным структурно-функциональным методом, основанном на кинетическом анализе сукцессии инициированных гидролитических бактериальных сообществ, возникающих после инокуляции набора селективных жидких питательных сред суспензией исследуемых образцов. В инициированные сообщества помимо гидролитических микроорганизмов входят негидролитические бактерии-спутники (олиготрофы и копиотрофы). Рост инициированных бактериальных сообществ на восьми средах с биополимерами (хитине, целлюлозе, пектине, крахмале, ксилане, декстране 500, твине 20, казеине) измеряли по оптической плотности. Описывали его двумя кинетическими параметрами, применяемыми для описания чистых культур микроорганизмов: максимальная удельная скорость роста и начальное физиологическое состояние. По посеву из жидких питательных сред с полимерами на агаризованную среду определяли биоразнообразие инициированных сообществ. Ранговые распределения исследуемых показателей имели ненормальный характер, поэтому были использованы медианный и непараметрический дисперсионный анализы, а также непосредственный анализ ранговых распределений. Бактериальное сообщество копролитов приобретает большую устойчивость – видовой состав становится более выровненным (индекс Бергера–Паркера, показывающий степень доминирования самого обильного вида, после пассажа уменьшается) и разнообразным (индекс Шеннона становится больше после пассажа). Гидролитический бактериальный комплекс активизируется при пассаже, так как увеличивается медианное значение начального физиологического состояния инициированных сообществ. В бактериальном блоке увеличивается доля быстрорастущих бактерий r-стратегов (на жидких средах с полимерами возрастает доля инициированных гидролитических ассоциации с боль-шими значениями максимальной удельной скорости роста).

зоомикробные взаимодействия, кинетика роста, физиологическое состояние микроорганизмов, экологические стратегии микроорганизмов

1. Благодатская Е.В., Ермолаев А.М., Мякшина Т.Н. Экологические стратегии микробных сообществ почв под растениями луговых экосистем // Изв. РАН. Сер. биологическая. 2004. №. 6. С. 740–748.

2. Благодатский С.А., Богомолова И.Н., Благодатская Е.В. Микробная биомасса и кинетика роста микроорганизмов в черноземах при различном сельскохозяйственном использовании // Микробиология. 2008. Т. 77. № 1. С. 113–120.

3. Бызов Б.А. Зоомикробные взаимодействия в почве. М.: ГЕОС, 2005. 213 с.

4. Бызов Б.А., Якушев А.В., Микробиологическая характеристика вермикомпостирования методом мультисубстратного тестирования // Почвоведение. 2008. № 11. С. 1381–1387 doi: 10.1134/S1064229308110112

5. Всеволодова-Перель Т.С. Дождевые черви фауны России. Кадастр и определитель. М.: Наука, 1997. 102 с. 6. Звягинцев Д.Г., Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2005. 445 с.

6. Кутовая О.В. Характеристика гумусовых веществ агродерново-подзолистой почвы и копролитов дождевых червей // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2012. Вып. 69. С. 46–59.

7. Паников Н. С. Синтетическая хемостатная модель как средство описа-ния сложного динамического поведения микроорганизмов // Микробио-логия. 1991. Т. 60. № 3. С. 431–441.

8. Тихонов В.В., Бызов Б.А., Завгородняя Ю.А., Демин В.В. Дождевые черви преобразователи структуры и биологической активности гуминовых кислот // Изв. РАН. Сер. биологическая. 2011. № 1. С. 24–32. doi: 10.1134/S1062359010061032 10. Храмченкова О., Веремеев В., Бачура Ю. Водоросли почв и копролитов дождевых червей в луговых экосистемах // Наука и инновации. 2012. Т. 2. № 108.

9. Юрков А.М., Чернов И.Ю., Тиунов А.В Влияние дождевых червей lumbricus terrestris на структуру дрожжевого сообщества лесной подстилки // Микробиология. 2008. Т. 77. № 1. С. 121–125. doi: 10.1134/S0026261708010153

10. Якушев А.В. Комплексный структурно-функциональный метод характеристики микробных популяций // Почвоведение. 2015. № 4. С. 429–446. doi: 10.7868/S0032180X15040115

11. Akkermans S., Van Impe J.F. Mechanistic modelling of the inhibitory effect of pH on microbial growth // Food Microbiol. 2018. Т. 72. P. 214–219. doi: 10.1016/j.fm.2017.12.007 14. AlSayed A., Fergala A., Eldyasti A. Influence of biomass density and food to microorganisms ratio on the mixed culture type I methanotrophs enriched from activated sludge // J. Environ. Sci. 2017. doi: 10.1016/j.jes.2017.11.017

12. Atungulu G.G., Thote S., Wilson S. Storage of hybrid rough rice–Consideration of microbial growth kinetics and prediction models // J. Stored Products Res. 2016. Т. 69. С. 235–244. doi: 10.1016/j.jspr.2016.09.003

13. Bal L. Morphological investigation in two moder-humus profiles and the role of the soil fauna in their genesis // Geoderma. 1970. Т. 4. № 1. С. 5–36. doi: 10.1016/0016-7061(70)90030-3

14. Bi Y.M., Tian G.L., Wang C., Zhang Y., Wang D.N., Zhang F.F., Sun Z.J. Differential effects of two earthworm species on Fusarium wilt of strawberry // Appl. Soil Ecology. 2018. V. 126. P. 174–181. doi: 10.1016/j.ap-soil.2018.02.024

15. Byzov B.A., Thanh V.N., Babjeva I.P. Interrelationships between yeasts and soil diplopods // Soil Biol. Biochem. 1993. Т. 25. № 8. С. 1119–1126. doi: 10.1016/0038-0717(93)90160-D 19. Chang C.H., Szlavecz K., Buyer J.S. Species-specific effects of earthworms on microbial communities and the fate of litter-derived carbon // Soil Biol. Bi-ochem. 2016. V. 100. P. 129–139. doi: 10.1016/j.soilbio.2016.06.004

16. Córdova O. et al. Influence of growth kinetics of microalgal cultures on bogas production // Renewable Energy. 2018. Т. 122. С. 455–459. doi: 10.1016/j.renene.2018.01.125

17. Dev S., Roy S., Bhattacharya J. Understanding the performance of sulfate reducing bacteria based packed bed reactor by growth kinetics study and microbial profiling // J. Environ. Management. 2016. Т. 177. С. 101–110. doi: 10.1016/j.jenvman.2016.03.049

18. Hargitai L. The role of organic matter content and humus quality in the maintenance of soil fertility and in environmental protection // Landscape and Urban Planning. 1993. Т. 27. № 2–4. С. 161–167. doi: 10.1016/0169-2046(93)90044-E

19. Huang G., Chen S., Dai C., Sun L., Sun W., Tang Y., Xiong F., He R., Ma H., Effects of ultrasound on microbial growth and enzyme activity // Ultrasonics Sonochemistry. 2017. Т. 37. С. 144–149. doi: 10.1016/j.ultsonch.2016.12.018

20. Huang K., Xia H. Role of earthworms' mucus in vermicomposting system: Biodegradation tests based on humification and microbial activity // Sci. Total Environ. 2018. V. 610. 703–708. doi: 10.1016/j.scitotenv.2017.08.104

21. Krichen E., Harmand J., Torrijos M., Godon J.J., Bernet N., Rapaport A. High biomass density promotes density-dependent microbial growth rate // Biochem. Engin. J. 2018. Т. 130. С. 66–75. doi: 10.1016/j.bej.2017.11.017

22. Laverack M.S. The Physiology of Earthworms. N.Y.: Macmillan, 1963. 230 p.

23. Laverack N.S. Mechanistic mathematical models of microbial growth in bioreactors and in natural soils: explanation of complex phenomena // Mathematics and Computers in Simulation. 1996. Т. 42. № 2–3. С. 179–186. doi: 10.1016/0378-4754(95)00127-1

24. Panikov N.S. Kinetics of Microbial Processes, Reference Module in Earth Systems and Environmental Sciences. Elsevier, 2016. P. 1–19. doi: 10.1016/B978-0-12-409548-9.09733-5 29. Peigne J., Vian J.F., Payet V., Saby N.P. Soil fertility after 10 years of conservation tillage in organic farming // Soil and Tillage Res. 2018. V. 175. 194–204. doi: 10.1016/j.still.2017.09.008

25. Sanchez-Hernandez J. C. Biochar activation with exoenzymes induced by earthworms: A novel functional strategy for soil quality promotion // J. Hazard-ous Materials, 2018. V. 350. 136–143. doi: 10.1016/j.jhazmat.2018.02.019

26. Sanchez-Hernandez J.C., del Pino J.N., Capowiez ,Y., Mazzia C., Rault M. Soil enzyme dynamics in chlorpyrifos-treated soils under the influence of earth-worms // Sci. Total Environ. 2018. V. 612. P. 1407–1416. doi: 10.1016/j.scitotenv.2017.09.043

27. Satchell J.E. Earthworm microbiology // Earworm ecology from Darwin to vermiculture. London, N.Y, 1983. P. 315–364. doi: 10.1007/978-94-009-5965-1 33. Stanbury P.F., Whitaker A., Hall S.J. Principles of Fermentation Technology. Elsevier, 2017 P. 21–74. doi: 10.1016/B978-0-08-099953-1.00002-8