Сравнение влияния пассажа через кишечник пашенных червей Aporrectodea caliginosa и серых кивсяков Cylindroiulus caeruleocinctus на бактериальное сообщество (стр. 9 )

       Имеются литературные данные о высокой скорости размножения и роста микроорганизмов в кишечнике почвенных сапротрофных животных. Что подтверждает наш вывод об увеличение быстрорастущих бактерий при пассаже. Приняв время прохождения пищи через кишечник кивсяка в 24 часа (Стриганова, 1980), можно рассчитать кажущуюся максимальную удельную скорость роста Pseudomonas sp. - 0,19 1/ч (время генерации 4,6 ч). В действительности с учетом гибели в верхних отделах (за 3 часа пребывания в кишечной жидкости титр КОЕ Pseudomonas sp. падал с lg 11,4 до 9,9) скорость роста бактерий должна быть еще выше (Третьякова и др., 1996). Такая высокая скорость размножения в почве реализуется, вероятно, только в местообитаниях с повышенным содержанием питательных веществ - в кишечнике животных, ризосфере растений и других. Аналогично высокая скорость роста бактерии Pseudomonas mendocina (0,19 1/ч) обнаружена у дождевых червей Ароrrесtodea caliginosa (Горбенко и др., 1986). Эта величина приближается к максимальным значениям удельной скорости роста бактерий рода Pseudomonas, реализуемых на искусственных питательных средах. По мнению авторов, причина столь интенсивного роста псевдомонад в пищеварительном тракте животных состоит в их кинетических свойствах: высоком сродстве к субстрату, большой максимальной удельной скорости роста, а также в малой биологической инерционности, которая позволяет им быстро переходить к интенсивному метаболизму при переносе в среду с высокими концентрациями органических веществ.

Статистические методы:

       Полученные данные по метаболической готовности роста и максимальной удельная скорость роста позволяют оценить тенденции и отличия для сообществ корма и экскрементов двух видов животных. Для этого необходимо провести анализ данных многомерными методами статистики (Рис.35-42).

Рис.36. Дискриминантный анализ по параметру максимальная удельная скорость роста (а – почва, б – копролиты, в – подстилка, г – экскременты).

Рис.37. Дискриминантный анализ по параметру метаболическая готовность к росту (а – почва, б – копролиты, в – подстилка, г – экскременты).

Рис.38. Кластерный анализ по параметру метаболическая готовность к росту.

Рис.39. Кластерный анализ по параметру максимальная удельная скорость роста.

Рис.40. Многофакторный анализ, принцип главных компонент, проекция переменных на факторную плоскость анализ по параметру метаболическая готовность к росту.

Рис.40. Многофакторный анализ, принцип главных компонент, проекция переменных на факторную плоскость анализ по параметру метаболическая готовность к росту.

Рис.41. Многофакторный анализ, принцип главных компонент, проекция случаев на факторную плоскость, анализ по параметру метаболическая готовность к росту ( а – экскременты, б – почва, в – копролиты, г – подстилка).

Рис.42. Многофакторный анализ, принцип главных компонент, проекция случаев на факторную плоскость, анализ по параметру метаболическая готовность к росту ( а – экскременты, б – почва, в – копролиты, г – подстилка).

Наиболее удачным, на наш взгляд, оказался дискриминантный анализ, поскольку является наиболее наглядным. В результате дискриминантного анализа можно сделать следующие предположения: метаболическая готовность потреблять полимеры при пассаже сближается в свежих экскрементах животных не смотря на различные типы пищеварительных систем и разный исходный корм. При этом после пассажа стратегии роста (параметр максимальная удельная скорость роста) в транзиторном кишечном сообществе у разных животных изменяются по-разному.

5. Заключение

       На основании всего вышесказанного выдвинуты следующие предположения:

1. Физиологическое разнообразие гидролитического комплекса бактерий для корма и копролитов дождевых червей одинаково (доля от суммарного потребления полимеров 75% и 73% соответственно), как и для кивсяков в подстилке и экскрементах (доля снижается с 80% до 78%).

2. Дискриминантный анализ метаболической готовности потреблять полимеры бактериальным блоком показал, что физиологическое состояние членов бактериального сообщества при пассаже сближается в свежих экскрементах животных не смотря на различные типы пищеварительных систем и разный исходный корм

3. Дискриминантный анализ максимальной удельной скорости роста показал, что при пассаже наблюдается разнонаправленное изменение преобладающей экологической стратегии среди членов комплекса и выражается в том, что доля быстрорастущих членов бактериального сообщества увеличивается в копролитах дождевых червей Aporrectodea caliginosa и снижается в экскрементах кивсяков Cylindroiulus caeruleocinctus.

ВЫВОДЫ:

1. Физиологическое разнообразие гидролитического комплекса бактерий для корма и копролитов дождевых червей и кивсяков примерно одинаково.

2. Физиологическое состояние членов бактериального сообщества при пассаже сближается в свежих экскрементах животных.

3. При пассаже доля быстрорастущих членов бактериального сообщества увеличивается в копролитах дождевых червей Aporrectodea caliginosa и снижается в экскрементах кивсяков Cylindroiulus caeruleocinctus.

III. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

, Вишняускас дождевых червей в процессе деструкции органических отходов и трансформации тяжелых металлов в почве и растениях. Деструкция органического вещества в почве. Вильнюс, 1984. С. 10-14. Харпер Дж., кология. Особи, популяции и сообщества. М.: Мир, 1989. Т. 1.667 с. , , Кудряшова дождевых червей на модификацию популяции микроорганизмов и активность ферментов в почве. М.: Наука, 2005. Бызов взаимодействия в почве. М: ГЕОС, 2005. Бызов взаимодействия в почве. Автореф. дисс. ... докт. биол. Наук. М.: Макс Пресс, 2003, 52 с. , , Звягинцев беспозвоночных животных на рост почвенных микроорганизмов // Микробиология. 1986. Т. 55. Вып. 3. С. 517-522. , , Горбенко оценка влияния беспозвоночных животных на рост микроорганизмов в почве // Почвенная фауна и почвенное плодородие. Труды 9 Международного коллоквиума по почвенной зоологии (под ред. ). М.: Наука, 1987. С. 63-67. Карпачевский как зеркало ландшафта. М.: Мысль, 1983.154 с. Козловская растительных остатков в почве. М.: Наука, 1985. С. 110-131. Курчева почвенных животных в разложении и гумификации растительных остатков. М.: Наука, 1971. 155 с. , Зубкова ТА., Карпачевский прочность почвенных агрегатов разной формы // Почвоведение. 1997. № 12. С. 1438-1444. , , Звягинцев оценка влияния мезофауны на скорость разложения растительного опада // Вестн. МГУ. Сер. 17. Почвоведение. 1985. № 3. С. 37-45. Покаржевский АД., Гордиенко аминокислот в пище сапрофагов // Доклады АН СССР. 1984. Т. 277, № 1. С. 253-256. Стриганова почвенных сапрофагов. М.: Наука, 1980. 244 с. Тиунов дождевых червей Nicodrilus caliginosus на нитрификацию в дерново-подзолистых почвах // Деструкция органического вещества в почве. Вильнюс, 1989. С. 172-176. , , Звягинцев бактерий, ассоциированные с почвенными беспозвоночными // Микробиология. 1996. Т. 65, № 1.С. 102-110. , , Ззвягинцев микроорганизмов на воздействие пищеварительной жидкости дождевых червей. М.:Наука, 2007. Aldag R, Graff O. N-fraktionen in Regenwurmlosung und deren ursprungsboden // Pedobiologia.1975. V. 15. P. 151-153. Anderson J. M., Ineson P. Interactions between soil arthropods and microbial populations in carbon, nitrogen and mineral nutrient fluxes from decomposing leaf litter // Lee J. A., McNeill S., Rorison I.(eds) Nitrogen as an Ecological factor. 1984a, Oxford, Blackwell Scientific Publications. P. 413-442. Anderson J. M. Food web functioning and ecosystems processes: problems and perception of scaling // Invertebrates as Webmasters in Ecosystems. D. C. Coleman, P. F. Hendrix (eds.). CABI Publishing, 2000. P. 3-24. Barois I., Villemin G., Lavelle P., Toutain F. Transformation of soil structure through Pontoscolex corethrurus (Oligochaeta) intestinal tract I I Geoderma. 1993. V. 56. P. 57-66. Bouche M. B. Action de la faune du sol sur les etats de la matiere organique dans les ecosystems // Humification et biodegradation. G. Kilbertus et al. (eds.). Pierron. 1975. P. zova B. A., Khomyakova N. V., Kharina  S. A., Kurakovb A. V. Fate of soil bacteria and fungi in the gut of earthworms // European Journal of Soil Biology Volume 43, Supplement 1, November 2007, Pages S149–S156 Casalicchio G., Graziano P. L. A comparison of the chemical properties of composts and worm casting from solid municipal waste and sewage sludge // On Earthworm. Selected Symposium and monographs U. Z.I., 2, Mucchi, Modena, 1987. P. 419-457. Dash N. K., Behera N., Dash M. C. Gut load, transit time, gut microflora and turnover of soil, plant and fungal material by some tropical earthworms // Pedobiologia. 1986. V. 29. P. 13-20. Edwards C. A., Lofty J. R. Biology of Earthworms. 1977, Chapman & Hall, London. Ferruzzi K. Manuale del Lombricontrole. Bologna, 1984. Grappelli A., Galli E. t Tomati U. Olivi oil wastewaters recycled as fertilizer viawormocomposting // In: On Earthworms. Selected symposia and monographs U. Z.I., Mucchi, Modena. 1987. № 2. P. 419^122. Guggenberger G., Thomas R. J., Zech W. Soil organic matter within earthworm casts of an anecic-endogeic tropical pasture community, Colombia // Appl. Soil Ecol. 1996. № 3. P.263-274. Hand P., Hayes W. A., Frankland J. C., Satchell J. E. Vermicomposting of cow slurry Pedobiologia. 1988. V. 31. P. 199-209. Haimi J., Huhta V. Effects of earthworms on decomposition process in raw humus forest soil. A microcosm study// Biol. Fertil. Soils. 1990. № 10. P. 178-183. Hatanaka K., Ishioka L, Feruichi E. Cultivation of Eisenia foetida using dairy waste sludge cake // In: Earthworm Ecology from Darwin to vermiculture. J. E. Satchell (ed.). London-New York, 1983. P. 323-329. Hartenstein R. Earthworm biotechnology and global biogeochemistry // Advanced Ecological Researches. 1986. V. 15. P. 379-409. Hartenstein Т. Е., Hartenstein R. Gut load and transit time in the earthworm Eisenia foetida // Pedobiologia. 1981. V. 22, № 1. P. 5-20. Hartenstein R., Leaf A. L., Neuhauser E. T. Decomposition of the earthworm Eisenia foetida and assimilation 15 elements from sludge during parative Biochemistry and Physiology. 1980. V. 66. P. 187-192. Hanlon R. D.G., Anderson J. M. Influence of macroarthropod feeding activities on microflora in decomposing oak leaves // Soil Biol. Biochem. 1980. № 12. P. 255-261. Horner S. G., Abrams B. I. Decomposition of sewage sludge in drying beds and the potential role of the earthworms Eisenia foetida// J. Envir. Quality. 1980. № 9. P. 373-378. Hunter B. A., Johnson M. S., Thompson D. J. Ecotoxicology of cooper and cadmium in a contaminated grassland ecosystem // J. Appl. Ecol. 1987. V. 24, № 2. P. 587-599. Khomyakov  N. V., Kharin S. A., Nechitailo T. Yu., Golyshin  P. N., Kurakov A. V., Byzov  B. A., Zvyagintsev  D. G. Reaction of microorganisms to the digestive fluid of earthworms //Microbiology January–February 2007, Volume 76, Issue 1, pp 45-54 Kцnig H. Bacillus species in the intestine of termites and other soil invertebrates Journal of Applied Microbiology//Volume 101, Issue 3, pages 620–627, September 2006 Lattaud C, Locati S., Moira P., Rouland C., Lavelle P. The diversity of digestive systems in tropical geophagous earthworms //Appl. Soil Ecol. 1998. V. 9, № 1-3. P. 193-199. Laverack M. S. The Physiology of Earthworms, 1963. Lavelle P., Bignell D., Lepage M., Wolters V, Roger P., Ineson P., Heal O. W., Dhillion S. Soil function in a changing world: the role of invertebrate ecosystem engineers // Eur. J. Soil Biol. 1997. V. 33, № 4. P. 159-193. Lee K. E., Pankhurst C. E. Soil organisms and sustainable productivity // Austr. J. Soil Lee K. E. Earthworms. Their Ecology and Relationships with Soils and Land Use. Academic Press (Harcourt Brace Jovanovich, Publishers), Sydney-Orlando-San Diego-New York-London-Toronto-Montreal-Tokyo, 1985. Lineras M., Fayolle L. f Tauzin J., Juste C. Accumulation des metaux tourds dans Eisenia foetida andrei (Oligochaeta, Lumbricidae) // Agronomie. 1985. V. 5, № 9. P. 779-784. Loehr R. C., Neuchauser E. F., Malecki M. C. Factor affecting the vermistabilization process. Temperature, moisture content and polyculture 11 Water Research. 1985. V. 19, № 000. P. 1311-1318. Lofs-Holmin A. Vermiculture. Uppsala, 1985. Marcuzzi G., Turcherro L. M. Conrribute to the knowledge of the digestive

enzymes of some litter feeding animals. Oligosacharases. - Rev. ecol. et biol.

sol., 1976, 13, 3, р. 449-458.

Marinissen J. C.Y., Dexter A. R. Mechanisms of stabilization of earthworm casts and artificial casts // Biol. Fertil. Soils. 1990. № 9. P. 163-167. Makeschin F. Earthworms (Lumbricidae: Oligochaeta): Important promoters of soil development and soil fertility // Fauna in soil ecosystems. Recycling processes, nutrient fluxes and agricultural production. G. Benckiser (ed.). 1997. P. 173-223. Martin M. M. The role of ingested enzymes in the digestive process of insects //Invertebrate-microbial interactions: British mycological society symposium; 6. J. M. Anderson et al. (eds.). Cambridge: Univ. press, 1984. P. 155-172. Mindermann G., Daniels L. Colonization of newly fallen leaves by microorganisms // Progress in Soil Biology, Braunschweig, 1967. P. 3-9. Morris В., Morgan A. J. Calcium-lead interactions from earthworms: observations on Lumbricus terrestris L. sampled from a calcareous abandoned lead mine site // Bulletin of Environment Contamination and Toxicology. 1986. V. 37, № 2. P. 226-233. Nielsen C. O. Carbohydrases in soil аnd litter invettebrates. - Oikos, 1962, 13, 2, р. 200-215. Parle J. N. A microbial study of earthworms casts // J. General Microbiol.1963. V. 31. P. 13-22. Pirt S. J. Principles of microbe and cell cultivation // Blackwell Scientific Publications Oxford London Edinburgh Melbourne. 1975. Pincince A. B., Donovan J. F., Bates J. E. Vermicomposting of municipal sludge: aneconomical stabilization alternative // Sludge. 1980. № 3. P. 26-30. Sabine J. R. Vermiculture as an option for resource in the intensive animal industries // Proc. Workshop on the role of earthworms in the stabilization of organic residues, Michigan, 1981. P. 241-252. Satchell J. E. Earthworm microbiology // Earthworm ecology from Darwin to vermiculture, London, New York, 1983. P. 351-364. Scheu S. The influence of earthworms (Lumbricidae) on the nitrogen dynamics in the soil litter system of a deciduous forest // Oecologia. 1987. V. 72. P. 197-201. Siepel H., de Ruiter-Dukman E. M. Feeding guilds of oribatid mites based on their carbohydrase activities // Soil Biol. Biochem. 1993. V. 25, № 11. P. 1491-1497. Res. 1992. V. 30. P. 855-892. Roberts В., Dorough H. Hazards of chemical to earthworms // Environmental Toxicology and Chemistry. 1985. V. 4, № 3. P. 307-323. Waugh J. H., Mitchell H. J. Effect of the earthworm Eisenia foetida, on sulfur speciation and decomposition in sewage sludge // Pedobiologia. 1981. V. 22. P. 268-275.