Влияние температурного фактора на биологическую активность бактериальных сообществ формирующихся Антарктических почв (стр. 9 )

(Рис.5. Динамика числа КОЕ выделенных из различных образцов почв при разном количестве циклов З-О.)

Как видно, чередование от 10 до 30 циклов замораживания - оттаивания во всех образцах приводило к увеличению числа культивируемых гетеротрофных бактерий по сравнению числом КОЕ сразу после оттаивания образцов, в большинстве случае на порядок. Причем, значительной разницы между 10 и 30 циклами не наблюдалось. Из «стерильных» образцов почв методом замораживания - оттаивания удавалось выделить культивируемые формы численностью до 104 кл на г.

Полученные результаты совпадают с опубликованными ранее по устойчивости к циклам замораживания - оттаивания бактериальных сообществ мерзлых арктических осадков (Мешкова, 1991, Демкина, 2004), однако, их устойчивость зависела от типа промерзания мерзлых отложений, что влияло на адаптационные механизмы устойчивости к таким стрессам.

Полученные нами результаты позволяют предложить использовать метод замораживания - оттаивания для более полного выделения культивируемых форм из антарктических почв. Помимо адаптации к подобным циклам, и отбору видов, способных к быстрой реактивации роста, можно предположить, что увеличение числа КОЕ в данном случае происходит за счет частичного разрушения биопленок, которые играют важную роль не только в сохранении жизнеспособных форм, но и в формировании органоминеральных пленок на поверхности минеральных частиц, которые в отсутствии «классических» почвенных горизонтов могут являться единственным продуктом почвообразования.

2.2.3. Динамика активности каталазы и дегидрогеназы после первичного таяния образцов почв.

Известно, что одной из важнейших характеристик почв является ферментативная активность, характеризующая биокаталитическую активность почв. Известно, что биокаталитическая активность почв зависит от степени обогащенности их микроорганизмами и от типа почв. Активность изменяется по генетическим горизонтам. Это связано с содержанием гумуса, типом реакций, окислительно-восстановительного потенциала и других показателей по профилю. Таким образом, интенсивность ферментативных реакций может отражать процессы, происходящие в почвах

Учитывая тот факт, что почвообразовательные процессы в Антарктиде развиваются в экстремальных условиях недостатка влаги, смены температур, УФ воздействия, изучение ферментативной активности таких местообитаний представляется важным для характеристики биологической активности формирующихся почв. Как уже упоминалось в обзоре литературы, основные исследования были выполнены статистически достоверно в образцах арктических тундровых почв и осадков (Миньковская, 1995) Что касается изучения ферментативной активности в Антарктиде, исследования были немногочисленны, и касались в основном подповерхностных мерзлых осадков в районе Западной Антарктиды.

В нашей работе мы исследовали динамику ферментативной активности 2-х ферментов:

Каталазы, которая катализирует реакции разложения перекиси водорода на воду и молекулярный кислород. Образуемая в результате дыхания и при окислении органического вещества перекись водорода является вредным для живых организмов веществом, поэтому каталазу относят к антистрессовому ферменту. Каталазу синтезируют все живые организмы, и поэтому она всегда обнаруживается в почве, но при низком значении рН и высокой температуре быстро инактивируется. Особенностью активности каталазы является то, что вниз по профилю она мало изменяется, имеет обратную зависимость от влажности почв и прямую – от температуры. Каталаза катализирует окислительно-восстановительные реакции, направляющие синтез и распад гумусовых веществ в почве. Дегидрогеназы осуществляют окисление органических веществ в клетках, действуют на протяжении всего процесса дыхания и по характеру действия делятся на аэробные и анаэробные. Активность дегидрогеназы (DHA) считается индикатором для биологических окислительно-восстановительных систем и мерой интенсивности микробиологического разложения веществ в почве.

Активность каталазы и дегидрогеназы измеряли сразу же после оттаивания образцов, а также через 7 и 14 суток после оттаивания. Одновременно определяли динамику численности культивируемых форм гетеротрофных бактерий, посеянных на питательную среду из водной суспензии образцов, сразу же после оттаивания, а также через 5, 7 и 10 суток после оттаивания из той же суспензии. Исследования показали, что во всех образцах численность культивируемых клеток увеличивалась по мере хранения образцов при комнатной температуре после оттаивания, причем в ряде образцов на порядок через 10 суток (таблица 4 и рис.6) 14 суток число КОЕ практически не менялось.

Таблица 4. Численность КОЕ при оттаивании образцов почв через 5,7. и 10 суток после оттаивания образцов почв (определяли на 5-ые сутки культивирования при комнатной температуре)

№ Разреза и описание почвы	№ образца	C%	5 суток	7 суток	10 суток
M3, мох	1Д	5,85	1,2*	7.8*	4,1*
M3 почва в днище влажной долины, B 1-2 см	3	0.85	4,9*	1.2*	2,6*
M2, Bfungi, 1-2	3Д	0,28	Нет роста	2.9*	2,8*
M4 0-7 песчаный мелкозём в наскальной ванне под сообществами эпилитных лишайников	4Д	3,3	1,8*	8.6*	3,1*
NsM 10-20 O мерт.	5Д	8,8	2,3*	4.3*	9,7*
10-15P1 каменная мостовая без признаков макробиоты	10	0,08	Нет роста	8,2*	9*
10-06 с торфяным горизонтом
Km+V 0-2(4) см. Каменная мостовая со скоплениями одноклеточных водорослей	13	0,12	2,3*	9,1*	1,8*
T 2-4 см. Торфянистый горизонт, в основном мёртвая биомасса	14	8,74	3,8*	6,2*	8,7*
B1 4-10 см. Минеральный материал, ржаво-бурый крупнозернистый песок, есть признаки мицелия (грибов или актиномицетов)	15	0,26	2,8*	9,3*	1,2*