Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы
1.1. Почвенные микробные сообщества 6
Строение и функции почвенных микробных комплексов: определения, схемы, развитие подходов. Понятие сукцессии в экологии. Гипотеза г-К— континуума. Понятие экониши.
1.2. Методы изучения почвенных микробных систем 12
Структурное и функциональное направления.
Мерологические методы: метод чашечного учета, генетическая маркировка, электронная микроскопия, иммунофлуо-ресцентный метод.
Определение клеточной активности.
Холистические методы: измерение активности функций, метод мультисубстратного тестирования.
1.3. Описание состояния почвенной микробной системы 19
Состояние равновесия микробного сообщества. Соотношение показателей обилия по данным микроскопии и посева (К).
Расписание появления колоний.
Применение показателей расписания появления колоний. Скорость роста грибов.
1.4. Микробные популяции в почве 25
Необходимость изучения конкретной популяции в природе.
Популяционная динамика:
оценка приспособленности, интродукция.
Структура популяции: марковская цепь. г-К стратеги среди микроорганизмов.
Проблемы управления популяцией.
Изменение микробного комплекса в ходе сукцессии.
Влияние изменения микробного комплекса на судьбу конкретной микробной популяции .
Влажность как один из факторов, влияющих на микробную популяции.
1. 5. Почвенные бациллы 41
Характеристика рода Bacillus. Споры как структурные единицы бацилл. Распространение бацилл в почвах. Динамика бацилл в почве.
2. Объекты и методы исследования 52
3. Результаты и обсуждение
3.1. Динамика популяции B.megaterium при внесении в виде спор и вегетативных клеток на разных уровнях численности в дерново-подзолистую почву 58
3.2. Характер микробной сукцессии при разных значениях потенциала почвенной влаги 65
3.3. Динамика B.megaterium при внесении иа разных этапах сукцессии...82
3.4. Анализ стадий микробиологических сукцессии методом мультисубстратного тестирования 89
3.5. Расписание появления колоний как метод анализа экологических характеристик почвенных бацилл... 91
Выводы 100
Список литературы
- Методы изучения почвенных микробных систем
- Состояние равновесия микробного сообщества. Соотношение показателей обилия по данным микроскопии и посева (К).
- Влияние изменения микробного комплекса на судьбу конкретной микробной популяции
- Характер микробной сукцессии при разных значениях потенциала почвенной влаги
Методы изучения почвенных микробных систем
В пределах экосистемного подхода к проблеме изучения почвы как сложного естественного сообщества различают структурное направление, уделяющее основное внимание изучению строения различных экологических систем (мерологические методы - изучение свойств отдельных частей, а затем экстраполяция этих сведений на систему в целом), и функциональное, связанное с анализом происходящих в эко 13 системе процессов (холистические методы - измерение поступлений и выхода энергии или различных веществ). В экологии микроорганизмов комплексное структурно-функциональное направление представлено обычно описанием структуры природных микробных систем по списку учитываемых популяций, а также гипотезами о процессах in situ на основе функциональных характеристик выделенных чистых культур in vitro.
Рассмотрим методы, применяемые для изучения почвенного микробного сообщества. Самым старым методом изучения почвенной микробной системы является метод учета чашечным посевом на питательных средах - с момента введения его в практику Кохом более ста лет назад, метод остается тем не менее наиболее распространенным в микробиологии.
Чашечный метод, с одной стороны, следует высоко оценивать уже в силу количества накопленного материала, который представляется единообразным, а потому сравнимым. Следует, однако, подчеркнуть относительность такого единообразия даже в рамках общепринятых методик работы. В частности, показано, что способ подготовки почв к анализу влияет на жизнеспособность фрагментов мицелия и уровень прорастания спор почвенных грибов, что может в значительной степени влиять на результаты микологических анализов почв (Марфенина и др., 1994; Иванова, 1999).
Кроме определения общей численности, метод довольно часто используется для отслеживания развития конкретной микробной популяции в естественном местообитании - при условии их достаточно легкого определения на конкретной среде по характерным колониям. Это пигментированные колонии разных видов, некоторые виды бацилл, Azotobacter, некоторые роды и виды актиномицетов и грибов, достаточно легко определяемые специалистами.
Некоторые почвенные актиномицеты обладают первичной люминесценцией (автофлуоресценция без специального окрашивания) (Звягинцев и др., 1964). Таким образом был осуществлен переход к изучению популяционной экологии Streptomyces olivocinereus - актиномицета, который легко идентифицируется при освещении ультрафиолетом чашек с посевом (Кожевин и др., 1979), поскольку в опре 14 деленных зонах колоний происходит сверхсинтез люминесцирующего антибиотика гелиомицина (Кожевина и др., 1976).
Метод генетической маркировки: в качестве маркера, например, можно использовать устойчивость к определенному антибиотику с широким спектром действия. Для этого обычно выделяют спонтанный мутант, устойчивый к выбранному антибиотику (Классен, 1974), проверяют наличие ключевых характеристик исходной культуры (Калниньш и др., 1974) вносят популяции в почву и проводят количественный учет посевом почвенной суспензии на среду с антибиотиком (Danso et al., 1973; Keya, Alexander, 1975; Имшенецкий и др., 1976; Кириллова и др., 1981; Коч-кина и др., 1981; Полянская и др., 1981 и другие работы). Для маркировки следует выбирать такой антибиотик, к которому чувствительны обитатели почвы, в противном случае возможны ложноположительные результаты (Кожевин, 1992). Чаще других применяется метка по устойчивости к стрептомицину (0,6-1,4 мг/мл). Маркер стабилен, и, как следует из сопоставления с данными иммунофлуоресцентной микроскопии, сохраняется у популяции в почве в течение многих лет (Brockwell et al., 1978). Также могут быть использованы штаммы с встроенными генами, изменяющими физические характеристики колоний - например, дающие окрашиваемые колонии.
Для идентификации и количественного учета конкретной популяции П.АКожевин (1992) предлагает несколько иную классификацию методов, деля их на фенотипические (выделение, соответственно, по определенному признаку или набору признаков) и генотипические (основанные на прямом анализе генетической информации вне зависимости от того, реализуется ли она организмом в конкретных условиях или же остается только «инструкцией»). На примере с внесением в почву популяций клубеньковых бактерий и псевдомонад продемонстрировано, что показатели численности по данным генотипического метода учета вполне удовлетворительно согласуются с таковыми при фенотипических приемах, включая в число последних маркировку по устойчивости к антибиотикам посредством спонтанной мутации и мутации, вызванной транспозоном (Fredrickson et al., 1988).
Для изучения конкретной популяции в почве широко используются иммунофлюоресцентные методы. Анализ этих методов, ограничения, недостатки и список исследованных микроорганизмов подробно приводит П.А.Кожевин исследованных микроорганизмов подробно приводит П. АКожевин (Кожевин, 1989; 1992).
В настоящее время чаще всего применяется метод электронного микроскопического учета. Одним из наиболее простых и удачных методов выявления, изучения и количественного учета микроорганизмов в почве является люминесцентная микроскопия в падающем свете с применением в качестве красителя акридина оранжевого (АО). Наблюдение объекта не в проходящем, а в падающем (отраженном) свете позволяет надежно выявлять микробные клетки на поверхности непрозрачных почвенных частиц. АО - ядерный флуорохром; в зависимости от соотношения РНК/ДНК объекты (в основном используется для счета бактерий) светятся красным и зеленым.
Кроме АО было предложено использовать и другие красители (цитировано по Newell et al., 1986), например, ФИТЦ - изотиоционат флуоресцеина. Марш и Одум предложили использовать европиум-хелат, разрабатывая этот метод конкретно для подсчета бактерий на частицах в воде соляных маршей. Резе предлагал использовать этидиум бромид в сочетании с АО или ФИТЦ. Позже был рекомендован ДАЛИ -диамидинофенилиндол - для подсчета бактериальных клеток на поверхности авто-флуоресцирующих субстратов и микроорганизмов - объектов водной экологии (Porter, Feig, 1980). Рассмотрено также применение ДАЛИ для обнаружения спор и вегетативных клеток B.megaterium в жидких культурах и в почве (Fisher et al., 1995). Однако эти красители применяются относительно редко и, по всей видимости, уступают АО во многих случаях. Огромным преимуществом АО является уже сама возможность сравнения данных, полученных разными исследователями для различных местообитаний микроорганизмов.
Состояние равновесия микробного сообщества. Соотношение показателей обилия по данным микроскопии и посева (К).
В работах Т.Н.Майоровой (Майорова, 1996; Майорова и др, 1996) показано, что стадия сукцессии, на которой осуществляется интродукция Azospirillum brasilens, оказывает существенное влияние на конечный результат внесения популяции - урожайность растений. Азоспириллы - давно применяемое бактериальное удобрение, тем не менее нерешенной остается проблема обеспечения стабильности результатов при инокуляции растений (в некоторых экспериментах увеличение урожая оставляет 200% и более, а в ряде случаев происходит снижение урожая). Установлено, что среди причин нестабильности эффекта помимо штаммовых особенностей и уровня внесения популяции следует рассматривать состояние почвенного микробного комплекса в момент посева растений. Показано, что при инициации сукцессии увлажнением сухой почвы максимально благоприятное влияние азоспирилл на растения регистрируется в молодой экосистеме, тогда как интродукция на более поздних стадиях микробной сукцессии приводит к снижению урожая на 10-50%.
Напротив, эффект интродукции сложных комплексов естественных микроорганизмов, извлеченных из высокоплодородных почв без подращивания на питательных средах оказывается более устойчивым и менее зависимым от агрохимических условий и, соответственно, состояния почвенной микробной системы (Кожевин, Корчмару, 1994; Корчмару, 1995).
Знание динамики популяции - в частности, динамики заселения корней и развития в ризоплане растений - является необходимым в связи с поиском штаммов для защиты от корневых патогенов. Видовое разнообразие группировки микромицетов в апикальной зоне корня, представленное ограниченным числом быстрорастущих г-стратегов (пор. Mucorales, Fusarium sp., Aspergillus niger), возрастало в 2-3- раза в зоне корневых волосков и базальной части корня за счет грибов со свойствами К-стратегов (Кураков, Костина, 2001). Об этом свидетельствуют наблюдения о более позднем времени появления колоний грибов на поверхности сред при посеве этих участков корня, меньшей их радиальной скорости роста и возрастании количества выявляемых на среде Гетчинсона видов микромицетов на этих участках корня.
Стратегия жизни как фундаментальное экологическое свойство организма не связано с такими более частными особенностями фитопатогенных грибов, как био-трофное или некротрофное питание, заражение надземных или подземных органов и т.д. Среди почвообитающих грибов встречаются К-стратеги типа Sclerotinia и г-стратеги, как Penicillium (Дьяков, 1998). Для оценки преобладания того или иного отбора в микологии и фитопатологии, в частности, рассматривают соотношение репродуктивной и генеративной фаз в жизненном цикле, учитывая синтетический и структурно-генетический компоненты в биомассе гриба (Andrews, Rouse, 1982). Также используется оценка стресс-устойчивости (рудералы - конкуренты - стресс-толеранты) (Grime, 1979).
Одним из перспективных путей борьбы с корневыми патогенами считается использование непатогенных форм грибов для подавления их родственных патогенных вариантов в почве и на корнях растений (Toyota et al, 1995). Так, предварительная инокуляция корней батата непатогенным штаммом Fusarium oxyspomm предотвращала их колонизацию патогеном F. oxysporum f.sp. batatas (Ogava, 1988). Ингибиро-ванием вызывающего вилт F. oxysporum сапротрофным Fusarium sp. обусловлена супрессивность почв к фузариозному вилту (Alabouvette et al., 1979). Предлагаются следующие объяснения этим фактам: индукция механизмов устойчивости в растении-хозяине непатогенным штаммом; прямой антагонизм между патогенном и непатогенным штаммом, который, как считают, связан с потреблением сходных питательных веществ, необходимых для роста и колонизации сапротрофами растительных остатков (Couteuadier, Alabouvette, 1990). Опережающая колонизация фузария-ми участков корня, располагающихся выше корневого кончика, могла быть одной из причин неудач при использовании биопрепаратов на основе грибов Trichoderma и Gliocladium в борьбе с корневыми патогенами (Leij et al, 1993). Даже если вносимый штамм гриба был способен успешно заселять корень данного растения, вирулентные расы грибов Fusarium могли его опережать при колонизации наиболее молодых участков растущего корня. То есть при отборе микробов-антагонистов (триходерм, псевдомонад, бацилл и других) против конкретных возбудителей корневых инфекций необходимо не только, чтобы их ниши перекрывались, но также создание условий опережающего заселения ризопланы вносимым штаммом. Среди таких первых поселенцев на корнях всех растений (апикальная зона) обнаружены быстрорастущие формы светлоокрашенного стерильного мицелия, мукоровые грибы, а у ячменя - и микромицеты рода Acremonium. Мукоровые грибы, являясь типичными г-стратегами, обладают коротким периодом прорастания, высокой скоростью роста и константой насыщения, крупным мицелием и успешно мигрируют за растущим корневым кончиком или заселяют молодые участки корня из почвы. В роли одних из первых поселенцев корней выступают сапротрофные фузарии (F.oxysporum и другие виды) (Ку-раков, Костина, 1997; 2001). Показано также улучшение роста пшеницы при обработке семян бактериальными штаммами, колонизирующими корни и ингибирующи-ми патогенные микроорганизмы (Milus, Rothrock, 1993). То есть при инокуляции корней непатогенными штаммами достигается наиболее острое и эффективное конкурентное взаимодействие близких по эколого-физиологическим характеристикам видов или вариантов одного вида за сходные экониши в ризоплане - поэтому осуществление более ранней колонизации участков корней, на которых происходит внедрение патогена в растение, может быть одним из ведущих факторов для предотвращения инфекционного процесса.
Одним из важнейших абиотических факторов развития микроорганизмов в почвах является влажность. Почвенный раствор, составляющий жидкую часть почвы, заполняет капилляры и образует разной толщины водные пленки вокруг почвенных частиц. При насыщении почвы влагой до полной влагоемкости почти все поры заняты раствором, за исключением пор с защемленным воздухом. Раньше выделяли и рассматривали такие формы воды в почве, как гигроскопическая, пленочная, капиллярная и гравитационная. Позже было показано, что границы между разными формами весьма условны (Звягинцев, 1987).
Микроорганизмы развиваются при наличии в почве определенного количества влаги. Условия увлажнения в почве обычно характеризовали влажностью почвы, выраженной в процентах от ее веса. Однако эта величина недостаточно характеризует степень доступности воды для организма. Например, при 20% влажности глинистой и песчаной почв степень доступности воды для организмов совершенно разная. В глинистой почве она будет малой, так как вода будет связана с огромной поверхностью глинистых частиц, а в песчаных - большой. Возможность объективно оценить состояние воды в почве и ее влияние на жизнедеятельность микроорганизмов дает определение потенциала почвенной влаги (ШТВ) (Судницын, 1964; 1979).
Влияние изменения микробного комплекса на судьбу конкретной микробной популяции
Предварительные опыты по оценке возможности использования коэффициента термолабильности (Кт) для характеристики структуры популяций B.megaterium проведены при трех режимах: 65С 15 минут; 80С 10 минут, 90С 10 минут.
При прогреве суспензии вегетативных клеток (плотность суспензии 7,6 X 10 клеток/мл) и почвенной суспензии сразу после внесения культуры наблюдалась сильная отрицательная корреляция между численностью популяции и температурой прогрева. Для суспензии вегетативных клеток коэффициент корреляции г=-0,96, уравнение регрессии lgN=9,44-0,025T (N - число клеток/г почвы, Т - температура); для почвенной суспензии r=-0,99, lgN=7,83-0,025T. При этом значения Кт были 10,3 и 9,8 (65С), 14,6 и 22,8 (80С); 88,4 и 73,9 (90С) для моносуспензии вегетативных клеток и почвенной суспензии после внесения вегетативных клеток (табл.4, см. Приложение).
При прогреве суспензии спор теоретически можно было ожидать примерного равенства показателей числа клеток до и после прогревания. Однако картина была несколько иной. После прогрева суспензии (плотность 3,5 х 10 кл/мл) при режиме 65С 15 минут в посеве регистрировалось в 1,6 раза больше колоний, чем до него (Кт=0,6); при режиме 80С 10 минут - в 1,8 раза больше (Кг=0,56). При прогревах в этих режимах почвенной суспензии сразу после внесения спор увеличение численности было, соответственно, 1,7; 1,3 раза (значения Кт 0,58; 0,75). Теоретически такое увеличение числа спор в данном случае может быть вызвано объединением их в агрегаты при подготовке суспензии и дезагрегированием при температурном воздействии, но после обработки ультразвуком и последующего прогревания (80С 10 минут) число регистрируемых колоний возросло в 1,3 раза для споровой и в 1,05 для почвенной суспензии (табл.5). Поэтому отмеченное небольшое, но достоверное увеличение обилия, возможно, связано с активацией спор при прогревании и прорастанием активированных спор (гл. 1.2).
Прогрев при 90С 10 минут практически не вызывал увеличения количества колоний - Кт 0,97 для споровой суспензии и равнялся 1,05 сразу после внесения в почву. Можно предположить, что при этом режиме обработки будут уничтожены и активированные споры, и он является наиболее оптимальным для работ по структурному определению популяций B.megaterium. Полученные данные дополнительно подчеркивают влияние режимов обработки - тепловой и механической - на получаемые результаты исследований. Так, влияние способов обработки при учете грибов подробно рассмотрено в работах А.Е.Ивановой (1996, 1999).
Коэффициент корреляции для суспензии спор г=0,43 (средняя положительная корреляция), для почвенной суспензии г=0,21 (слабая положительная корреляция). Уравнения регрессии lgN=8,56+0,0016T и lgN=7,l 1+0,0007Т соответственно.
Вообще же температурное воздействие на споры оценить достаточно сложно. Так, Кондон (Condon, 1992) указывает, что на термоустойчивость спор бацилл (на примере B.subtilis) влияет температура, при которой они образовались.
Исходя из этих данных, с определенными оговорками можно принять, что для популяции B.megaterium при значениях коэффициента термолабильности от 0,6 до 1,0-1,5 популяция представлена приблизительно 100% спор, при значениях более 20 - 100% вегетативных клеток. Зависимость содержания спор от коэффициента термолабильности описывает уравнение lgN=95,83-4,17 Кт.
Полагаем, что оптимальным вариантом прогрева для определения структуры популяций B.megaterium представляется режим прогрева 90С 10 минут после обработки на качалке (5 минут), или 80С 10 минут после обработки ультразвуком (1 минута).
При увлажнении почвы водой численность естественной (аборигенной) популяции B.megaterium, возрастая на 7-е сутки, далее варьирует незначительно и представлена в основном спорами (Кт в 0-момент 1,25; 7 сутки - 1,03; 14 сутки 60 0,97; 56 сутки - 1,14, что соответствует в первом приближении доле спор 80%, 98%, 100% и 88% соответственно).
Дерново-подзолистую почву увлажняли до 80% полевой влагоемкости водой (контроль), моноспоровой суспензией и суспензией вегетативных клеток на низком, среднем и высоком уровне (см. табл.6 Приложения).
При внесении спор на самом высоком уровне (108 клеток/г почвы) к концу опыта происходило постепенное снижение степени обилия примерно на порядок (с 5,06x107 до 8,4x106 кл/г). При внесении на среднем уровне - 107 клеток/г почвы -численность популяции варьировала незначительно. При низком уровне внесения (106 клеток/г почвы) динамика сходна с динамикой естественной популяции - рост на 7-е сутки и стабилизация на первоначальном уровне 7х105 кл/г (рис.5).
Значения коэффицента термолабильности для трех уровней внесения были близкими: -1,5; 1,21; 1,1 соответственно в 7, 14 и 56 сутки опыта (табл.6, см. Приложение). Таким образом, структура популяции при внесении только спор со временем изменялась: через 7 суток после внесения доля спор в ней составляла 67%, а к 14 и 56 суткам возрастала до 83-85%.
При высоком и среднем уровнях внесения вегетативных клеток (рис.6) происходило увеличение численности через 7 суток в 5-5,6 раз. К 14 суткам численность еще несколько возрастала (в 1,3 раза), а затем снижалась, оставаясь при этом выше исходной популяционной плотности.
Вариант с внесением вегетативных клеток на уровне 106 клеток/г почвы по характеру динамики близок к вариантам с природной популяцией и интродукцией спор при низком уровне внесения. Однако через 7 суток в этом случае наблюдается значительное повышение обилия: более чем на порядок. Затем численность популяции снижалась и в конце опыта превышала первоначальный уровень в три раза.
При внесении популяции B.megaterium в форме вегетативных клеток структура популяции, рассчитанная по показателю термолабильности, значительно изменялась: на 7 сутки споры составляли 76,8% клеток, на 14 - 89,5%, а к 56 суткам - 85,1% (Кт 1,3; 1,12; 1,18).
Характер микробной сукцессии при разных значениях потенциала почвенной влаги
В настоящее время в микробиологии исследуются дополнительные возможности классического метода учета бактерий чашечным методом на основе анализа расписания появления колоний на питательной среде (п. 1.3.).
Рассмотрена возможность применения модели Хаттори - расписания появления колоний на твердых средах - к популяциям почвенных бацилл в экспериментах с чистыми культурами B.megaterium, B.cereus, B.subtilis, B.polymyxa и с бактериальным сообществом дерново-подзолистой почвы (воздушно-сухой и предварительно увлажняемой).
В модели показатель вероятности размножения X характеризует состояние исходной клетки, причем между X и скоростью размножения нет прямой связи. Поэтому вероятность размножения должна изменяться на разных стадиях жизненного цикла и должна зависеть от содержания запасных веществ и др. (Кожевин, 1989). Таким образом, по показателю X возможно методом посева получить представление об исходном состоянии клеток в природной среде.
Характер графиков расписания появления колоний для каждого вида сугубо индивидуален - разница между видами одного рода наблюдается уже по времени начала регистрации колоний (табл. 18, рис.22 а, б).
При посеве чистой культуры из суспензий спор и вегетативных клеток B.megateriwn на МПА на 25 час проросло 73,4% вегетативных клеток и только 15,5% спор, на 50 час - 91,3% и 56,9% соответственно. Показатели X составили 0,034 ч"1 (споры) и 0,077 ч"1 (вегетативные клетки).
Для B.cereus эти показатели были 72,6% для спор и 94,7% для вегетативных клеток (25 часов) и 92% и 99,4% (50 часов) соответственно. Колонии B.polymyxa начали появляться на 40 час, к 45 часам появились 81,5% спор и 98,6% вегетативных клеток. Клетки B.subtilis образовали видимые глазом колонии на 30 час, к 45 часу появились 71,9% спор (X = 0,084 ч"1) и 96,1% вегетативных клеток (X = 0,196 ч"1).
В качестве универсальных Хаттори были введены следующие диапазоны активности для клеток: при X =0,042 ч"1 клетки имеют высокую активность, при X =0,021 ч"1 находятся в состоянии глубокого покоя, причем предложенные критерии
Расписание появдения колоний бактерий при посеве на МПА получены в опытах в основном с неспоровыми бактериями. Очевидно, что эти диапазоны требуют существенной корректировки в зависимости от объекта исследований - для бацилл они значительно отличаются.
После анализа данных по чистым культурам было установлено, что наиболее информативным является показатель доли колоний бацилл, регистрируемый на 50 час после посева. Если этот показатель формально превышает 92%, то учитываемые бациллы в основном представлены вегетативными клетками. Если менее 92% -можно уверенно говорить о преобладании покоящихся форм.
При посеве на МПА суспензии дерново-подзолистой почвы к 50 часам после посева из воздушно-сухого образца почвы регистрировалось 85% колоний, а из предварительно увлажняемого - 96% (рис.23, табл.20, см. Приложение). Это подтверждает формальный критерий, более того, сравнение графиков показывает, что основной составляющей микробного комплекса является B.cereus.
При оценке состава бактериального природного комплекса и соотношения видов рода Bacillus при посеве воздушно-сухой почвы и после предварительного увлажнения в течение 9 суток наблюдалась следующая картина (рис.24, табл.21, см. Приложение).
B.megaterium .составлял при посеве из воздушно-сухой почвы от 6% до 11,4% от общего числа бактерий, а из увлажняемой - не более 4,6%. Численность B.cereus ("собственно" B.cereus, белые мелкоскладчатые колонии, край неровный) в момент первого учета (28 часов) для воздушно-сухой почвы составляла 78% (в увлажненной 65,9%) и к 95 часам уменьшилась до 46,7% (36% в увлажненной). Более стабильным было положение B.cereus var.mycoides - 0% в 28 часов в обоих вариантах, 12% в воздушно-сухой почве и 9,52% в увлажненной к 95 часам, что подчеркивает способность бацилл приспосабливаться к условиям среды при помощи образования диссрциантов вида с разной формой колоний. Нами рассмотрен отдельно диссоциант B.cereus с Мгформрй кодрний (блестящие круглые слизистые колонии мутно-бело-желтого цвета, край ровные, реакция на МПЖ ослаблена) - 28 часов 11% в "сухом" и 17,7% в увлажненном варианте, к 95 часам 14,7% и 26,1% (сравним B.cereus var.mycoides). Колонии B.polymyxa на МПА вообще не регистрировались при посеве из воздушно-сухой почвы, а в увлажняемой к 95 часам их доля составляла 5,11%. B.subtilis, не регистрируемый ни в одном варианте к 28 часам, составлял соответственно около 1,5% в "сухом" и до 0,2% в увлажненном вариантах в течение всего опыта.
Таким образом, показано, что группа представителей рода Bacillus является гетерогенной по относительной экологической стратегии. Так, уже на 25 час после посева появились более 70% колоний В.сегеш, колонии B.polymyxa и B.subtilis не появились совсем. Если же сравнить B.megaterium и B.cereus, то быстрый и массовый рост B.cereus подтверждает его склонность к r-стратегии (динамика с популяционными "взрывами" и провалами), а для B.megaterium характерны черты К-стратегии - с инертным, постепенным ростом и "сглаженной" динамикой. Различие между экологическими стратегиями столь существенно, что позволяет ввести формальные критерии определения видов, то есть по характеру расписания появления колоний судить не только о структуре популяций (споры - вегетативные клетки), но и о доминировании определенного вида бацилл.
Используя список таксономические характеристики бацилл, приведенный в статье Приста и Александера (Priest and Alexander, 1988), мы представили многомерные экологические ниши, "таксономические портреты" разных видов бацилл (табл. 22, рис. 25, 26). Сравнивая B.megaterium и B.cereus, уже можно предполагать некоторые (подтвержденные другими методами) экологические характеристики: так, для B.cereus характерны способность к росту в анаэробных условиях и к денитрификации (NO3 — NC»2) и именно эти свойства, видимо, дают этому виду возможность существовать при значительном различии в степени влажности и в условиях повышенной влажности (как типичному обитателю более северных почв, где больше влаги, меньше испарение). С другой стороны, B.megaterium более устойчив к стрептомицину - продукту вторичного метаболизма зрелых микробных систем, которые он и предпочитает как К-стратег.
