Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 9
1.1. Современное состояние изученности тропических лесов 9
1.2. Особенности тропических лесов
1.2.1. Биотическое разнообразие 10
1.2.2. Интенсивный круговорот веществ 11
1.2.3. Доминирование детритных цепей питания 12
1.2.4. Высокая скорость деструкции
1.3. Леса Вьетнама 14
1.4. Особенности тропической экологии, оказывающие влияние на формирование комплексов почвенных грибов 18
1.5. Роль грибов в экосистемах лесов умеренных и тропических широт 19
1.6. Степень изученности тропических грибов 20
Глава 2. Материалы и методы 26
2.1. Описание мест исследований 26
2.1.1. Сектор Нам Кат Тьен (Национальный парк Донг Най) 31
2.1.2. Лесной массив Ма Да (Национальный парк Донг Най) 35
2.1.3. Лесное хозяйство Лок Бак 38
2.1.4. Национальный парк Би Дуп - Нуй Ба 41
2.1.5. Национальный парк Чу Янг Син 2.2. Сбор образцов 48
2.3. Анализ образцов 48
2.4. Идентификация неспорулирующих культур молекулярно-генетическим методом 50
2.5. Анализ полученных данных 55
ГЛАВА 3. Результаты и обсуждение 59
3.1. Анализ общего видового списка почвенных грибов 59
3.2. Анализ видовых списков почвенных грибов исследованных местообитаний
3.2.1. Сектор Нам Кат Тьен (Национальный парк Донг Най) 62
3.2.2. Лесной массив Ма Да (Национальный парк Донг Най) 77
3.2.3. Лесное хозяйство Лок Бак 84
3.2.4. Национальный парк Би Дуп-Нуй Ба 91
3.2.5. Национальный парк Чу Янг Син 99
3.3. Идентификация изолятов микромицетов молекулярно-генетическим методом
3.4. Сравнение видового состава и разнообразия горных, предгорных и равнинных лесов 112
3.5. Сравнение исследованных местообитаний по комплексам видов почвообитающих микромицетов с использованием индексов сходства 120
3.6. Сравнение видового состава микромицетов в исследованных регионах Вьетнама с другими работами 128
3.7. Возможное практическое использование полученных изолятов 129
ГЛАВА 4. Заключение 130
Выводы 134
Список литературы
- Интенсивный круговорот веществ
- Лесной массив Ма Да (Национальный парк Донг Най)
- Анализ видовых списков почвенных грибов исследованных местообитаний
- Сравнение видового состава и разнообразия горных, предгорных и равнинных лесов
Интенсивный круговорот веществ
По экспертным оценкам большая часть разнообразия микроорганизмов еще не описана. Для грибов предполагается, что известно не более 10% от всех реально существующих видов (Hawksworth, 2001), при этом для микромицетов описаны в большей степени космополитные виды, выделяемые на широко используемые среды. Большой потенциал неописанных видов представляют собой некультивируемые на стандартных средах или обитающие в слабо изученных, особенно тропических, регионах (Hawksworth, Rossman, 1997; Hawksworth, 2002) виды. Смит и Валлер (Smith, Waller, 1992) по своим работам в Бразилии оценили, что существует около 1 млн. видов грибов на одних лишь тропических растениях. А в одной из наиболее изученных точек в Национальном парке Таи в Кот-д Ивуаре обнаружено около 250 видов почвообитающих микромицетов и более 300 видов на листовом опаде и поверхности растений (Persiani, Maggi, 1986; Figueras, Guarro, 1988; Persiani et al., 1998; Mulas, Rambelli,1995; Rambelli et al., 2004).
Разнообразие грибов находится под пристальным вниманием исследователей последние 10-20 лет по причине того, что грибы широко используются в прикладных целях – для производства антибиотиков, ферментов, в пищевых и биотехнологических целях, как агенты для биопульпирования (размягчения древесины для производства бумаги с помощью целлюлозо- и лигнинолитиков) и аварийного восстановления после разливов химических веществ (Hawksworth, 1991, 1993; Hawksworth, Colwell, 1992; Nisbet, Fox, 1991). Многие из них являются фитопатогенами, изучение которых может помочь избежать потерь урожаев в сельском хозяйстве (Burgess, Summerell, 1992; Hyde et al., 2007), а также и патогенами животных и человека (Evans, Ashbee, 2002). Микологи Австралии, Новой Зеландии и Папуа Новой Гвинеи изучают анаморфные формы грибов с точки зрения экономической важности видов, патогенных для растений или затронутых в пищевой индустрии. Гргуринович и Хайд (Grgurinovich, Hyde, 1993) обнаружили, что австралийскими учеными была опубликована 51 работа по анаморфным грибам с 1988 по 1991 год, причем 50% составляют именно промышленно важные роды (Penicllium – 14 работ, Aspergillus – 7, Fusarium – 5). Наиболее интересные данные по гифомицетам и целомицетам (Coelomycetes) пришли от фипатологов. Суммируя вышесказанное, основные интересы сосредоточены на изучении конкретных групп, имеющих практическое значение, в то время как сведений об общем разнообразии микромицетов в почвах тропических регионов недостаточно. Существует сравнительно мало точек, где проводятся систематические глубокие исследования микроскопических грибов: Австралия, Кот-д Ивуар, Бразилия, Аргентина, Гавайи, Гонг-Конг, Гондурас, Индия, Испания, Коста-Рика, Маврикий, Мьянма, Панама, Пуэрто-Рико, Таиланд, Тайвань, Фиджи, Филиппины.
Хотя грибы умеренных широт изучены намного лучше, чем тропические, по данным большого количества работ, проведенных в различных южных странах, можно сказать, что имеется тенденция к увеличению разнообразия грибов при приближении к экватору, то есть в тропиках и субтропиках оно в целом выше, чем в северных широтах, особенно среди групп редуцентов (Lodge et al., 1995). Из отдела Zygomycota роды Absidia и Cuninghamella (порядок Mucorales) в тропиках встречаются чаще, чем Mucor или Rhizopus. Последние два рода обильны в северных широтах. Обращает на себя внимание смена количественного и качественного соотношения видов двух доминирующих родов
Penicillium и Aspergillus. Доминирование этих групп типично для почв, однако относительная доля Penicillium в тропических лесах значительно ниже по сравнению с почвами умеренных широт, где она колеблется в пределах 40–70% (Сизова, 1953; Мирчинк, 1988). Представленность Aspergillus, напротив, выше. Анализ данных по широтной встречаемости видов этих родов показывает, что представители рода Penicillium имеют широкое распространение, без выраженного максимума, однако в умеренных и южных широтах их разнообразие снижается (Christensen et al., 2000). Грибы рода Aspergillus, напротив, наиболее многочисленны и разнообразны в тропиках (Klich, 2002b).
Биллс и Полищук (Bills, Polishook, 1994) показали, что доля родов Penicillium и Aspergillus в почвах из Коста-Рики и Форта Шерман была достаточно велика. Из почв лесных питомников южных штатов США (Алабама, Арканзас, Флорида, Джорджия, Луизиана, Миссиссипи, Северная Каролина, Оклахома, Южная Каролина и Техас) Ходжес (Hodges, 1962) выделил 121 вид грибов из 45 родов, причем 94 вида составляли
Fungi Imperfecti. Среди них половину составляли виды Penicillium и Aspergillus. P. jantinellum, P. restrictum, P. funiculosum, Aspergillus fumigatus и A. flavus встречались наиболее часто. Фарроу (Farrow, 1954) показал, что Penicillium, Aspergillus, Fusarium, Cuninghamella, Trichoderma, Absidia, Chaetomium, Acrostalagmus и Gliocladium (в таком порядке) – доминирующие роды грибов, которые были выделены из разных экспериментальных площадок в Коста-Рике и Панаме. Acrostalagmus albus, Aspergillus candidus, Fusarium solani, Gliocladium penicilloides, Penicillium funiculosum, Penicillium vinaceum, Trichoderma koningii, Trichoderma lignorum были выявлены в 5-ти площадках из 6-ти. По данным Миа (Miah et al., 1980) в Южной Индии было выделено 85 видов грибов из трех основных классов: Ascomycetes, Zygomycetes и Deuteromycetes. Наибольшее количество грибов было выделено из кислых почв по сравнению с щелочными методом посева из почвенной суспензии. Среди второго класса отмечены 15 видов из 6 родов: Absidia, Cunninghamella, Gongronella, Mucor, Rhizopus и Syncephalastrum. Сумчатые грибы составили 23 вида из 10 родов – Achaetomium, Carpenteles, Chaetomium, Emericella, Eurotium, Microascus, Neocosmospora, Sartorya, Talaromyces и Theilavia. Доля несовершенных грибов превышала все остальные – 47 видов из родов Alternaria, Aspergillus, Bartalinia, Cephalosporium, Cladosporium, Curvularia, Fusarium, Helminthosporium, Humicola, Myrothecium, Paecilomyces, Penicillium, Phoma, Stachybotrys и Trichoderma. Доминирование родов Aspergillus и Penicillium в этих почвах согласуется с наблюдениями (Waksman, 1932; Saksena et al., 1967; Kamal, Bhargava, 1973). Дж. И. Питт (Pitt, 1979) хорошо известен по своей монографии по роду Penicillium в Австралии. В своей книге он приводит описания и иллюстрации 150 видов, из которых 68 отмечены в Австралии, 16 – в Новой Зеландии, 9 – в Папуа Новой Гвинее и 1 – в Кирибати. Также в неё включены 5 видов, изолированных из почв с острова Лорд-Хау. Поскольку виды рода Penicillium имеют широкое распространение, большая часть из описанных видов была отмечена и в других странах. Но среди 150-ти 4 вида были встречены на тот момент только в Австралии (P. dendriticum Pitt, P. dimorphosporum H.J. Swart, P. erythromellis A.D. Hocking, P. mimosinum A.D. Hocking) и 2 вида, которые были отмечены еще и в Новой Зеландии (P. loliense Pitt, P. resedanum McLennan et al.). Из этих видов Penicillium dendriticum (ныне Talaromyces dendriticus), P. erythromellis (Talaromyces erythromellis) и P. loliense (Talaromyces loliensis) нами были выявлены в Южном Вьетнаме. Границы австралийских видов Penicillium еще не очень хорошо определены, и Питт включил в монографию большую часть видов, известных в Новой Зеландии. Позднее к описанным видам в Австралии были добавлены еще 4 вида – P. maclennaniae H.Y. Yip, P. oblatum Pitt et al., P. radicum A.D. Hocking et Whitelaw и P. sabulosum Pitt et A.D. Hocking (McKenzie, 2001).
Лесной массив Ма Да (Национальный парк Донг Най)
Оценка степени изученности видового состава почвообитающих микромицетов, выявленного посевом из почвенных разведений, была проведена в программе EstimateS 8.0 (Colwell, 2006). Использован метод построения потенциальных кривых накопления с помощью экстраполяции Колдуэлла-Мао и расчета индексов оценки видового богатства алгоритмом «складного ножа» второго уровня (Jack2) и Чао второго уровня (Chao2).
Расчет показателей, оценивающих полное видовое богатство методом Chao2 (табл. 6), позволяет предположить, что видовое богатство почвенных грибов в наибольшей степени было выявлено на участке лесовосстановления в диптерокарповых посадках: на 83% в почве и на 90% – в опаде. Видовое богатство для этого места по индексу Jack2 было оценено на 74% и 82% соответственно. Наименьшие значения индексов были отмечены для «воздушного» опада на площадке Лагерстремия в 2011 г.: по Chao2 – 49,7% (выявлено 43 из предположительно 87 видов), по Jack2 – 56% (выявлено 43 вида из 77 возможных), что можно объяснить уникальностью самого субстрата по сочетанию видов микромицетов из разных эколого-трофических групп. Разнообразие грибов в почве и листовом опаде в 2011 г. выявлено практически в одинаковой степени по оценкам обоих индексов: 72 и 74% – для Chao2, 64,4 и 65% – для Jack2.
Промежуточное положение по оценкам видового богатства между исследованными местообитаниями занимает вышка климатологов. Для почвы оно было оценено в 81% по Chao2 и в 71% – по Jack2, для опада – 60 и 58% соответственно.
Эти данные говорят о неоднородности видового состава микромицетов, выделяемых из разных образцов, отобранных с одного участка, что может быть связано с высокой гетерогенностью микрозон обитания в почве и на опаде в изучаемых лесах. Дальнейшее исследование почвообитающих грибов этого места очень перспективно.
Микроскопические грибы, развивающиеся внутри жилого дома, расположенного на территории центральной усадьбы в секторе Нам Кат Тьен.
Параллельно с проведением исследования видового состава микроскопических грибов из почвы и растительного опада в 2012 г. были изучены стены старого жилого дома, расположенного на территории усадьбы в секторе Нам Кат Тьен, в местах биоповреждений с целью изучения видов грибов, встречающихся в антропогенных местообитаниях, их вредности для здоровья человека и сравнения с видами грибов, характерных для природных (лесных) местообитаний. В кухне и столовой старого дома были взяты соскобы с поверхностей в 10 точках с видимым грибным налетом. В результате анализа проб методом посева на твердые питательные среды, выявлен 41 вид микромицетов: 40 видов из 19 родов и 1 неспорулирующий изолят (табл. 7). Высокое видовое разнообразие может объясняться тем, что в помещении присутствуют как микромицеты из сложившегося комплекса видов, характерного для антропогенных местообитаний, так и постоянно вселяющиеся из природных местообитаний. Наиболее часто (отмечены в 5 и более точках) встречались – Acremonium potronii, Aspergillus niger, A. ochraceus, A. versicolor, Fusarium solani и Gliomastix cerealis. В 3-4-х точках – Hormoconis resinae (телеоморфа Amorphotheca resinae – керосиновый гриб), Aspergillus flavus, Penicillium citrinum и Talaromyces ruber. Из всех выделенных со стен дома 40 видов грибов 23 вида были уникальными и выделены только из этого местообитания, 17 видов являлись общими и были отмечены также и в лесах (2009-2012 гг.): Aspergillus niger, A. ochraceus, A. sydowii, A. ustus, Fusarium solani, Glomastix sp., Penicillium brevicompactum, P. chrysogenum, P. citrinum, P. implicatum, P. ochrochloron, Pseudoallescheria boydii, Rhizopus arrhizus, Simplicillium lamellicola, Talaromyces loliensis, T. wortmannii, Trichoderma harzianum.
В группу уникальных видов входят как космополитные виды, часто отмечаемые в помещениях различных регионов, так и виды, имеющие пантропическое распространение. Наличие этой группы видов свидетельствует о том, что в данном месте сложился комплекс видов микромицетов, характерный для антропогенных местообитаний, в котором происходит унификация видового состава (Марфенина, 2005). Относительно общих видов грибов можно предположить, что они попали в помещение из природных местообитаний и нашли подходящие источники питания.
Сравнение со списком микромицетов, выявленных в образцах, отобранных в тот же срок (2012 г., участок лесовосстановления (диптерокарповые посадки) и вышка климатологов), показало, что 17 видов из 40, выявленных в помещении, встречены и в природных местообитаниях. Это обильные виды, отмеченные во всех изученных точках – Aspergillus ustus, Penicillium chrysogenum, P. citrinum, P. ochrochloron, Trichoderma harzianum, виды, встреченные только в долинном лесу под вышкой климатологов – Aspergillus ochraceus, A. sydowi, Penicillium brevicompactum, P. implicatum, Rhizopus arrhizus, Talaromyces wortmannii, и виды, отмеченные только в искусственных посадках (диптерокарповый лес) – Fusarium solani, Pseudallescheria boydii, Simplicillium lamellicola. Почти все они отмечались и в прошлых исследованиях, кроме Rhizopus arrhizus и Simplicillium lamellicola, которые отмечены на территории сектора впервые.
При сравнении видов грибов, выделенных со стен дома в 2012 г. и из площадок диптерокарповых посадок и участка лесовосстановления, с видами, отмеченными в секторе Нам Кат Тьен в 2009 г., выделяются 8 общих видов: Aspergillus ochraceus, A. sydowii, Fusarium solani, Penicillium citrinum, P. implicatum, P. ochrochloron, Rhizopus arrhizus, Trichoderma harzianum. Aspergillus niger был отмечен в лесных местообитаниях в 2009 г. и на стенах дома в 2012 г. Потенциальные свойства обнаруженных видов. Обнаруженные виды способны оказывать воздействие на материалы, на которых развиваются, и при высокой продукции спор могут влиять на здоровье людей.
К технофильным (вызывающим биоповреждения) можно отнести 24 вида (табл. 7). Это все обнаруженные виды рода Aspergillus, большая часть Penicillium. Наибольший интерес представляет вид Hormoconis resinae, называемый керосиновым грибом. Он способен развиваться на углеводородах нефти, в частности на авиационных топливах, что приводит к авариям из-за образования в баках мицелиальных сгустков. Несколько видов (Aspergillus versicolor, Fusarium solani, Penicillium chrysogenum, P. citrinum, P. implicatum и Talaromyces ruber) активно выделяют пигменты в окружающую среду, вызывающие потемнение или окраску материалов.
Опасность для здоровья, в основном в виде аллергических реакций у чувствительных людей, представляет 21 вид (табл. 7). Это, в первую очередь, виды рода Aspergillus, обильно образующие летучие конидии. Как причины заболеваний указываются Fusarium solani, Acremonium potronii и A. rutilum, но их споры формируются в слизистых головках и мало летучи. Зигомицеты – Rhizopus arrhizus и R. microsporus – также отмечены как причина микозов. Отмечены токсинообразующие виды. Часть выделенных видов может расти на кератинсодержащих субстратах и, соответственно, быть причиной поражений кожи. Наиболее активный их них – Chrysosporium queenslandicum, относящийся к группе кератинофильных грибов. Похожими свойствами обладают Scopulariopsis brevicaulis и Pseudallescheria boydii. Последний может вызывать и подкожные, и глубокие микозы. Кроме потенциально патогенных для животных и человека выявлены энтомопатогенные анаморфные виды: Lecanicillium aranearum, Pochonia suchlasporia var. catenata и Simplicillium lamellicola. Они связаны с грибами рода Cordyceps, формирующими заметные стромы на погибших насекомых.
Анализ видовых списков почвенных грибов исследованных местообитаний
Полученные сопоставимыми методами данные позволили провести сравнительнный анализ таксономической структуры комплексов культивируемых почвообитающих микромицетов в исследованных 5-ти особо охраняемых территорий Южного и Центрального регионов Вьетнама.
В своей работе мы решили использовать упрощённую схему классификации исследованных местообитаний по характеру лесов: равнинные (низинные), предгорные и горные. Равнинные леса характеризуются следующими параметрами: жарким климатом с выраженной сменой влажного и сухого сезонов, высокой температурой воздуха (22-27 С), высоким годовым поступлением осадков (до 2000 мм). В горных лесах также наблюдается смена сухого и влажного сезонов, но сухой сезон менее выражен, регулярный уровень увлажнения, уровень осадков до 2500 мм в год, средняя температура летом колеблется от 16 до 20С, зимой – от 7 до 10С.
Основные древесные породы также имеют свои отличия: в равнинных лесах преобладают представители семейств Dipterocarpaceae, Lythraceae и Fabaceae, а в горных Fagaceae и Lauraceae, а также голосеменные Podocarpus, Fokienia, Pinus. К равнинным относится лес в секторе Нам Кат Тьен и лесной массив Ма Да (Национальный парк Донг Най). Национальные парки Би Дуп-Нуй Ба и Чу Янг Син представлены горными лесами. Лесное хозяйство Лок Бак состоит из предгорных лесов, занимающих промежуточное положение между равнинными и горными. В горных лесах было выявлено 237 видов почвенных микроскопических грибов, в предгорных – 113, в равнинных – 219. Таксономическая структура комплексов культивируемых почвообитающих микромицетов ( табл. 25) в исследованных местообитаниях более-менее сходная. Отличия незначительные и проявляются в качественном составе и представленности порядков. Как видно на диаграмме (рис. 18), представленность видов отдела Zygomycota сравнительно невысока. Из порядка Mucorales в равнинных лесах отмечено 11 видов (Absidia heterospora, Blakeslea trispora, Circinella sp., Cunninghamella echinulata, Gongronella butleri, Mucor hiemalis, M. racemosus, Rhizopus arrhizus, R. microsporus, Syncephalastrum racemosum, Umbelopsis isabellina), в горных – 13 видов (Absidia cylindrospora, A. heterospora, Gongronella butleri, M. hiemalis, M. racemosus, Rhizopus arrhizus, Umbelopsis angularis, U. isabellina, U. nana, U. ramanniana, U. versiformis, U. vinacea, Zygorhynchus moelleri), в предгорных – 7 видов (Absidia cylindrospora, A. heterospora, Lichtheimia corymbifera, Mucor hiemalis f. luteus, Mucor hiemalis, Umbelopsis angularis, U. isabellina). 3 вида являются общими для всех типов лесов. Наиболее часто встречающимся видом в низинных лесах из порядка Mucorales является Gongronella butleri (60%), в горных лесах таких видов 3 – Umbelopsis angularis (60-70%), U. isabellina (60-100%), U. vinacea (70%), в предгорных лесах частота встречаемости представителей отдела Zygomycota довольно низка, у двух видов Mucor hiemalis f. luteus и Mucor hiemalis она не превышает 40%. Большая часть выявленных грибов относится к отделу Ascomycota: 219 видов в горных лесах (92%), 205 (94%) – в равнинных, 105 (92%) – в предгорных. Подавляющая часть видов представлена анаморфными стадиями. Было отмечено 23 телеоморфы из порядка Eurotiales в горных лесах, 18 – в равнинных и 16 – в предгорных.
Ведущими, как для равнинных, так и для горных лесов, являются порядки Eurotiales и Hypocreales. К первому порядку в горных лесах относятся 111 видов (47%), в равнинных – 92 (42%), в предгорных – 54 (47%). Второй порядок насчитывает 37 (16%), 47 (21%) и 26 (23%) видов для горных, равнинных и предгорных лесов соответственно.
Среди общих порядков для всех типов лесов, которые выделялись и в почве, и в листовом опаде, можно отметить следующие: Dothideales, Eurotiales, Helotiales, Hypocreales, Microascales, Xylariales и группы Incertae sedis из отдела Ascomycota. Порядок Capnodiales не был отмечен только в почве равнинных лесов, порядок Pleosporales был выделен везде, кроме почвы предгорных лесов, порядок Sordariales – кроме опада предгорных лесов. Порядок Chaetothyriales (Ascomycota) был выделен исключительно в опаде горных, предгорных и равнинных лесов, причем его представители в большем количестве – 3 вида (Cladophialophora devriesii, Exophiala sp., Phialophora sp.) – были выявлены из опада равнинных лесов (в горных и предгорных лесах, для сравнения, 1 вид Exophiala sp.). Exophiala sp. была общим видом для трех типов лесов. Порядок Agaricales (Basidiomycota) был найден в опаде горных и равнинных лесов. Порядок Diaporthales был выявлен только в опаде горных лесов в количестве 2 видов (Diaporthe eucalyptorum, Phomopsis sp.). Проявляется определённая закономерность в динамике распространения микромицетов применительно к каждому конкретному типу субстрата. В почве, как в равнинных, предгорных так и в горных лесах, выше доля порядков Eurotiales и ниже – у Hypocreales, Pleosporales и Xylariales. В опаде распределение порядков по количеству видов меняется, и на первое место выходят те порядки, большинство предствителей которых относятся к фитопатогенам и целлюлозолитикам (Hypocreales, Pleosporales и Xylariales). Порядок Sordariales представлен большим количеством видов в почве горных лесов по сравнению с опадом, но в низинных лесах его доля уравнивается между этими субстратами – было выделено по 4 вида из почвы и опада, а в предгорных лесах в почве было отмечено всего 3 вида из этого порядка.
Наиболее богаты видами роды Aspergillus и Penicillium. В горных лесах род Aspergillus насчитывает 22 вида (9% от видового богатства в горных лесах), Penicillium – (26%), в предгорных – 11 (10% от видового богатства в предгорных лесах) и 30 (27%), в низинных лесах 26 (12% от видового богатства равнинных лесов) и 45 видов (21%) соответственно. В равнинных лесах доля Aspergillus выше, чем в горных лесах, а доля Penicillium, наоборот, ниже (Christensen et al., 2000; Klich, 2002). Такое количественное распределение двух родов соответсвтует закономерностям их распространения по широтам: для северных и умеренных широт характерно доминирование видов рода Penicillum, а для южных широт – видов рода Aspergillus. Поэтому можно предположить, что видовой состав в горных лесах близок к умеренным широтам, а в равнинных лесах – к южным тропическим широтам. В предгорных лесах распределение Penicillium и Aspergillus напоминает таковое в горных лесах, несмотря на заниженное количество видов Aspergillus и Penicillium по сравнению с горными лесами, и одновременно прослеживается сходство с равнинными лесами. Можно сделать вывод о том, что видовой состав в лесном хозяйстве Лок Бак занимает промежуточное положение среди горных и равнинных лесов.
В целом, каждое исследованное местообитание имеет характерные только для него доминирующие виды почвенных грибов (табл. 26). Также наблюдается тенденция к уменьшению концентрации доминирования видов при движении от равнинных лесов к предгорным и горным лесам. В равнинных лесах к доминирующим видам было отнесено 8 и 6 видов (сектор Нам Кат Тьен и лесной массив Ма Да), в предгорных – 14 видов (лесное хозяйство Лок Бак), в горных – 13 (Би Дуп-Нуй Ба) и 23 вида (Чу Янг Син).
Сравнение видового состава и разнообразия горных, предгорных и равнинных лесов
Впервые подробное исследование видового состава почвенных микромицетов тропических лесов Вьетнама было проведено Александровой А.В. в 2009 г. (Александрова, Сидорова, Тиунов, 2011) в секторе Нам Кат Тьен. Данная работа является углубленным продолжением ранее начатых исследований с расширением количества заповедных территорий. На данный момент было исследовано и проанализировано 5 особо охраняемых природных территорий Вьетнама, расположенных в Южном и Центральном регионах.
Исследованные местообитания можно разделить по типу рельефа на горные, предгорные и равнинные. К горным относятся леса в Национальных парках Би Дуп–Нуй Ба и Чу Янг Син, к равнинным – в Национальном парке Донг Най (сектор Нам Кат Тьен и лесной массив Ма Да). В лесном хозяйстве Лок Бак произрастают предгорные леса, которые занимают промежуточное положение между горными и равнинными лесами. Каждый национальный парк по-своему интересен. Орографические (рельеф местности) и климатические факторы (колебания температуры и влажности, влажные и сухие сезоны) в значительной степени оказывают влияние на состав микромицетов в почвах и растительных субстратах.
Видовое богатство культивируемых почвообитающих микромицетов в равнинных, предгорных и горных муссонных тропических лесах Южного и Центрального Вьетнама оказалось очень высоким. В результате обработки образцов и анализа полученных данных в период с 2011 по 2014 гг. был составлен общий список видов почвообитающих микромицетов, насчитывающий 353 вида микромицетов из 117 родов.
Комплексы микроскопических грибов равнинных лесов изученных территорий Вьетнама довольно однородны и сильно отличаются от таковых, формирующихся в горных. Равнинные и предгорные леса формируют более-менее компактные перекрывающиеся группы, что может говорить о некоторой общности видовых комплексов почвенных грибов между этими лесами. Комплексы микромицетов горных лесов разошлись на две обособленные группы, связанные с различными массивами Би Дуп и Чу Янг Син. Этот факт можно объяснить гетерогенностью условий в горных лесах, что вносит различия между двумя национальными парками. Равнинные леса менее гетерогенны по условиям, поэтому нет большого разброса по осям (рис. 21). Предгорные леса занимают промежуточное положение между равнинными и горными лесами, но всё-таки более сходны с равнинными, что согласуется и с ботаническими данными. В предгорном поясе в составе древостоев на склонах до высоты 800 м встречаются деревья, характерные для равнинных лесов южной части Вьетнама (Кузнецов, 2015).
Таксономический состав культивируемых микромицетов в горных лесах, по сравнению с равнинными, ближе к лесам умеренных широт. В них отмечено более высокое видовое разнообразие и численность представителей отдела Zygomycota; порядок Hypocreales представлен меньшим числом видов; отмечено значительное преобладание рода Penicillium над родом Aspergillus.
Проявляется определённая закономерность в распределении микромицетов по типам исследованных субстратов. В почве, как в равнинных, предгорных и в горных лесах, выше доля порядков Eurotiales и ниже – у Hypocreales, Pleosporales и Xylariales. В опаде распределение порядков по количеству видов меняется, и на первое место выходят те порядки, большинство представителей которых относятся к фитопатогенам и целлюлозолитикам (Hypocreales, Pleosporales и Xylariales). Порядок Sordariales представлен большим количеством видов в почве горных лесов по сравнению с опадом, но в равнинных лесах его доля уравнивается между этими субстратами – было выделено по 4 вида из почвы и опада, а в предгорных лесах в почве было отмечено всего 3 вида из этого порядка.
Комплексы микроскопических грибов почвы и опада с поверхности почвы более сходны внутри одного местообитания, чем одинаковые субстраты из разных местообитаний одной территории. Сходство почвы и опада по составу грибов тем больше, чем больше степень разложения опада (более продвинутая стадия субстратной сукцессии), а этот процесс связан с режимом увлажнения. В исследованных местообитаниях лимитирующим фактором деструкции опада является доступность влаги. В сухой сезон опад накапливается, а с началом влажного – быстро разлагается или уносится термитами. В горных лесах, где нет выраженного сухого сезона и поступление осадков более равномерно, сходство комплексов микромицетов опада и почвы, как правило, выше.
В «воздушном» опаде формируются специфические комплексы микромицетов обособленные как от микромицетов почвы, так и от опада. Это может быть связано со своеобразием условий и субстратов, а также с пространственной дифференциацией в верхнем ярусе леса.
На примере сравнения видового состава микромицетов, выделенных со стен дома в Кат Тьене, с видовым составом грибов в природных местообитаниях было выявлено, что в антропогенных условиях наряду с общими видами формируется свой «уникальный» состав микромицетов, способных при определенных условиях принести вред человеку (биоповреждения материалов, здоровье человека). В группу уникальных видов входят как космополитные виды, часто отмечаемые в помещениях различных регионов, так и виды, имеющие пантропическое распространение. Наличие этой группы видов свидетельствует о том, что в данном месте сложился комплекс видов микромицетов, характерный для антропогенных местообитаний, в котором происходит унификация видового состава (Марфенина, 2005). Относительно общих видов грибов можно предположить, что они попали в помещение из природных местообитаний и нашли подходящие источники питания.
Для идентификации проблемных видов грибов (неспорулирующих (стерильных) культур, видов-двойников) был применён молекулярно-генетический метод с использованием кластера рибосомальных генов ITS1-5.8S-ITS2, включающих как вариабельные участки межгенных спейсерных последовательностей ITS-1 и ITS-2, так и консервативный участок рибосомальной субъединицы 5.8S. На данный момент через молекулярный метод прошло 184 культуры грибов, среди которых были как стерильные культуры, так и те виды, название которых должно было быть верифицировано. Только 65 культур получили таксономические наименования. Для остальных последовательностей в базе данных GenBank не было найдено соответствий видового и родового уровня. Причина может состоять в том, что эти последовательности предполагают под собой потенциально новые виды, которые пока еще не описаны или очень мало изучены, и в базе данных GenBank отсутствуют сведения о них. Оставшиеся 119 изолятов мы планируем повторно провести через секвенирование.
Подавляющая часть (28%) неспорулирующих на стандартных средах культур микромицетов, выявленных в исследованных лесах Вьетнама, относилась к порядку Xylariales, вторую позицию занимает Pleosporales (22%), а затем Botryosphaeriales (15%). Это согласуется с высоким разнообразием этой группы в тропиках, выявляемым по наличию плодовых тел на древесном и растительном субстрате и, иногда, на почве.
Сейчас известно и описано около 97 862 видов грибов, сведения о которых имеются в Dictionary of the Fungi (Kirk et al., 2008). Конечно, трудно сказать, насколько это близко подходит к реальному числу видов грибов в природе, потому что число дошедших до нас видов грибов неизвестно. Hawksworth предполагает, что всего в природе грибы насчитывают около 1,5 млн. видов (Hawksworth, 2001), О Брайан и его коллеги (O Brien et al., 2005) оценивают этот показатель от 3,5 до 5,1 млн. видов, Шмит и Мюллер (Mueller and Schmit, 2007) – всего 712 000 видов. Из 97 862 видов только для 20 % есть данные о последовательностях локусов ДНК, которые занесены в базу данных GenBank (Hibbett et al., 2011).