Оценка антропогенной инвазии микроскопических грибов в арктические экосистемы (архипелаг Шпицберген)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Изменение микробных сообществ в полярных регионах является отражением происходящих климатических изменений и может служить одним из показателей состояния арктических экосистем. Целью данной работы было изучение микобиоты, развивающейся на антропогенных материалах, в почве и воздушной среде в пос. Баренцбург (архипелаг Шпицберген), для оценки распространения инвазивных видов и выявления условно патогенных микромицетов.

Материал и методы. Материал для исследования был собран в период 2017-2018 гг. в ходе выполнения научно-исследовательских работ российской арктический экспедиции ААНИИ в районе пос. Баренцбург (расположенном на 78° с.ш, 14° в.д.) на арх. Шпицберген. Выделение микромицетов проводилось стандартными микробиологическими методами. Идентификацию микромицетов проводили по культурально-морфологическим признакам и по результатам секвенирования изолятов по регионам ITS1 и ITS2.

Результаты. В результате исследований установлен высокий уровень биологической колонизации антропогенных субстратов, выявлены места накопления условно патогенных микроорганизмов. Было идентифицировано 24 вида микромицетов из образцов антропогенных материалов, 46 видов из аэромикоты и 43 вида из почв региона. Доминирующим по числу видов оказался род Penicillium (12 видов), за которым следуют Cladosporium, Aspergillus, Cadophora (по 3 вида). Антропогенное воздействие приводит к изменению видового состава, структуры и других характеристик комплексов микроскопических грибов на материалах, в аэромикоте и почвах арктических территорий. Для нарушенных экосистем установлено: 1) изменение структуры комплексов микромицетов и увеличение численности микроскопических грибов в аэромикоте и почве, 2) формирование аэромикоты происходит частично за счёт интродуцированных видов, 3) доминирование тёмноокрашенных грибов на антропогенных материалах, 4) среди микромицетов-интродуцентов значительную долю составили виды, являющиеся условными патогенами человека, 5) интродуцированные виды способны адаптироваться к арктическим условиям.

Заключение. На примере пос. Баренцбург (арх. Шпицберген) показано, что антропогенное воздействие приводит к изменению основных характеристик комплексов микроскопических грибов арктических территорий.

Об авторах

Ирина Юрьевна Кирцидели

ФГБУН Ботанический институт имени В.Л. Комарова Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: microfungi@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4736-2485

Кандидат биол. наук, старший научный сотрудник лаборатории отдела микологии Ботанического института им. В.Л. Комарова РАН, 197376, Санкт-Петербург.

e-mail: microfungi@mail.ru

Россия

Д. Ю. Власов

ФГБУН Ботанический институт имени В.Л. Комарова Российской академии наук; ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет»

Email: noemail@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-0455-1462
Россия

М. С. Зеленская

ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет»

Email: noemail@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-3588-8583
Россия

В. А. Ильюшин

ФГБУН Ботанический институт имени В.Л. Комарова Российской академии наук

Email: noemail@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-1031-7661
Россия

Ю. К. Новожилов

ФГБУН Ботанический институт имени В.Л. Комарова Российской академии наук

Email: noemail@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-8875-2263
Россия

И. В. Чуркина

Северо-Западный федеральный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: noemail@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-9259-7152
Россия

Е. П. Баранцевич

Северо-Западный федеральный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: noemail@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-4800-3345
Россия

Список литературы

  1. AMAP Arctic pollution 2006. Oslo: Arctic Monitoring and Assessment Programme; 2006.
  2. Christensen J.H., Hewitson B., Busuioc A., Chen A., Gao X., Held I. et al. Regional climate projections. In: Solomon S. et al. (eds). Climate change 2007. The physical science basis. Contribution of Working Group I to the fourth assessment report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge: Cambridge University Press; 2007: 849-940.
  3. Henry H.A.L. Climate change and soil freezing dynamics: historical trends and projected changes. Climatic Change. 2008; 87: 421-34.
  4. Марфенина О.Е. Антропогенное изменение комплексов микроскопических грибов в почвах. Автореф. дис. … д-ра биол. наук. М.; 1999
  5. Fisk A.C., DeWit M., Wayland Z., Kuzyk N., Burgess R., Letcher B. et al. An assessment of the toxicological significance of anthropogenic contaminants in Canadian Arctic wildlife. Sci Total Environ. 2005: 351-93.
  6. Anda E.E., Nieboer E., Dudarev A.A., Sandanger T.M., Odland J.O. Intra- and intercompartmental associations between levels of organochlorines in maternal plasma, cord plasma and breast milk, and lead and cadmium in whole blood, for indigenous peoples of Chukotka. J Environ Monit. 2007; 9: 884-93.
  7. Nost T.H., Vestergren R., Berg V., Nieboer E., Odland J.O., Sandanger T.M. Repeated measurements of per- and polyfl uoroalkyl substances (PFASs) from 1979 to 2007 in males from northern Norway: Assessing time trends, compound correlations and relations to age/birth cohort. Environ Int. 2014; 67: 43-53.
  8. Зачиняева А.В., Лебедева Е.В. Микромицеты загрязнённых почв Северо-Западного региона России и их роль в патогенезе аллергических форм микозов. Микология и фитопатология. 2003; 37 (5): 69-74
  9. Zalar P., Gunde-Cimerman N. Cold-Adapted Yeasts in Arctic Habitats. In: Buzzini P., Margesin R., eds. Cold-adapted yeasts. Berlin, Heidelberg: Springer; 2014: 49-74.
  10. Connell L.B., Rodriguez R.R., Redman R.S., Dalluge J.J. Cold-Adapted Yeasts in Antarctic Deserts. In: Buzzini P., Margesin R. (eds). Cold-adapted Yeasts. Berlin, Heidelberg: Springer; 2014: 76-98.
  11. Selbmann L., De Hoog G.S., Zucconi L., Isola D., Onofri S. Black yeasts in cold habitats. In: Buzzini P., Margesin R. (eds) Cold-adapted Yeasts. Berlin, Heidelberg: Springer; 2014: 173-90.
  12. Hassan N., Rafiq M., Hayat M., Shah A.A., Hasan F. Psychrophilic and psychrotrophic fungi: a comprehensive review. Rev Environ Sci Bio. 2016; 15 (2): 147-72.
  13. Kirtsideli I.Yu., Vlasov D.Yu., Novozhilov Yu.K., Abakumov E.V., Barantsevich E.P. Assessment of Anthropogenic Influence on Antarctic Mycobiota in Areas of Russian Polar Stations. Contemp Probl Ecol. 2018; 11 (5): 449-57.
  14. Hisdal V. Svalbard nature and history. Oslo: Norwegian Polar Institute; 1998. 123 p.
  15. Звягинцев Д.Г. Методы почвенной микробиологии и биохимии. М.: Издательство Московского университета; 1991. 304 с.
  16. Пестова Н.Е., Баранцевич Е.П., Рыбкова Н.С., Козлова Н.С., Баранцевич Н.Е. Изучение эффективности применения метода секвенирования ДНК по фрагменту гена 16S PPHK для идентификации микроорганизмов. Профилактическая и клиническая медицина. 2011; 4 (41): 54-5.
  17. Hoch H.C., Galvani C.D., Szarowski D.H., Turner J.N. Two new fluorescent dyes applicable for visualization of fungal cell walls. Mycologia. 2005; 97 (3): 580-8.
  18. Polyanskaya L.M., Zvyagintsev D.G. The content and composition of microbial biomass as an index of the ecological status of soil. Eurasian J Soil Sci. 2005; 38 (6): 625-33.
  19. Kirtsideli I. Yu., Vlasov D.Yu., Abakumov E.V., Barantsevich E.P., Novozhilov Ju.K., Krylenkov V.A. et al. Airborne fungi in arctic settlement Tiksi (Russian Arctic, coast of the Laptev Sea). Czech polar Rep. 2017; 7 (2): 300-10.
  20. Кирцидели И.Ю., Власов Д.Ю., Крыленков В.А., Соколов В.Т. Аэромикота в районах расположения арктических станций России в акваториях Белого, Баренцевого и Карского морей. Микология и фитопатология. 2011; 45 (3): 228-39.
  21. Кирцидели И.Ю., Власов Д.Ю., Крыленков В.А., Ролле Н.Н., Баранцевич Е.П., Соколов В.Т. Сравнительное исследование аэромикоты арктических станций по Северному морскому пути. Экология человека. 2018; 4: 16-21.
  22. Кирцидели И.Ю. Почвенные микромицеты арктических тундр таймырского побережья Карского моря. Микология и фитопатология. 1999; 33 (1): 19-24.
  23. Korneykova M.V., Evdokimova G.A. Microbiota of the ground air layers in natural and industrial zones of the Kola arctic. J Environ Sci Health A Tox Hazard Subst Environ Eng. 2018; 53 (3): 271-7.
  24. Singh S.M., Singh S.K., Yadav L.S., Singh P.N., Ravindra R. Filamentous soil fungi from Ny-Ålesund, Spitsbergen, and screening for extracellular enzymes. Arctic. 2012; 65 (1): 45-55.
  25. Kurek E., Korniłowicz-Kowalska T., Słomka A., Melke J. Characteristics of soil filamentous fungi communities isolated from various micro relief forms in the high Arctic tundra (Bellsund region, Spitsbergen). Pol Polar Res. 2007; 28: 57-73.
  26. Матвеева Н.В., Заноха Л.Л., Афонина О.М., Потемкин А.Д., Патова Е.Н., Давыдов Д.А. и соавт. Растения и грибы полярных пустынь Северного полушария. Российская академия наук, Ботанический институт им. В.Л. Комарова. СПб.: Марафон; 2015
  27. Pang K.L., Chiang M.W., Vrijmoed L.L.P. Havispora longyearbyenensis gen. et sp. nov.: An arctic marine fungus from Svalbard, Norway. Mycologia. 2008; 100: 291-5.
  28. Zhang T., Wang N.F., Liu H.Y., Zhang Y.Q., Yu L.Y. Soil pH is a Key Determinant of Soil Fungal Community Composition in the Ny-Ålesund Region, Svalbard (High Arctic). Front Microbiol. 2016; 7: 227. https://doi.org/10.3389/fmicb.2016.00227
  29. Zhu R., Chen Q., Ding W., Xu H. Impact of seabird activityon nitrous oxide and methan efluxes from High Arctic tundra in Svalbard, Norway. J Geophys Res. 2012; 117: G04015. https://doi.org/10.1029/2012JG002130
  30. Ali S.H., Alias S.A., Siang H.Y., Smykla J., Pang K.L., Guo S.Y. Studies on diversity of soil microbfungi in the Hornsundarea. Spitsbergen. Pol Polar Res. 2013; 34: 39-54. https://doi.org/10.2478/popore-2013-0006
  31. Cox F., Newsham K.K., Bol R., Dungait J.A., Robinson C.H. Not poles apart: Antarctic soil fungal communities show similarities to those of the distant Arctic. Ecol Lett. 2016; 19 (5): 528-36.
  32. Кочкина Г.А., Иванушкина Н.Е., Озерская С.М. Структура микобиоты многолетней мерзлоты. Микология сегодня. 2011; 2: 178-84
  33. Ozerskaya S., Kochkina G., Ivanushkina N., Gilichinsky D.A. Fungi in permafrost. In: Margesin R., ed. Permafrost soils. Springer; 2009: 85-95.
  34. Buzzini P., Branda E., Goretti M., Turchetti B. Psychrophilic yeasts from worldwide glacial habitats: diversity, daptation strategies and biotechnological potential. FEMS Microbiol Ecol. 2012; 82 (2): 217-41.
  35. Санитарные правила СП 1.3.2322-08. Безопасность работы с микроорганизмами III-IV групп патогенности (опасности) и возбудителями паразитарных инфекций

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Кирцидели И.Ю., Власов Д.Ю., Зеленская М.С., Ильюшин В.А., Новожилов Ю.К., Чуркина И.В., Баранцевич Е.П., 2024


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 37884 от 02.10.2009.