Сезонная динамика микробной биомассы и ее функциональное биоразнообразие в гнездах Lasiusniger и городских почвах на территории Москвы

Аннотация

Несмотря на значительную роль черного садового муравья (Lasiusniger) в почвообразовательных процессах, сезонная динамика микробной биомассы в его гнездах и прилегающих городских почвах остается малоизученной. Актуальность данного исследования связана с необходимостью оценки вклада L. niger в биологическую активность почв в условиях антропогенной нагрузки. Проведенное исследование направлено на анализ динамики микробной биомассы и ее активности в гнездах муравьев L.niger и окружающих городских почвах в течение вегетационного периода. В данной работе были применены методы люминесцентной микроскопии для оценки общей численности микроорганизмов и динамики ее изменения в течение вегетационного сезона, а также метод мультисубстратного тестирования для определения функционального разнообразия микробных сообществ и методы математической статистики.В исследованных городских почвах отмечено значительное снижение доли грибной и увеличение доли бактериальной компоненты в микробной биомассе по сравнению с зональными почвами. В грибной биомассе зафиксировано преобладание грибных клеток (спор и клеток дрожжей), при этом максимальное их количество и минимальная биомасса грибного мицелия отмечались в конце вегетационного периода. Влияние муравьев L. niger на состав микробной биомассы в почве проявлялось в увеличении длины грибного мицелия и запасов бактериальной биомассы по сравнению с контролем. Влияние фактора антропогенной нагрузки на показатели структуры микробной биомассы в муравейниках выражено сильнее, чем в контрольных почвах. Гнездостроительная деятельность муравьев оказывала значительное влияние на функциональные показатели формирующихся в почве микробных сообществ. В материале муравейников отмечено изменение по сравнению с контрольными почвами спектра потребляемых микробным комплексом органических субстратов и скорости их потребления. Было установлено, что в муравейниках на территориях с наименьшей антропогенной нагрузкой формируются менее климаксные, чем в почве, микробные сообщества, что может быть связано с более интенсивной фуражирной активностью насекомых на этих территориях. Следует отметить, что показатель устойчивости (d) микробных комплексов в муравейниках проявлял меньшую изменчивость на протяжении вегетационного сезона, чем аналогичный показатель в почвах.

Литература

1. Голиченков М.В., Новоселов А.Л., Марфенина О.Е.и др. Микробиологическая характеристика муравейников Lasius niger // Известия РАН. Сер. биологическая. 2011. № 3. С. 334–339. 2. Дымова А.А., Умарова М.М., Костина Н.В.и др. Функциональное разнообразие бактериальных сообществ, ассоциированных с муравьями // Известия РАН. Сер.биологическая. 2016. № 5. С. 459–467.https://doi.org/10.7868/S0002332916050027 3. Зрянин В.А. Влияние муравьев рода Lasius на почвы луговых биогеоценозов // Успехи современной биологии. 2003. Т. 123, № 3. С. 278–288. 4. Кожевин П.А. Микробные популяции в природе. М., 1989. 175 с. 5. Коноров Е.А. Поиск следов естественного отбора между популяциями черного садового муравья Lasiusniger из урбанизированных и природных биотопов // Генетика. 2018. Т. 54, № 2. С. 224–232.Konorov E.A. Genomic Signatures of Selection between Urban and Rural Populations of Black Garden Ant Lasius niger // Russian Journal of Genetics. 2018. T. 54. P. 218–225. https://doi.org/10.1134/S1022795418020102 6. Котова Д.Л. Методы контроля качества почвы: учебно-методическое пособие для вузов // Под ред. Д.Л. Котовой Т.А. Девятовой, Т.А. Крысановой, Н.К. Бабенко, В.А. Крысанова. Воронеж, 2007. С. 84–85. 7. Котова А.А., Голиченков М.В., Умаров М.М. и др. Микробиологическая активность в муравейниках залежных земель (Рязанская область) // Вестн. Моск.ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2013. № 2. С. 31–34. 8. Марфенина О.Е., Кулько А.Б., Иванова М.В.др.Микроскопические грибы во внешней среде города // Микология и фитопатология. 2002. Т. 36, № 4. С. 22–32. 9. Методика выполнения измерений интенсивности потребления тест-субстратов микробными сообществами почв и почвоподобных объектов фотометрическим методом: ФР.1.37.2010.08619; ПНД ФТ 16.1.17-10. М., 2010. 10. Методы почвенной микробиологии и биохимии // Под ред. Д.Г. Звягинцева. М., 1991. 304 с. 11. Николаева В.В., Иванова А.Е. Почвенные целлюлозолитические грибные сообщества при точечной застройке городских территорий (на примере Москвы) // Проблемы агрохимии и экологии. 2015. № 2. С. 45–50. 12. Олейник Е.А. Сравнение содержания гумуса по И.В. Тюрину в модификации ЦИНАО с методом Б.А. Никитина с колориметрическим окончанием по Орлову – Гриндель // Современные проблемы агрохимии, агропочвоведения и агроэкологии / Под ред. А.А. Завалина. М., 2023. С. 126–129. 13. Полянская Л.М., Юмаков Д.Д., Тюгай З.Н. и др. Соотношение грибов и бактерий в темногумусовой лесной почве // Почвоведение. 2020. № 9. С. 1094–1099. https://doi.org/10.31857/S0032180X20090129 14. Прокофьева Т.В., Герасимова М.И. Городские почвы: диагностика и классификационное определение по материалам научной экскурсии конференции SUITMA–9 по Москве // Почвоведение. 2018. № 9. С. 1057–1070. https://doi.org/10.1134/S0032180X18090095 15. Розанова М.С., Прокофьева Т.В., Лысак Л.В. и др. Органическое вещество почв Ботанического сада МГУ им. М.В. Ломоносова на Ленинских горах // Почвоведение. 2016. № 9. С. 1079–1092. https://doi.org/10.7868/S0032180X16090124 16. Синцов А.В., Бармин А.Н. Современная классификация почвенного покрова городских территорий // Геология, география и глобальная энергия. 2011. Т. 3, № 42. С. 149–155. 17. Синчук О.В. Некоторые аспекты экологии черного муравья Lasiusniger// Итоги полевого сезона 2010: I регион. науч. зоолог. конф., посвящ. междунар. году биоразнообразия (Брест, 11 дек. 2010): материалы. Брест, 2011. С. 58–61. 18. Степанов А.Л. Микробное образование и поглощение парниковых газов в почвах. М., 2010. 225 с. 19. Терехова В.А., Прудникова Е.В., Кулачкова С.А. и др. Микробиологические показатели агродерново-подзолистых почв разной гумусированности при внесении тяжелых металлов и углеродсодержащих препаратов // Почвоведение. 2021. № 3. С. 372–384.https://doi.org/10.31857/S0032180X21030151 20. Хрусталева Н.А. Муравьи рода Lasius fabricius, 1804 (Insecta: Hymenoptera: Formicidae: Formicinae) как объекты медицинской дезинсекции. Особенности биологии черных садовых (L. niger Linnaeus, 1758) и бледноногих садовых муравьев (L. alienus Forster, 1850) // Пест–Менеджмент. 2008. Т. 4, № 68.С. 36–41. 21. Эмер Н.Р., Костина Н.В., Нетрусов А.И. и др. Анализ состояния почвенного микробного сообщества при длительной антропогенной нагрузке // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2019. № 4. С. 56–62. 22. Poyat R. Soils within Cities: Global approaches to their sustainable management – composition, properties, and functions of soils of the urban environment // Soil Science. 2018. Vol. 183, №1. P. 41–42. https://doi.org/10.1097/SS.0000000000000223