Питание дождевых червей Животные используют гидролитические Martin, 1984

Питание дождевых червей

Животные используют гидролитические Martin, 1984 ферменты перевариваемых микроорганизмов Begon et al., 1989 или их образую симбионты

В почве ресурс аминокислот сосредоточен в микроорганизмах Pokarzhevskii et al., 1984

Баланс метионина в кишечнике дождевых червей (Pokarzhevskii et al, 1997)

Строение пищеварительного тракта дождевых червей Кишечник очищали, скармливая червям песок или при голодании

Чем питаются дождевые черви? гипотеза о симбиотическом пищеварении (Trigo, Lavelle, 1993) по мере продвижения по кишечнику pH возрастает более, чем на 1 (по-видимому, за счет увеличения концентрации обменного кальция) в 2 раза возрастает содержание воды в передний отдел кишечника червей секретируются водорастворимые органические вещества (мукус), концентрация которых затем резко падает в среднем и заднем отделах активизируются (растут?) бактерии, усиливается разложение ОВ (затравочный эффект или «priming effect»), часть их реабсорбируется в заднем отделе кишечника, чтобы стать снова источником энергии для роста бактерий в следующем цикле

Изменение молекулярной массы гуминовой кислоты при прохождении через пищеварительный тракт дождевых червей Aporrectodea caliginosa 0 5 10 15 20 25 30 20000 40000 60000 Молекулярная масса, Да Оптическая плотность, 465 нм Песок – 8500 Да Экскременты – 5700 Да Дождевые черви и (или) их микробные ассоцианты используют гуминовую кислоту как субстрат

Уровень потребления микроорганизмов дождевыми червями 750 – 1125 1500 - 2250 Aporrectodea caliginosa * 750 - 1500 1500 - 3000 до 0,375 Компостные черви Eisenia fetida ** 400 - 1000 2000 - 10000 1 – 4 ( вермикомпост ) Коллемболы 520 Folsomia candida Нематоды Bursilla labiata *** 0,230 1800000 1,6 Рассчитано по : * - Стриганова , 1980 ** - собственные данные *** - Ferris et al ., 1997 Рассчитано по : * - Стриганова , 1980 ** - собственные данные *** - Ferris et al ., 1997 около 0,1 - 1 % от собственной массы тела ассимиляция растительных остатков ?, микробов ?

сезонная продукция бактерий (100 суток) с учетом скорости их размножения в кишечнике червей A. caliginosa - около 1012 клеток/м2 среднее сезонное содержание бактерий - около 1012 клеток/м2 в дерново-подзолистой почве за счет роста в кишечнике червей осуществляется одна генерация неспороносных бактерий (Горбенко и др., 1986)

Пищевые предпочтения у дождевых червей (Edwards, Fletcher, 1988) у дождевых червей есть строгие пищевые предпочтения к микроорганизмам

Микроорганизмы как источник физиологически активных веществ для червей В корме червей для их успешного развития должен быть определенный набор микроорганизмов

Влияние живого мицелия Trichoderma harzianum на рост и структуру популяции червей Eisenia fetida, содержащихся на смеси навоза и шампиньонного грунта 1:1. К - контроль; T. harzianum - внесено 30 г грибного мицелия на 30 кг субстрата (расчет на сухую массу). 1 - взрослые 1-го возраста; 2 – взрослые 2-го возраста; 3 – молодь 1-го возраста; 4 - молодь 2-го возраста; 5 - коконы Гриб Trichoderma harzianum стимулирует рост и размножение червей н.о.

Влияние живого мицелия Streptomyces rutilosus на рост червей Eisenia fetida содержащихся на смеси навоза и шампиньонного грунта 1:1. n = 4 Стрептомицеты не стимулируют рост червей

Модификация микробного комплекса червями пассаж через пищеварительный тракт

При пассаже активизируются бактерии

Изменение численности КОЕ бактерий при пассаже через пищеварительный тракт дождевого червя Eisenia fetida К – корм; ПО, СО, ЗО - передний, средний и задний отделы кишечника; Э – экскременты. (n = 3-5) Количество бактерий увеличивается при пассаже

Динамика численности генетически модифицированных бактерий в почве и в экскрементах дождевого червя Aporrectodea caliginosa Круг – опад, почва; крест – экскременты ГМБ погибают в пищеварительном тракте дождевых червей 0 10 20 30 40 3 4 5 6 7 8 0 10 20 30 40 Cут. 3 4 5 6 7 8 Pseudomonas stutzeri (pLV1013) Lg KOE Pseudomonas putita (pLV1017)

Модификация дождевыми червями комплекса бактерий Eisenia fetida

При вермикомпостировании сокращается длина грибных гиф и увеличивается доля бактерий

Модификация дождевыми червями состава микромицетов (Тиунов, 2007)

Микроорганизмы и беспозвоночные в ходах дождевых червей

Работы д.б.н. А.В. Тиунова «Средообразующая деятельность дождевых червей»

Почти все микробные и биохимические параметры стенок нор совпадают со свойствами "старых" копролитов. Почва липового леса.

Бактериальные комплексы в стенках жилых и покинутых ( ~100 дней) нор Lumbricus terrestris . Липовый лес. Полевой эксперимент - 12 - 8 - 4 0 4 8 12 - 8 - 4 0 4 8 Покинутые норы Жилые норы Контрольная почва

Биологическая активность пищеварительной среды и экскретов червей

Биологическая активность тканей и экскретов червей С червями связано много ценных биологически активных веществ

Фракционирование кишечной жидкости червя Aporrectodea caliginosa методом высокоэффективной жидкостной хроматографии А - жидкость из переднего и среднего отделов кишечника A. caliginosa; Б - жидкость из заднего отдела кишечника A. caliginosa Вещества небелковой природы, концентрация их наибольшая

Разделение пищеварительной жидкости червя на фракции и определение белка по Бредфорду Фосфатный буфер V = 3 мл Кишечная жидкость V = 200 мкл Колонка (Sephadex G-25) Фракционирование М ≥ 1000 Da 2 – 8. 1000 Da ≤ М ≥ 300 Da 9 – 20. Адсорбционные явления (отсутствие белка) Тестирование активности фракций (тест объект Saccharomyces cerevisiae) Определение присутствия белка в каждой фракции Спектрофотометр видимой ультрафиолетовой области Specord 50 Analytik Jena Индикатор - бриллиантовый синий (наличие пептидных связей) Стандарт - человеческий альбумин V пробы = 100 мкл λ = 590 нм

Гибель клеток вызывают вещества небелковой природы Скорость гибели клеток Saccharomyces cerevisiae в зависимости от содержания белка (гибель оценивали по оптической плотности при 520 нм; скорость - отношение времени выживания клеток в контроле и опыте)

Киллерное вещество проникает через поры в клеточной стенке и разрушает мембраны за счет гидрофобного взаимодействия и расклинивающего действия Гипотетический механизм действия киллерного вещества на микробную клетку мембрана Киллерный агент Отрицательно заряженные группировки Предельная углеводородная цепь Предположительным киллерным агентом жидкости среднего отдела кишечника многоножки Pachyiulus flavipes является гидроксисульфопальмитиновая кислота -SO3-O-(CH2)15-COOH