Карстосфера совокупность подземных полостей пещер

• Карстосфера – совокупность подземных полостей (пещер) в растворимых породах • Число пещер на Земле ~ 105, суммарная протяженность (без учета небольших полостей) свыше 17 тыс. км. • Размеры отдельных полостей – до 579 км (протяженность), до 2080 м (глубина) • Возраст отдельных пещер – до сотен млн. лет. • Уникальные экосистемы – отсутствие света, изолированность, стабильность условий

Цель – изучение численности, биологического разнообразия, экологических особенностей и закономерностей распределения микромицетов в карстовых пещерах Средней Сибири. Защищаемые положения: • Специфические комплексы микромицетов пещер Средней Сибири, представленные грибами, находящимися на разных стадиях эволюционной адаптации к низкотемпературным условиям подземной среды. • Численный состав и биоразнообразие микромицетов пещер определяются интенсивностью привноса экзогенной органики и могут служить индикатором уровня антропогенного воздействия на карстовую полость. • Психрофильные и психротолерантные микромицеты карстовых пещер могут быть использованы в создании безопасных для человека и других теплокровных биопрепаратов для борьбы с болезнями растений.

Характеристика исследуемых пещер Название пещеры Протяженность, м Амплитуда, м Тип Караульная-2 540 -34 Г Ледопадная 589 -188 В Торгашинская 1560 -175 К Ледяная 720 -32 Г Партизанская 6150 -172 Г Маячная 1100 -60 Г Ручейная 1300 -85 Г Большая Орешная 43470 -222 Г Баджейская 6000 -170 К Темная 2500 -55 Г Женевская 6020 ± 130 К Кубинская 3000 -274 К Ящик Пандоры 10000 ± 195 К Кашкулакская 830 -50 К Айдашинская 41 -25 В Парлагольская 600 34 Г Г-горизонтальная В-вертикальная К-комбинированная

Пример горизонтальной пещеры

Пример вертикальной пещеры

Пример комбинированной пещеры

Численность микромицетов в грунте, КОЕ/г. Пещера Максимальная численность Ледопадная 3, 0 х105 Караульная-2 3, 6 х106 Торгашинская 1, 4 х104 Ледяная 3, 8 х105 Песчаная не обнаружены Партизанская 6, 0 х104 Б. Орешная 3, 2 х105 Баджейская 2, 5 х105 Женевская 3, 5 х106 Ледяная (Бирюса) 103 Праздничная 1, 5 х104 Ящик Пандоры 2, 4 х105 Кашкулакская 3, 2 х105

Связь между содержанием органического углерода и численностью микромицетов в пещерном грунте на примере п. Караульная-2

Соотношение бактерий и грибов в образцах пещерного грунта (на примере п. Караульная-2, среда с органическим азотом)

Таксономический состав пещерных микромицетов

Различия в таксономическом составе микромицетов на различных карстовых участках, а также в пределах одного участка

Результаты объединения микромицетов по частоте совместной встречаемости в сибирских пещерах

Температурные кривые роста для облигатно психрофильных (слева) и психротолерантных (справа) штаммов на примере одноклеточных грибов р. Cryptococcus из пещеры Караульная-2

Типичные нарушения развития психрофильных штаммов при повышенной температуре (+24. . +26 С)

Соотношение мезофильных, психротолерантных и психрофильных форм среди выделенных в пещерах Сибири изолятов

Результаты анализа компьютерной модели Влияние скорости притока микромицетов из наземных экосистем на относительную встречаемость мезофильных, психротолерантных и психрофильных форм в пещерах. А – высокая скорость притока; Б – средняя скорость притока; В – низкая скорость притока аллохтонной микофлоры

Ферментативная активность пещерных микромицетов

Роль микромицетов в биологическом самоочищении пещер Средняя удельная убыль (%) различных субстратов в результате микробной деструкции за 3 года в различных гротах п. Караульная-2

Предполагаемые потребители биомассы микромицетов в пещерах Сибири

Экологическое состояние наиболее посещаемых пещер региона Пещера Оценка, баллы Экологическое состояние Торгашинская 3 плохое Ледяная 3 плохое Песчаная 1 хорошее Караульная-2 3 плохое* Баджейская 3 плохое Большая Орешная 3 плохое Ручейная 1 хорошее Темная 1 хорошее Кубинская 2 удовлетворительное Женевская 4 катастрофическое** Партизанская 2 удовлетворительное Маячная 1 хорошее Ящик Пандоры 4 катастрофическое Айдашинская 4 катастрофическое Парлагольская 1 хорошее

Влияние культурального фильтрата некоторых изолятов пещерных микромицеты на прорастание конидий B. sorokiniana

Выводы 1. Установлено, что грибы являются обычными представителями биоты карстовых полостей Средней Сибири, их численность может достигать 105 -106 КОЕ на 1 г. грунта. 2. В пределах пещеры, отдельной спелеосистемы или грота наблюдается исключительно высокая гетерогенность в распределении грибов. Даже в относительно близко расположенных участках численность грибов может варьировать от менее чем 103 до 106 КОЕ на 1 г. грунта. 3. Биоразнообразие и численность микромицетов в пещерах определяется наличием органических субстратов, в первую очередь – высокомолекулярных. В активно посещаемых пещерах ведущая роль в формировании комплексов микромицетов принадлежит антропогенному фактору. 4. Грибы в пещерах Сибири представлены рр. Mucor, Penicillium, Chrysosporium, на долю которых приходится 95 % всех выделенных изолятов, а также Pythium, Mortierella, Fusarium, Verticillium, Periconia, Thrihoderma, Paecilomyces, Thamnidium, Doratomyces, Echinobotryum, Cryptococcus, Rhodotorula. 5. Относительная встречаемость представителей разных родов микромицетов в карстовых полостях Средней Сибири зависит от специфики конкретной пещеры. Представители р. Penicillium преобладают в пещерах с высоким уровнем заноса почвы и органического вещества из наземных экосистем, р. Mucor – в пещерах с высоким уровнем фекального загрязнения, р. Chrysosporium – в пещерах с относительно редким поступлением органического вещества и почвы с поверхности. 6. Сообщества микромицетов сибирских пещер находятся на этапе формирования, характеризующимся одновременным присутствием мезофильных, психротолерантных и облигатно психрофильных форм. 7. Установлено, что грибы являются основными деструкторами экзогенных высокомолекулярных субстратов в карстовых полостях Средней Сибири, а также образуют первый трофический уровень в цепи питания. Основными потребителями грибов в сибирских пещерах являются членистоногие, в первую очередь, обитающие в пещерах клещи. 8. Численный состав и биоразнообразие микромицетов сибирских пещер служат показателем уровня антропогенного воздействия на карстовую полость. Экологическое состояние большинства изученных пещер региона является неудовлетворительным. 9. Психрофильные и психротолерантные микромицеты пещер умеренной климатической зоны могут быть перспективными агентами для создания безопасных для человека и других теплокровных биопрепаратов для борьбы с болезнями растений.

Спасибо за внимание