Файл: Туровцев. Биоиндикация.pdf

186 

химических элементов, в частности тяжѐлых металлов, в деревья. К высо-

комикотрофным  древесным  породам  относятся  дуб,  берѐза,  осина,  бук, 

граб, лещина, ель, сосна. Микоризу на корнях образуют грузди, подберѐзо-

вик, подосиновик, рыжик, боровик, маслята и др. 

Хорошим показателем загрязнения почв тяжѐлыми металлами явля-

ется их содержание в плодовых телах шляпочных грибов. Для этого в про-

бу отбираются несколько экземпляров плодовых тел грибов. После высу-

шивания они озоляются при 350

0

С, зола растворяется в одном из раствори-

телей (HF, HNO

3

  и др). В  растворах определяют содержание  тяжелых  ме-

таллов.  При  установлении  индикационных  связей  в  качестве  показателя 

микроэлементной  нагрузки  используются  концентрации  металлов  в  верх-

них двух сантиметрах почвы, взятой в точке отбора грибов, при выпадении 

тяжѐлых  металлов  из  воздуха.  Коэффициент  корреляции  между  содержа-

нием свинца и кадмия в почве и капрофорах подберезовиков, подосинови-

ков и груздей составляет около 0,7. При росте концентрации в почве меди, 

цинка и марганца степень их накопления в капрфорах уменьшается. 

7.1.2. Водные грибы в целях биоиндикации 

В водных экосистемах грибы являются составляющими практически 

всех биотопов, они входят в состав нейстонного, планктонного, бентосного 

и  перифитного  населения.  Низшие  первично  водные  грибы  из  классов 

оомицетов  и  хитридиомицетов  имеют,  как  правило,  короткий  жизненный 

цикл развития и подвижные жгутиковые зооспоры. Они пригодны для экс-

пресс-оценки состояния окружающей среды. Изменения видового состава, 

встречаемости  и  обилия  отдельных  видов  оомицетов  могут  характеризо-

вать  уровень  сапробности  (содержания  растворѐнных  органических  ве-

ществ) среды, загрязнения бытовыми сточными водами, отходами целлю-

лозно-бумажной  и  пищевой  промышленности.  К  типичным  обитателям 

сточных  вод  относятся  лептомитус  молочный  (индикатор  сильнозагряз-

нѐнных полисапробных вод), сампромицесс рейнский, виды рода питиум. 

187 

Однако не все органические загрязнители усваиваются ими. В частности, 

углеводороды нефти подавляют развитие оомицетов. Высокие значения pH 

воды, а также высокое содержание азотных и фосфорных соединений спо-

собствуют  лизису  зооспор  питиума  дальнего.  На  некоторые  другие  виды 

оомицетов  угнетающее  действие  оказывают,  напротив,  низкие  значения 

pH. 

Среди  вторично  водных  грибов  наиболее  изученной  группой  явля-

ются водные несовершенные грибы порядка гифомицетов. В качестве при-

способления к водному образу жизни они имеют конидии с различного ро-

да разветвлениями, шипами, выростами, стебельками, которые позволяют 

им парить в водной толще и прикрепляться к подводному субстрату. Наи-

большее практическое значение они имеют в очищении рек, ручьев и озер 

от растительных остатков, в пополнении пищевых запасов для животных-

гидробионтов.  Видовой  состав  комплекса  гифомицетов  в  значительной 

степени зависит от химических особенностей, температуры воды, количе-

ства  растворѐнного  кислорода.  Они  живут  в  водоѐмах  и  могут  быть  ис-

пользованы  в  целях  биоиндикации  лишь  при  наличии  растительного  суб-

страта,  гниющей  водной  растительности,  с  которыми  эти  грибы  связаны 

трофически.  Водные  гифомицеты  практически  не  реагируют  на  загрязне-

ние пестицидами, включая ДДТ, но испытывают угнетающее действие при 

контакте  с  нефтепродуктами,  бытовыми  и  промышленными  стоками  са-

харных, спиртовых и других предприятий с высоким содержанием органи-

ческих веществ. В воде, как и в почве, загрязненной нитратами и фосфор-

ными соединениями, значительно возрастает жизнеспособность кондидий 

отдельных  видов  гифомицетов  фузариум,  обладающих  фитопатогенными 

свойствами. 

7.1.3. Использование грибов для биологической очистки почв  

и сточных вод

188 

В  настоящее  время  грибы-микромицеты  эффективно  используются 

для  очистки  земель  от  нефтепродуктов  при  авариях.  Например,  1  апреля 

1990  г.  в  Сызранском  районе  Самарской  области  в  результате  аварии  на 

нефтепроводе  «Дружба»  было  загрязнено  нефтью  около  20  га  пахотных 

земель.  В  июне  1990  г.  было  проведено  рыхление  загрязнѐнной  почвы 

рыхлителем, и на ее поверхность с помощью опрыскивателя была нанесена 

суспензия спор микромицета, размножающегося в слое нефтепродуктов и 

усваивающего  парафиновую  фракцию.  Интенсивное  потребление  нефти 

грибом  началось  через  3-5  суток  после  его  внесения.  В  течение  месяца 

грибы обеспечили утилизацию до 98% нефти на глубину до 10-15 см при 

температуре 27

о

С. Через два, года в апреле 1992 г. общее содержание неф-

ти в почве загрязненного участка составило около 7%. 

Несовершенные  грибы-гифомицеты  родов  пенициллиум,  альтерна-

рия,  аспергиллус,  кладоспориум,  триходерма  используются  для  очистки 

сточных вод от тяжелых металлов, включая радионуклиды. Они способны 

извлекать  и  растворять  до  45%  ионов  хрома,  23-99%  -  стронция

90

  и  це-

зия

137

. Под действием гриба альтернария противостоящая в сточных водах 

г. Тольятти  концентрация цинка, меди, никеля, марганца, свинца, алюми-

ния снизилась на 35-95%. 

Штаммы  грибов,  устойчивые  к  тяжѐлым  металлам,  первоначально 

выделяют из внешней среды. Затем с помощью селекции получают наибо-

лее эффективные клоны грибов, и используют для очистки сточных вод. В 

частности, полученные клоны грибов рода пенициллиум обладают способ-

ностью сорбировать кадмий из растворов при pH 4,5-8,5. Сорбция кадмия 

осуществляется  наружной  клеточной  стенкой  гриба.  При  этом  10-40% 

кадмия  связываются  необратимо.  При  дополнительном  ацетонировании 

растворов  стенки  гриба  связывают  60-70%  кадмия.  Другой  штамм  гриба 

рода пенициллиум переводил до 95% кадмия из раствора в нерастворимую 

форму в виде игольчатых кристаллов. 

189 

7.1.4. Массовое появление грибных болезней растений 

Массовое размножение многих патогенных микроорганизмов, значи-

тельную долю среди которых составляют грибы-микромицеты, часто обу-

словлено  антропогенным  нарушением  экологического  равновесия  между 

возбудителями  болезней  организмами-хозяевами,  но  может  иметь  и  есте-

ственные причины. Заболевания отдельных особей в популяции называют 

эндемичным

. Если заболевание в определенном месте встречается часто в 

течение некоторого непродолжительного периода, то говорят об 

эпидемии

. 

Эпидемия связана с массовым появлением патогенных организмов. Важно 

своевременно распознать и прогнозировать еѐ появление, используя мето-

ды биоиндикации. Вспышка численности  патогенно обусловлена следую-

щими  основными  причинами: 

благоприятные  погодные  условия,  высокая 

скорость  размножения  патогенов,  высокая  плотность  популяции расте-

ний,  высокая  патогенность  микроорганизмов,  недостаточная  устойчи-

вость растений

. 

Изменение популяций патогенов чаще связано с 

заносом патогена из 

других  природных  зон  и  районов,  переходом  местного  патогена  на  новое 

интродуцированное  растение,  мутациями  патогена  в  сторону  повышен-

ной патогенности

.  

Совместная  эволюция  хозяина  и  паразита  в  естественных  условиях 

привела к равновесию во взаимоотношениях их популяций. При интроду-

цировании нового культурного растения из другой географической облас-

ти, как правило, вначале происходит разделение патогена и хозяина, бла-

годаря карантинным мерам. Возбудитель фитофтороза (фитофтора инфек-

ционная) появился в Европе позже картофеля более чем на 100 лет и при-

вѐл в результате очень благоприятного для него холодного и сырого лета 

1845  г.  к  катастрофической  по  своим  последствиям  картофельной  эпиде-

мии XIX в. В обратном направлении из Европы в Америку в 1904 г. был 

завезѐн  возбудитель  рака  коры  каштана  –  гриб  эндотия  паразитическая, 

190 

опустошивший в Новом Свете огромные лесные пространства. С жуками-

короедами  быстро  распространяется  паразит  ильмовых  –  гриб  цератоци-

стис ильмовый, уничтоживший ильмовые насаждения на больших площа-

дях  в  Европе,  Северной  Америке,  Азии.  В  Европе  впервые  обнаружен  в 

Голландии в 1919 г. европейский возбудитель рака картофеля  – гриб син-

хитриум  эндобиотикум,  который перешел  на картофель  с  местных пасле-

новых (Шуберт, 1988). 

При попадании в новые условия в популяциях патогенов наблюдает-

ся высокая частота мутаций. В ходе мутаций возникают новые патогенные 

штаммы и расы (патотипы), становящиеся источниками новой эпидемии. 

Главной  причиной  массового  появления  фитопатогенных  грибов  на 

зерновых  культурах  и  картофеле  является  образование  вирулентных  рас 

(патотипов)  в  результате  мутационной  и  комбинативной  изменчивости. 

Возбудители  мучнистой  росы  и  ржавчины  характеризуются  высокой  ин-

тенсивностью размножения и быстрой сменой поколений. На пшеничном 

поле  при  1%  покрытия  листьев  пшеницы  пустулами  бурой  ржавчины  в 

благоприятный период ежедневно разлетается около 100 млрд спор/га. При 

естественной частоте мутаций гена – 10

-8

 среди них будет около 1000 му-

тантов.  Некоторые из  мутантов будут  обладать  высокой  вирулентностью, 

обеспечивающей размножение на устойчивых сортах. Возделывание куль-

тур  на  больших площадях  создает благоприятные  условия  для  патогенов. 

Появление  новых  патотипов  происходит  сравнительно  быстро.  В  частно-

сти, у мучнистой росы ячменя в 1938 г. было известно 9, в 1961 г. – 23, в 

1975 г. – 175 патотипов. Устойчивость нового сорта ячменя к расе паразита 

сохраняется в настоящее время в Европе всего 4-5 лет. У фитофторы опи-

саны около 80 патотипов. 

Выведение сортов с односторонней устойчивостью, массовое приме-

нение фунгицидов, биопрепаратов приводят к усилению действия отбора и 

более быстрому возникновению вирулентных рас. Отбор новых патотипов