Изучение факторов патогенности бактерий рода Enterococcus из водных экосистем с антропогенной нагрузкой
С.С. Ускова, А.В. Мартынова
Раздел: Мониторинг природных и антропогенно нарушенных территорий
Представители рода Enterococcus распространены повсеместно и входят в состав многих экосистем. Энтерококки выделяют из организма человека, млекопитающих, птиц, насекомых и растений, а также из продуктов питания, воды и почвы. До настоящего времени остаётся дискутабельной оценка роли этих микроорганизмов в экосистемах с антропогенной и без антропогенной нагрузки: будучи широко распространёнными, эти микроорганизмы рассматривались даже в качестве санитарно-показательных индикаторов, и в то же самое время они могут быть одними из основных причин внутрибольничных инфекций. Целью исследования являлось изучение видового состава и факторов патогенности бактерий рода Enterococcus, выделенных из р. Второй Речки. Исследованы 61 штамм рода Enterococcus, выделенных в водных пробах р. Вторая речка, полученных на территории г. Владивостока. Определён видовой состав микроорганизмов рода Enterococcus, выделенных в р. Вторая Речка, представленный в большинстве случаев такими видами как Enterococcus faecalis и E. faeсium. Встречены и более редкие виды: E. durans и E. casseliflavus. При изучении факторов патогенности выявлено, что штаммы, выделенные в р. Вторая Речка, чаще всего обладали γ-гемолитической активностью (51 штамм, 85,24%) и только 10 штаммов (14,75%) – β-гемолитической активностью. ДНКазу синтезировало 5 штаммов изучаемой коллекции (8,19%), а коллагеназу – 1 штамм (1,62%). Чаще всего встречались штаммы, не способные разжижать желатин, – 51 штамм (85,24%), а 10 штаммов (14,75%) – разжижали. В результате исследования проб воды из р. Вторая речка, подверженной антропогенному воздействию, были обнаружены штаммы бактерий рода Enterococcus, способные проявлять различные факторы патогенности. Их отличительной чертой было наличие комплекса гемолитической активности и способности синтезировать желатиназу. Это позволяет предположить, что штаммы бактерий рода Enterococcus, выделенные в р. Вторая речка, могут представлять серьёзную угрозу для здоровья человека.
Раздел: Мониторинг природных и антропогенно нарушенных территорий
Представлены данные по микробиологическим свойствам подзолистых почв (Retisols), которые подверглись воздействию тяжелой колесной лесозаготовительной техники, в первые три года после рубки. Исследование проводилось на разных техногенных участках вырубки: пасечного участка (П) и волоков (3П – три прохода лесозаготовительной техники, 10П – десять проходов, 10Р – десять проходов с последующим выравниванием). Углерод микробной биомассы (Смик=МБ) и скорость микробного продуцирования CO2 (базальное дыхание, БД) определяли методом субстрат-индуцированного дыхания (СИД). Содержание МБ в исходном лесу составило от 24 до 815 мкг С/г почвы, величины БД – от 0,3 до 32,5 мкг С-СО2/г/ч. На пасечном участке в течение трёх лет происходит постепенное увеличение содержания МБ до 2–14 раз по сравнению с исходным лесом. В минеральных горизонтах её значения максимальны в первый год (80 мкг С/г почвы), затем снижаются в восемь раз. На волоках в первые два года наблюдается значительное уменьшение микробного углерода до семи раз, а затем его резкое увеличение на третий год после рубки. Доля Смик в органическом углероде изученных почв составила от 0,01 до 2,57%. Наибольшие значения этого параметра были выявлены в минеральных горизонтах почв участков волоков. Вклад углерода микробного происхождения в углерод водорастворимых соединений больше, чем в общий углерод. Можно утверждать, что в изменённых почвах вырубки идёт интенсивное накопление микробного углерода, особенно в углероде водорастворимых соединений, на третий год после рубки.
Для регионального почвенного мониторинга природных экосистем при многокомпонентном загрязнении тяжёлыми металлами (ТМ) необходимо проведение не только геохимических исследований, но и применение экспресс-методов оценки мутагенности почв с использованием надёжных тест-систем. В системе генетического мониторинга в качестве чувствительного индикатора уровня мутагенности окружающей среды используется традесканция (клон 02). Проведено исследование мутагенного состояния пахотных почв агроландшафтов Армении с применением клона 02 традесканции в системе почва–растение. Биотестирование проводилось с использованием двух основных биотестов традесканции. По данным биотеста волосков тычиночных нитей традесканции (Трад-ВТН) показано достоверное повышение уровня соматических мутаций в изученных почвенных образцах по сравнению с условно фоновым вариантом. Максимальное проявление рецессивных мутаций (розовых клеток) и генетически неопределённых мутаций (бесцветных клеток) наблюдалось в почвенном образце из региона Раздан, удалённого от промышленной зоны на 600 м, где значения изученных параметров превысили уровень фона в 28 и 3,4 раза соответственно (p<0,001). По данным микроядерного теста (Трад-МЯ) также наблюдалось достоверное повышение частоты обоих тест-критериев в почвенных образцах региона Раздан, удалённых от промышленной зоны на 400, 600 и 800 м, а также – в образцах региона Гавар в 1,8–2 раза (p<0,05). Проведён корреляционный анализ зависимости уровня генетических эффектов от концентрации химических элементов (V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn) в изученных почвенных образцах. Для определения степени загрязнённости почв были рассчитаны коэффициент концентрации и суммарный коэффициент загрязнения (Zc), а также построены санитарно-гигиенические ряды для каждого почвенного образца.
Статья опубликована в № 3 за 2025 год DOI: 10.25750/1995-4301-2025-3-171-177
Просмотров: 8
Распространение полупаразита Arceuthobium oxycedri (DC.) M. Bieb. и поражённость Juniperus oblonga M. Bieb. в Дагестане
Г.А. Садыкова, З.М. Асадулаев, М.М. Маллалиев
Раздел: Популяционная экология
Изучено распространение в Дагестане полупаразита арцеутобиума можжевельникового (Arceuthobium oxycedri (DC.) M. Bieb.), одного из 42 видов рода Arceuthobium, имеющего наиболее широкое распространение и широкий круг хозяев. Полупаразит в зоне исследований распространён спорадически и обладает более узким ареалом по сравнению с ареалом основного хозяина. В большинстве обследованных локалитетов высокий уровень инфицирования отмечается для можжевельника длиннолистного (Juniperus oblonga M. Bieb.), единично поражены особи краснокнижного вида – можжевельника многоплодного (Juniperus polycarpos C. Koch). Установлен высотный диапазон распространения A. oxycedri на кустах можжевельника. Ограничение ареала A. oxycedri для ряда популяций J. oblonga (Талгинское ущелье, можжевеловая роща урочища Сосновка на севере Низменного Дагестана, популяции Южного Дагестана) связано с лимитирующими климатическими факторами. Детальный анализ влияния A. oxycedri на кусты J. oblonga проведён в деградирующей популяции на южном макросклоне Нукатлинского хребта, напротив селения Чарода, где доля поражённых особей составила 45%. В изученной популяции оценено влияние A. oxycedri на особи J. oblonga в зависимости от пола, возрастных состояний и условий произрастания. Преобладание биометрических показателей поражённых кустов, наличие полупаразита как на кустах зрелых и поздних генеративных состояний, так и на молодых кустах, преобладание числа поражённых особей среди женских кустов при установленной ранее большей жизненности женских особей, позволяет предположить, что полупаразит A. oxycedri заселяется на здоровых кустах можжевельника с высокой жизненностью независимо от их возраста.
В рамках лабораторного модельного эксперимента обнаружены микробные сообщества на поверхности соломы зерновых культур, которые формируются в начальный период её разложения в дерново-подзолистой среднесуглинистой почве (Eutric Albic Retisols (Abruptic, Loamic, Cutanic)) в виде полимикробных биоплёнок. Метаболическая активность микроорганизмов на поверхности соломы гороха (Pisum sativum L.) была выше, чем на соломе пшеницы (Triticum aestivum L.) и характеризовалась следующей динамикой: в первые сутки наблюдается значительный прирост биомассы бактерий с высокой метаболической активностью; со 2-х по 15 сутки уровень метаболической активности остаётся неизменным, микроорганизмы пребывают в стадии стационарного роста; после 15 суток начинается фаза отмирания. Сравнительный анализ динамики метаболической активности микроорганизмов на поверхности стерилизованных автоклавированием и нестерильных фрагментов соломы не выявил влияния исходного сапротрофного пула при организации микробного сообщества на поверхности соломы и при её дальнейшем разложении. В соскобах с соломы, инкубируемой в почве 5 и более суток, наблюдалось значительное преобладание количества микробов на соломе гороха. Микробиота была представлена мелкими грамотрицательными и грамположительными палочками, также присутствовали споры бацилл и микромицеты. Солома пшеницы эффективно поддерживала рост и метаболизм микробных сообществ, которые более длительное время сохраняли биологическую стабильность, по сравнению с биоплёнками на поверхности соломы гороха.
Раздел: Мониторинг природных и антропогенно нарушенных территорий
Человеческая деятельность оказывает значительное воздействие на водные системы. Регулирование водных ресурсов в водохранилищах, а также различные источники загрязнения играют ключевую роль в изменении показателей качества воды. В связи с этим возрастает важность оперативного мониторинга качества воды источников водоснабжения с целью выявления потенциально загрязнённых участков, где значения показателей мутности и содержания хлорофилла а (Chl a) характеризуются высокими показателями. Несмотря на простоту методов измерения этих показателей, их применение требует значительных ресурсов, включая материальные, человеческие и временные. В связи с этим растёт интерес к использованию технологий дистанционного зондирования Земли для оценки качества воды. Целью исследования являлась оценка состояния водоисточников Саратовской области с 2008 по 2023 гг. по таким показателям, как мутность и содержание Chl a в воде на основе данных спутникового мониторинга. В работе были проанализированы участки р. Волги (Саратовское водохранилище) и р. Большой Караман, используемые населением для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Полученные результаты позволили разработать и обосновать модель мониторинга плотности и пространственного распределения планктонных водорослей акватории р. Волга на основе следующих факторов: число солнечных дней, температура воздуха, количество осадков и объём водосброса Саратовской ГЭС. Результаты исследования показали выраженную тенденцию к увеличению степени мутности и концентрации Chl a в воде рек Большой Караман и Волге в исследуемый период. Выявленные закономерности могут быть использованы для создания системы дистанционного мониторинга состояния водной среды, что в долгосрочной перспективе снизит потребность в проведении контактных измерений в водоисточниках, пригодных для спутникового наблюдения.
Статья опубликована в № 3 за 2025 год DOI: 10.25750/1995-4301-2025-3-056-064
Просмотров: 4
Эколого-биогеохимическая оценка аккумуляции селена в растениях яровой пшеницы в условиях микровегетационного опыта
А.В. Синдирева, М.Д. Айтбаев, Н.Е. Гурьев
Раздел: Химия природных сред и объектов
В статье представлены результаты по оценке действия селенита и селената натрия на начальные показатели роста и развития яровой мягкой пшеницы (Triticum aestivum), выращенной на почвах, типичных для юга Тюменской области. Содержание селена в пшенице зависит от многих факторов: обеспеченности почв микроэлементом, их физико-химических свойств, форм и доз применяемого селена в качестве микроудобрения. Установлена прямая зависимость (коэффициенты корреляции от 0,88 до 0,99) между дозами вносимого удобрения и содержанием селена в почве. Наибольшее содержание селена при внесении селенита натрия отмечается при дозе 2 ПДК и составляет в среднем 12,3 мг/кг в тёмно-серой лесной почве, а при внесении селената натрия – в лугово-чернозёмной почве (среднее значение 20,0 мг/кг). Содержание селена в растениях в зависимости от доз и форм применяемого селена изменяется от 1,0 до 15,0 мг/кг. Отмечается сложный характер взаимодействия между селеном и кадмием, медью, никелем, свинцом, цинком, калием и фосфором, который зависит от ряда факторов: физиологических свойств элементов, формы применяемого селена, типа почв, на которой проращивали растения яровой мягкой пшеницы. Внесение селенсодержащих удобрений может оказать как благоприятный, так и угнетающий эффект, в зависимости от дозы и формы соединений селена. По показателям лабораторной всхожести, высоты ростков, массы сухого вещества яровой мягкой пшеницы установлена фитотоксичность почвы в условиях обогащения селенитом и селенатом натрия. При внесении селенита натрия отмечается стимулирующий эффект, при этом содержание селена в почве составляет от 0,5 до 12,3 мг/кг. Однако при применении селената натрия токсический эффект отмечается, начиная с содержания 1,15 мг/кг на тёмно-серой лесной почве, 1,73 мг/кг – на чернозёме выщелоченном и 3,7 мг/кг – на лугово-чернозёмной почве. Эффективность применения селенсодержащих удобрений под яровую мягкую пшеницу зависит от типа почв, формы соединений, дозы элемента.
Ключевые слова: селен, почвы, яровая мягкая пшеница, макро- и микроэлементы, Тюменская область
Статья опубликована в № 3 за 2025 год DOI: 10.25750/1995-4301-2025-3-106-118
Просмотров: 7
Перфторуглеродные соединения как потенциальные риски для окружающей среды и состояния здоровья человека (обзор)
В.А. Козвонин, Т.И. Кутявина, Т.Я. Ашихмина
Раздел: Теоретические проблемы экологии
Одним из существенных аспектов воздействия человека на окружающую среду является синтез и применение веществ, ранее не встречающихся в природе в естественном виде. Проблема нарастает с появлением всё новых видов соединений и имеет тенденцию к дальнейшему неконтролируемому развитию. В статье рассматриваются вопросы, связанные с применением перфторуглеродных соединений (ПФУ) и их влиянии на окружающую среду как в глобальном плане (разрушение фреонами озонового слоя), так и в более узком аспекте (влияние на состояние здоровья человека). Перфторуглеродные соединения получают всё более широкое распространение в различных сферах деятельности: в промышленности, пищевой отрасли, медицине. При этом оценка их воздействия достаточно неоднозначна – мнения исследователей могут отличаться достаточно кардинально, от «ПФУ абсолютно инертны и не представляют никакого вреда», до «фторорганика – это ксеногенные вещества с потенциально высокими рисками». В связи с этим обзор литературы по данному вопросу – это актуальное исследование, представляющее анализ современного состояния проблемы на основании статей в ведущих отечественных и зарубежных изданиях, монографиях, документах нормативно-правовой базы и иных источниках.
Раздел: Мониторинг природных и антропогенно нарушенных территорий
На базе ликвидированного объекта уничтожения химического оружия (ОУХО) в Кировской области создаётся производственно-технический комплекс Экотехнопарк «Мирный» (далее – ПТК). На основе опыта проведения мониторинга растительности в санитарно-защитной зоне и зоне защитных мероприятий ОУХО даны рекомендации по организации системы мониторинга растительности на территориях, прилегающих к химически опасным объектам. При перепрофилировании ОУХО необходимо учитывать состояние растительности до начала деятельности нового предприятия и рассматривать это состояние как природно-антропогенный фон. Он будет отличаться от естественного фона, но будет объективно отражать влияние на окружающую среду нового предприятия. Травянистая (луговая) растительность отличается большей пластичностью во времени. В связи с этим в таёжно-лесной зоне мониторинг растительности на лесных участках является более информативным, чем на луговых. Рекомендуемый регламент наблюдений за состоянием растительности – ежегодно один раз в одно и то же время; отбор проб хвои и талломов лишайника проводится одновременно с наблюдениями за растениями. При организации мониторинга объекта участки мониторинга растительности следует располагать на разном расстоянии от источников загрязнения с учётом розы ветров и сети мониторинга почв, а также наличия индикаторных видов. При выявлении в талломах лишайников и в хвое загрязняющих веществ, образующихся в результате деятельности ПТК, сеть наблюдений необходимо расширить в соответствующих направлениях с учётом наличия видов-индикаторов. Для вычленения влияния природных факторов следует проводить исследования на фоновых территориях. Пролонгированное действие объекта рекомендуется оценивать по изменению концентраций загрязняющих веществ в лишайниках и хвое сосны на разном удалении от источника воздействия.
Генетические ресурсы сельскохозяйственных животных играют важную роль в обеспечении продовольственной безопасности нашей страны. Сохранность генетического фонда обеспечивается репродуктивными технологиями на основе криоконсервации биоматериала. Замораживание биологических образцов при температуре –80 оC (в промышленных морозильниках) или –196 оC (в резервуарах с жидким азотом) позволяет не только хранить материал, но и расширяет спектр практических и научных задач, решение которых ранее было невозможным. Для данных целей природоохранная селекция широко использует криобанки и новые инновационные консерванты, перспективным компонентом которых являются природные биополимеры. Известно, что полисахариды базидиальных грибов обладают высокой комплексообразующей способностью и это обусловливает их широкий диапазон биологического действия. Для технологии криоконсервирования ценным является способность функциональных групп полисахаридов к связыванию большого числа молекул свободной внеклеточной воды, что способствует замедлению метаболизма и подготовке репродуктивных клеток к воздействию низких температур. Возможным механизмом криозащитного эффекта у полисахаридов может быть также их антиоксидантное действие – способность прерывать цепную реакцию перекисного окисления липидов и блокировать повреждающее действие токсичными продуктами радикального процесса. В данном исследовании показано значение полисахаридов базидиальных грибов разного таксономического положения в технологии криоконсервирования сперматозоидов быков голштинской породы. Установлено, что через 28 суток хранения (срок наблюдения) сперматозоидов при –80 оС показатели их подвижности были значительно выше при условии нахождения в замораживаемой биологической среде полисахаридов Ganoderma applanatum (Pers.) Pat. / Hericium erinaceus (Bull.: Fr.) Pers. / Lentinula edodes (Berk.) Pegler. Кроме того, количество сперматозоидов без повреждения клеточной мембраны и ДНК было статистически выше при их замораживании в среде с полисахаридами из Hericium erinaceus или Lentinula edodes, что указывает на высокую перспективу применения данной группы веществ при разработке инновационных технологий длительного хранения
генетического материала.