Academic Journal
Устойчивость микобиоты пустынных почв к воздействию высоких доз ионизирующего излучения (γ-лучи и ускоренные электроны)
| Title: | Устойчивость микобиоты пустынных почв к воздействию высоких доз ионизирующего излучения (γ-лучи и ускоренные электроны) |
|---|---|
| Source: | VIII Пущинская конференция «Биохимия, физиология и биосферная роль микроорганизмов». |
| Publisher Information: | Crossref, 2024. |
| Publication Year: | 2024 |
| Subject Terms: | ИОНИЗИРУЮЩЕЕ ИЗЛУЧЕНИЕ, АДАПТАЦИОННЫЕ МЕХАНИЗМЫ, УСКОРЕННЫЕ ЭЛЕКТРОНЫ, МИКОБИОТА ПУСТЫННЫХ ПОЧВ, ИНОПЛАНЕТНЫЕ УСЛОВИЯ |
| Description: | Микобиота пустынных почв подвергается серьезному воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды, таких как длительное иссушение, повышенные по сравнению с умеренными широтами дозы солнечной радиации, засоление, низкое содержание органического вещества. Для выживания в таких экстремальных условиях грибы выработали адаптационные механизмы к множественному действию стрессоров. Именно поэтому эти эукариотические организмы представляет особый интерес для астробиологов и выбраны в качестве модельных объектов в данном исследовании. Предполагается, что грибы пустынных местообитаний могут выдерживать и более суровые условия, такие как низкое давление, температура, высокие дозы облучения, в том числе и ионизирующего, которые широко представлены в космическом пространстве и на поверхности планет, имеющих весьма разреженную атмосферу, например, на Марсе. Цель данного исследования – оценить реакцию почвообитающей микобиоты (на примере пустынных почв) на физические воздействия, моделирующие длительное нахождение в инопланетных условиях. Объектами исследования были образцы верхних гумусовых горизонтов пустынных почв: серозема (Aridic Calcisols, пустыня Негев, Израиль) и серо-коричневой (Xerosols, горная пустыня Марокко). В работе изучалось воздействие двух типов облучения, встречающихся в космическом пространстве, в частности, на поверхности Марса: γ и ускоренные электроны. Облучение проводили в специальной климатической камере, позволяющей сохранять заданное давление и температуру в течение всего эксперимента, на базе Физико-технического института им. А.Ф. Йоффе (Санкт-Петербург) (Pavlov et al., 2010). Облучение γ-лучами проводили в режиме низких температур (–50 °С) и давления (1 торр). Образец серозема получил суммарную дозу 0,1 МГр, а образец серо-коричневой почвы – 1 МГр. Облучение ускоренными электронами проводили в режиме низких температур (–130 °С) и давления (8–9·10-3 торр) на образцах серозема. Почвенные образцы получили следующие дозы: 0,05; 1; 2, 3, 4 и 5 МГр. Один образец был подвержен воздействию только температуры и давления, без облучения, другой облучали при комнатной температуре и давлении 1 атм (760 торр) дозой в 0,05 МГр. Далее проводили сравнительный анализ состава сообществ культивируемых микроскопических грибов и разнообразия грибных структур (споры и мицелий) в составе грибной биомассы в облученных и исходных образцах почв. Для выделения грибов использовали метод посева почвенных суспензий на твердые питательные среды – Чапека и щелочной агар. Содержание биомассы грибов и ее биоморфологическую структуру оценивали методом прямой люминесцентной микроскопии при окрашивании калькофлюором белым и акридином оранжевым. Идентификацию штаммов проводили по культурально-морфологическим признакам и молекулярным методом. Облучение серозема γ-лучами дозой в 0,1 МГр оказало активирующее воздействие на микобиоту: отмечено возрастание на два порядка численности грибных колониеобразующих единиц (КОЕ), увеличение в 1,5 раза выделяемого видового разнообразия грибов, возрастание содержания биомассы грибных спор и мицелия. Облучение горной почвы γ-лучами более высокой дозы в 1 МГр привело к уменьшению содержания грибной биомассы, к сокращению разнообразия грибных сообществ, подавлению роста многих видов. Облучение серозёма ускоренными электронами также привело к изменению численности КОЕ, видового разнообразия и структуры грибных сообществ. Численность грибных пропагул увеличилась после воздействия дозами в 0,05 и 1 МГр и уменьшилась после облучения дозами в 3, 4 и 5 МГр. Видовое разнообразие постепенно снижалось по мере увеличения дозы облучения ускоренными электронами. После воздействия дозой в 1 и 2 МГр выделяли много дрожжей. Наиболее устойчивыми к высоким дозам облучения ускоренными электронами были представители мелкоспоровых видов, при этом они были редки или вовсе не выделялись из контрольного образца. Облучение ускоренными электронами дозой в 0,05 МГр при комнатных температуре и давлении 1 атм (760 торр) имело наибольший стерилизующий эффект, который проявлялся в значительном сокращении численности КОЕ и числа видов. Так, при низких температуре и давлении стресс от облучения электронами оказался даже не столь существенен, чем облучение даже в минимальной дозе, но при температуре и давлении, свойственным условиям Земли. В результате данного исследования было показано, что при воздействии крайне высоких доз ионизирующего излучения (γ-лучи и ускоренные электроны) при низких температуре и давлении, моделирующих длительное нахождение в инопланетных условиях, жизнеспособность почвенных грибных сообществ, сформировавшихся в экстремальных условиях Земных пустынных почв, сохраняется. |
| Document Type: | Article Conference object |
| Language: | Russian |
| DOI: | 10.34756/geos.2022.17.38281 |
| Accession Number: | edsair.doi...........0d8c135a06340fb63cba93b7fc6e40bc |
| Database: | OpenAIRE |
| DOI: | 10.34756/geos.2022.17.38281 |
|---|