Биология моря, 2019, T. 45, № 2, стр. 86-96

Численность выделенных грибов

Всего было выделено 128 колоний мицелиальных грибов (табл. 1). Из одного образца получено от 0 до 22 колоний, из большинства образцов – не более 10 колоний, а из нескольких образцов – по одной колонии.

Морфологическое разнообразие

По морфологическим критериям выделено 48 морфотипов (табл. 1). Из них идентифицированы 17: большинство было представлено анаморфными спороношениями аскомицетов из родов Penicillium, Cladosporium, Tolypocladium, Aspergillus, Fusicolla, Pseudogymnoascus, Lecanicillium и Trichoderma; только вид Pseudeurotium hygrophilum образовывал телеоморфное спороношение. К идентифицированным этим методом морфотипам относились 72 выделенных изолята. Самым частым и обильным был род Penicillium – 44 колонии в 19 образцах. Чаще других встречались P. glabrum (21 колония в 10 образцах), P. aurantiogriseum (13 колоний в девяти образцах) и P. nalgiovense (6 колоний в четырех образцах). Видов рода Cladosporium (C. cladosporioides и C. macrocarpum) выделено 12 колоний в шести образцах, вида Aspergillus flavus – 8 колоний в трех образцах. Остальные виды встречались реже, а 11 из них – лишь как единичные колонии в отдельных образцах.

Остальные 56 изолятов относились к 31 неидентифицированному морфотипу (табл. 1). Из них 16 были стерильными; у шести обнаружены половые спороношения аскомицетов, у двух – анаморфные пикнидиальные спороношения и у семи – спороношения, похожие на анаморфы гифомицетного типа. Несмотря на то, что численность неидентифицированных изолятов была ниже, чем известных видов, их морфологическое разнообразие было выше.

Молекулярная идентификация и таксономическое разнообразие

С помощью молекулярно-генетических методов идентифицировано 40 культур, относящихся к 31 сомнительному морфотипу. Соответствия в GenBank на уровне вида были найдены только для 14 (рис. 2, 3). Большинство идентифицированных до вида культур, кроме плеоспорового аскомицета Nematostoma parasiticum (Herpotrichia parasitica) и полипорового базидиомицета Bjerkandera adusta, имели какие-либо спороношения (табл. 1). Для 17 морфотипов соответствие найдено только на уровне рода или даже порядка. В некоторых случаях обнаружены соответствия филотипам, неизвестным ранее в виде морфотипов. Морфологически неидентифицированные морфотипы, как правило, были представлены единичными колониями в отдельных образцах, но иногда – несколькими колониями в 2–3 образцах. Чаще других встречались анаморфный аскомицет Pseudoscopulariopsis hibernica (7 колоний в трех образцах), базидиомицет B. adusta (5 колоний в трех образцах), Lachnum sp. FR-F3 (5 колоний в двух образцах), а также два вида рода Chaetomium (C. globosum и Chaetomium sp. E02) – всего 6 колоний в пяти образцах.

Рис. 2.

Филогенетическое древо базидиомицетов, построенное для исследованных изолятов по последовательностям генов ITS1-5.8S-ITS2.

Рис. 3.

Филогенетическое древо аскомицетов, построенное для исследованных изолятов по последовательностям генов ITS1-5.8S-ITS2.

Численность выделенных грибов

Полученные нами значения численности пропагул грибов приблизительно соответствуют данным, известным для удаленных от берега районов Северного Ледовитого океана (Bubnova, 2010; Бубнова, Никитин, 2017). Ближе к берегу численность пропагул грибов обычно выше (Bubnova, 2010), как и в донных морских грунтах более теплых областей (Согонов, Марфенина, 1999; Худякова и др., 2000; Пивкин и др., 2005; Бубнова, 2009). Большая численность пропагул грибов в океане связана с близостью к берегу и с наличием постоянного пресного стока. Образцы для нашего исследования были отобраны на некотором удалении от берега, а пресный сток в Чукотское море меньше, чем в другие арктические моря. Поэтому низкая численность грибных пропагул была предполагаемой. Неожиданным стало отсутствие заметного градиента численности грибных пропагул в направлении север–юг. Мы полагали, что южный район будет богаче за счет обмена с Тихим океаном через Берингов пролив (Зенкевич, 1963; Johansen, Hytteborn, 2001). Известно, что моря умеренной зоны Тихого океана богаты грибами (Худякова и др., 2000; Пивкин и др., 2005). Но, вероятно, принос материала, в частности спор грибов, в южный район Чукотского моря не столь значителен, как предполагалось. Другим объяснением может служить низкая выживаемость приносимых с юга грибных пропагул в суровых условиях Арктики.

Таксономическое разнообразие микобиоты

В целом картина идентифицированной морфологическими методами микобиоты характерна для донных грунтов северных морей (Согонов, Марфенина, 1999; Бубнова, 2009; Bubnova, 2010; Бубнова, Никитин, 2017), в том числе присутствие большого количества стерильных и сомнительных культур (Rämä et al., 2017).

С помощью морфолого-культуральных и молекулярных методов обнаружено 32 вида грибов. В таксономической структуре выделенной микобиоты присутствовали представители двух отделов: базидиомицеты (3 порядка из одного класса) и аскомицеты (11 порядков из четырех классов), а также одна группа неясного таксономического положения. Аскомицеты преобладали как по числу выделенных изолятов, так и по количеству морфотипов. Наиболее обильными были виды порядка Eurotiales, незначительно уступали им виды порядков Helotiales и Pleosporales. По разнообразию также лидировал порядок Eurotiales, заметное разнообразие демонстрировали порядки Helotiales и Pleosporales, а также Hypocreales и Sordariales. Обнаружение высокого разнообразия плеоспоровых и хелоциевых, к которым относится большое число стерильных и неидентифицированных изолятов, связано с применением молекулярных методов. Вероятно, хелоциевые играют значительную, но пока недооцененную роль в арктических морских экосистемах. Они, как правило, редки в морфолого-культуральных исследованиях, но применение молекулярных методов показывает их относительно высокое таксономическое разнообразие и численность (Zhang et al., 2015; Rämä et al., 2017). Представители отдела Basidiomycota – минорный компонент общего видового комплекса, обнаруженный лишь с помощью молекулярных методов.

Аутэкология выделенных грибов

Все обнаруженные нами грибы можно разделить на две большие группы: это обычные в различных морских экотопах и упоминаемые в многочисленных публикациях по исследованию морской микобиоты виды, а также странные “гости”, впервые найденные в океане. К первой группе относятся в основном обильно спороносящие анаморфы аскомицетов, идентифицированные по морфологическим признакам. Все они типичные обитатели почв и других субстратов (Domsch et al., 1993), часто встречаются и в морских экотопах (Согонов, Марфенина, 1999; Худякова и др., 2000; Пивкин и др., 2005; Бубнова, 2009; Bubnova, 2010; Кирцидели и др., 2012); некоторые из них выявлены молекулярными методами (Nagano et al., 2010; Rämä et al., 2017). Интересно, что большинство этих грибов не имеет явной приуроченности к холодным областям, возможно, их поступление связано не с речным стоком, а с течением из Тихого океана.

Вторая группа – это грибы, выделенные в основном в виде стерильных изолятов и идентифицированные молекулярными методами (табл. 2). Информация о большинстве из них скудна, а география распространения широкая и неоднородная; некоторые ранее были известны только в виде филотипов из молекулярных исследований. Многие из этих грибов связаны с высшими растениями – как ксилотрофы, паразиты или эндофиты (табл. 2). Возможно, именно растительные остатки (от фрагментов древесины до микроскопических обрывков травы и листьев) обеспечивают возможность столь дальних путешествий данных грибов через Тихий океан, от Антарктики и Австралии до Арктики. Скорее всего, именно Тихий океан мог стать источником этих интересных видов. В настоящее время слишком мало информации о биоразнообразии микобиоты в разных географических точках и много изолятов, не соответствующих ни одному из описанных видов, поэтому ареалы обнаруженных грибов кажутся разорванными.

Таким образом, в результате проведенного исследования установлено, что микобиота донных грунтов сурового арктического Чукотского моря несет в себе черты, характерные для изученных ранее арктических морей. Это крайне низкая численность грибных пропагул, обилие представителей рода Penicillium и неспороносящих изолятов. С помощью молекулярно-генетических методов определено систематическое положение неспороносящих и других сомнительных культур, что существенно расширило представление о таксономической структуре изученной микобиоты. В частности, были обнаружены представители групп Basidiomycota, а также Pleosporales и Helotiales из аскомицетов, которые были весьма разнообразны. Интересно, что заметная часть идентифицированных грибов известна из разных местообитаний от Антарктиды и Австралии до Китая и Японии, но неизвестна из Арктики. Исходя из этого, можно предположить, что течение из Тихого океана оказывает влияние на микобиоту арктических морей, обогащая ее. Некоторые из принесенных видов могут сохраняться и, возможно, развиваться в условиях Арктики.

Авторы выражают глубокую признательность коллегам, собравшим материал для этой работы: к. г. н., н. с. А. Босину и н. с. А. Колеснику из Тихоокеанского океанологического института ДВО РАН (Владивосток), а также д. б. н., с. н. с. К. Кособоковой из Института океанологии РАН (Москва).

Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 15-04-02722а, морфологическая идентификация культур, частично – молекулярная идентификация и обработка) и РНФ (проект 14-50-00029, частично – молекулярная идентификация и обработка).