Какая польза от амеб? Никакой, скажут многие, что взять с одноклеточных? Другие добавят: о вреде слышали — есть болезнь, которая называется амебиаз, а добра от этих простейших микроорганизмов, обитающих в болоте, ждать вряд ли приходится. Но вот оказывается, участие амеб в экспериментах позволяет добиться важных результатов, а порой они даже помогают ученым составлять долгосрочные климатические прогнозы. Есть и более конкретные примеры. К ним относится работа профессора Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова Юрия МАЗЕЯ, который выбрал для своих исследований раковинных амеб Восточной Азии.
С их помощью он изучает локальные и региональные факторы формирования биоразнообразия микроорганизмов. Наш корреспондент попросил ученого для начала рассказать о тех, на кого пал его выбор.
— Раковинные амебы очень похожи на амебу обыкновенную (Amoeba proteus), которую мы все изучали в школе, — объясняет Юрий Александрович. — Они могут образовывать раковинку, в которой имеется одно отверстие (редко — больше). Через это отверстие выходят ложноножки. Раковинки могут быть совершенно разными по составу: органическими, покрытыми песчинками, собранными из окружающей среды, или правильными пластинками из кремнезема. Эти пластинки — округлой, овальной или квадратной формы — амебы производят сами, выкладывая их наподобие черепицы на поверхности органической раковинки.
— Чем интересны эти амебы и где они обитают?
— Обитают везде, где есть вода. Наиболее разнообразные сообщества формируются на дне пресных водоемов, в болотах, в почвах, между песчинками на морских пляжах. Раковинные амебы были найдены на всех континентах. Самая северная точка, где нам удалось их наблюдать, — берег бухты Благополучия на Северном острове Новой Земли. Самая южная точка — в районе станции “Беллинсгаузен” в Антарктиде.
Удобство работы с раковинными амебами в том, что они достаточно долго сохраняются в пробах. Поэтому их можно легко перевести в лабораторию, а затем хранить в холодильнике. Мы даже провели специальное исследование, результаты которого опубликовали в прошлом году в журнале Microbial Ecology. Мы взяли большую пробу и разные ее части хранили в холодильнике разное время, вплоть до
6 месяцев. Оказалось, что состав и структура сообществ сохраняются неизменными как минимум полгода.
— Почему важно изучать разнообразие и биогеографию микроорганизмов?
— Начнем с того, что они составляют существенную долю разнообразия живых организмов на нашей планете. По современным данным, многообразие одноклеточных сопоставимо с таковым у многоклеточных животных и сосудистых растений. По некоторым оценкам, молекулярно-генетические исследования некультивируемых природных проб позволяют определить лишь менее 10% всех обнаруженных уникальных последовательностей нуклеотидов (соответствующих разным видам). Это свидетельство скрытого большого молекулярного разнообразия и, как результат, скрытого морфологического разнообразия микроорганизмов. И оно еще не описано.
Микроскопические организмы обладают широкими расселительными возможностями. Следовательно, потенциально любой вид можно обнаружить в любом месте земного шара. Отсюда естественно предположить, что закономерности распространения микроорганизмов и макроорганизмов на планете существенно различаются.
Однако уже в XIX веке немецкий ученый Эренберг впервые показал, что между крупными географическими областями существуют фаунистические различия в составе населения простейших. Практически во всех более поздних публикациях отмечены различия раковинных амеб южного и северного полушарий. Также было обнаружено существование видов с локальным географическим распространением, возможно, связанное с палеогеографией фаун Гондваны и Лавразии.
До сих пор остается открытым вопрос о том, насколько биогеографическое разделение живого населения нашей планеты, сделанное на основе данных по крупным организмам, применимо для существ малого размера. Одна из задач нашего проекта — сопоставление фаун раковинных амеб из разных географических провинций Дальнего Востока (от Индонезии и Вьетнама на юге до Камчатки и Чукотки на севере).
— Расскажите о ваших экспедициях. Вы работаете с микроорганизмами на месте их обитания или в лаборатории?
— Основные данные, необходимые для работы, мы получаем в ходе экспедиций. Каждый летний сезон планируем и совершаем одну-две поездки. Собираем материал для изучения разнообразия и структуры сообществ раковинных амеб. Почти за 15 лет мы побывали в экспедициях на территориях Восточно-Европейской равнины (Карелия, Ленинградская, Ярославская, Тверская области, Среднее Поволжье, Кубань), Западно-Сибирской равнины (Ямало-Ненецкий, Ханты-Мансийский автономные округа, Тюменская, Томская, Курганская области), Прибайкалья, Камчатки, Центрального и Северо-Восточного Китая, различных островов Японии, в Альпах и горах Юра (Швейцария, Франция, Италия).
Полученные данные позволяют проводить зоогеографический анализ по собственным материалам.
Выполняя нынешний проект, мы планируем получить новые данные по видовому составу и распределению раковинных амеб в основных типах наземных и пресноводных биотопов в трех модельных районах Дальнего Востока: Камчатка (Камчатская таежная провинция), Приморский край (Сихотэ-Алинь — провинция Манчжуро-Японских смешанных лесов), Японский архипелаг (провинции Манчжуро-Японских смешанных лесов, Ориентальных листопадных лесов, Японских вечнозеленых лесов, островов Рюкю). В 2016 году уже получили полевые данные в экспедициях на Камчатке и в Приморском крае.
Мы также собираемся построить базу данных по разнообразию раковинных амеб на Дальнем Востоке и в Юго-Восточной Азии (от Чукотского полуострова на севере до Малайского полуострова и Индонезийского архипелага на юге). Для этого используем как вновь, так и ранее (главным образом по Юго-Восточной Азии) полученные данные, а также опубликованную научную информацию. Анализ такой базы данных позволит проверить четыре гипотезы. Первая: существуют ли биогеографические границы в распределении раковинных амеб, которые соответствуют биогеографическим границам провинций, выделенных на основе данных по макроорганизмам? Вторая: биогеографические границы могут быть преодолены многими видами раковинных амеб — эврибионтами (организмами, способными выживать в разных условиях среды). Третья: различия в структуре сообществ почвенных организмов выше при сравнении разных биогеографических провинций, чем при сравнении разных локальных сообществ, в пределах наиболее характерных биогеоценозов отдельных провинций. И четвертая: в пределах биогеографической провинции Манчжуро-Японских смешанных лесов, в сходных биогеоценозах, биоразнообразие геологически более молодых (альпийского возраста) островных горных территорий (остров Хоккайдо) ниже, чем геологически более древних (мезозойского возраста) континентальных (Сихотэ-Алинь).
— Есть ли какое-то прикладное применение исследованиям раковинных амеб?
— Раковинные амебы в последнее время все чаще используют в качестве индикатора влажности при проведении палеореконструкций. Благодаря хорошей сохранности раковинок в торфяных отложениях водоемов и наличию у видов четких предпочтений к тому или иному уровню увлажнения, по составу и структуре фауны можно судить об особенностях климата в ту или иную эпоху. В свою очередь, знания о климатических изменениях в прошлом позволяют строить более точные долгосрочные климатические прогнозы, что имеет несомненную практическую значимость.
Также ведутся исследования по применению почвенных раковинных амеб в криминалистике. Например, по составу сообществ раковинных амеб можно оценить время разложения трупов, а также идентифицировать особенности местности по остаткам почвы на образцах, подвергающихся криминалистическому анализу.
Фирюза ЯНЧИЛИНА
Фото предоставлено Ю.Мазеем и с сайта somuchnews.ru
Нет комментариев