ВЫСШИЕ ВОДНЫЕ РАСТЕНИЯ И БАКТЕРИИ

 

В воде бактерии находятся во взвешенном состоянии (бактериопланктон), на водных организмах в составе обрастаний и в донных отложениях. Стебли и листья прибрежно-водной растительности являются местом обитания не только водорослей, но и бактерий. Заселение любой поверхности, в том числе и растений бактериями осуществляется довольно быстро, начиная уже с первых суток (Карзинкин, 1934).

Растения и обитающие на их поверхности бактерии чаще всего находятся

между собой в мутуалистических взаимоотношениях (Горбенко, 1973). Растения выделяют различные метаболиты, которые утилизируются бактериями. Этот процесс имеет в значительной степени общебиологический

характер. Экологическое значение этого явления довольно трудно переоценить. Оно оказывает влияние на формирование растительных сообществ, определяет взаимоотношения между растениями и организмами-деструкторами, и в первую очередь бактериями. Последние, разлагая органические вещества, вовлекают в биотический круговорот минеральные соединения, необходимые для роста растений. В процессе эволюции организмы приспособились с одной стороны к использованию метаболитов другого вида, с другой – выработали защитную реакцию от негативного их воздействия.

Роль водных растений (Морозов, 2001) сводится, прежде всего, к:

- стимуляции деятельности микроорганизмов, обитающих на их поверхности и непосредственно в воде, продуктами своего метаболизма;

- созданию активной адсорбирующей и перерабатывающей поверхности;

- поддержанию высокого окислительного уровня за счет обогащения воды растворенным кислородом.

В связи с повышенным содержанием в прибрежной зоне легкоусвояемого органического вещества в зарослях отмечено большее количество бактерий

(Кудрявцев, 1978). В толще зарослей растений численность бактерий достигает несколько десятков миллионов клеток в одном миллилитре воды, в илах – несколько десятков миллиардов клеток в одном грамме ила.

   Однако, отмечены случаи отрицательного воздействия растений, в частности, водных мхов (Riccia fluitans и Amblystegium riparium) на сапрофитную микрофлору (Кокин, Тимофеева, 1962). В зарослях погруженных водных растений содержание сапрофитной микрофлоры было ниже, чем на открытых участках. Эксперименты с элодеей и харовыми водорослями показали, по мере роста растений наблюдается снижение численности бактерий (Кабанов, 1961; Кокин, 1963).

При отмирании прибрежно-водных растений происходит интенсивное развитие бактерий и грибов (Lammens, Veide, 1978). Кроме того, при обогащении  воды продуктами распада наблюдается развитие бактериопланктона. По мере разложения прибрежно-водных растений происходит увеличение количества бактерий, разлагающих клетчатку, сахар и крахмал (Мессинева, Горбунова, 1946).

   Разложение водных растений происходит в несколько этапов (Кокин, 1982):

- начало распада; происходит выделение в среду водорастворимых веществ, интенсивное развитие микроорганизмов, и как результат – минерализация органического вещества;

 - стабилизация содержания в воде биогенных веществ;

- потребление выделенных биогенных веществ и дальнейшее развитие растений.

   Водная растительность определяет продуктивность прибрежной зоны водоемов; ее прижизненными и посмертными потребителями являются бактерии, грибы, зообентос и рыба. Однако, чрезмерное развитие прибрежно-

водной растительности приводит к эвтрофированию и заболачиванию водоемов (Кокин, 1982).

 

ВОДНЫЕ РАСТЕНИЯ И ГРИБЫ

 

Грибы играют важную роль в деструкции органического вещества морских и пресноводных экосистем. Они участвуют в деградации практически всех органических субстратов, в том числе - лигнина, хитина, кератина и других труднодоступных соединений, которые плохо разлагаются бактериями.

Прибрежно-водная растительность относится к категории трудно разлагаемого органического вещества. Кроме водных растений в водоемы поступает большое количество листового опада деревьев и кустарников, произрастающих по их берегам. Именно на растительных остатках (водных растениях и листьях деревьев) часто встречаются сапротрофные грибы. В разложении подобного органического вещества принимают участие бактерии, актиномицеты, беспозвоночные, однако все же главенствующая роль в этом процессе принадлежит грибам. В первую очередь велика роль грибов в разложении лигниноцеллюлозных комплексов (Kaushik, Hynes, 1971).

Как правило, между грибами и бактериями при разложении органического вещества обнаруживается довольно четкая сукцессионная последовательность. Грибы доминируют на начальной стадии разложения органических веществ, содержащих целлюлозу, а бактерии приходят им на смену на заключительной стадии деструкционного процесса (Suberkropp, Klug, 1976).

Подавляющее большинство водных грибов развивается на живых и мертвых растениях, являясь перифитонными и бентосными организмами. В то же время некоторые грибы являются паразитами растений и животных. Многие грибы в своем развитии имеют планктонные стадии. Кроме того, грибы являются полноценной пищей для многих гидробионтов, – начиная

от простейших и заканчивая рыбами.

Между водными растениями и перифитоном, в состав которого входят и грибы, существуют сложные взаимоотношения. Взаимодействия макрофитов и грибов многогранны. Растения выделяют в среду органические соединения, которые используются перифитонными бактериями, грибами, водорослями и беспозвоночными. Грибы, в свою очередь, продуцируют биологически активные вещества широкого назначения, которые утилизируются растениями. По-видимому, здесь происходит нечто подобное при взаимоотношении гриба и водоросли в лишайнике. Водные растения, как живые, так и мертвые подвергаются постоянному воздействию грибов, как сапротрофных, так и паразитических.

В настоящее время общепризнанно, что грибы являются гетерогенной группой низших безхлорофильных организмов. Но для удобства и по микологической традиции их по-прежнему часто объединяют в одну группу под общим названием «грибы». Под грибами в широком смысле понимают не только собственно настоящие грибы из царства Fungi (с 5 отделами - Chytridiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Basidiomycota и сборным отделом Deuteromycota), но и грибоподобные организмы.

На водных растениях обнаружено свыше 200 видов сапротрофных и паразитических грибов и грибоподобных организмов (Кузнецов, 2003 а, б).

В пресноводных водоемах доминируют хитридиевые и сапролегниевые грибы. В зонах с переменной соленостью встречаются как морские, так и пресноводные виды грибов, причем видовое разнообразие в таких местах обычно выше, чем в прилегающих участках моря и рек.

Чем выше степень загрязнения, тем чаще наблюдается поражающее действие паразитарных грибов. Не последняя роль в этом процессе принадлежит обычным сапротрофным грибам, которые вместе с паразитарными грибами поражают живые растения. В водоемах, используемых для выращивания рыбы (пруды, некоторые водоемы-охладители), среди грибов возрастает доля сапротрофных видов с коротким циклом развития: хитридиевые грибы Rhizophydium pollinis-pini, Phlyctochytrium papillatum, страменопилы - гифохитриомицет Anisolpidium saprobium и оомицет Lagenidium pygmaeum.

Паразитические  грибы поражают  представителей всех систематических групп макрофитов, вызывая в некоторых случаях их эпифитотии. Наиболее известная и масштабная эпифитотия среди макрофитов произошла в Северной Атлантике у берегов Северной Америки и Европы в начале 30-х годов ХХ века, а в Белом море в конце 50-х годов (Renn, 1936; Young, 1943; Алим, 1962). Морское цветковое растение – зостера морская (Zostera marina) было поражено микомиксиной Labyrinthula sp., вызвавшего почти полную гибель этой травы.

В Белом море заросли морских трав Zostera marina и Z. nana до 60-х годов занимали обширные площади илисто-песчаной литорали на глубинах

до 2, 5 м (иногда до 6 м). Биомасса зостеры достигала 6 кг/м₂ (Гемп, 1962). В 1960 г. произошла ее массовая гибель (Алим, 1962), что нанесло колоссальный урон прибрежным экосистемам. Так, например, численность знаменитой беломорской сельди, которая нерестилась в зарослях зостеры, резко сократилась. То, что произошло с другими организмами, обитавшими

в ее зарослях, не поддается описанию. После этой эпифитотии заросли Z. marina восстанавливались очень медленно: в 1980-е годы ее максимальная биомасса составляла всего 2, 5 кг/м₂, обычно значительно меньше – около 0, 4 кг/м₂ (Возжинская, 1986; Вехов, 1995), а Z. nana перестала встречаться (Вехов, Пронькина, 1983). Всего с беломорской зостеры выделено 64 вида сапротрофных и паразитических организмов, из них, 35 – облигатно морские (Кузнецов, 2003 а, б).

Паразитические свойства грибов используют борьбы с зарастанием водоемов макрофитами. Так, дейтеромицетный гриб Cercospora rodmanii широко используется в качестве средства биологической борьбы с водным гиацинтом (Eichhornia crassipes). Родина этого красивого растения пойма реки Сан-Франциско в Бразилии. Вначале водный гиацинт перебрался в США в качестве декоративного растения, затем в водоемы Центральной Америки, Африки, Азии. Это растение размножается в тропических и субтропических водоемах настолько интенсивно, что препятствует движению судов. По некоторым сведениям растительный покров настолько плотен, что по нему можно ходить. При благоприятных условиях одно растение в течение 10 месяцев может закрыть зеркало воды площадью 4 тысячи квадратных метров, а количество растений на таком участке может достигать 8-18 миллионов экземпляров. Гриб действует избирательно и не оказывает негативного влияния на другие водные растения (Conway, Cullen, 1978). Так что два американских материка дали миру не только водный гиацинт, но и элодею канадскую, с которой мы хорошо знакомы.

 

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться: