Биологи Санкт-Петербургского государственного университета под руководством профессора СПбГУ Дмитрия Власова изучили, как хозяйственная деятельность человека меняет эколого-ценотическую структуру микробных сообществ в Арктике и Антарктике. Под влиянием внешних факторов растет число условно-патогенных микроорганизмов, и они становятся более устойчивыми к стрессам.
Исследование выполнено в рамках проекта «Эколого-ценотическая и молекулярно-генетическая характеристика микробных сообществ ключевых участков полярных ландшафтов Арктики и Антарктики».
Активная хозяйственная деятельность в районах полярных станций приводит к загрязнению полярных регионов. Антропогенную нагрузку на экосистемы Арктики и Антарктики локально определяют техногенные воздействия и бытовые отходы. Под влиянием человека изменяется санитарно-микробиологическая ситуация в районах поселений, накапливаются загрязнения в почвах и водной среде. Эти факторы приводят к созданию условий для развития условно-патогенных форм микроорганизмов, которые чутко реагируют на внешние воздействия.
Чтобы подробно изучить это явление, ученые СПбГУ исследовали все среды обитания микроорганизмов — водную и воздушную, почвы и грунты, лед и снег, а также антропогенные материалы. В Арктике работы проводились на архипелаге Шпицберген, в поселке Баренцбург, а также на борту экспедиционных судов во время плаваний по Северному морскому пути.
Специалисты выяснили, что количество некоторых микроорганизмов напрямую зависит от присутствия человека. Сделать такой вывод позволил сравнительный анализ микробиоты на всех российских постоянно действующих антарктических станциях и территориях, удаленных от полярных поселений. Так, например, содержание грибов в воздухе — аэромикота — напрямую зависит от присутствия человека.
«В местах обитания полярников мы изучили воздушные пробы снаружи и внутри помещений. Оказалось, что на открытом воздухе и в Арктике, и в Антарктиде число микробов и их разнообразие значительно ниже, чем в помещениях. Полученные данные свидетельствуют о том, что многие микромицеты попадают в Антарктику вместе с человеком», — объяснил руководитель исследовательской группы, профессор СПбГУ Дмитрий Власов.
При этом в жилых и рабочих зонах полярных станций накапливаются преимущественно условно-патогенные микромицеты. Особенно заметно их численность возрастает там, где наблюдается открытый рост колоний внутри помещений. Продолжительный контакт полярников с этими микроорганизмами может приводить к ослаблению иммунитета, проявлению аллергических реакций, общему ухудшению состояния здоровья. По этой причине ученые обращают внимание на необходимость постоянного контроля микробиологической ситуации на российских полярных станциях как в Антарктике, так и в Арктике.
Еще одно открытие ученых связано с принципом супердоминантности, когда несколько наиболее адаптированных видов микроорганизмов встречаются во всех средах полярных широт и демонстрируют колоссальную устойчивость к внешним факторам.
«Многие микробы в Антарктиде существуют в сообществах, которые принято называть биопленками. В состав биопленок входят не только сами клетки микроорганизмов, но и продукты их жизнедеятельности. В результате у участников такого сообщества существенно расширяется спектр источников питания, появляется дополнительная защита от внешних факторов. Все это дает массу преимуществ в условиях стресса, и организмы растут быстрее», — рассказал профессор СПбГУ Дмитрий Власов.
Все колонии микроорганизмов, которые были собраны для исследований, ученые СПбГУ используют для создания специализированных коллекций. Эти образцы специалисты продолжают изучать в лабораторных условиях. В перспективе полярные штаммы могут представлять интерес для биотехнологов. Например, в условиях низких температур одни виды микроорганизмов способны поселяться на загрязненных нефтью территориях и разлагать эту нефть, другие — стать продуцентами биологически активных веществ и антибиотиков.
Подписывайтесь на наш канал, ставьте "лайк", чтоб и другие пользователи могли увидеть эту статью у себя в ленте!
Ещё больше интересных статей на сайте: 21mm.ru