ДИСКОМИЦЕТЫ (ASCOMYCOTA: HELOTIALES, NEOLECTALES, ORBILIALES, PEZIZALES, THELEBOLALES) ЮГА ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА РОССИИ
03.00.24 - микология
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени доктора биологических наук
Богачева Анна Вениаминовна
Цель и задачи исследования. Целью работы является разностороннее изучение биоразнообразия дискомицетов южной части российского Дальнего Востока (РДВ). Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи: 1) изучить таксономический состав микобиоты дискомицетов южной части РДВ, выяснить закономерности сложения ее ядра общими по генезису и хорологии видами; 2) провести ревизию классификаций дискомицетов; 3) проанализировать изменение разнообразия и таксономической структуры микобиоты дискомицетов на широтно-зональном и субстратном градиентах, выявить место исследуемой микобиоты в ряду зональных и региональных микобиот и ее положения в мировой микобиоте; 4) установить географические элементы и типы широтно-зонального распределения дискомицетов в южной части РДВ; 5) выявить уровни и типы приоритетности по наиболее показательным в плане видового разнообразия дискомицетов районам в границах южной части РДВ; 6) исследовать специализацию видов дискомицетов к местообитаниям и формациям, их активность в растительных сообществах, установить распространение патогенных дискомицетов; 7) определить спектр видов-доминантов на различных субстратах; 8) провести таксономическую инвентаризацию дискомицетов на природоохранных территориях дальневосточного региона.
Научная новизна работы. Впервые проведены исследования по инвентаризации дискомицетов, в полной мере выявлен их таксономический состав и его зависимость от среды и мест обитания (субстраты, флористические районы) на Дальнем Востоке, причем особое внимание было уделено как эталонным природным резерватам, так и зонам с нарушенными ценозами. В настоящее время с юга Дальнего Востока известно 640 видов дискомицетов, из которых впервые для региона нами приведено - 372 видов, в том числе 261 - новых для России, описано 3 новых для науки вида. Выявлен состав микобиоты отдельных флористических районов: Охотского - 54 вида; Алданского - 38; Даурского - 77; Северо-Сахалинского - 162; Южно-Сахалинского - 298; Северо-Курильского - 24; Южно-Курильского - 174; Верхне-Зейского - 95; Нижне-Зейского - 165; Буреинского - 232; Амгуньского - 83; Уссурийского - 289 видов.
Впервые осуществлен многолетний микологический мониторинг, включающий выявление полного спектра видового разнообразия грибов, ассоциированных с хвойными древесными породами, что позволило получить достоверную информацию по экологическому состоянию территории. Выявлен состав и распространение в регионе дискомицетов, ассоциированных с дубами. Установлен ряд редких видов с ограниченным распространением.
Показана высокая экологическая валентность дискомицетов, освоение ими разнообразных экотопов и широкое распространение по региону. Впервые для Дальнего Востока разработана классификация типов субстратов и соответствующие ей подразделения видов грибов. Выявлены различные аспекты взаимодействия дискомицетов с древесными породами, в том числе их участие в процессах возобновления растительности на послепожарных территориях. Результаты работы могут быть положены в основу для построения модели функционирования лесных экосистем Дальнего Востока и прогнозирования динамики их развития.
Теоретическое значение работы. Предложен новый подход в изучении сообществ дискомицетов на основе включения их в микосинузии листового опада, остатков травянистых растений, почвы, экскрементов животных и древесных остатков.
С учетом пространственно-сукцессионного и широтно-зонального факторов выявлен ряд закономерностей распределения дискомицетов на отдельных субстратах в разнообразных биогеоценозах, что позволяет выяснить общие закономерности распространения дискомицетов в дальневосточном регионе.
На примере ДВ выявлено, что широкое распространение дискомицетов обусловлено их высокой экологической валентностью и освоением ими разнообразных экотопов. Выявлены различные аспекты взаимодействия дискомицетов с древесными породами, в том числе участие этих сумчатых грибов в процессах возобновления растительности на послепожарных территориях.
Работа вносит вклад в изучение проблем биоразнообразия, экологии, ареалогии и природной зональности. Материалы диссертации могут быть использованы для аргументированного обсуждения общих вопросов экологии и ареалогии спорообразующих микроорганизмов.
Практическое значение работы. В результате исследований обобщены сведения о таксономическом составе дискомицетов южной части Дальнего Востока России. Подготовлен конспект биоты, включающий 640 видов и 8 внутривидовых таксонов из 187 родов, относящихся к 26 семействам из 5 порядков, 4 подклассов и 4 классов подцарства сумчатых грибов (Ascomycota). Исследованный материал использован для создания Базы данных по микобиоте Дальнего Востока.
Микофлористические сводки по природоохранным территориям дальневосточного региона послужили основанием для придания ряду заповедников статуса биосферных. Материалы работы вошли в Красную книгу Приморского края.
Предложено использовать адаптивные изменения видового состава дискомицетов для оценки уровня загрязнения в системе мероприятий экологического мониторинга.
Материалы диссертационной работы послужат основой для подготовки многотомной сводки «Низшие растения, грибы и мохообразные российского Дальнего Востока».
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Разнообразие дискомицетов южной части российского Дальнего Востока - самое высокое в России и сопредельных странах (за исключением юга Китая). Отсюда известно 640 видов и 8 внутривидовых таксонов, которые относятся к 187 родам из 26 семейств, 5 порядков, 4 подклассов и 4 классов подцарства сумчатых грибов - Ascomycota. Использование ряда морфологических признаков, таких как тип парафиз и морфометрические характеристики аском, подтверждает правомочность разделения дискомицетов на 4 класса, предложенное на основании молекулярно-генетических исследований.
2. Микобиоты дискомицетов различных природных зон (средней тайги, южной тайги и хвойно-широколиственных лесов) южной части РДВ имеют ярко выраженные черты. Для средней тайги РДВ характерно возрастание доли оперкулятных, а для южной тайги и хвойно-широколиственных лесов - иноперкулятных дискомицетов, причем наибольшее видовое разнообразие отмечено в хвойно-широколиственных лесах.
3. Ядро микобиоты РДВ образовано широко распространенными голарктическими и евразийскими видами, в сумме составляющими 60 % от общего количества видов, что обусловлено слабо выраженной узкой специализацией дискомицетов к определенным видам растений. Своеобразие микобиоте придает наличие дальневосточных и амфипацифических видов (в сумме 27%). Наличие евразийского горного (6%), арктоальпийского (3%), сибирского (3%), и пантропического (1%) геоэлементов обусловлено сложным рельефом региона и контрастными климатическими условиями на весьма ограниченных пространствах.
4. В растительных сообществах региона дискомицеты участвуют в 5 основных микосинузиях: листового опада, остатков травянистых растений, почвы, экскрементов животных и древесных остатков. Состав микосинузий определяется не только типом субстрата, но и степенью доступности питательных веществ. Наиболее мощным специализированным ферментным аппаратом обладают иноперкулятные дискомицеты, что позволяет им занимать разнообразные субстраты с живыми или слабо нарушенными клеточными структурами. В почвенной микосинузии и на субстратах с нарушенной клеточной структурой преобладают оперкулятные дискомицеты.
5. Дискомицеты являются не только деструкторами растительных остатков, но также усиливают конкурентоспособность высших растений в борьбе за минеральные вещества, утилизируют продукты жизнедеятельности животных, выступают в качестве важного компонента почвообразования, являются непременным условием успешного заселения послепожарных территорий и способствуют выбраковке слабых растений, оказывая патогенное воздействие.
Апробация работы. Основные положения и материалы работы представлены и обсуждены на региональных, всероссийских и международных конференциях, совещаниях и съездах: 45ой международной научной арктической конференции “Bridges of the science between North America and the Russian Far East” (Владивосток, 1994); XVIII Тихоокеанском научном конгрессе (Пекин, Китай, 1995); Азиатском международном микологическом конгрессе (Чиба, 1996); II (X) съезде Русского ботaнического общества “Проблемы ботаники на рубеже XX-XXI веков” (С.-Петербург, 1998); VI Европейском микологическом конгрессе (Израиль, 1998); международной конференции «Леса и лесообразовательный процесс на Дальнем Востоке» (Владивосток, 1999); XVI международном ботаническом конгрессе (Сент-Луис, США, 1999); II международной научной конференции “Растения в муссонном климате” (Владивосток, 2000); международной конференции “Микология и криптогамная ботаника в России: традиции и современность” (С.-Петербург, 2000); Азиатском международном микологическом конгрессе (Тегеран, Иран, 2001); международной конференции “Классификация и динамика лесов Дальнего Востока” (Владивосток, 2001); 1ом съезде Микологов России «Современная микология в России» (Москва, 2002); региональной научно-практической конференции “Дальний Восток: ресурсный потенциал на рубеже третьего тысячелетия” (Владивосток, 2003); XI cъезде Русского ботанического общества «Ботанические исследования в азиатской России» (Новосибирск-Барнаул, 2003); III международной научной конференции «Растения в муссонном климате» (Владивосток, 2003); международной научной конференции «Биология, систематика и экология грибов в природных экосистемах и агрофитоценозах» (Минск, Белоруссия, 2004); международной научной конференции «Ритмы и катастрофы в растительном покрове российского Дальнего Востока» (Владивосток, 2004); международной конференции, посвященной 100-летию начала работы профессора А. С. Бондарцева в Ботаническом институте им. В. Л. Комарова РАН «Грибы в природных и антропогенных экосистемах» (С.-Петербург, 2005); международной научно-практической конференции «Результаты охраны, изучения природных комплексов Сихотэ-Алиня», посвященной 70-летию со дня образования Сихотэ-Алинского государственного заповедника (Терней, 2005); V Всероссийском Конгрессе по Медицинской микологии (Москва, 2007); Научно-практической конференции, посвященной 10-летию заповедника «Бастак» (Биробиджан, 2007); XV Конгрессе европейских микологов (С.-Петербург, 2007); II съезде микологов России (Москва, 2008); XII съезде Русского ботанического общества (Петрозаводск, 2008).