РОЛЬ ПОЧВ В ФОРМИРОВАНИИ И СОХРАНЕНИИ БИОРАЗНООБРАЗИЯ

1. РОЛЬ ПОЧВ В ФОРМИРОВАНИИ И СОХРАНЕНИИ БИОРАЗНООБРАЗИЯ Чернов И.Ю.МГУ им. М.В.Ломоносова

2. Популярность термина Рост числа публикаций, содержащих в своем названии слово «biodiversity» Конвенция о биологическом разнообразии (http://www.cbd.int/convention/)

3. Понятие биоразнообразия Биологическое разнообразие – одно из центральных фундаментальных понятий в комплексе собственно биологических дисциплин: в ботанике, зоологии, микробиологии, экологии, почвоведении, эволюционном учении, палеонтологии, биогеографии, систематике, генетике, морфологии и т. д. Соотношение количественных характеристик форм, их участия в сообществе(по численности, биомассе и т. д.) Набор, богатство форм (богатство флоры, фауны) Число видов или высших таксонов

4. Формы биоразнообразияпо уровням организации • Разнообразие: • Генотипическое • Видовое • Композиций высших таксонов • Жизненных форм (экоморф) • Популяций • Сообществ • Экосистем

5. Иерархическая система форм разнообразия

6. Инвентаризационное и дифференцирующее разнообразие Инвентаризационное (-разнообразие) Дифференцирующее (β-разнообразие) Низкое Высокое Высокое Низкое

7. Компенсационные явления при снижении биоразнообразия

8. Относительное обилие % 0 20 40 60 80 100 40 40 30 30 20 20 Относительное обилие % 10 10 0 0 0 20 Проблема избыточного разнообразия Ранговое распределение относительного обилия видов дрожжевых грибов Какова функция редких видов? в дерново-подзолистой почве (Подмосковье) в «почве» полярных пустынь (о. Большевик)

9. Дискуссия о связи биоразнообразия и устойчивость экосистем Простой монотонной зависимости нет, однако большинство экспертов согласны с тем, что высокое разнообразие может во многих случаях способствовать стабильности сообществ (McCann 2000; Naeem, Wright 2003). Аргументы и контраргументы о связи разнообразия и устойчивости экосистем

10. Недооценка роли почвы

11. Средообразующая роль почвы Основная цель, которые преследовали авторы при подготовке монографии, – обратить внимание специалистов на ту ключевую роль, которую играют почвы в формировании и сохранении биологического разнообразия Земли. Значение почвы для поддержания разнообразия жизни, прежде всего, связано с ее средообразующей ролью. Почва – важнейший фактор формирования условий для существования всего разнообразия жизни. В то же время, сами экосистемные функции почв определяются уровнем разнообразия экосистем. Роль почвы в формировании и сохранении биоразнообразия

12. Роль почв в эволюции жизни «Анализ условий обитания животных в почве дает возможность раскрыть исключительное значение особенностей этих условий в эволюции животного мира, в процессе освоения суши исходно-водными организмами» (М.С.Гиляров, 1949)

13. Гетерогенность почвы – основной фактор, обеспечивающий высокое биоразнообразие Увеличение контрастности условий Микроуровень Неоднородностьпрофиля Увеличение взаимовлияниябиоты и почвы Неоднородность почвенного покрова

14. Возможность сосуществования экологически контрастных форм Олиготрофы Копиотрофы Гидролитики Строгие анаэробы Аэробы

15. Степень изученности биоразнообразия почв Беспозвоночные Микроорганизмы

16. Критерии: 1. Постоянное выделение популяций данного вида преимущественно из почв определенных типов и отсутствие этого вида в других природных местообитаниях. 2. Корреляция численности популяций данного организма с изменениями конкретных условий жизни в почве. 3. Наличие морфо-физиологических адаптаций, приводящих к формированию определенных жизненных форм. Автохтонные почвенныеорганизмы Lumbricidae Lipomyces Collembola

17. Почва как среда для протекания стадий жизненного цикла Гаметофиты споровых растений Семена и проростки семенных Личиночные стадии беспозвоночных(насекомые с полным превращением) Анаморфы грибов

18. Почва как среда для протекания стадий жизненного цикла Жизненный цикл тремелловых грибов Дрожжевая стадия Сапротрофы в почве Плодовое тело Ксилотроф

19. Пораженный колос пшеницы, покрытый скоплениями телиоспор Клетки Ustilago в почве Прорастание телиоспор Базидия Телиоспоры Базидиоспоры (споридии) Споридии могут размножаться почкованием и существовать как сапротрофы в подстилке или почве Эпидермис Споридии заражают растение и копулируют Паренхима Почва как среда для протекания стадий жизненного цикла Жизненный цикл головневых грибов

20. Почва как биогеоценотический ярус

21. Methylibacterium Myxobacteriales Flavobacterium Pseudomonas Rhodococcus Cytophaga Bacillus Erwinia Живые части растений Опад Подстилка L Подстилка F+H Перегной Минеральные горизонты Aureobasidiumpullulans Cladosporiumherbarum Chaetomiumsulphureum Mortierellaramanniana Verticilliumterrеstre Penicilliumdahliae Alternariaalternata Живые части растений Опад Подстилка L Подстилка F+H Перегной Минеральные горизонты Почва как компонент вертикально-ярусного континуума Бактерии Грибы

22. Общие закономерности распределения микробных сообществ по биогеоценотическим ярусам - Изменение численности и таксономической структуры всех групп микроорганизмов по ярусам биогеоценоза. - Максимальная концентрация биоты в лесных подстилках. - Отражение в стратификации этапов сукцессии, связанной с конвейерной переработкой растительного опада. - Корреляция между местоположением микроорганизмов в вертикальной структуре биогеоценоза, их функциями, местом в сукцессии, типом экологической стратегии.

23. Протекторные свойства почвы – консервация биоразнообразия Содержание всхожих семян в почвах различных природных зон (по Работнов,1982, 1986; Leck et al., 1989).

24. Скрытое биоразнообразие почв Зависимость числа видов от объема выборки 24 180 160 20 140 120 16 Растения в окрестностях пос. Диксон (Матвеева, 1998) 100 12 80 Почвенные коллемболы в разных вариантах тундр (Ананьева, 1987) 60 8 40 20 4 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 0 50 100 150 200 Число ОТЕ 200 140 120 150 100 80 100 Почвенные дрожжи в окрестностях Лосинового острова (Глушакова, 2006) 60 Фракции бактериальной рДНК в почве,(Hughes etal., 2001) 40 50 20 0 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 20 40 60 80 100 120 Число образцов

25. Методические приемы для увеличения разнообразия учитываемых микроорганизмов Бедные среды (почвенный агар) Увеличение набора сред Истощающие посевы Сукцессионный анализ Анализ тотальной ДНК

26. Проблема некультивируемых микроорганизмов Причины некультивируемости Особое метаболическое состояние (адаптация, реакция на стресс) Особые таксоны, специфические потребности Покоящиесяструктуры(споры)

27. Наиболее часто используемые приемы молекулярной экологии

28. Новые возможности культивирования некультивируемых форм

29. Нанобактерии

30. Роль почвы в формировании и сохранении биоразнообразия