Микроорганизмы в болотах

Какую роль играют болота в экосистеме России и других стран? Каковы основные функции болот? Какие микроорганизмы населяют болотные системы? Об этом рассказывает доктор биологических наук Светлана Дедыш.

Болота — это наземные экосистемы, в которых уровень воды находится на или вблизи поверхности в течение всего вегетационного периода. Кроме того, эти экосистемы покрыты активной высшей растительностью в период насыщения водой. Еще одно определение болот — это амфибиальные ландшафты с доминированием высшей растительности. Слово «амфибия» всем известно; это значит, что организмы, которые живут в этих экосистемах, должны быть приспособлены к обитанию как в воде, так и на суше. То есть обитание в болотах — это нечто среднее между наземным и водным образом жизни. Соответственно, характерной особенностью болот является доминирование анаэробной части профилей и анаэробных процессов с наличием достаточно небольшой аэробной зоны, населенной аэробными организмами.

Болота являются крупнейшим поставщиком метана в атмосферу, одного из наиболее активных парниковых газов. Откуда метан берется в болотах? Он образуется в результате анаэробной деструкции органического вещества и является конечным результатом разложения. Происходит этот процесс в анаэробных слоях болот. После образования метана происходит его диффузия в верхние слои, где он частично может перехватываться метанотрофными бактериями, но какая-то часть метана, безусловно, попадает в атмосферу. Получается, у болот есть и противоположная функция в смысле глобальных изменений климата — с одной стороны, это сток CO2, но с другой стороны, это крупнейший источник метана. Болота — это важнейший компонент гидрологической сети. Болото является крупнейшим резервуаром пресных вод. Фактически это огромная губка, которая удерживает воду, попадающую в болота с атмосферными осадками. Если вы вспомните, где берут истоки все крупные российские реки, то это будут крупнейшие болотные экосистемы.

Численность микроорганизмов в болотах достигает миллионы клеток в одном грамме торфа. Важнейшие процессы, которые осуществляются этими микроорганизмами, — это разложение органического вещества, метаногенез, окисление метана, азотфиксация, а также разложение соединений фенольной природы, которые продуцируются сфагновыми мхами — основным компонентом растительности верховых болот, который и является доминирующим типом болот в Северном полушарии. История изучения микробов в болотах не так уж и велика. Первоначальные попытки выделения микроорганизмов болот были не очень удачные. С использованием классических микробиологических методов выделить микроорганизмы можно, но только не более одной десятой доли всех существующих микробов в болотах. Долгое время микробиологам приходилось мириться с такой ситуацией просто потому, что микробы, населяющие болота, отказывались расти на традиционных питательных средах, которые ученые привыкли использовать. Но с введением в практику молекулярных методов ситуация изменилась: у нас появился инструмент для идентификации микроорганизмов непосредственно в образцах, взятых из болота, путем экстракции ДНК и ее анализа.