Роль микроорганизмов в звене высших растений замкнутой экологической системы жизнеобеспечения человека тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.16, доктор биологических наук в форме науч. доклада Тирранен, Ляля Степановна

• Тирранен, Ляля Степановна
• доктор биологических наук в форме науч. доклада
• 2003

Оглавление диссертации доктор биологических наук в форме науч. доклада Тирранен, Ляля Степановна

Актуальность проблемы. Экспериментальные модели экологических систем различной степени сложности представляют реальные возможности для решения многих экологических задач. Разработка систем жизнеобеспечения связана с необходимостью проведения экспериментов с замкнутыми экологическими системами, включающими человека, в наземных условиях (Киренский и др., 1971; Гительзон и др., 1975; Salisbury et al., 1997). Такие системы жизнеобеспечения, по существу, являются малыми моделями земной биосферы, где лишь звено фотоавтотрофных организмов способно использовать поступающую извне световую энергию (Дадыкин, 1968; Замкнутая система., 1979; Иванова и др., 1990; Wheeler and Tibbits, 1986, 1987; Salisbury et al., 1997; Vodowotz and Barta, 1998). Работы no созданию искусственных экосистем сейчас развиваются не только в России (Мелешко, 1967; Киренский и др., 1971; Gitelson et al, 2003), но и в США (Allen, 1991; Henninger et al., 1996), в Японии (Nitta et al., 1996; Nitta, 1998), в других странах, объединенных Европейским Космическим агентством (Lasseur et al., 1996; Marty and Dussap, 1997). Искусственными экологическими системами стали интересоваться и в Китае (Chung et al., 2002). Нормальная жизнедеятельность человека в замкнутых экологических системах, для целей жизнеобеспечения которого они и создаются, зависит от бесперебойного функционирования как всей системы в целом, так и составляющих ее звеньев (Гительзон и др., 1975; Gitelson et al., 1995). Поэтому необходима своевременная информация о состоянии каждого звена с целью управления им.

Одним из перспективных биокомпонентов системы жизнеобеспечения являются высшие растения - основные претенденты на роль фототрофного полифункционального звена, способного регенерировать атмосферу, воду и растительную пищу (Ничипорович, 1967; Лисовский, 1973; Ермаков, Степанова, 1992; Кураков, Костина, 1997; Salisbury et al., 1997). Культивирование растений в замкнутой экологической системе имеет свои специфические особенности, отличные от других условий выращивания (в частности в почве или фитотронах) и обусловленные влиянием, как самого фитоценоза, так и других звеньев системы. Создаваемые искусственные фитоценозы не будут существовать в стерильных условиях.

Звено высших растений представляет собой биоценоз, включающий комплекс культур высших растений и соответствующей сопутствующей микрофлоры (Юнусова, Другова, 1985; Alstrom, 1987; Tirranen, 2001), продукты жизнедеятельности которой могут рассматриваться в качестве средообразующего фактора в биоценозе звена и замкнутой экосистеме в целом. Использование замкнутых экологических систем дает уникальную возможность для изучения роли микробных сообществ отдельных звеньев. Роль микроорганизмов в замкнутых экосистемах существенна, а условия их жизнедеятельности своеобразны. Известно (Гузев и др., 1986; Васильева и др., 1991; Кожевин, 2000; Bewley, Parkinson, 1984), что на все изменения окружающей среды микроорганизмы реагируют быстрее, нежели большинство других представителей живого мира.

Создание опасной микробиологической ситуации (уменьшение видового разнообразия, элиминирование видов с уникальными метаболическими функциями или утрата этих функций, бурный рост численности видов, потенциально опасных для растений или человека, и т.д.) может привести к нарушению работы фотоавтотрофного звена системы жизнеобеспечения, а при отсутствии других