MICROSCOPIC FUNGI IN SOILS AND EARTHS OF ARCTIC MOUNTAIN SYSTEMS

И.Ю. Кирцидели

Abstract


The results of studying the distribution of microscopic fungi in the primary soils and earths of Arctic mountain systems are presented. It is concluded that, at the regional level, changes in the integral parameters, e.g. decreases in the counts of microscopic fungi in the soils of mountain systems, occur depending on the latitudinal zoning, whereas, at the local level, a trend to, e.g., decreased mosaicism of fungal communities in soils is observed in series from thinned to climax plant communities. Within a defined mountain system, the integral parameters of fungal communities depend primarily on plant communities, which may be also viewed as the stages of a succession. In thinned communities, the parameters correlate with the projective cover, whereas in climax intrazonal communities the environmental condition take the lead role. Within a defined vegetation community, micro-niches become especially significant. Upon comparing the complexes of microscopic fungi on contrasting rocks, no significant impact of underlying rock on their integral parameters is evident. Upon making comparisons along the altitudinal gradients in mountains or zonal gradients in high-latitude landscapes (polar desert–arctic tundra–typical tundra–southern tundra), increments in the series ranging from stony desert to grassy bushes and bushes within a mountain system are strictly monotonous, at difference from what is observed in zonal “plakors”, and a less reminiscent of exponential increases. The species composition of microscopic fungi found in the mountain systems of northern territories is somewhat similar to that in alpine and tundra habitats. On contrasting rocks, the impact of maternal rock is traced to micromicete complexes at the initial stages of succession. At difference from what is observed in polar deserts, no species subdomination is found in the complexes of microscopic fungi associated with thinned plant communities and stony mountain deserts. In such communities, there was noticed intrabiogeoceonic horizontal heterogeneity of the complexes of soil micromycetes. On a whole, the complexes of microscopic fungi do not manifest the compensation rule in Arctic mountain systems, at difference from zonal systems.

Keywords


microfungi, ecosystems, adaptation, mountains, Arctic.

References


Алексеева-Попова НВ. Экологическая и биогеохимическая дифференциация видов. В кн.: Проблемы экологии растительных сообществ Севера. СПб.; 2005. c. 342-51.

Алехин ВВ. Растительность СССР в основных зонах. М.: Наука; 1951.

Бабьева ИП, Зенова ГМ. Биология почв. М.: Изд-во МГУ, 1989.

Бабьева ИП, Чернов ИЮ, Россихина ОГ, Виноварова МЕ. Эпифитные и сапротрофные группировки дрожжей в зональных растительных сообществах. В кн.: Изучение грибов в биогеоценозах. Ташкент: ФАН, 1985, c. 10-2.

Брянчанинова НИ. Серпентины и серпентиниты Полярного Урала (Автореф. дисс. … д-ра геолого-минералогических наук). Сыктывкар, 2003.

Великанов ЛЛ. Роль грибов в формировании мико-и микробиоты почв естественных и нарушенных биоценозов и агроценозов. (Автореф. дисс. … д-ра биол. наук). М., 1997.

Власов ДЮ, Зеленская МС, Кирцидели ИЮ, Абакумов ЕВ, Крыленков ВА, Лукин ВВ. Грибы на природных и антропогенных субстратах в западной Антарктике. Микология и фитопатология. 2012;46(1):20-6.

Горчаковский ПЛ. Растительный мир высокогорного Урала. М.: Наука; 1975.

Грибова СА, Исаченко ТИ, Лавренко ЕМ. Растительность Европейской части СССР. Л.: Наука, 1980.

Добровольский ГВ. Значение почв в эволюции жизни и сохранении на земле биологического разнообразия. В кн.: Структурнофункциональная роль почвы в биосфере. М.: Геос; 1999, c. 196-203.

Добровольский ГВ, Никитин ЕД. Функции почв в биосфере и экосистемах. М.: Наука; 1990.

Докучаев ВВ. Избранные труды. М.: Изд. АН СССР; 1949.

Домбровская АВ. Лишайники Хибин. Л.; 1970.

Ефимов ВМ, Ковалева ВЮ. Многомерный анализ биологических данных. Учебное пособие. СПб.; 2008.

Забоева ИВ. Почвы и земельные ресурсы КОМИ АССР. Сыктывкар; 1975.

Иванова АМ, Кирцидели ИЮ. Комплексы микроскопических грибов в воздухе Санкт Петербурга. Микология и фитопатология. 2007; 41(1):40-7.

Игошина КН. Особенности флоры и растительности на гипербазитах Полярного Урала. Бот. журн. 1966; 51(3):322-38.

Каратыгин ИВ. Грибные организмы и их роль в эволюции экосистем. Бот. журн. 1994; 79(2):13-20.

Катаева МН, Холод СС. Дифференциация растительности и почв Полярного Урала в контрастных геохимических условиях. В кн.: Проблемы экологии растительных сообществ Севера. СПб.; 2005, c. 352-91.

Кирцидели ИЮ, Томилин БА. Почвенные микромицеты Архипелага Северная Земля. Микология и фитопатология. 1997;31(6):16-25.

Кирцидели ИЮ, Новожилов ЮК, Богомолова ЕВ, Дроздова ИВ. Комплексы микромицетов в почвах тундровых ценозов, сформированных на кислых горных породах Полярного Урала. Микология и фитопатология. 2010;44(1):37-46.

Кирцидели ИЮ, Власов ДЮ, Абакумов ЕВ, Гиличинский ДА. Разнообразие и ферментативная активность микромицетов из почв Антарктиды. Микология и фитопатология. 2010;44(5):387-98.

Кирцидели ИЮ, Власов ДЮ, Крыленков ВА. Соколов ВТ. Аэромикота в районах расположения Арктических станций России в акваториях Белого, Баренцевого и Карского морей. Микология и фитопатология. 2011;45(3):228-39.

Кирцидели ИЮ, Новожилов ЮК, Богомолова ЕВ. Комплексы микромицетов в почвах, сформированных на основных и ультраосновных горных породах Полярного Урала. Микология и фитопатология. 2011;45(6):513-21.

Кожевников ЮП. Растительный покров Северной Азии в исторической перспективе. СПб.; 1996.

Куваев ВБ. Высотное распределение растений в горах Путорана. Л.: Наука; 1980.

Куваев ВБ. Холодные гольцовые пустыни. М.: Наука; 1985.

Лейнсоо ТН. Почвенные микромицеты альпийского пояса Северо-Западного Кавказа (Автореф. дисс. … канд. биол. наук). М.: МГУ; 1994.

Лейнсоо ТН, Онипченко ВГ, Лейнсоо ТА, Великанов ЛЛ. Закономерности изменения биомассы почвенных микромицетов в альпийских сообществах Северо-Западного Кавказа. Микология и фитопатология. 1991;25(3):206-12.

Магомедова МА, Морозова ЛМ, Эктова СН. Особенности природных условий и высотно-широтная дифференциация растительного покрова Полярного Урала. В кн.: Растительный покров и растительные ресурсы Полярного Урала. Свердловск, 2006; c. 13-42.

Марфенина ОЕ. Антропогенная экология почвенных грибов. М.: МГУ; 2005.

Марфенина ОЕ. Микологический почвенный мониторинг: Возможности и перспективы. Почвоведение. 1994;(1):75-80.

Методы экспериментальной микологии. Киев: Наук. Думка; 1982.

Мирчинк ТГ. Почвенная микология. М.: МГУ; 1988.

Мишустин ЕН. Ассоциации почвенных микроорганизмов. M.: Наука; 1975.

Мэгарран Э. Экологическое разнообразие и его измерение. М.: Мир; 1992.

Норин БН. Общая характеристика растительности. В кн.: Горные фитоценотические системы Субарктики. Л., 1986; c. 164-68.

Пейве АВ. Океаническая кора геологического прошлого. Геотектоника. 1969;(4): 123-29.

Петрография магматических и метаморфических пород. М.: МГУ; 2001.

Ростова НС. Корреляции: структура и изменчивость. СПб; 2002.

Рыжкин ДВ, Еланский СН. Мониторинг содержания спор грибов в приземном воздухе Москвы. Успехи медицинской микологии. 2003;(1):209-10

Согонов МВ. Биоразнообразие и пространственное распределение почвенных микромицетов в высокогорных биогеоценозах Тебердинского заповедника. (Автореф. дисс. … канд. биол. наук). М; 2003.

Терехова ВА. Микромицеты в экологической оценке водных и наземных экосистем. М.: Наука; 2007.

Толмачев АИ. Методы сравнительной флористики и проблемы флорогенеза. Новосибирск; 1986.

Ухичева ВН, Кожевников ЮП. Высотное размещение растений в районе озера Аян (плато Путорана). Бот. журнал. 1987;72(5):589-98.

Фирсов ВП, Дедков ВС. Почвы высоких широт горного Урала. Свердловск: УНЦ АН СССР; 1983.

Шитиков ВК, Зинченко ТД, Розенберг ГС. Макроэкология речных сообществ: концепции, методы, модели. Тольятти; 2011.

Юрцев БА, Алексеева-Попова НВ, Катаева МН. Видовое разнообразие локальных флор Полярного Урала в контрастных геохимических условиях. В кн.: Биоразнообразие Европейского Севера. Петрозаводск; 2001; c. 204-5.

Юрцев БА, Алексеева-Попова НВ, Дроздова ИВ, Катаева МН. Характеристика растительного покрова и почв Полярного Урала в контрастных геохимических условиях. Бот. журнал. 2004;89(1):28-41.

Alekseeva-Popova NV. [Eсological and biogeochemical species differentiation]. In.: Problemy Ekologii Rastitelnykh Soobschestv Severa. Saint Petersburg; 2005. p. 342-51. (In Russ.)

Аlekhin VV. Rastitelnost SSSR v Osnovnich Zonach. Moscow: Nauka; 1951. (In Russ.)

Zenova GМ. Biologiya Pochv. Мoscow: MGY; 1989. (In Russ.)

Babeva IP, Chernov IYu, Rossichina OG, Vinovarova МЕ. [Epiphytic and saprotrophic groups of yeasts in zonal plants communities]. In.: Izucheniye Gribov v Biotsenozakh. Tashkent: FAN, 1985, p. 10-2. (In Russ.)

Bryanchaninova NI. Serpentiny i Serpentinity Polyarnogo Urala (PhD Theses). Syktyvkar; 2003. (In Russ.)

Velikanov LL. Rol Gribov v Formirovanii Miko- i Mikrobioty Pochv Yestestvennykh i Narushennykh Biotsenozov i Agrotsenozov. (PhD Theses). Мoscow; 1997. (In Russ.)

Vlasov DYu, Zelenskayaa МS, Kirtsideli IYu, Abakumov ЕV, Kryulenkov VА, Lukin VV. [Fungi in the natural and anthropogenic substrates of West Antarctic]. Mikologiya i Fitopatologiya, 2012; 46(1):20-6. (In Russ.)

Gorchakovskiy PL. Rastitelnyy Mir Vysokogornogo Urala. Мoscow: Nauka; 1975. (In Russ.)

Gribova SА, Isachenko ТI, Lavranko ЕМ. Rastitelnost Yevropeyskoy Chasti SSSR. Leningrad: Nauka; 1980. (In Russ.)

Dobrovolskiy GV. [The significance of soil in the evolution of life and preservation of biodiversity on the Earth]. In.: Strukturno-Funktsionalnaya Rol Pochvy v Biosfere. Мoscow: Geos; 1999, p. 196-203. (In Russ.)

Dobrovolskiy GV, Nikitin YeD. Funktsii Pochv v Biosfere i Ekosistemakh. Мoscow: Nauka; 1990. (In Russ.)

Dokuchaev VV. Isbrannyue Trudy. М.: Isd. АN SSSR; 1949. (In Russ.)

Dombrovskaya АV. Lishayniki Khibin. Leningrad; 1970. (In Russ.)

Yefimov VМ, Kovaleva VYu. Mnogomernyy Analiz Biologicheskich Dannykh. Uchebnoye Posobiye. Saint Petersburg; 2008. (In Russ.)

Zaboyeva IV. Pochvy i Zemelnye Resursy KOMI ASSR. Syktyvkar; 1975. (In Russ.)

Ivanova АМ, Kirtsideli IYu. [Microscopicfungi complexes in the air of Saint Petersburg]. Micologiya i Fitopatologiya. 2007;41(1):40-7. (In Russ.)

Igoshina КN. [The specific features of floraand vegetation in the ultramafic of Polar Urals]. Botanicheskiy Zhurnal. 1966;51(3):322-38. (In Russ.)

Karatugin IV. [Fungal organisms and their role in the evolution of ecosystems]. Botanicheskiy Zhurnal. 1994; 79(2):13-20. (In Russ.)

Katayeva MN, Kholod SS. [Differentiation of vegetation and soils of the Polar Urals undern contrasting geochemical conditions]. In.: Problemy Ekologii Rastitelnykh Soobshchestv Severa. Saint Petersburg; 2005, p. 352-91. (In Russ.)

Kirtsideli IYu, Тоmilin BA. [Soil microfungi in Nortern Land Archipelago]. Micologiya i Fitopatologiya. 1997;31(6):16-25. (In Russ.)

Kirtsideli IYu, Novozhilov YuK, Bogomolova EV, Drozdova IV. [Microfungi complexes in the soils of tundra coenoses formed on acid rocks of Polar Ural]. Micologiya i Fitopatologiya. 2010;44(1):37-46. (In Russ.)

Kirtsideli IYu, Vlasov DYu, Abakumov ЕV, Gilichinskiy DA. [Microfungi in scree soils of coastal Antarctica: their diversity and fermentative activities]. Micologiya i Fitopatologiya. 2010;44(5):387-98. (In Russ.)

Kirtsideli IYu, Vlasov DYu, Krylenkov VА, Sokolov VT. [Airborne fungi in the loci of Russian arctic stations situated in White, Barents and Kara seas]. Micologiya i Fitopatologiya. 2011;45(3):22839. (In Russ.)

Kirtsideli IYu, Novozhilov YuK, Bogomolova EV. [Microfungi complexes in soils developed on basic (gabbro) and ultramafic (serpentine) rocks of Polar Ural]. Micologiya i Fitopatologiya. 2011;45(6):513-21. (In Russ.)

Kozhevnikov YuP. Rastitelniy Pokrov Severnoy Azii v Istoricheskoy Pespektive. Saint Petesrburg; 1996. (In Russ.)

Kuvayev VB. Vysotnoye Raspredeleniye Rasteniy v Gorakh Putorana. Leningrad: Nauka; 1980. (In Russ.)

Kuvayev VB. Kholodnye Goltsovye Pustyni. Мoscow: Nauka; 1985. (In Russ.)

Leisoo ТN. Pochvennye Mikromitsety Alpiyskogo Poyasa Severo-Zapadnogo Kavkaza (Candidate of Sciences Theses). Мoscow: МGU, 1994. (In Russ.)

Leysoo ТN, Onipchenko VG, Leysoo ТА, Velikanov LL. [Changes in the biomass of soil micromycetes in the alpine communities of Northwest Caucasus]. Micologiya i Fitopatologiya. 1991;25(3):206-12. (In Russ.)

Magomedova МА, Мorozova LМ, Ekotova SN. [Specific features of the natural conditions and the high altitude latitudinal differentiation of vegetation of Polar Urals]. In: Rastitelnyi Pokrov i Rastitelnye Resursy Polarnogo Urala. Sverdlovsk; 2006. p. 13-42. (In Russ.)

Marfenina ОЕ. Antropogennaya Ekologiya Pochvennych Gribov. Мoscow: МGU, 2005. (In Russ.)

Marfenina ОЕ. Mycological soil monitoring: Opportunities and prospects. Pochvovedenye. 1994;(1):75-80. (In Russ.)

Metody Eksperimentalnoy Mikologii. Кiev: Naukova Dumka; 1982. (In Russ.)

Мirchink ТG. Pochvennaya Mikologiya. Мoscow: МGY; 1988. (In Russ.)

Mishustin EN. Аssotsiatsii Pochvennykh Mikoorganizmov. Moscow: Nauka; 1975. (In Russ.)

Мegarran E. Ecologicheskoye Raznoobraziye i Yego Izmereniya. Мoscow: Мir; 1992. (In Russ.)

Norin BN. [General characteristics of vegetation]. In.: Gornye Fitotsenoticheskiye Sistemy Subarktiki. Leningrad; 1986. p. 164-8. (In Russ.)

Peyve АV. [Oceanic cortex of the geological past]. Geotektonika. 1969;(4):123-9. (In Russ.)

Petrografiya Magmaticheskikh i Metamorficheskikh Porod. Мoscow: МGU; 2001. (In Russ.)

Rostova NS. Korrelyatsii: Struktura i Izmenchivost. Saint Petersburg; 2002. (In Russ.)

Ryzhkin DV, Yelanskiy SN. [Monitoring offungal spores in the ground air in Moscow]. Uspekhi Meditsinskoy Mikologii. 2003;(1):209-10. (In Russ.)

Sogonov МV. Bioraznoobraziye i Prostranstvennoye Raspredeleniye Pochvennykh Mikromitsetov v Vysokogornykh Biotsenozakh Teberdinskogo Zapovednika (Candidate of Sciences Theses). Мoscow; 2003. (In Russ.)

Terekhova VA. Mikromitsety v Ekologicheskoy Otsenke Vodnykh i Nazemnykh Ekosistem. Мoscow: Nauka; 2007. (In Russ.)

Tolmachev АI. Metody Sravnitelnoy Floristiki i Problemy Florogeneza. Novosibirsk; 1986. (In Russ.)

Ukhicheva VN, Kozhevnikov YuP. [Altitudinal accommodation of plants near Lake Ayan (Putorana Plateau)]. Botanisheskiy Zhurnal. 1987;72(5):589-98. (In Russ.)

Firsov VP, Dedkov VS. Pochvy Vysokich Shirot Gornogo Urala. Sverdlovsk: UNTs АN SSSR; 1983. (In Russ.)

Shitikov VK, Zinchenko TD, Rozenberg GS. Makroekologiya Rechnych Soobshchestv: Kontseptsii, Metody, Modeli. Tolyatti, 2011. (In Russ.)

Yurtsev BА, Alekseeva-Popova NV, Kataeva МN. [Species diversity of local floras of the Polar Urals under contrasting geochemical conditions]. In.: Bioraznoobrazie Yevropeyskogo Severa. Petrazovodsk; 2001. p. 204-5. (In Russ.)

Yurtsev BА, Alekseeva-Popova NV, Drozdova IV, Kataeva МN. [Characteristics of vegetation and soils of the Polar Urals under contrasting geochemical conditions]. Botanicheskiy Zhurnal. 2004;89(1):28-41. (In Russ.)

Ainsworth and Bisby’s Dictionary of the Fungi. Wallingford: CABI Publishing; 2001.

Bailey AD, Wynn-Williams DD. Soil microbiological studies at Sign Islands, South Orkney Islands. Вrit. Antarct. Surv. Bull. 1982;(51):167-91.

Bardiya MA, Gavr AC. Isolation and screening of microorganisms dissolving low-grade rock phosphate. Folia Miorobiol. 1974;(19):386-9.

Carson JK. Influence of rock fertilisers on soil microorganisms in an organic pasture. Univ. West. Australia School of Earth and Environment; 2009: p. 135-48.

Christensen MA. View of fungal ecology. Mycologia.1989;81(1):1-19.

Colwell RK. EstimateS: Statistical estimation of species richness and shared species from samples. Version 8. 2006. Persistent URL.

Colwell RK, Chao A, Gotelli NJ, Lin SY, Mao CX, Chazdon RL, Longino JT. Models and estimators linking individual-based and sample- based rarefaction, extrapolation and comparison of assemblages. J Plant Ecology. 2012;5(1):3-21.

Cutler N, Viles HA. Eukaryotic microorganisms and stone biodeterioration. Geomicrobiology J. 2010;27(6):630-46.

David JC. A Contribution to the systematics of cladosporium: Revision of the fungi previously referred to Heterosporium. Mycol Pap. 1997:157-72.

Duponnois R, Paugy M, Thioulouse J, Masse D, Lepage M. Functional diversity of soil microbial community, rock phosphate dissolution and growth of Acacia seyal as influenced by grass-, litter- and soil-feeding termite nest structure amendments. Geoderma. 2005;(124):349-61.

Esquil..n AEJ, Stromberger ME, Massman WJ, Frank JM, Shepperd WD. Microbial community structure and activity in a Colorado Rocky Mountain forest soil scarred by slash pile burning. Soil Biol Biochem. 2007;(39):1111-20.

Gotelli NJ, Colwell RK. Estimating species richness. Chapter IV. Biological Diversity. 2011: 39-54.

Karst J, Piculell B, Brigham C, Boorh M, Hoeksema JD. Fungal communities in soils along a vegetative ecotone. Mycologia. 2013; 105(1):61-70.

Kinzel H. Influence of limestone, silicates and soil pH on vegetation. In: Encyclopedia of plant physiology. New series. Berlin, New York: Springer; 1983. Vol. 12, p. 201-44.

Letcher PM, Powell MJ. Distributions of the Blue Ridge and Appalachian Mountains of Virginia. Mycologia. 2001;93(6):1029-41.

Luangsaard JJ, Manoch L, Hywel-Jones N, Artjariyasripong S, Robert A. Thermotolerant and thermoresistant Paecilomyces and its teleomorphic states isolated from Thai Forest and Mountain Soils Kasetsart. J Nat Sci. 2004; 37:94-101.

Mohammadi M, Maghboli-Balasjin N. Isolation and molecular identification of deteriorating fungi from Cyrus the Great tombstones. Iran J Microbiol. 2014;6(5):361-70.

Onofri S, Selbmann L, Hoog GS, Grube M, Barreca D, Ruisi S, Zucconi L. Evolution and adaptation of fungi at the boundaries of life. Adv Space Res. 2007;40:1657-64.

Petrini O, Petrini LE, Dreyfuss MM. Psychophilic deuteromycetes from alpine habitats. Mycol Helv. 1992;5(1):9-20.

Petrovic U, Gunde-Cimerman NZ. Xerotolerant mycobiota from high altitude Anapurna soil, Nepal. FEMS Microbiol Lett. 2000;182:339-42.

Proctor J, Nagy L. Ultramafic rocks and theirvegetation: an overview. In: The vegetation on Ultramafic (Serpentine) Soils. Andover; Intercept Ltd; 1992. p. 469-94.

Reeves RD. The hyperaccumulation of nickel by serpentine plants. In: The Vegetation of Ultramafic (Serpentine) Soils. Andover: Intercept Ltd; 1992. p. 253-77.

Rune O. Plant life on serpentines and related rocks in the North of Sweden. Acta Phytogeogr Suec. 1953;31:5-136.

Sesartic A, Dallafior TN. Global fungal spore emissions: Review and synthesis of literature data. Biogeosciences. 2011;8:1181-92.

Sterflinger K, Tesei D, Zakharova K. Fungi in hot and cold deserts with particular reference to microcolonial fungi. Fungal Ecology. 2012;(5):453-62.

Sun SH, Huppert M, Cameron RE. Identification of some fungi from soil and air of Antarctica. Antarctic Res Series. 1978;(30):1-26.

Vlasov DYu. Modern problems of geobiology. In: V International Symposium “Biogenic- Abiogenic Interactions in Natural and Anthropogenic Systems”. SaintPetersburg; 2014. p. 32-33.

Wyllie PJ. The origin of the ultramafic and ultrabasic rocks. Tectonophysics. 1969;(7):5-6.

Yuhana M, Hanselmann K. Current microbiological aspects in high mountain lake. Research Biotropia. 2006;13(1):56-67.

Zayed AM, Terry N. Chromium in the environment: factors affecting biological remediation. Plant and Soil. 2003;(249):139-56.

Zhang J, Man B, Fu B, Liu L, Han C. The diversity of soil culturable fungi in the three alpine shrub grasslands of Eastern Qilian Mountains. Front Earth Sci. 2013;7(1):76-84.




DOI: http://dx.doi.org/10.24855/biosfera.v8i1.144

Refbacks

  • There are currently no refbacks.