Особенности развития микроскопических грибов в условиях сверхслабых магнитных полей

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В работе представлены результаты исследования влияния сверхслабых магнитных полей (МП) на жизнеспособность, характеристики роста, дыхательную активность и антагонистические свойства микроскопических грибов. Эксперименты проводили на штаммах, выделенных из внутреннего объема Международной космической станции. Для создания гипомагнитных условий (ГМУ) в экспериментах использовали гипомагнитные камеры ГМК-1 и ГМК-2, экранирующие МП Земли. Стенки камер являются двухсекционным магнитным экраном, изготовленным из аморфной пермаллоевой ленты. В экспериментах камеры ГМК позволили снизить геомагнитное поле в 1000–2000 раз. Максимальное значение МП после размагничивания не превышало 45 нТл. Установлено, что гипомагнитное поле (ГМП) преимущественно не оказывало ингибирующего и/или стимулирующего воздействия на жизнеспособность спор и рост колоний грибов, на что указывало отсутствие достоверных изменений в количественном уровне, проценте прорастания спор и радиальной скорости роста тестируемых штаммов в ГМУ по сравнению с геомагнитными условиями. В то же время интенсивность роста и дыхания в ряде случаев заметно стимулировалась в ГМП при развитии микромицетов на поверхности образцов конструкционных материалов в условиях ограниченной доступности питательных элементов. Также обнаружено, что ГМП оказывает влияние на антагонистические свойства некоторых микроскопических грибов. Выращенный в ГМУ штамм Penicillium rugulosum 633.12 полностью терял свою антагонистическую активность по отношению к бактериям, выявленную у него на высоком уровне при культивировании в стандартных геомагнитных условиях. Полученные результаты обсуждаются в контексте особенностей микробной колонизации среды обитания будущих лунных комплексов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. Д. Родимин

Государственный научный центр Российской Федерации Институт медико-биологических проблем РАН

Email: charin@imbp.ru
Россия, Москва, 123007

С. А. Харин

Государственный научный центр Российской Федерации Институт медико-биологических проблем РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: charin@imbp.ru
Россия, Москва, 123007

С. В. Поддубко

Государственный научный центр Российской Федерации Институт медико-биологических проблем РАН

Email: charin@imbp.ru
Россия, Москва, 123007

А. В. Кураков

МГУ им. М.В. Ломоносова

Email: charin@imbp.ru

биологический факультет

Россия, Москва, 119234

С. А. Кулачкова

МГУ им. М.В. Ломоносова

Email: charin@imbp.ru

биологический факультет

Россия, Москва, 119234

М. М. Ярмеева

МГУ им. М.В. Ломоносова

Email: charin@imbp.ru

биологический факультет

Россия, Москва, 119234

В. М. Лебедев

МГУ им. М.В. Ломоносова

Email: charin@imbp.ru

НИИ ядерной физики имени Д.В. Скобельцына

Россия, Москва, 119991

А. В. Спасский

МГУ им. М.В. Ломоносова

Email: charin@imbp.ru

НИИ ядерной физики имени Д.В. Скобельцына

Россия, Москва, 119991

Список литературы

  1. Бинги В.Н., Савин А. В. Физические проблемы действия слабых магнитных полей на биологические системы // Успехи физ. наук. 2003. Т. 173. № 3. С. 265–300.
  2. Быстрова Е. Ю., Богомолова Е. В., Гаврилов Ю. М., Панина Л. К., Стефанов В. Е., Сурма С. В., Щеголев Б. Ф. Влияние постоянного магнитного и экранированного геомагнитного полей на развитие колоний микромицетов // Микология и фитопатология. 2009. Т. 43. С. 438–446.
  3. Викторов А. Н., Новикова Н. Д., Поликарпов Н. А., Горшков В. П., Константинова С. В. Актуальные проблемы микробиологической безопасности среды обитания орбитальных станций в условиях многолетней эксплуатации // Авиакосмическая и экологическая медицина. 1995. Т. 29. № 5. С. 51–55.
  4. Гудошников С. А., Венедиктов С. Н., Гребенщиков Ю. Б., Кузнецов П. А., Маннинен С. А., Васильева О. В., Криволапова О. Н., Труханов К. А., Круглов О. С., Спасский А. В. Экранирующая камера для ослабления магнитного поля Земли на основе рулонных магнитных материалов // Измерительная техника. 2012. № 3. С. 58–61.
  5. Касатова Е. С., Стручкова И. В., Аникина Н. А., Смирнов В. Ф. Действие слабого низкочастотного электромагнитного поля на активность экстрацеллюлярных оксидоредуктаз Trichoderma virens // Микология и фитопатология. 2017. Т. 51. С. 99–103.
  6. Легостаев В. П., Лопота В. А. Луна – шаг к технологиям освоения Солнечной системы. М.: РКК “Энергия”, 2011. 584 с.
  7. Макаров И. О., Клюев Д. А., Смирнов В. Ф., Смирнова О. Н., Аникина Н. А., Дикарева Н. В. Действие низкочастотного магнитного поля и низкоинтенсивного лазерного излучения на активность оксидоредуктаз и рост микромицетов – активных деструкторов полимерных материалов // Микробиология. 2019. Т. 88. С. 83–90.
  8. Makarov I. O., Klyuev D. A., Smirnov V. F., Smirnova O. N., Anikina N. A., Dikareva N. V. Effect of low-frequency pulsed magnetic field and low-level laser radiation on oxidoreductase activity and growth of fungi active destructors of polymer materials // Microbiology (Moscow). 2019. V. 88. P. 72–78.
  9. Панина Л. К., Богомолова Е. В., Гаврилова Ю. М., Дмитриев С. П., Доватор Н. А. Аномальный полярный рост мицелия в условиях “магнитного вакуума” // Микология и фитопатология. 2012. Т. 46. С. 81–85.
  10. Albertini M. C., Accorsi A., Citterio B., Burattini S., Piacentini M. P., Uguccioni F., Piatti E. Morphological and biochemical modifications induced by a static magnetic field on Fusarium culmorum // Biochimie. 2003. V. 85. P. 963–970.
  11. Belosokhov A., Yarmeeva M., Kokaeva L., Chudinova E., Mislavskiy S., Elansky S. Trichocladium solani sp. nov. – a new pathogen on potato tubers causing yellow rot // J. Fungi (Basel). 2022. V. 8. Art. 1160.
  12. Binhi V. N., Alipov Y. D., Belyaev I. Y. Effect of static magnetic field on E. coli cells and individual rotations of ion-protein complexes // Bioelectromagnetics. 2001. V. 22. P. 79–86.
  13. Binhi V. N., Prato F. S. Biological effects of the hypomagnetic field: an analytical review of experiments and theories // PLoS One. 2017. V. 12. Art. e0179340.
  14. Dubrov A. P. The geomagnetic field and life: Geomagnetobiology. New York City, USA. Springer, 1978. 318 p.
  15. Erdmann W., Kmita H., Kosicki J. Z., Kaszmarek L. How the geomagnetic field influences life on earth – an integrated approach to geomagnetobiology // Orig. Life Evol. Biosph. 2021. V. 51. P. 231–257.
  16. Nagy P., Fischl G. Effect of static magnetic field on growth and sporulation of some plant pathogenic fungi // Bioelectromagnetics. 2004. V. 25. P. 316–318.
  17. Moore R. L. Biological effects of magnetic fields: studies with microorganisms // Can. J. Microbiol. 1979. V. 25. P. 1145–1151.
  18. Novikova N. D., Pierson D. L., Poddubko S. V., Deshevaya Y. A., Ott C. M., Castro V. A., Bruce R. J. Microbiology of the International Space Station. In US and Russian cooperation in space biology and medicine / Eds. Sawin C. F., Hanson S. I., House N. G., Pestov D.I Reston, Virginia: American institute of aeronautics and astronautics, 2009. V. 5. 469 p.
  19. Obhođaš J., Valković V., Kollar R., Hrenović J., Nađ K., Vinković A., Orlić Ž. The growth and sporulation of Bacillus subtilis in nanotesla magnetic fields // Astrobiology. 2021. V. 21. P. 323–331.
  20. Panina L. K., Bogomolova E. V., Dmitriev S. P., Dovator N. A. Investigation of the structural reorganization of micromycetes in hypomagnetic fields // J. Phys. Conf. Ser. 2019. V. 1400. Art. 033016. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1400/3/033016
  21. Pazur A., Schimek C., Galland P. Magnetoreception in microorganism and fungi // Cent. Eur. J. Biol. 2007. V. 2. P. 597–659.
  22. Ruiz-Gomez M.J., Prieto-Barcia M.I., Ristori-Bogajo E., Martinez-Morillo M. Static and 50 Hz magnetic fields of 0.35 and 2.45 mT have no effect on the growth of Saccharomyces cerevisiae // Bioelectrochem. 2004. V. 64. P. 151–155.
  23. Sinčák M., Sedlakova-Kadukova J. Hypomagnetic fields and their multilevel effects on living organisms // Processes. 2023. V. 11. Art. 282.
  24. Volpe P. Interactions of zero-frequency and oscillating magnetic fields with biostructures and biosystems // Photochem. Photobiol. Sci. 2003. V. 2. P. 637–648.
  25. White T. J., Bruns T. D., Lee S. B., Taylor J. W. Amplification and direct sequencing of fungal ribosomal RNA genes for phylogenetics // PCR Protocols: A guide to methods and applications / Eds. Innis M. A., Gelfand D. H., Sninsky J. J., White T. J. New York: Academic Press, 1990. P. 315–322.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Численность жизнеспособных спор тест-культур микроскопических грибов при выдерживании посевов в стандартном геомагнитном поле (контроль) и ГМП не более 45 нТл (эксперимент) в течение 4, 6 и 9 сут

Скачать (240KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Процент прорастания спор тест-культур микроскопических грибов при их выдерживании в стандартном геомагнитном поле (контроль) и ГМП не более 45 нТл (эксперимент) в течение 4, 6 и 9 сут

Скачать (190KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Радиальная скорость роста колоний тест-культур микроскопических грибов при их культивировании в стандартном геомагнитном поле (контроль) и ГМП не более 45 нТл (эксперимент) в течение 4, 6 и 9 сут

Скачать (229KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Балльная оценка роста тест-культур микроскопических грибов на образцах конструкционных материалов после 14 и 28 сут экспонирования в стандартном геомагнитном поле (контроль) и ГМП не более 45 нТл (эксперимент).

Скачать (398KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Продукция углекислого газа тест-культурами микроскопических грибов, развивающихся на образцах конструкционных материалов в стандартном геомагнитном поле (контроль) и ГМП не более 45 нТл (эксперимент).

Скачать (269KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025