Неуязвимость плесневых грибов к ионам тяжелых металлов оказалась преувеличенной. Тем не менее, грибы реагируют на токсические вещества по-разному, и это можно использовать для оценки степени загрязнения почвы.
Исследователи из Института проблем экологии и эволюции имени Северцова РАН в сотрудничестве с учеными других научных учреждений изучили, как ионы меди взаимодействуют с важными липидами и осмолитами плесневых грибов. Результаты экспериментов были опубликованы в журнале Biometals.
Среди антропогенных загрязнителей почвы накопление тяжелых металлов (меди, свинца, цинка, ртути, мышьяка, кадмия) представляет особую опасность из-за длительного воздействия и распространения загрязняющих веществ по пищевым цепям, включая человека. Ионы тяжелых металлов негативно влияют на все элементы почвенных экосистем, начиная с маломощных бактерий, грибов и простейших. В то же время предполагается, что низшие организмы менее чувствительны к воздействию токсичных металлов.
По словам авторов, изменения в структуре и количестве липидного и осмолитного профилей могут быть использованы в качестве маркеров техногенного стресса, вызванного загрязнением тяжелыми металлами. В исследовании были проанализированы биохимические реакции распространенных нитчатых грибов (Alternaria septospora, Cladosporium halotolerans, Fusarium equiseti, Trichoderma harzianum и Clonostachys farinosa) на воздействие меди — относительно «безобидного» металла по сравнению с мышьяком или кадмием.
Согласно данным эффективной концентрации, A. septospora и C. farinosa показали наибольшую устойчивость к воздействию меди (Cu). В условиях Cu-стресса наблюдалось увеличение соотношения фосфатидилхолинов и фосфатидилэтаноламинов (PC/PE) у меланизированных A. septospora, C. halotolerans и устойчивой C. farinosa. В то же время, воздействие меди приводило к повышению доли фосфатидных кислот в T. harzianum.
Изменения в составе осмолита включали увеличение уровня маннита и снижение содержания низкомолекулярных полиолов (арабит, эритрит) и углеводов, в первую очередь трегалозы. Повышенное соотношение PC/PE, увеличенное содержание маннита и пониженное содержание низкомолекулярных полиолов могут служить надежными показателями стресса, вызванного меди.
Результаты исследования подчеркивают важность липидного и осмолитного ремоделирования в устойчивости грибов к воздействию меди и предполагают их потенциальную ценность в качестве биохимических маркеров для оценки загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами и для разработки стратегий биовосстановления.