Неуязвимость плесневых грибов к ионам тяжёлых металлов оказалась преувеличенной. Однако грибы реагируют на яды по-разному, и это можно использовать для оценки загрязнённости почвы.
Исследователи из Института проблем экологии и эволюции имени Северцова РАН совместно с учеными из других научных учреждений изучили взаимодействие ионов меди с важными липидами и осмолитами плесневых грибов. Результаты их работы были опубликованы в журнале Biometals.
Среди экологических загрязнений почв накопление тяжёлых металлов (меди, свинца, цинка, ртути, мышьяка и кадмия) представляет собой особенно серьёзную угрозу из-за долговременного воздействия и распространения этих загрязнителей в пищевых цепях, включая человека. Ионы тяжёлых металлов наносят вред всем элементам почвенных экосистем, начиная с микроскопических бактерий, грибов и простейших. При этом считается, что низшие организмы менее подвержены воздействию токсичных металлов.
Авторы исследования отмечают, что структурные и количественные изменения в липидном и осмолитном профилях могут служить индикаторами техногенного стресса, вызванного загрязнением тяжёлыми металлами. В работе были проанализированы биохимические реакции распространённых 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.
По данным эффективной концентрации, A. septospora и C. farinosa оказались наиболее устойчивыми 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 росту доли фосфатидных кислот в T. harzianum.
Изменения в составе осмолита включали рост уровня маннита и снижение содержания низкомолекулярных полиолов (арабит, эритрит) и углеводов, в основном трегалозы. Увеличенное соотношение PC/PE, повышенное содержание маннита и снижение содержания низкомолекулярных полиолов могут служить надёжными индикаторами стресса, вызванного медью.
Полученные результаты подчеркивают важность липидного и осмолитного ремоделирования в устойчивости грибов к воздействию меди и предполагают их потенциальную полезность в качестве биохимических маркеров для оценки загрязнения окружающей среды тяжёлыми металлами и разработки стратегий биовосстановления.