ПРИРОДА НЕОДНОКРАТНО ПОВТОРЯЮЩЕГОСЯ ПРОЦЕССА РИТМИЧЕСКОГО СПОРОНОШЕНИЯ В КОЛОНИЯХ СТРЕПТОМИЦЕТОВ

Савельев А. П., Митьковская Л. И., Куньева Л. Ф., Карнаухов В. Н., Савельева Л. Н.
Институт биофизики клетки РАН, 142292 Пущино; *Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, 142292 Пущино
Исследуется процесс периодического образования концентрических колец спорогенного воздушного мицелия (зонообразование) на поверхности колоний Streptomyces levoris Kras. Появление колец наблюдается в колониях лучистых грибков, растущих на твердых питательных средах с низкой концентрацией источника энергии и углерода и является результатом пространственно-временной функционально-морфологической дифференциации гиф первичного субстратного мицелия. Впервые экспериментально и с помощью имитационного математического моделирования нами показано, что зонообразование происходит в виде нескольких последовательных волн. Волна пространственно-временной функционально-морфологической дифференциации гиф первичного субстратного мицелия, "прокатываясь" от центра к периферии колонии, вызывает появление на ее поверхности концентрических колец, состоящих из воздушного мицелия, заполненного спорами. Каждая волна, по-видимому, берет свое начало от ветвей первого, второго и т. д. порядка гиф первичного субстратного мицелия. На поверхности колонии стрептомицета такая волна выглядит как серия дополнительных колец, центрипетально расположенных к кольцам предыдущей волны. Показано, что рост субстратной части колонии, в основном, подчиняется линейному закону. Закономерности формирования и распространения волн первого, второго и т.д. порядков зонообразования качественно одинаковы. Кольца одного порядка появляются на поверхности колонии с околосуточной частотой. Рост каждого кольца в ширину подчиняется гиперболическому закону. Каждая последующая волна появляется на поверхности колонии с пространственно-временным фазовым сдвигом по отношению к предыдущей. Впервые показано, что процессы формирования и развития колец последующих волн протекают одновременно с процессами, протекающими в предыдущих волнах и, по-видимому, не связаны с ними. Это предполагает наличие пулов энергопластических запасных веществ, распределенных по разным порядкам ветвей гиф субстратного мицелия. Количество последовательных волн (число порядков), величина фазового сдвига и полупериод формирования колец каждого порядка зависят от вида и концентрации лимитирующего источника энергии и углерода в питательной среде. Скорость распространения последовательных волн зонообразования (частоты первого, второго и т.д. порядков) обратно пропорциональна возрасту колонии. Параметры формирования отдельного кольца воздушного мицелия зависят как от вида и концентрации лимитирующего источника энергии и углерода в питательной среде, так и от номера порядка волны.