Панина Л. К., Богомолова Е. В., Павленко В. К.
Санкт-Петербургский государственный университет, кафедра биофизики, 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб. 7/9, Россия; E-mail: lu@lkp.usr.pu.ru
Экспериментально исследованы процессы формирования колоний диморфного
эпилитного гриба рода
Phaeococcomyces de Hoog, приводящие к образованию
макроскопически упорядоченных структур двух типов: микроколониальных и
фракталоподобных, которые определяются исходной формой клеток, соответственно,
дрожжевого (Y) или мицелиального (M) типа. Компетентность клетки к альтернативному
пути роста позволяет рассматривать ее как бистабильный элемент. При этом
мицелиально-дрожжевой переход M=>Y, который индуцируется определенными
факторами внешней среды и имеет хорошо выраженную S-образную форму, носит
кооперативный характер и может быть описан по аналогии с фазовыми переходами
в конденсированых средах. В рамках этих представлений приложенным полем
будет являться, в частности, присутствие ионов переходных металлов в субстрате;
причем, превышение концентрации ионов выше критической точки С
к приводит
к стабилизации ( устойчивому стационарному состоянию) Y-фазы. Поскольку,
как известно, у некоторых диморфных грибов уровень cAMP
i строго
коррелирует с признаком формы клетки (Y,M), именно этот параметр , по-видимому,
имеет смысл параметра порядка в данной системе.
Дальнейшее образование макроструктур (форма колонии) из отдельных клеток
при альтернативном выборе можно описать: (i) для мицелиальной колонии (разветвленная
культура) - с помощью модели фракталов. Причем, D - фрактальная
размерность объекта, будет отражать степень разветвленности мицелия. В
реальных условиях роста грибов на различных трудноусвояемых субстратах
такие оценки параметра D могут быть полезны при определении , например,
биостойкости тех или иных материалов к воздействию микроскопических грибов.
Образование колонии из клеток дрожжевого типа (ii) можно описать, например,
в рамках модели "мягких шаров". Реально колонии такого типа представляют
собой достаточно сферически-симметричные кластеры, которые весьма часто
наблюдались нами с помощью SEM на образцах каменистых субстратов (мрамор,
известняк), собранных в естественных условиях и характеризующихся недостатком
органики и высоким содержанием минеральных компонентов.
Предложена феноменологическая модель, описывающая последовательные морфологические
преобразования у грибов, индуцируемые субстратом.