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: [email protected]
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 Ск приводит к стабилизации ( устойчивому стационарному состоянию) Y-фазы. Поскольку, как известно, у некоторых диморфных грибов уровень cAMPi 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.