Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Журнал общей биологии, 2024, № 3

Покупка
Новинка
Артикул: 849968.0001.99
Доступ онлайн
4 484 ₽
В корзину
Журнал общей биологии. - Москва : Наука, 2024. - № 3. - 108 с. - ISSN 0044-4596. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.ru/catalog/product/2187217 (дата обращения: 02.01.2025). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
Российская академия наук
ЖУРНАЛ 
ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ
том 85    № 3    2024    Май–Июнь
Журнал основан в мае 1940 года академиком И.И. Шмальгаузеном 
Выходит 6 раз в год  
ISSN 0044-4596
Журнал издается под руководством
Отделения биологических наук РАН
Главный редактор
Е.А. Криксунов
Редакционная коллегия:
В.В. Алёшин (заместитель главного редактора),
В.Н. Михеев (заместитель главного редактора),
Т.А. Бритаев, В.Е. Гохман, Д.О. Логофет, А.В. Марков,
Н.Н. Марфенин, М.П. Мошкин,
В.Г. Онипченко, А.А. Оскольский, К.А. Роговин,
А.Е. Бобырев (ответственный секретарь)
Редакционный совет:
В.Н. Большаков, Д.М. Гродзинский,
С.Г. Инге-Вечтомов, Л.П. Рысин
Зав. редакцией Е.В. Бурменская
© Российская академия наук, 2024
© Редколлегия “Журнала общей биологии”
(составитель), 2024


СОДЕРЖАНИЕ
Том 85, номер 3, 2024
(воспроизводится в журнале “Current Contents”)
Влияние разных видов дрожжей на продолжительность жизни  
и плодовитость Drosophila melanogaster
Е. Ю. Яковлева, И. А. Максимова, Д. С. Мерзликин, А. В. Качалкин, А. В. Марков 
165
Многолетний мониторинг структуры популяции:  
альпийские малолетники на грани стабильности
Д. О. Логофет, Л. Л. Голубятников, Е. С. Казанцева, И. Н. Белова,  
Н. Г. Уланова, Т. В. Полошевец, Д. К. Текеев 
187
Структура индивидуальной изменчивости палиноморфологических  
признаков рода Сestrum (Solanaceae). Типичная форма и отклонения (морфозы)
А. Е. Пожидаев, В. В. Григорьева, А. Н. Семенов 
207
Реконструкция межвидовых взаимодействий в моделях популяционной  
динамики на основе индивидуально- 
ориентированного подхода
А. Д. Шереметьев, А. И. Михайлов, А. Е. Бобырев, Е. А. Криксунов 
230
Научные дискуссии
Связь между эктотермией и эндотермией в эволюции позвоночных животных
В. А. Черлин 
244
__________________________
На обложке воспроизведена гравюра из немецкой книги XV в. Якоба Мейденбаха “Большой сад здоровья” (Meidenbach. Hortus sanitalis, 
1491). Подробнее см. № 1, 1992, стр. 141.


CONTENTS
Vol. 85, No. 3, 2024
(Indexed in “Current Contents”)
Different species of yeast alter lifespan and fecundity of Drosophila melanogaster
E. Yu. Yakovleva, I. A. Maхimova, D. S. Merzlikin, A. V. Kachalkin, A. V. Markov 
165
Long-term monitoring of population structure: Alpine short- 
lived perennials  
on the verge of stability
D. O. Logofet, L. L. Golubyatnikov, E. S. Kazantseva, I. N. Belova,  
N. G. Ulanova, T. V. Poloshevets, D. K. Tekeev 
187
The structure of individual variability of palynomorphological features  
of the genus Cestrum (Solanaceae). Typical form and deviations (morphoses)
A. E. Pozhidaev, V. V. Grigorjeva, A. N. Semyonov 
207
Reconstruction of interspecies relations in the models of population  
dynamics based on individual- 
oriented approach
A. D. Sheremetyev, A. I. Mikhailov, A. E. Bobyrev, E. A. Kriksunov 
230
Scientific discussions
The relationship between ectothermy and endothermy in evolution of vertebrates
V. A. Cherlin 
244


ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ, 2024, том 85, № 3, с. 165–186
УДК 575.83, 579.26, 582.282.232
ВЛИЯНИЕ РАЗНЫХ ВИДОВ ДРОЖЖЕЙ НА ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ 
ЖИЗНИ И ПЛОДОВИТОСТЬ DROSOPHILA MELANOGASTER
© 2024 г.    Е. Ю. Яковлева1, *, И. А. Максимова2, Д. С. Мерзликин1,  
А. В. Качалкин2, 3, А. В. Марков4
1Московский государственный университет им. М. 
В. Ломоносова, биологический факультет
Ленинские горы, 1, Москва, 119991 Россия
2Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, факультет почвоведения 
Ленинские горы, 1, Москва, 119991 Россия
3Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г. 
К. Скрябина РАН
Проспект Науки, 5, Московская обл., Пущино, 142290 Россия
4Палеонтологический институт им. А. 
А. Борисяка РАН
Профсоюзная, 123, Москва, 117647 Россия
*E-mail: e. 
u.yakovleva@gmail.com
Поступила в редакцию 08.10.2023 г.
После доработки 08.11.2023 г.
Принята к печати 29.11.2023 г.
В ряде исследований показано, что микробиота влияет на параметры жизненного цикла Drosophila 
melanogaster. В частности, рост бактериальной нагрузки снижает продолжительность жизни, но может 
приводить к росту плодовитости. Влияние дрожжевой микробиоты, ключевого источника пищи дрозофил, на параметры жизненного цикла изучено значительно меньше. В настоящей работе мы оценили влияние естественной дрожжевой микробиоты, а также отдельных видов дрожжей на продолжительность жизни, возрастную динамику плодовитости и смертности в контрольной линии мух и линии мух с обедненной дрожжевой микробиотой. В тестировании использовались дрожжи Starmerella 
bacillaris, Zygosaccharomyces bailii и Saccharomyces cerevisiae. Показано, что при культивировании мух 
на стандартном богатом корме снижение количества симбиотических дрожжей, как на субстрате, так 
и на поверхности тела и в кишечнике мухи, ведет к росту средней продолжительности жизни и снижению плодовитости. Это согласуется с гипотезой “одноразовой сомы”. При этом рост продолжительности жизни не компенсирует снижение плодовитости, поэтому снижение численности дрожжей 
ведет к снижению итоговой приспособленности мух. Подсев дрожжей S. cerevisiae на корм смещает 
репродукцию контрольной линии на более ранний возраст, тогда как два других вида дрожжей существенно повышают плодовитость. Подсев на корм дрожжей S. bacillaris и S. cerevisiae, не характерных 
для микробиоты тестируемых линий мух, снижает продолжительность жизни сильнее, чем дрожжи 
Z. bailii, типичные для микробиоты контрольной линии. Дрожжевая микробиота сокращает продолжительность жизни самцов дрозофил значимо сильнее, чем самок. Результаты указывают на глубокие 
коэволюционные взаимосвязи компонентов дрожжевой микробиоты с организмом хозяина, требующие дальнейшего исследования с позиции хологеномной эволюционной теории.
DOI: 10.31857/S0044459624030013, EDN: vdkrhe
Симбиоз многоклеточных и одноклеточных 
организмов – факт давно известный, но его 
важность в эволюционном контексте была осознана сравнительно недавно. О симбионтах, передаваемых по наследству (hereditary symbiosis), 
как о важном факторе видообразования и появления эволюционных новшеств (наряду с наследуемыми мутациями) высказались Линн 
Маргулис и Рене Фестер в книге “Симбиоз 
как источник эволюционных инноваций: видообразование и морфогенез” (“Symbiosis as 
a Source of Evolutionary Innovation: Speciation and 
Morphogenesis”) (Margulis, Fester, 1991). В настоя- 
щее время этот спектр идей носит название хологеномной эволюционной теории (hologenome 
theory of evolution) (Zilber- 
Rosenberg, Rosenberg, 
2008; Rosenberg et al., 2009; Bordenstein, Theis, 
2015; Simon et al., 2019). Согласно поисковой 
165


ЯКОВЛЕВА и др.
2016; Панченко и др., 2017; Ивницкий и др., 2018; 
Gould et al., 2018; Klepsatel et al., 2018; Dmitrieva 
et al., 2019; Arias- 
Rojas, Iatsenko, 2022; Zhang 
et al., 2023).
В основном работы, изучающие разные аспекты влияния микробиоты на ПЖ дрозофил, сфокусированы на ее бактериальной составляющей; 
причем рассматривается не просто вся бактериальная микробиота, но отдельные ее компоненты (Clark et al., 2015; Gould et al., 2018; Maynard, 
Weinkove, 2018; Lee et al., 2019, 2022; Matthews et al., 
2020, 2021; Arias- 
Rojas, Iatsenko, 2022). Можно уверенно говорить о пользе, которую многие бактерии, встречающиеся в кишечнике и на кутикуле дрозофил, приносят макроорганизму. Однако 
подобный эффект нельзя назвать “бесплатным”. 
Показано, что бактерии снижают ПЖ мух за счет 
гиперактивации врожденного иммунного ответа 
по Imd пути, нарушения функции и структуры кишечника (Fast et al., 2018a; Yamashita et al., 2021; Lee 
et al., 2022). Некоторые признаки старения, такие 
как накопление аллантоина и снижение активности генов ответа на стресс, оказываются частично обусловлены бактериями (Yamauchi et al., 2020; 
Shukla et al., 2021). Негативное влияние на ПЖ мух 
оказывает и бактериальная нагрузка. Чем больше 
обилие бактерий в организме хозяина, тем сильнее 
растет его ПЖ при добавлении в пищу антибиотиков (Lee et al., 2019). Изучено влияние отдельных 
видов бактерий на плодовитость дрозофил (Gould 
et al., 2018; Matthews et al., 2021).
Известно, что дрожжи являются важным, если 
не основным, источником питания дрозофил как 
на личиночной, так и на имагинальной стадиях жизненного цикла (Cooper, 1960; Begon, 1982; 
Anagnostou et al., 2010), тем не менее влияние 
дрожжевой микробиоты на параметры жизненного цикла дрозофил изучено слабо. Еще меньше изучено влияние отдельных видов дрожжей. 
Так, в обширном обзоре Арьяса- 
Рохаса и Яценко 
(Arias- 
Rojas, Iatsenko, 2022), посвященном влия- 
нию микробиоты на старение D. melanogaster, 
только 2 из 121 процитированной работы затрагивают дрожжевой компонент микробиоты (Yamada 
et al., 2015; Keebaugh et al., 2019).
В связи с этим в настоящем исследовании 
основное внимание уделено дрожжевой составляющей. К настоящему времени известно, что численность некоторых видов дрожжей может по-разному влиять на параметры 
жизненного цикла мух (Chippindale et al., 1993; 
Anagnostou  et  al., 2010). Кроме того, дрожжи 
по-разному влияют на ПЖ мух в зависимости 
системе PubMed, данный термин впервые упоминается в работе 2007 г., посвященной роли 
микроорганизмов в приспособленности кораллов (Rosenberg et al., 2007).
Главная идея концепции состоит в том, что 
в качестве единицы отбора необходимо рассматривать хологеном – макроорганизм и ассоциированную с ним микробиоту, так как эволюционные изменения макроорганизмов могут быть 
связаны не только с изменением генофонда популяции, но и с изменениями состава и структуры микробиома или с изменениями в геномах симбионтов, которые позволяют хозяину адаптироваться к изменяющимся условиям 
(Currie et al., 2006; Anbutsu et al., 2017).
В настоящее время уделяется большое внимание изучению роли симбиотической микробиоты 
в онтогенезе и эволюции многоклеточных организмов (McFall- 
Ngai, 2002; Rosenberg et al., 2007; 
Douglas, 2018a). Мухи Drosophila melanogaster являются удобным модельным объектом для таких 
исследований. Известно, что микробиота передается по наследству путем поедания потомками субстрата, на котором ранее кормились их 
родители (Blum et al., 2013). В многочисленных 
экспериментах показано, что симбиотическая 
микробиота играет важную роль в жизни дрозофил как на личиночной стадии, так и на стадии 
имаго (Starmer, 1981; Starmer et al., 1986; Storelli 
et al., 2011; Ridley et al., 2012; Дмитриева и др., 
2016; Панченко и др., 2017; Ивницкий и др., 2018; 
Klepsatel et al., 2018). Микробиота содержится не только в пищеварительном тракте мухи, 
но и на поверхности тела, и важна не только для 
питания и пищеварения (Cooper, 1960; Ryu et al., 
2010; Ridley et al., 2012), но и влияет на выживание, иммунитет, устойчивость к токсинам, темпы 
личиночного развития и эффективность использования питательных веществ (Blum et al., 2013; 
Erkosar et al., 2013; Sannino et al., 2018; Kosakamoto 
et al., 2020; Chandler et al., 2022; Onuma et al., 2023). 
Микробиота оказывает влияние даже на поведение (Schretter et al., 2018), в том числе при выборе брачного партнера (Markov et al., 2009; Sharon 
et al., 2010; Leftwich et al., 2018). В ряде исследований показано, что ассоциированная микробиота меняется с возрастом (Ren et al., 2007; 
Claesson et al., 2011; Smith et al., 2017; Lee et al., 
2019; Dmitrieva et al., 2021), влияет на продолжительность жизни (ПЖ) и возрастную динамику 
плодовитости и смертности (Starmer, 1981; Starmer 
et al., 1986; Chippindale et al., 1993; Brummel et al., 
2004; Anagnostou et al., 2010; Дмитриева и др., 
 
ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ 
том 85 
№ 3 
2024


 
ВЛИЯНИЕ РАЗНЫХ ВИДОВ ДРОЖЖЕЙ НА ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ЖИЗНИ... 
167
к различным диетам (Дмитриева и др., 2016; 
Панченко и др., 2017; Ивницкий и др., 2018; 
Dmitrieva et al., 2019). Нами было показано, что 
значимые различия по ПЖ, наблюдаемые в различных линиях мух, главным образом обусловлены не генами мух, а ассоциированной микробиотой (Yakovleva et al., 2023).
В настоящей статье мы рассматриваем влияние микробиоты дрозофил, выделенной из наших лабораторных линий, а также штаммов 
дрожжей Starmerella bacillaris и Zygosaccharomyces 
bailii, входящих в ее состав, на ПЖ и динамику плодовитости дрозофил. Такой выбор видов 
дрожжей позволяет не только оценить их влияние на параметры жизненного цикла, но и понять, зависит ли эффект от того, является ли вид 
дрожжей типичным для данной линии мух или 
для дрозофил в целом.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Используемые линии дрозофил и штаммы 
дрожжей. Исходная популяция мух Drosophila 
melanogaster Meigen (Diptera, Drosophilidae) произошла от диких особей, пойманных на юго-западе Москвы осенью 2014 г. Экспериментальные 
популяции, полученные от исходной, содержались при температуре 22–25°C и естественном 
освещении в боксах из оргстекла, размером 
160 × 200 × 200 мм. В каждом боксе находилось 
12 открытых цилиндрических стеклянных пробирок (диаметром 22 мм и высотой 100 мм), содержащих по 10 мл корма. Еженедельно в бокс 
помещали четыре пробирки со свежим кормом 
и удаляли четыре пробирки, простоявшие в боксе три недели. Также в бокс помещали поилку, 
представляющую собой пробирку, наполненную 
водой и закрытую смоченной ватой. Поилку заменяли еженедельно (Yakovleva et al., 2016).
В настоящем исследовании использовано две 
линии дрозофил:
– Мн – контрольная линия, содержащаяся 
с 2014 г. в изолированном боксе на стандартном 
лабораторном корме Н (60 г инактивированных 
дрожжей, 35 г манной крупы, 50 г сахара, 45 г 
измельченного изюма, 8 г агара, 2 г пропионовой кислоты на 1 л корма). Сложившуюся дрожжевую микробиоту данной линии мы называем 
“естественной” в настоящем исследовании;
– Мбд – линия мух с обедненной дрожжевой микробиотой, культивируемая на корме 
Н с добавлением антимикотического препарата нистатина (2 таблетки 500 тыс. ЕД на 1 л 
от питательности среды, на которой содержатся 
дрозофилы (Yamada et al., 2015; Keebaugh et al., 
2019). Показано, что у различных видов дрозофил складываются устойчивые взаимоотношения с конкретными видами или группами видов 
дрожжей в зависимости от состава субстрата или 
биогеографического распределения видов дрозофил (Starmer et al., 1990).
В эксперименте Чиппиндейла и коллег 
(Chippindale et al., 1993) исследуется влияние 
дрожжей на ПЖ, но конкретные виды дрожжей 
не обозначены. В исследовании Анагносту и соавт. (Anagnostou et al., 2010) изучается влияние 
дрожжей видов Kluyveromyces lactis, Metschnikowia 
pulcherrima, Peterozyma toletana (бывш. Pichia 
toletana) и Saccharomyces cerevisiae на выживаемость и время развития преимагинальных стадий, массу тела мух, но не продолжительность 
жизни взрослых особей. Кроме того, использованные в исследовании штаммы дрожжей были 
выделены не из мух, на которых проводилось 
тестирование.
Только в работах Ямада и Киба (Yamada et al., 
2015; Keebaugh et al., 2019) протестировано влия- 
ние дрожжей Issatchenkia orientalis (синоним 
Pichia kudriavzevii), выделенных из мух, на их ПЖ, 
в качестве контроля были использованы дрожжи S. cerevisiae. Авторы выявили, что дрожжи 
I. orientalis продлевают мухам жизнь на обедненной диете и сокращают ее на стандартной. Влия- 
ние пекарских дрожжей на ПЖ слабо выражено 
(Keebaugh et al., 2019). В другой работе (Li et al., 
2023) авторы изучали влияние на дрозофил мутантных S. cerevisiae с нокаутом отдельных генов из коллекции YKOC и то, как эти дрожжи 
влияют на сон, активность и продолжительность жизни мух. Выяснилось, что 17% мутантных дрожжей меняют продолжительность жизни дрозофил больше чем на 10%, в сравнении 
с контрольными S. cerevisiae. И изменения продолжительности жизни были не только в сторону уменьшения, но и в сторону увеличения. Мутации в тех штаммах S. cerevisiae, которые влияли на ПЖ и активность дрозофил, были связаны 
с генами метаболизма жирных кислот, аминокислот, витамина B6 и т. 
п., т. 
е. дрожжи влияют 
на сон и продолжительность жизни своих хозяев в процессе их обеспечения питательными 
веществами.
В ходе эволюционного эксперимента, проводимого на кафедре биологической эволюции биологического факультета МГУ, изучается 
роль микробиоты в адаптации D. melanogaster 
ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ   
том 85 
№ 3 
2024


ЯКОВЛЕВА и др.
стерильного шпателя Дригальского. Посев производился в 10-кратной повторности. Чашки 
с посевами инкубировались в течение 4–5 сут 
при температуре 20–22°C. Принадлежность выросших колоний микроорганизмов к бактериям или дрожжам определялась по микроморфологии с помощью микроскопа Primo Star 
(Carl Zeiss, Германия).
Тестирование влияния отдельных компонентов 
дрожжевой микробиоты на продолжительность 
жизни и динамику плодовитости дрозофил. Линии мух Мн и Мбд тестировались на корме Н, 
не содержащем жизнеспособных дрожжей, 
а также на корме Н, засеянном одним из следующих видов дрожжей: S. bacillaris, Z. bailii или 
S. cerevisiae. Для приготовления корма Н, засеянного одним из указанных видов дрожжей, использовался 1 мл стерильной воды, в котором 
разводилась биомасса чистой культуры одного из видов дрожжей объемом 3 мм3. Полученная суспензия встряхивалась в течение 3 мин 
на вортекс- 
шейкере Heidolph Multi Reax (Германия) в режиме 1980 об./мин. Готовая суспензия 
в стерильных условиях наносилась на корм Н 
из расчета 10 мкл на чашку Петри, диаметром 
35 мм, и растиралась стерильным стеклянным 
шпателем Дригальского. Далее подготовленные 
чашки Петри заклеивались пленкой Parafilm 
и в течение 2.5 сут инкубировались при температуре 24–26°C, чтобы дрожжи успели размножиться на поверхности корма.
Когорты мух для тестирования на ПЖ формировались следующим образом. Имаго, выловленные случайно при помощи эксгаустера из линий 
Мн и Мбд, были посажены по 2 самки и 2 самца 
на 5 сут в 10 стандартных пробирок с кормом Н 
(“родители”). Для определения пола мухи обездвиживались холодом. Поколение потомков (F0), 
полученное из этих пробирок, участвовало в тестах. Выращивание мух в течение одного поколения на одном и том же благоприятном корме 
Н (без нистатина) проводилось с целью снятия 
возможных материнских эффектов и прямого 
влияния нистатина на параметры приспособленности (Mousseau et al., 2009; Markov et al., 2016).
Мух F0, вышедших из куколок в течение трех 
дней (за это время удавалось накопить достаточное количество мух для тестирования), выпускали в такие же боксы, как и те, в которых ведется 
эволюционный эксперимент. “Датой рождения” 
тестируемых мух условно считали второй день 
трехдневного интервала. Одновременно в боксы выпускали по 115–125 мух. Все тестируемые 
корма). Линия получена в ноябре 2018 г. от линии Мн. Мухи из линии Мн были посажены 
в пробирки на корм Н с добавлением нистатина, 
культивировались в пробирках в течение трех 
месяцев, а далее были переведены на содержание 
в боксе, аналогично линии Мн.
Помимо естественной микробиоты линии 
Мн, в работе изучалось влияние следующих отдельных видов дрожжей на параметры жизненного цикла дрозофил:
– Starmerella bacillaris – доминирует в дрожжевом сообществе мух, адаптированных к корму с повышенным содержанием соли (Ивницкий и др., 2018);
– Zygosaccharomyces bailii – доминирует 
в дрожжевом сообществе мух, культивируемых 
на стандартном (благоприятном) лабораторном 
корме;
– Saccharomyces cerevisiae – пекарские дрожжи, используются в качестве контроля, так как 
редко встречаются у дрозофил как в природе, 
так и в лабораторных линиях (Hoang et al., 2015), 
но входят в состав стандартного лабораторного 
корма в инактивированном виде.
Далее в статье используются обозначения S.b – корм Н, засеянный видом дрожжей 
S. bacillaris, Z.b – Z. bailii, S.c – S. cerevisiae.
Чистые культуры обозначенных видов дрожжей выделены из линий дрозофил, содержащихся в лаборатории. Более подробно они были 
описаны в статье С. 
Б. Ивницкого с соавт. (2018).
Проверка состава дрожжевой микробиоты дрозофил перед началом тестирования (предварительный посев). Перед началом тестирования, для 
того чтобы убедиться, что в линии Мбд отсутствуют дрожжи, а в линии Мн, наоборот, естественная микробиота присутствует, был произведен микробиологический посев мух. Десять 
случайным образом выловленных дрозофил 
из каждой линии обездвиживались углекислым газом и помещались в стерильную центрифужную микропробирку с 1 мл стерильной 
воды, растирались стерильной стеклянной палочкой, а затем встряхивались в течение 15 мин 
на вортекс- 
шейкере Heidolph Multi Reax (Германия) на максимальной скорости (1980 об./мин). 
Полученная суспензия объемом 50 мкл наносилась на поверхность плотной питательной среды 
GPYA (глюкоза – 20 г/л, пептон – 10 г/л, дрожжевой экстракт – 5 г/л, агар – 20 г/л) с добавлением антибиотика левомицетина (из расчета 
1 г/л), предварительно разлитой в чашки Петри диаметром 85 мм, и растиралась с помощью 
 
ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ 
том 85 
№ 3 
2024


 
ВЛИЯНИЕ РАЗНЫХ ВИДОВ ДРОЖЖЕЙ НА ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ЖИЗНИ... 
169
Корм Н
Корм Н +
S. cerevisiae
Мн
Мбд
Корм Н +
S. bacillaris
Корм Н +
Поилка
Z. bailii
Рис. 1. Дизайн эксперимента по оценке влияния различных видов дрожжей на продолжительность жизни и плодовитость дрозофил из линий Мн и Мбд.
когорты подготавливали и выпускали в боксы одновременно, это обеспечило синхронное 
воздействие на них изменений атмосферного 
давления, влажности, освещенности и других 
случайных неконтролируемых или частично 
контролируемых параметров среды. Дизайн эксперимента представлен на рис. 1: в бокс ставили либо по три чашки Петри с кормом Н, либо 
одну чашку с кормом Н и две чашки с кормом Н, 
засеянным одним из видов дрожжей. Корм заменяли каждые три дня. Через час после постановки свежего корма в бокс проводили подсчет 
отложенных яиц. Подсчет умерших мух производили ежедневно вплоть до гибели последней 
мухи, определяли пол погибших мух. В бокс 
также помещали поилку – пробирку с водой, закрытую влажной ватой. Для возможности отслеживать случайную контаминацию эксперимента 
микробиотой извне в тест был включен бокс, содержащий корм Н и поилку, но не содержащий 
мух (центральный квадрат на рис.  1). С данным боксом проводили те же манипуляции, как 
и с боксами, в которых содержались мухи.
ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ   
том 85 
№ 3 
2024


ЯКОВЛЕВА и др.
Посев микробиоты, развивающейся на освоенном мухами корме (контрольный посев). Через 
семь недель после начала тестирования был произведен посев трехдневного корма из всех вариантов теста с целью контроля развивающейся 
дрожжевой микробиоты в боксах. Кроме того, 
для отслеживания возможной контаминации 
в чистые боксы, не содержащие мух, были поставлены чашки Петри с кормом Н, засеянным 
каждым из видов дрожжей, используемых в тесте. Через три дня микробиота с данных чашек 
также исследовалась посевом.
В стерильной пробирке, содержащей 10 мл 
стерильной воды, разводился корм объемом 
3 мм3. Суспензия высевалась по той же методике, 
как и в предварительном посеве (в 10-кратной 
повторности на каждый вариант теста). Чашки 
с посевами инкубировались в течение 4–5 сут 
при комнатной температуре (20–22°C).
Далее производили подсчет колониеобразующих единиц (КОЕ) дрожжей с помощью бинокулярной лупы (ЛОМО, Россия) в 10 полях зрения, выбранных случайным образом. Результаты 
усредняли и пересчитывали на площадь чашки 
Петри диаметром 85 мм.
Виды дрожжей, используемые в эксперименте, хорошо различаются по морфологическим 
признакам, поэтому ДНК-идентификация большинства типов дрожжей, встречающихся на посевах, не проводилась. Колонии, морфологически отличающиеся от всех подсеянных на корм 
дрожжей, идентифицированы путем анализа 
нуклеотидных последовательностей ITS региона рДНК, аналогично тому, как описано в работе Дмитриевой с соавт. (Dmitrieva et al., 2023). 
Полученные последовательности депонированы в базе данных GenBank NCBI под номерами 
OR462337-OR462340.
Анализ данных. Данные по возрастной динамике смертности представлены в виде кривых 
выживания – графиков, на которых по оси абсцисс отложен возраст имаго в сутках (от  момента выхода из куколки), а по оси ординат – 
процент особей, доживших до данного возраста. По данным о ПЖ рассчитывается средняя 
и медианная ПЖ, а также стандартное отклонение, коэффициент вариации (КВ) и квартильный коэффициент вариации (quartile coefficient 
of dispersion, ККВ): ((Q3 – Q1)/2Me) × 100%, 
где Q1, Q3 – первый и третий квартили соответственно, Me – медиана (она же второй 
квартиль) (Francis, 2008) в каждой из подопытных линий без разделения по полу, а также для 
самок и самцов в отдельности. 95%-ный доверительный интервал для средней ПЖ построен 
методом бутстрэппинга, так как для некоторых 
линий данные по ПЖ не описываются нормальным распределением.
Оценку влияния подсева дрожжей, линии мух 
и пола на ПЖ и среднюю плодовитость проводили путем многофакторного дисперсионного анализа. Поиск значимых различий между 
линиями проводили с помощью теста Ньюмена–Кейлса (Keuls, 1952), который, в отличие 
от t-критерия Стьюдента, подходящего только для парных сравнений, учитывает проблему 
множественных проверок статистических гипотез (multiple comparisons problem), но в отличие от теста Тьюки (Tukey, 1949) более мощный 
и менее консервативный. Большинство рядов 
данных, представленных в исследовании, распределены нормально (проверено с помощью 
критерия Шапиро–Уилка), однако критерий 
Ньюмена–Кейлса устойчив к нарушениям данного требования.
Чтобы оценить, по-разному ли на среднюю 
ПЖ самцов и самок влияет подсев дрожжей, 
данные по ПЖ мух, живущих на корме с подсевами, были нормированы на среднюю ПЖ мух 
(соответствующего пола), живущих на корме Н 
без подсева. Это позволяет исключить влияние 
полового диморфизма по ПЖ и выделить только “чистый” эффект влияния подсева дрожжей 
на ПЖ самцов и самок.
По данным о числе яиц, откладываемых самкой в первый час после смены корма (пока численность яиц не стала нулевой), вычислено среднее число яиц на одну самку (абсолютная плодовитость). Для более удобного восприятия данных 
и элиминирования случайных колебаний динамика среднего числа яиц в расчете на одну самку, 
представленная на графиках, сглажена методом 
скользящей средней. На основе данных по возрастной динамике плодовитости вычислен показатель среднего возраста самки, откладывающей 
яйца (СВС). Эта величина равна сумме произведений возраста самок (в днях) на число яиц, отложенных самками в данном возрасте, деленное 
на общее число учтенных яиц, отложенных самками рассматриваемой линии за всю жизнь. Сопоставляя значения данного показателя для разных линий, можно сделать вывод о том, на более 
ранний или на более поздний возраст смещен 
пик репродукции.
Ожидаемое число яиц, которое самка откладывает за всю жизнь, рассчитано как 
 
ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ 
том 85 
№ 3 
2024


 
ВЛИЯНИЕ РАЗНЫХ ВИДОВ ДРОЖЖЕЙ НА ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ЖИЗНИ... 
171
сумма произведений средней плодовитости самки в определенном возрасте на вероятность дожить до данного возраста. Для краткости будем 
называть данный показатель суммарным коэффициентом плодовитости (СКП).
Поиск значимых взаимосвязей между средней ПЖ, СВС и СКП проведен путем парных 
линейных регрессий.
Для анализа состава дрожжевой микробиоты, 
развивающейся на корме, имеют значение качественный состав дрожжей и их соотношение 
в каждом из вариантов теста. В связи с этим количество подсчитанных КОЕ дрожжей было пересчитано в проценты и изображено в виде круговых диаграмм.
Расчеты и анализ данных проводились в программах Microsoft Excel и R (https://www. 
R-project. 
org/). 
 
Иллюстрации в работе выполнены в программах Microsoft Excel, Adobe Photoshop, Adobe 
Illustrator и R.
РЕЗУЛЬТАТЫ
На рис. 2а представлен пример посева гомогената мух Мн, на котором обнаружено большое количество дрожжей. Впоследствии при контрольном посеве (см. ниже) дрожжевое сообщество 
линии Мн, живущей на корме Н, было определено – оно полностью состоит из типичного для 
дрозофил вида Pichia occidentalis. На рис. 2б для 
сравнения приведен пример посева мух Мбд, 
на нем обнаружены только колонии бактерий, 
устойчивых к используемой в работе концентрации левомицетина. Результат воспроизвелся 
во всех повторностях посева.
Продолжительность жизни. Согласно двухфакторному дисперсионному анализу, и линия 
(Мн или Мбд) (p < 0.0001), и тип корма (Н или 
Н, засеянный одним из трех видов дрожжей) 
(p < 0.0001), и взаимодействие этих факторов 
(p = 0.00688) значимо влияют на среднюю ПЖ. 
Значимое влияние не только линии и типа корма, но и их соотношения означает, что есть виды 
дрожжей, которые влияют на среднюю ПЖ 
по-разному в разных линиях дрозофил.
Для начала приведем результаты средней ПЖ 
дрозофил во всех вариантах теста без разделения 
по полу (рис. 3а, табл. 1). Мухи Мбд с обедненным дрожжевым микробиомом, тестируемые 
на корме без подсева дрожжей (Н), живут достоверно дольше, чем мухи во всех остальных вариантах теста. Мухи Мбд на Н прожили в среднем более 78 дней, тогда как мухи Мн, имеющие 
свою естественную микробиоту, на том же корме прожили меньше почти на 14 дней – только 
64.3 дня (различия статистически значимы).
Предварительный посев. Посевы мух из линий 
Мн и Мбд на дрожжевую микробиоту перед началом тестирования на ПЖ и плодовитость носили качественный характер. Основная задача 
данного посева состояла в том, чтобы убедиться, 
что у контрольной линии Мн дрожжевая микробиота присутствует, а с мух Мбд, содержащихся 
продолжительное время на корме с антимикотическим препаратом, дрожжевая микробиота 
не высевается. Данная гипотеза подтвердилась. 
a
б
Рис. 2. Пример предварительного посева гомогената мух из линии Мн (а) и линии Мбд (б) перед началом 
тестирования.
ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ   
том 85 
№ 3 
2024


Доступ онлайн
4 484 ₽
В корзину