Ulyanovsk Medico-biological Journal

BIOLOGICAL SCIENCES

Download article

DOI 10.34014/2227-1848-2025-1-135-148

MACROMYCETES AS INDICATORS OF ANTHROPOGENIC POLLUTION OF FOREST ECOSYSTEMS WITH HEAVY METALS

B.P. Churakov1, U.P. Zyryanova2, B.S. Saponov1, V.S. Gusarova3

1 Ulyanovsk State University, Ulyanovsk, Russia;

2 Presidential Academy, Ulyanovsk branch, Ulyanovsk, Russia;

3 Ulyanovsk State Technical University, Ulyanovsk, Russia

 

Mycobiota is a group of living organisms characterized not only by high resistance to anthropogenic factors, but also by the ability to accumulate such substances as heavy metals. This property allows the use of certain macromycetes in environmental monitoring of forest ecosystems.

Objective. The aim of the study is to determine the influence of abiotic and anthropogenic factors on the accumulation of heavy metals by fruiting bodies of macromycetes. It can help to assess the forest ecosystem pollution by pollutants in the Middle Volga region.

Materials and Methods. Fruiting bodies of dominant macromycetes (soil and wood-destroying fungi) were studied in forest ecosystems with different levels of anthropogenic load. Lead, nickel, copper, cadmium, zinc, cobalt and iron content was determined. The sampling areas were the park of Ulyanovsk city “Vinnovskaya grove”, a site in the Ulyanovsk forestry (2 km from Ulyanovsk) and a site in the Kuzovatovo forestry (100 km from Ulyanovsk, control). The sample areas were of a similar forest site type.

Results. It was revealed that among ecological groups of macromycetes, the sorption capacity in relation to the total amount of heavy metals is most clearly expressed in mycorrhiza-forming fungi. In the evolutionary development, a decrease in the content of pollutants was observed as we move from obligate saprotrophs to obligate parasites, i.e. from evolutionarily old to evolutionarily young species. Under the increasing impact of the anthropogenic factor, HM Accumulation in soil fungi is more intensive than in wood-destroying ones. It is explained by the type of substrate on which the fungi grow.

In the ecological chain “soil - wood - tinder fungus” an increase in the content of heavy metals is observed as we move from saprotrophs to the highest trophic link of consumers.

Key words: macromycetes, heavy metals, abiotic factors, anthropogenic factors, forest ecosystems.

 

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

Author contributions

Research concept and design: Churakov B.P., Zyryanova U.P., Saponov B.S., Gusarova V.S.

Literature search, participation in the study, data processing: Zyryanova U.P., Saponov B.S., Gusarova V.S.

Statistical data processing: Churakov B.P., Zyryanova U.P.

Data analysis and interpretation: Churakov B.P., Zyryanova U.P.

Text writing and editing: Churakov B.P., Zyryanova U.P., Saponov B.S., Gusarova V.S.

 

References

  1. Aref'ev S.P. Spetsializatsiya derevorazrushayushchikh gribov v svyazi s zhiznennym sostoyaniem substrata. [Specialization of wood-destroying fungi preconditioned by the vital state of the substrate]. Problemy lesnoy fitopatologii i mikologii: materialy V mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii [Problems of forest phytopathology and mycology: Proceedings of the international science conference]. Moscow; 2002: 16–19 (in Russian).

  2. Zheleznova O. S., Tobratov S.A. Rol' rastitel'nosti v regulirovanii potokov tyazhelykh metallov v podtaezhnykh lesnykh ekosistemakh tsentra Vostochno-Evropeyskoy ravniny [The vegetation’s role in heavy metal fluxes regulation in sub-taiga forest ecosystems of the center of the East European plain]. Lesovedenie. 2021; 1: 11–27 (in Russian).

  3. Myslyva T.N., Mikhalchuk N.V., Bilyavskiy Yu.A., Nadtochiy P.P. The accumulation of heavy metals by macromycetes in Brest Region of the Republic of Belarus. Mycology and Phytopathology. 2019; 53 (4): 197–209.

  4. Gordeeva I.V. Issledovanie vliyaniya zagryazneniya substrata tyazhelymi metallami na razmery plodovykh tel gribov v gorodskikh ekosistemakh [Study of substrate heavy metals pollution effect on mushrooms fruiting bodies of in urban ecosystems]. Mezhdunarodnyy nauchno-issledovatel'skiy zhurnal. 2016; 10 (52). DOI: https://doi.org/10.18454/IRJ.2016.52.153 (in Russian).

  5. Shirokikh A.A., Shirokikh I.G. Nakoplenie tyazhelykh metallov ksilotrofnymi bazidial'nymi gribami v gorodskikh ekosistemakh [Accumulation of heavy metals by xylotrophic basidiomycetes in urban ecosystems]. Mikologiya i fitopatologiya. 2010; 44 (4): 359–366 (in Russian).

  6. Krasnikov A.V., Selikhova V.S., Krasnikova E.S. Akkumulyatsiya tyazhelykh metallov dikorastushchimi i kul'tiviruemymi gribami (obzor) [Accumulation of heavy metals by wild and cultivated mushrooms (review)]. Innovatsii i prodovol'stvennaya bezopasnost'. 2021; 1: 61–66 (in Russian).

  7. Medvedev A.G. Trutovye griby kak indikatory izmeneniy lesnykh ekosistem Tverskoy oblasti pod vozdeystviem antropogennoy nagruzki [Tinder fungi as indicators of changes in forest ecosystems of the Tver region under anthropogenic load]: avtoref. dis. ... kand. biol. nauk: 03.00.16. Moscow; 2005. 17 (in Russian).

  8. Tsvetnova O.B., Shatrova N.M., Shcheglov A.I. Nakoplenie radionuklidov i tyazhelykh metallov gribnym kompleksom lesnykh ekosistem [Accumulation of radionuclides and heavy metals by the fungal complex of forest ecosystems]. Nauchnye trudy instituta yadernykh issledovaniy. 2001; 3 (5): 171–176 (in Russian).

  9. Churakov B.P., Lisov E.S., Evseeva N.A. Mikoindikatsiya zagryazneniya lesnykh ekosistem tyazhelymi metallami [Mycoindication of forest ecosystem pollution with heavy metals]. Mikologiya i fitopatologiya. 2000; 34 (2): 57–61 (in Russian).

  10. Churakov B.P., Panteleev S.V., Zyryanova U.P., Morozova N.V. Tyazhelye metally v predstavitelyakh mikobioty razlichnykh evolyutsionnykh grupp [Heavy metals in mycobiota representatives of different evolutionary groups]. Mikologiya i fitopatologiya. 2004; 38 (2): 68–77 (in Russian).

  11. Vasin D.V. Soderzhanie tyazhelykh metallov v pochvakh raznykh agroklimaticheskikh zon Ul'yanovskoy oblasti. Sravnitel'naya kharakteristika raspredeleniya tyazhelykh metallov v pochvakh Ul'yanovskoy oblasti i v sosednikh regionakh (na primere Samarskoy oblasti) [Heavy metal content in soils of different agroclimatic zones of the Ulyanovsk region. Comparative characteristics of heavy metal distribution of in soils of the Ulyanovsk and Samara regions]. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2013; 1. Available at: https://science-education.ru/ru/article/view?id=8332 (assessed: August 15, 2024) (in Russian).

  12. Popyvanov D.V., Shirokikh A.A. Vidovoy sostav i sposobnost' agarikomitsetov k akkumulyatsii tyazhelykh metallov v usloviyakh urboekosistemy [Species composition and agaricomycetes ability to accumulate heavy metals in urban ecosystems]. Mikologiya i fitopatologiya. 2021; 55 (2): 138–147 (in Russian).

  13. Bargagli R. Trace Elements in Terrestrial Plants. Berlin: Springer-Veriag Berlin; 1998: 153–177.

  14. Churakov B.P., Mitrofanova N.A. Analiz vidovogo sostava i struktury mikobioty lesov Ul'yanovskoy oblasti [Analysis of species composition and forests mycobiota structure in the Ulyanovsk region]. Problemy ekologii i okhrany prirody. Puti ikh resheniya: materialy II Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Ecology and nature conservation. Ways to solve problems: Proceedings of the 2nd All-Russian science-to-practice conference]. Ul'yanovsk; 2004: 201–208 (in Russian).

  15. Gosudarstvennyy doklad «O sostoyanii okruzhayushchey sredy Ul'yanovskoy oblasti v 2022 godu» [Ulyanovsk region national environmental report, 2022]. Ul'yanovsk; 2023. Available at: https://cloud.mail.ru/public/igHL/8wZa2z3k9 (accessed: August 15, 2024) (in Russian).

  16. Robert V., Stegehuis G., Stalpers J. The MycoBank engine and related databases. Available at: https://www.mycobank.org/ (accessed: August 01, 2024).

  17. Bondartseva M.A. Opredelitel' gribov Rossii: Poryadok Aphyllophorales [Mushroom Guide and identifier in Russia: Aphyllophorales]. Vyp. 2. SPb.: Nauka; 1998. 391 (in Russian).

  18. Bondartseva M.A., Parmasto E.Kh. Opredelitel' gribov Rossii: Poryadok Aphyllophorales [Mushroom Guide and identifier in Russia: Aphyllophorales]. Vyp. 1. Leningrad: Nauka; 1986. 192 (in Russian).

Received October 09, 2024; accepted February 11, 2025.

 

Information about the authors

Churakov Boris Petrovich, Doctor of Sciences (Biology), Professor, Head of the Chair of Forestry, Ulyanovsk State University. 432017, Russia, Ulyanovsk, L. Tolstoy St., 42; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: http://orcid.org/0000-0003-3278-7744

Zyryanova Ul'yana Petrovna, Candidate of Sciences (Biology), Associate Professor, Chair of Economics and Public Administration, Presidential Academy, Ulyanovsk branch. 432011, Russia, Ulyanovsk, Koryukin St., 20; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: http://orcid.org/0000-0003-0820-2961

Saponov Boris Sergeevich, Postgraduate student, Chair of Forestry, Ulyanovsk State University. 432017, Russia, Ulyanovsk, L. Tolstoy St., 42; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0009-0007-5224-9472

Gusarova Vera Sergeevna, Candidate of Sciences (Biology), Ulyanovsk State Technical University. 432027, Russia, Ulyanovsk, Severnyy Venets St., 32; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0009-0003-2296-1355

 

For citation

Churakov B.P., Zyryanova U.P., Saponov B.S., Gusarova V.S. Makromitsety kak indikatory antropogennykh zagryazneniy tyazhelymi metallami lesnykh ekosistem [Macromycetes as indicators of anthropogenic pollution of forest ecosystems with heavy metals]. Ul'yanovskiy mediko-biologicheskiy zhurnal. 2025; 1: 135–148. DOI: 10.34014/2227-1848-2025-1-135-148 (in Russian).

 

Скачать статью

УДК 666.123.4; 57.042; 630*443.3

DOI 10.34014/2227-1848-2025-1-135-148

МАКРОМИЦЕТЫ КАК ИНДИКАТОРЫ АНТРОПОГЕННЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ

Б.П. Чураков1, У.П. Зырянова2, Б.С. Сапонов1, В.С. Гусарова3

1 ФГБОУ ВО «Ульяновский государственный университет», г. Ульяновск, Россия;

2 Ульяновский филиал ФГБОУ ВО «Российская академия народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации», г. Ульяновск, Россия;

3 ФГБОУ ВО «Ульяновский государственный технический университет», г. Ульяновск, Россия

 

Микобиота является группой живых организмов, характеризующейся не только высокой устойчивостью к факторам техногенной природы, но и способностью к аккумуляции таких веществ, как тяжелые металлы. Данное свойство позволяет использовать отдельных представителей макромицетов в экологическом мониторинге лесных экосистем.

Цель. Определение влияния абиотических и техногенных факторов на аккумулирование тяжелых металлов плодовыми телами макромицетов для использования в биоиндикации загрязнения поллютантами лесных экосистем Среднего Поволжья.

Материалы и методы. Были изучены плодовые тела доминирующих макромицетов (почвенных и дереворазрушающих грибов) на территории лесных экосистем с различным уровнем техногенной нагрузки. Определялось содержание свинца, никеля, меди, кадмия, цинка, кобальта и железа. Местами отбора проб стали парк г. Ульяновска «Винновская роща», площадка в Ульяновском лесничестве (2 км от г. Ульяновска) и площадка в Кузоватовском лесничестве (100 км от г. Ульяновска, контрольный вариант). Пробные площадки имели сходные лесорастительные условия.

Результаты. Выявлено, что среди экологических групп макромицетов сорбционные способности по отношению к общему объему тяжелых металлов ярче всех выражены у микоризообразующих грибов. В эволюционном развитии наблюдалось уменьшение содержания поллютантов по мере продвижения от облигатных сапротрофов к облигатным паразитам, т.е. от эволюционно старых к эволюционно молодым. Аккумуляция ТМ в почвенных грибах при усилении воздействия техногенного фактора происходит интенсивнее, чем в дереворазрушающих, что объясняется типом субстрата, на котором произрастают грибы. В экологической цепи «почва – древесина – трутовик» наблюдается рост содержания тяжелых металлов по мере продвижения к высшему трофическому звену консументов от сапротрофов.

Ключевые слова: макромицеты, тяжелые металлы, абиотические факторы, техногенные факторы, лесные экосистемы.

 

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Вклад авторов

Концепция и дизайн исследования: Чураков Б.П., Зырянова У.П., Сапонов Б.С., Гусарова В.С.

Литературный поиск, участие в исследовании, обработка материала: Зырянова У.П., Сапонов Б.С., Гусарова В.С.

Статистическая обработка данных: Чураков Б.П., Зырянова У.П.

Анализ и интерпретация данных: Чураков Б.П., Зырянова У.П.

Написание и редактирование текста: Чураков Б.П., Зырянова У.П., Сапонов Б.С., Гусарова В.С.

 

Литература

  1. Арефьев С.П. Специализация дереворазрушающих грибов в связи с жизненным состоянием субстрата. Проблемы лесной фитопатологии и микологии: материалы 5-й междунар. конф.. М.; 2002: 16–19.

  2. Железнова О. С., Тобратов С.А. Роль растительности в регулировании потоков тяжелых металлов в подтаежных лесных экосистемах центра Восточно-Европейской равнины. Лесоведение. 2021; 1: 11–27.

  3. Myslyva T.N., Mikhalchuk N.V., Bilyavskiy Yu.A., Nadtochiy P.P. The accumulation of heavy metals by macromycetes in Brest Region of the Republic of Belarus. Mycology and Phytopathology. 2019; 53 (4): 197–209.

  4. Гордеева И.В. Исследование влияния загрязнения субстрата тяжелыми металлами на размеры плодовых тел грибов в городских экосистемах. Международный научно-исследовательский журнал. 2016; 10 (52). DOI: https://doi.org/10.18454/IRJ.2016.52.153.

  5. Широких А.А., Широких И.Г. Накопление тяжелых металлов ксилотрофными базидиальными грибами в городских экосистемах. Микология и фитопатология. 2010; 44 (4): 359–366.

  6. Красников А.В., Селихова В.С., Красникова Е.С. Аккумуляция тяжелых металлов дикорастущими и культивируемыми грибами (обзор). Инновации и продовольственная безопасность. 2021; 1: 61–66.

  7. Медведев А.Г. Трутовые грибы как индикаторы изменений лесных экосистем Тверской области под воздействием антропогенной нагрузки: автореф. дис. ... канд. биол. наук: 03.00.16. Москва; 2005. 17.

  8. Цветнова О.Б., Шатрова Н.М., Щеглов А.И. Накопление радионуклидов и тяжелых металлов грибным комплексом лесных экосистем. Научные труды института ядерных исследований. 2001; 3 (5): 171–176.

  9. Чураков Б.П., Лисов Е.С., Евсеева Н.А. Микоиндикация загрязнения лесных экосистем тяжелыми металлами. Микология и фитопатология. 2000; 34 (2): 57–61.

  10. Чураков Б.П., Пантелеев С.В., Зырянова У.П., Морозова Н.В. Тяжелые металлы в представителях микобиоты различных эволюционных групп. Микология и фитопатология. 2004; 38 (2): 68–77.

  11. Васин Д.В. Содержание тяжелых металлов в почвах разных агроклиматических зон Ульяновской области. Сравнительная характеристика распределения тяжелых металлов в почвах Ульяновской области и в соседних регионах (на примере Самарской области). Современные проблемы науки и образования. 2013; 1. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=8332 (дата обращения: 15.08.2024). 

  12. Попыванов Д.В., Широких А.А. Видовой состав и способность агарикомицетов к аккумуляции тяжелых металлов в условиях урбоэкосистемы. Микология и фитопатология. 2021; 55 (2): 138–147.

  13. Bargagli R. Trace Elements in Terrestrial Plants. Berlin: Springer-Veriag Berlin; 1998: 153–177.

  14. Чураков Б.П., Митрофанова Н.А. Анализ видового состава и структуры микобиоты лесов Ульяновской области. Проблемы экологии и охраны природы. Пути их решения: материалы II Всероссийской научно-практической конференции. Ульяновск; 2004: 201–208.

  15. Государственный доклад «О состоянии окружающей среды Ульяновской области в 2022 году». Ульяновск; 2023. URL: https://cloud.mail.ru/public/igHL/8wZa2z3k9 (дата обращения: 15.08.2024).

  16. Robert V., Stegehuis G., Stalpers J. The MycoBank engine and related databases. URL: https://www.mycobank.org/ (дата обращения: 01.08.2024).

  17. Бондарцева М.А. Определитель грибов России: Порядок Aphyllophorales. Вып. 2. СПб.: Наука; 1998. 391.

  18. Бондарцева М.А., Пармасто Э.Х. Определитель грибов России: Порядок Aphyllophorales. Вып. 1. Ленинград: Наука; 1986. 192.

Поступила в редакцию 09.10.2024; принята 11.02.2025.

 

Авторский коллектив

Чураков Борис Петрович – доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой лесного хозяйства, ФГБОУ ВО «Ульяновский государственный университет». 432017, Россия, г. Ульяновск, ул. Л. Толстого, 42; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: http://orcid.org/0000-0003-3278-7744

Зырянова Ульяна Петровна – кандидат биологических наук, доцент кафедры экономики и государственного управления, Ульяновский филиал ФГБОУ ВО «Российская академия народного хозяйства и государственной службы при Президенте РФ». 432011, Россия, г. Ульяновск, ул. Корюкина, 20; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: http://orcid.org/0000-0003-0820-2961

Сапонов Борис Сергеевич – аспирант кафедры лесного хозяйства, ФГБОУ ВО «Ульяновский государственный университет». 432017, Россия, г. Ульяновск, ул. Л. Толстого, 42; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0009-0007-5224-9472

Гусарова Вера Сергеевна – кандидат биологических наук, ФГБОУ ВО «Ульяновский государственный технический университет». 432027, Россия, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, 32; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0009-0003-2296-1355

 

Образец цитирования

Чураков Б.П., Зырянова У.П., Сапонов Б.С., Гусарова В.С. Макромицеты как индикаторы антропогенных загрязнений тяжелыми металлами лесных экосистем. Ульяновский медико-биологический журнал. 2025; 1: 135–148. DOI: 10.34014/2227-1848-2025-1-135-148.