11/05/2016 ЦСБС СО РАН
Ученые ЦСБС СО РАН исследуют лишайники
680 ЦСБС СО РАН СО РАН Открытия Науки о жизни Новосибирск Сотрудники Центрального Сибирского ботанического сада СО РАН, в числе которых кандидат биологических наук Екатерина Владимировна Романова, не превый год занимаются изучением лишайников. Уже полученные специалистами данные можно использовать в качестве отправной точки для долговременного мониторинга уровня загрязнения Новосибирска.
Лишайники на коре дерева
…Было это давным-давно, неведомо, в каких краях. Встретилась водоросль с грибом и говорит ему: «Твои споры много где летают, разные страны видят, а я все в воде да в воде. Тоже хочу путешествовать, возьми меня с собой! Я тебе пригожусь». Подумал гриб — и согласился. За свои услуги потребовал плату немалую: чтобы водоросль кормила его да поила. Примерно так появились лишайники, состоящие из дружного симбиотического союза обоих организмов.
«Да, это общепринятая точка зрения, — улыбается Е.В. Романова. — В начале двадцатого века были работы по культивированию водоросли и гриба раздельно, и выяснилось: первая без обременения растет гораздо лучше — клетки более крупные, плюс могут образовываться различные колониальные структуры. Однако при помощи симбионта она получает возможность широко распространяться, причем в тех условиях, в которых обычно не живет: например, в экстремальной сухости или холоде».
Несмотря на кажущийся равным вклад в общее дело, две составляющие лишайника все-таки практикуют не мутуализм (взаимовыгодное сотрудничество), а скорее умеренный паразитизм гриба, который использует для своего питания органические вещества, синтезированные водорослевыми клетками. При этом последние находятся в угнетенном состоянии.
Лишайники бывают эпифитными (поселяющимися на растениях), напочвенными, эпилитными (живущими на каменистом субстрате, в том числе в экстремальных климатических условиях). Кроме того, лишайники поселяются на древесине (в том числе обработанной) и разнообразных искусственных субстратах (например, на шифере, металлических, бетонных, пластиковых и даже стеклянных поверхностях).
Кстати, несмотря на бытующие представления, лишайники практически не разрушают субстрат. Напротив, те, что растут на древесном опаде, выделяют вещества, замедляющие гниение своей «подложки». Если говорить о камнях — выветривание ускоряется, но сам процесс довольно медленный: возраст некоторых слоевищ составляет несколько тысяч лет, а субстрат не разрушился. «Долгожительство этих организмов помогает ученым. У моего научного руководителя доктора биологических наук Нелли Васильевны Сидельниковой опубликована совместная работа с археологами, — добавляет Екатерина Романова. — С помощью исследования лишайников лихенометрическими методами уточнялся возраст петроглифов».
Еще одно полезное свойство симбионта — чувствительность к антропогенному воздействию. Лишайники являются одними из самых чутко реагирующих на негативные изменения компонентов экосистемы, они откликаются на любые метаморфозы окружающей среды. «Когда приходишь в лес и смотришь на индикаторные группы, можно сразу сказать, насколько хорошо биоценоз себя чувствует в целом», — отмечает Екатерина Романова.
Одна из разновидностей лишайников
Хуже всего на лишайники влияют отдельные компоненты атмосферного загрязнения: оксиды серы и азота. «Эти соединения являются основной причиной «выпадения» лишайников из фитоценозов. Наиболее значимыми индикаторными признаками являются встречаемость и обилие отдельных видов вышеозначенных организмов. Притом, не все виды лишайников чувствительны одинаково, есть некая градация — более и менее устойчивые. Соответственно, последние исчезают в первую очередь, но потом уходят и остальные. И если мы, используя специальные методы, посмотрим соотношение этих двух групп, то узнаем, на какой стадии дигрессии находится то или иное растительное сообщество».
Екатерина Романова: «Основная причина высокой чувствительности лишайников к антропогенному воздействию — довольно хрупкий симбиотический баланс между грибом и водорослью. Под действием оксидов серы и азота происходит обезвоживание лишайника и гибель водорослевого компонента. В результате грибной компонент перестает получать необходимое питание и тоже деградирует».
Десять лет назад Екатерина Романова под научным руководством Нелли Васильевны Седельниковой провела полномасштабное исследование лишайников в Новосибирске, которое продемонстрировало, что в качестве биоиндикаторов загрязнения их использовать не просто можно, но даже нужно. Результаты не оказались неожиданными: например, в лесах новосибирского Академгородка, дела обстоят довольно хорошо. «Конечно, были (и есть сейчас) некоторые признаки нарушений, мы их видели и фиксировали, но в целом картина была благоприятной, — рассказывает Екатерина Романова. — Вообще, во всех в крупных растительных массивах Новосибирска обстановка неплохая, хотя признаки дигрессии, разумеется, заметны».
С лесами первое место по благоприятной экологической обстановке и, как следствие, богатству лишайников делят кладбища — они расположены на удалении от крупных автомобильных магистралей, там довольно много зелени и подходящие условия в плане столь значимой для индикаторных организмов влажности. Понятно, что скверы и места вдоль дорог показывали самую негативную картину. «Внутриквартальные насаждения, к сожалению, тоже ничем не радуют, — комментирует Екатерина Романова. — Дворы с интересующими нас организмами встречались, в основном, на окраинах, в спальных районах. Получается, на момент нашей работы зона так называемой «лишайниковой пустыни», где эпифитные лишайники не выявлены даже в виде фрагментов слоевищ, составляла примерно 30% города, это очень нехорошая ситуация».
Ученый говорит, что, с учетом лавинообразного роста количества автомобилей, наблюдает негативные изменения в Академгородке. «Однако я вижу и позитивные моменты, — отмечает Екатерина Романова, — поэтому однозначного ответа — стало лучше или хуже — дать не могу, для этого нужны повторные исследования».
Екатерина Пустолякова