Ученые Томского государственного университета приступили к новому масштабному исследованию биоразнообразия высокогорий Серединной Евразии. Проект под руководством профессора Биологического института ТГУ Марины Олоновой посвящен изучению ореокриофильной (холодо- и сухолюбивой) группы мятликов (Poa L., Poaceae) секции Stenopoa Dumort. Эти карликовые злаки, не превышающие 25–30 см в высоту, играют ключевую роль в экосистемах холодных высокогорий — от Алтая до Гималаев. Кроме того, это ценные кормовые растения — они обеспечивают возможность скотоводства в регионах, где иная хозяйственная деятельность невозможна.
Томские ботаники уточнят видовой состав секции, морфологические границы входящих в нее видов, их происхождение и родственные связи. Наряду с этим ученые выяснят, как изменялись ареалы этих растений под влиянием климата на протяжении геологических эпох и как они могут измениться в будущем с учетом прогнозируемых изменений климата. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда.
Проблема сохранения биологического разнообразия приобрела глобальный характер: исчезновение даже локальных популяций растений нарушает экологическое равновесие и влияет на общий генетический фонд планеты. Особенно уязвимы высокогорья Азиатской России, как и всей внетропической Азии: они испытывают колоссальную пастбищную нагрузку (животноводство здесь часто единственный вид хозяйственной деятельности) и одновременно обладают огромным рекреационным потенциалом, что усиливает антропогенный пресс.
— Нарастающая рекреационная нагрузка, пастбищная дегрессия, глобальное потепление климата могут привести к тому, что многие растения исчезнут раньше, чем будет признан их природоохранный статус. При этом, учитывая относительно слабую флористическую изученность этой территории, можно предполагать, что множество видов исчезнет до того, как они будут описаны. В случае исчезновения мятликов будет не только нарушен баланс экосистемы, но человечество лишится ценных кормовых ресурсов, и уникального генофонда, который мог бы использоваться для улучшения культурных злаков, — говорит о значимости проблемы доктор биологических наук, профессор кафедры экологии, природопользования и экологической инженерии БИ ТГУ, ведущий научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Гербарий» научного управления ТГУ Марина Олонова.
Изучением мятликов она занимается более 55 лет, проводя работу в рамках многих грантов и проектов, в том числе международных.
Марина Олонова (Томск) и Наталья Бадмаева (Улан-Удэ)
Новый проект «Биоразнообразие ореокриофильной группы мятликов (Poa L., Poaceae) секции Stenopoa Dumort. Серединной Евразии» под руководством Марины Олоновой получил поддержку Российского научного фонда. Тематика исследования соответствует одному из направлений Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации — «Адаптация к изменению климата, сохранение и рациональное использование природных ресурсов».
Исследование этих растений интересно и в научном отношении, поскольку у видов секции Stenopoa Dumort хорошо прослеживается ход приспособительной эволюции к изменениям климата в сторону похолодания и большей сухости, превалировавшими в последние геологические эпохи. Секция распространена в основном в азиатской части материка и наибольшего разнообразия достигает в горных районах Серединной Евразии. В последние годы научный коллектив ученых начал последовательно и детально изучать отдельные экологические группы видов.
Так, с 2021 по 2023 год при поддержке РНФ группа изучала ксероморфные (сухолюбивые) мятлики агрегата P. versicolor. С помощью молекулярно-генетических методов удалось доказать ключевую роль гибридизации в их эволюции, описать новые для науки виды (в том числе гималайский Poa sorengiana) и провести ревизию таксонов. Выяснилось, что некоторые виды, например, переднеазиатские Poa araratica и Poa sterilis, ошибочно относили к изучаемому агрегату — их происхождение и родственные связи оказались иными.
Эти данные стали фундаментом для нового этапа: ученые исследуют и реконструируют эволюцию наиболее адаптированной к экстремальным условиям ореокриофильной группы мятликов, обитающей в высокогорьях Серединной Евразии — от Южной Сибири до Гималаев.
— В последние 20 лет исследования редких видов мятликов на популяционном уровне ведутся за пределами России — в горах Средней, Центральной Азии и Гималаях. Множество видов с этих малоизученных в ботаническом отношении территорий было описано по отдельным, часто гербарным экземплярам, и до сих пор не известны ни границы этих видов, ни их родственные связи. Так что исследования по всему ареалу группы имеют огромное значение — они обеспечат целостность результатов нашей работы. Дело в том, что административные границы произрастания мятликов не совпадают с природными. А мы сможем пронаблюдать за ходом эволюции на всей территории развития событий, — отмечает Марина Олонова.
Все собранные материалы — а это будут серийные гербарные образцы — пополнят фонды одного из крупнейших в России гербариев — Гербария Томского госуниверситета, а также других научных хранилищ. Данные молекулярно-генетического анализа ученые передадут во Всемирный генбанк, а географические координаты местонахождений видов, в том числе и редких, войдут в электронную базу. Это позволит отслеживать их распространение и использовать для экологического моделирования.
Исследование гор Серединной Евразии невозможно без международной кооперации ученых: томские ботаники работают в тесном контакте с коллегами из Китая, Индии, Непала, Турции, стран Центральной Азии, США и Канады. Совместные проекты позволят не только пополнять коллекции уникальным материалом, но и использовать передовые технологии, например, методы экологического моделирования и генетического анализа, которые сегодня активно развиваются. Полученные данные будут использованы в крупных международных проектах — «Флора Пан-Гималаев», «Флора Узбекистана», «Флора Непала» и «Флора Алтая», которая охватывает территории как русского Алтая, так и китайского, монгольского и казахстанского. Для российской ботаники это еще и возможность вернуть лидирующие позиции в изучении флоры Центральной Азии, которые были заложены экспедициями русских исследователей прошлых веков — Пржевальского, Сапожникова, Попова и Юнатова.
Результаты работы команды проекта за предыдущие годы легли в основу уже десятков публикаций в ведущих научных изданиях.
Источник: ТГУ
