Сигнализирует лишайник

О состоянии лесов поведает природный индикатор

Дальний Восток — особый регион с уникальным климатом. Из-за высокой влажности и довольно теплой погоды здесь можно найти необычных для России представителей биоты. Научный сотрудник, кандидат биологических наук Сергей ЧЕСНОКОВ (на фото) из Ботанического института им. В.Л.Комарова (Санкт-Петербург) как раз занимается изучением таких организмов — субтропических видов лишайников. Он находит места их обитания, собирает, сушит, а потом всесторонне изучает. Молодой ученый, проект которого получил поддержку в виде гранта Президента России, с удовольствием поделился с читателями «Поиска» нюансами своей увлекательной работы.
— Сергей, лишайник — довольно необычное явление природы. Он похож на растение, но таковым не является. Представьте, пожалуйста, предмет ваших исследований.

— Лишайники, как известно из школьного курса по биологии, — это симбиотические организмы, тело которых (таллом) в основном образовано грибом (микобионтом), внутри которого находятся водоросли, или ци­анобактерии (фотобионт). Микобионт обеспечивает фотобионт водой, минералами, защищает от губительных воздействий внешней среды. Взамен водоросли производят питательные вещества, излишек которых потребляет микобионт.
Именно такое сожительство нескольких разных организмов способствовало образованию лишайниковых веществ. В основном их образует микобионт. Одни соединения играют защитную роль, предохраняя водоросли от негативных влияний окружающей среды, другие защищают лишайник от поедания насекомыми и животными. Они накапливаются в талломе и окрашивают их в разные цвета — от белого, желтого, оранжевого до зеленого, коричневого, черного. Какие-то вещества аккумулируются внутри таллома и влияют на размножение водорослей и их способность производить питательные вещества в избытке. Для каждого вида характерен свой состав вторичных метаболитов.
— Откуда на Дальнем Востоке субтропические лишайники, регион ведь находится в умеренном климатическом поясе?
— Да, к субтропикам Дальний Восток России не относится. Субтропический климат, если рассматривать прибрежные территории, характеризуется большим количеством осадков (600-2500 миллиметров в год), высокой влажностью воздуха (80% и выше), жарким тропическим летом и довольно теплой (выше нуля градусов Цельсия) зимой. Несмотря на то, что на Дальнем Востоке России зимы холодные, а по количеству осадков наблюдается большой разброс (от 200 миллиметров в год на севере и до 1000 миллиметров в год на юге), высокая относительная влажность воздуха (от 65% до 95% и выше) создает подходящие условия для произрастания здесь субтропических видов лишайников.
— Как много их на Дальнем Востоке?
— Основной ареал субтропических видов лишайников расположен, естественно, в субтропиках, они включают в себя представителей кустистых, листоватых, а также накипных жизненных форм. Последняя — наиболее многочисленная. Такие лишайники проникают из субтропических районов на Дальний Восток России в основном, как я уже сказал, из-за высокой относительной влажности воздуха, особенно в южной части. Благодаря этому лихенофлора Дальнего Востока, то есть исторически сложившаяся совокупность видов лишайников, существенно отличается от лихенофлоры остальной части России. В нашей стране их насчитывается более 1000 видов, около 10% — субтропические. Большинство встречается в лесной зоне, особенно в темнохвойных и хвойно-широколиственных старовозрастных и малонарушенных лесах. Именно в таких сообществах формируются подходящие микроклиматические условия (влажность воздуха, освещение, температура) для произрастания субтропических видов.
— Чем интересны такие лишайники?
— История исследований биоразнообразия лишайников на Дальнем Востоке России длительная, около 120 лет. Тем не менее регион до сих пор остается плохо изученным. В основном это связано с труднодоступностью многих районов, а также отсутствием необходимой литературы для определения. Большинство субтропических видов относится к группе накипных лишайников, которые очень сложны для определения. Изучение группы субтропических видов позволит улучшить наши знания о биоразнообразии региона и России в целом.
— Как в вашем случае выглядит исследовательский процесс?
— Один из самых приятных моментов в нашей работе — это возможность выезжать в места обитания лишайников. Для их сбора нужно не так уж и много: нож, зубило, молоток, лупа, бумажный конверт и желание найти что-то новое, интересное. Лишайники растут на самых разных типах субстратов — почве, гниющей древесине, коре, камнях, мхах и даже костях. Накипные и некоторые листоватые плотно прирастают к субстрату, поэтому собирают их с кусочками коры, древесины, поч­вы и мхов (для этого очень хорошо подходит нож). А виды, растущие на камнях, часто приходится откалывать с помощью молотка и зубила.
Затем образцы нужно высушить при комнатной температуре. Это важно, так как иначе их быстро съест плесень, и такой материал уже не будет пригоден для работы. А после сушки он благодаря лишайниковым веществам не нуждается в дополнительной обработке и может храниться десятки и сотни лет.
По завершении полевых работ наступает период обработки материалов. Большинство образцов определяется быстро. В случае с субтропическими лишайниками приходится искать статьи по отдельным группам и пользоваться определителями, составленными для тропических регионов.
Для некоторых плохо изученных и сложных в определении групп лишайников мы проводим дополнительные исследования. Например, при объяснении некоторых видов необходимо знать состав вторичных метаболитов. В таких случаях мы отбираем материал для хроматографии. Суть метода в том, что разные вещества движутся с разной скоростью в одной и той же среде — это позволяет их разделить.
Также мы используем методы выделения ДНК. Это довольно рутинная работа, но обеспечивающая высокую точность результатов. Она позволяет нам понять, является ли данный вид новым для науки или уже известным. Для редких и малоизвестных видов интересно строить карты распространения. Для их создания используем программу MapInfo.
— Может ли быть у лишайников или их веществ практическое применение?
— Человек научился использовать их в своих целях. Раньше из них делали краску, некоторые вещества имеют антибиотические свойства и применяются в народной медицине, другие способны подавлять рост отдельных видов растений и грибов. С развитием технологии необходимость добычи этих веществ из лишайников отпала, так как появились методы быстрого синтеза нужных веществ в большом объеме. Например, это усниновая кислота, которая широко используется в косметике.
Однако свойства некоторых веществ у лишайников еще не известны. Вполне вероятно, что в ходе исследования состава вторичных метаболитов мы обнаружим новые соединения, полезные для фармацевтической, косметической, пищевой промышленности и животноводства. Благодаря своей природе лишайники очень чутко реагируют на малейшие изменения окружающей среды. Поэтому не исключено, что некоторые субтропические виды могут оказаться хорошими индикаторами старовозрастных и малонарушенных лесных сообществ, которые нуждаются в охране. Наличие ряда видов в том или ином лесном сообществе будет говорить нам о том, что оно относится к старовозрастным, где сложились подходящие условия. И, наоборот, если нарушается режим увлажнения из-за вырубок или пожаров, то такие виды первыми будут сокращать свою численность и исчезать.

Фирюза Янчилина

Нет комментариев