До недавнего времени вид цианобактерий – Pseudoaliinostoc murmanicum встречался преимущественно в Юго-Восточной Азии, но как, выяснили исследователи, и в высоких широтах он тоже существуют. Новый вид был выявлен во время исследований отвалов золы Апатитской ТЭЦ . Такая находка вселяет надежду на то, что с помощью этого вида будет решена сложнейшая проблема рекультивации отвалов промышленных производств и техногенных пустошей в Мурманской области. Грант РНФ, в рамках которого уже второй год ведут свои исследования авторы статьи, как раз и направлен на поиск штаммов местных цианобактерий, с помощью которых возможна разработка технологий рекультивации бесплодных земель.
Как рассказал Денис Давыдов, работа по гранту началась в 2025 году и завершится в 2027-м. Первый этап – обследование существующих техногенных субстратов и различных отходов обогащения или отходов после сжигания угля на ТЭЦ. К примеру, на Апатитской ТЭЦ, где проходили исследования, есть несколько участков. Они разновозрастные. Есть свежие, куда постоянно происходит сливы ТЭЦ, а есть и старые, 30-летней давности, где уже идет естественное восстановление растительности.
На первом этапе работы мы обследовали разновозрастные участки зольных отвалов и собирали пробы, выращивали цианобактерии в лаборатории, изучали видовой состав и получали чистые культуры для генетического анализа каждого штамма, чтобы выделить организмы, понять, что это за виды, подтвердить видовую принадлежность. А далее, когда культура выделена, с ней можно экспериментировать, – отмечает Денис Александрович. – И в процессе этой работы были найдены штаммы, которые невозможно было отнести к известным видам цианобактерий. Так что на втором этапе исследований была проведена более фундаментальная и теоретически значимая работа. Мы провели морфологическое изучение культуры под микроскопом, исследовали референсную последовательность ДНК и построили генетическое дерево, посмотрели генетическое расстояние от других известных видов и стало понятно, что это новый для науки вид цианобактерий, То, что он обитает вдали от своих ближайших родственников, да еще и на необычном техногенном субстрате, делает этот вид уникальным на сегодняшний день. Вот чему посвящена статья в «Plants»
В чем же будут заключаться последующие исследования в рамках этого проекта?
Дальше будут идти работа по выращиванию этой цианобактерии в лабораторных условиях и тестирование ее на применимость к рекультивации «хвостов» – отходов флотации при переработке апатит-нефелиновых руд. Здесь задача будет заключаться в том, чтобы получить довольно малыми затратами «корочку», состоящую из цианобактерий, которая покрывала бы нефелиновый песок, препятствуя его пылению. Такой метод непосредственно можно было бы потом предлагать для рекультивации хвостов. Ведь цианобактерии – это организмы-пионеры. Они могут заселять обедненные территории и превращать атмосферный азот в доступные для других организмов формы.
Идея заключается именно в этом: в поиске пионерной группы организмов, которые пришли бы на голый субстрат и начали формировать первичное сообщество. А когда оно сформируется, то в него естественным путем будут внедряться растения с окружающих пространств.
Мы не построим подобную технологию за три минуты. Наша работа исследовательская, мы ищем «кандидатов» среди цианобактерий, которые в дальнейшем помогут нам попытаться создать построить технологию, – считает ученый. – Этот переход между лабораторным столом и гектарами отвалов, как всегда, самый трудный. Ну, а пока мы выполняем основную задачу гранта: проводим скрининг, нацеленный на то, чтобы обследовать различные техногенные субстраты, выделить из них виды цианобактерий, протестировать их и промоделировать зарастание отвалов в лаборатории и при экспериментах в микрокосмах.
Исследование опубликовано в журнале «Plants»: «Новая цианобактерия Pseudoaliinostoc murmanicum (Nodulariaceae) из техногенных местообитаний российской Арктики».
Источник: Минобрнауки России
