Ученые оценили влияние городов и заводов на микробное разнообразие почв в Арктике
Исследователи выяснили, что в арктических городах, в частности Апатитах, разнообразие почвенных микроорганизмов примерно на 43 процента выше, чем в природных почвах. Это связано с тем, что при создании городских зеленых зон часто используются почвенные смеси, обогащенные углеродом и питательными веществами, необходимыми для микроорганизмов. При этом вблизи металлургических заводов, напротив, состав микробных сообществ оказался беднее, что может негативно сказываться на круговороте веществ в экосистеме и состоянии местной растительности.
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в Geoderma Regional. Арктические почвы подвергаются значительным изменениям в результате человеческой деятельности, в частности работы горнодобывающих, металлургических и других предприятий, а также под воздействием развития городов. Так, в почвах могут накапливаться тяжелые металлы, нефтепродукты, пестициды и другие вредные вещества, негативно влияющие на почвенные микробные сообщества. Поскольку микроорганизмы участвуют в круговороте питательных веществ — разложении органических соединений и доставке неорганических растениям, — важно отслеживать влияние промышленной деятельности и городской среды на них.
Ученые из Российского университета дружбы народов имени Патриса Лумумбы (Москва) с коллегами с помощью молекулярно-генетических методов исследовали разнообразие и численность микроорганизмов в природных, промышленно загрязненных и городских почвах Мурманской области. Авторы отобрали образцы почв в Мурманске (крупнейшем городе региона), Апатитах (городе, в пять раз меньшем по численности населения), а также вблизи двух заводов — медно-никелевого в городе Заполярном и алюминиевого в Кандалакше.
При этом в Мурманске и Апатитах исследователи отбирали образцы с учетом большого пространственного разнообразия городских почв: в жилых районах и общественных зонах в разных частях городов. В Кандалакше и Заполярном образцы взяли на разном расстоянии (от 1,5 до 50 километров) от заводов, которые служат основными источниками загрязнения почв. В качестве контроля использовались условно фоновые почвы, которые не подвергаются влиянию человеческой деятельности.
Затем ученые определили химический состав почв. Оказалось, что почвы вблизи медно-никелевого завода содержали почти в 100 раз больше никеля и в 60 раз больше меди, чем природные. В почвах около алюминиевого завода оказалось в 22 раза больше фтора и алюминия, чем в естественных условиях.
Кроме того, исследователи расшифровали последовательности молекул ДНК, содержащихся в образцах, и оценили видовой состав и численность почвенных микроорганизмов.
Анализ показал, что микробные сообщества в почвах Мурманска и Апатитов были схожи: в них преобладали представители крупнейшей бактериальной группы протеобактерий (Proteobacteria), а также микроскопические грибы-аскомицеты (Ascomycota). При этом количество видов микроорганизмов в почвах городских зеленых зон оказалось на 43% выше, чем в природных. Одна из причин состоит в том, что при создании зеленых зон, например, газонов, используют искусственные почвенные смеси, которые содержат больше углерода и питательных веществ, необходимых для жизнедеятельности бактерий, чем природные почвы. Таким образом, городская среда способствует созданию новых ниш, которые повышают микробное разнообразие.
В промышленных зонах — вблизи медно-никелевого и алюминиевого заводов — состав почвенных микроорганизмов оказался значительно изменен по сравнению с природными территориями и городскими почвами, отдаленными от предприятий. Здесь микробное разнообразие в целом оказалось снижено, и это может указывать на менее эффективный круговорот питательных веществ и медленное разложение органических веществ в почве — процессы, обеспечивающие стабильность всей экосистемы.
При этом в почвах в районе медно-никелевого завода по сравнению с естественными количество актиномицетов — «нитчатых» бактерий — уменьшилось на 31 процент, а фотосинтезирующих бактерий Chloroflexii и микроскопических грибов-аскомицетов возросло в 157 раз и в 1,2 раза соответственно. Это говорит о том, что последние группы микроорганизмов оказались наиболее устойчивы к загрязнению почвы никелем и медью.
Почвенные микробные сообщества вблизи алюминиевого завода имели менее выраженные изменения, а преобладающими группами микроорганизмов в них были Proteobacteria и Basidiomycota — грибы, формирующие плодовые тела в виде ножки и шляпки.
«Поскольку в Арктике активно развиваются города и промышленность, необходимо отслеживать, как подобная деятельность влияет на микробные сообщества почвы. Это влияние важно учитывать при разработке стратегий для смягчения негативных последствий антропогенного влияния и поддержания здоровых и устойчивых экосистем Арктики. В дальнейшем мы планируем подробнее изучить функциональную структуру микробных сообществ городских экосистем и найти ключевые виды в различных нишах.
Эти виды играют решающую роль в поддержании структурной целостности экосистем, влияя на динамику и устойчивость сообществ. Кроме того, мы будем исследовать, как изменяется функциональная и видовая структура микробных сообществ при таких условиях как потепление климата в Арктике и использование противогололедных средств в городах», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Мария Корнейкова, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории арктических урбоэкосистем научного центра «Смарт технологии устойчивого развития городской среды в условиях глобальных изменений» РУДН имени Патриса Лумумбы.
Ранее авторы определили, что микроорганизмы, населяющие почвы арктических городов, осуществляют химические превращения углеродсодержащих молекул быстрее, чем обитатели природных территорий. Из-за этого в городах почвы активнее «дышат», то есть выделяют углекислый газ в атмосферу, и тем самым вносят значительный вклад в изменение климата.
В исследовании также принимали участие сотрудники Почвенного института имени В.В. Докучаева (Москва), Института географии РАН (Москва), Полярно-альпийского ботанического сада-института имени Н.А. Аврорина КНЦ РАН (Апатиты), Института проблем промышленной экологии Севера КНЦ РАН (Апатиты) и Вагенингенского университета (Нидерланды).
Telegram 
Дзен 
VK Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Долгое время считалось, что гигантские стрекозообразные, жившие 300 миллионов лет назад, стали такими из‑за высокого содержания кислорода. Тогда в атмосфере его было около 30% вместо сегодняшних 21%. Учёные полагали, что крупные насекомые задохнулись бы в нашей атмосфере. Но оказалось, что это не так.
Считается, что современная музыка стала простой и даже примитивной. Ученые из Италии математически проверили эту гипотезу и подтвердили, что даже самые сложные жанры со временем стали дрейфовать к простоте и повторам одних и тех же составляющих.
Шведские биологи отследили миграцию обыкновенного соловья с помощью миниатюрных датчиков-рюкзаков. Как оказалось, при пересечении Сахары и Аравийской пустыни птицы летят только по ночам и не ищут пищу. Соловьи преодолевают пустыню без дозаправки, полагаясь лишь на накопленный заранее жир.
Вода из другой звездной системы оказалась не похожа на земную: в составе третьего межзвездного объекта нашли рекордное содержание дейтерия — тяжелого изотопа водорода. Этот химический след указывает на необычные условия формирования системы, где возникла комета, и меняет представления о сценариях рождения далеких планетных систем.
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно