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 Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
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