Найдены виды организмов, первыми заселяющие техногенные пустоши Арктики — Naked Science
9 июля
КНЦ РАН

Найдены виды организмов, первыми заселяющие техногенные пустоши Арктики

4.5

Сотрудники Института проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра РАН нашли виды организмов, первыми заселяющих техногенные пустоши Арктики.

Вид на комбинат “Североникель” / ©Пресс-служба КНЦ РАН

Криптогамные (от двух греческих слов crypto – «скрытый», «тайный» и gameein – «брак», то есть «тайнобрачные») организмы не имеют цветков и распространяются спорами или вегетативным способом. Относящиеся к этой группе мхи, печеночники и лишайники играют большую роль в арктических экосистемах.

Они невелики, могут образовывать плотные пленки или дерновинки, что позволяет сохранять влажность и температуру, а также способны развиваться на разнообразных субстратах, в том числе на скалах и голом минеральном грунте. Особенности лишайников и мохообразных дают им дополнительные преимущества к выживанию в суровых условиях. Без криптогамных организмов невозможно формирование растительных сообществ.

Техногенная пустыня на северном склоне горы Сопча в районе первого участка –– здесь не обитают ни лишайники, ни какие-либо сосудистые растения и отмечены только три вида мохообразных / ©Пресс-служба КНЦ РАН

Известна повышенная чувствительность мохообразных и лишайников к загрязнению воздуха. В Мурманской области деятельность горно-промышленного комплекса привела к исчезновению многих видов мхов и лишайников, а также к нарушению и почти полному разрушению растительных сообществ вокруг некоторых предприятий. Последние годы промышленные выбросы снижаются, что дает нарушенным экосистемам возможность начать восстанавливаться.

Уже наблюдаются положительные сдвиги в напочвенном покрове на расстоянии нескольких десятков километров от источников загрязнения, но на непосредственно прилегающих к ним участках нет ни мхов и лишайников, ни каких-либо высших сосудистых растений. Проблема в восстановлении техногенных пустынь – не только в высоком уровне загрязнения воздуха, но и в разрушении почвенного покрова, а также нарушении питательного режима почв.

Эксперименты по восстановлению растительного покрова в окрестностях Мончегорска, где находится самая печально знаменитая техногенная пустошь Мурманской области, ведутся уже два десятка лет, однако в их основе лежит искусственное восстановление растительности. Естественное заселение пустошей аборигенными видами до сих пор никто не изучал.

Сотрудники Института проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра РАН сделали первый шаг в изучении динамики восстановления напочвенного покрова сверхзагрязненных техногенных пустынь, где, в отличие от техногенных пустошей, не выживают никакие высшие сосудистые растения. Статья об этом вышла в журнале «Лесоведение».

На расстоянии от 1,7 до 10 километров в зоне воздействия комбината «Североникель» ученые заложили учетные площадки для выявления видового состава лишайников и мохообразных. Также были отобраны выпадающие на различном расстоянии от комбината осадки и изучено содержание загрязняющих веществ в них, а также в подстилающем горизонте почв на всех площадках.

Исследование показало, что при приближении к источнику загрязнений количество видов в напочвенном покрове, ожидаемо, сокращается, и на первых трех километрах сосудистых растений нет. Собственно, отсутствует сам напочвенный покров в привычном значении этого термина. Первыми поселенцами, выдерживающими максимальные уровни загрязнения, оказались печеночник нардия чашевидная (Nardia geoscyphus) и листостебельные мхи дикранелла зобатая (Dicranella cerviculatа) и полия поникшая (Pohlia nutans).

На дернинках, образованных живыми или отмершими мохообразными, при удалении от комбината поселяется один из немногих видов лишайников, приспособившихся к высокой концентрации тяжелых металлов, – стереокаулон почти-пепельный (Stereocaulon leucophaeopsis). На большем расстоянии от источника загрязнения видовой состав криптогамных организмов увеличивается, появляются и сосудистые растения, например, мятлик луговой, иван-чай узколистный, смолка альпийская, а также береза Черепанова и ива северная. Увеличиваются обилие и площадь, покрытая мхами и лишайниками.

Мох Pohlia nutans –– один из первых поселенцев на техногенных пустошах, произрастает в углублениях, где скапливается влага / ©Пресс-служба КНЦ РАН

Таким образом, ученые выяснили: пионеры заселения техногенных пустынь — это традиционно считающиеся «привередливыми» мохообразные. Удалось впервые выявить самые устойчивые к загрязняющим соединениям организмы: это печеночники изопахес двухгородчатый (Isopaches bicrenatus), нардия чашевидная, гимноколея вздутая (Gymnocolea inflatа) и соленостома густолистная (Solenostoma confertissimum) и мхи полия поникшая и дикранелла зобатая, которые формируют живой напочвенный покров, пригодный для заселения другими видами-пионерами – лишайниками стереокаулонами почти-пепельным и шляпковидным. Чем выше влажность, тем активнее происходит заселение почв криптогамными организмами.

Эти виды очень устойчивы к токсическому воздействию и высоким концентрациям тяжелых металлов. Впервые установлено, что несмотря на отсутствие корней и, казалось бы, меньшую зависимость от почвенных загрязнений, без «подложки» из мхов даже эти лишайники не могут выжить на нарушенных территориях.

Полученные данные позволяют прийти к заключению, что восстановление растительности, уничтоженной в результате деятельности промышленных предприятий, начинается не через сто лет после снижения нагрузок (как предполагалось ранее), а намного раньше. Пионерами будут выступать токсикотолерантные виды лишайников и мохообразных, которые постепенно готовят основу для поселения других растений. Несомненно, требуется провести исследование в течение более длительного времени и расширить площадь их проведения, чтобы можно было сделать более однозначные выводы. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Кольский научный центр Российской академии наук (бывший Кольский филиал Академии наук СССР) имени С. М. Кирова, объединение научных учреждений РАН на Кольском полуострове.
8 часов назад
Александр Березин

СМИ всего мира принялись рассказывать, что новые штаммы возникли из-за ослабления ограничений, снятия масок, а то и под воздействием вакцин. Якобы те оказали эволюционное давление, заставляющее вирус обходить вакцинную защиту. Увы, реальная биология указывает на совсем иную — и более устрашающую — картину. Разбираемся в деталях.

30 июля
Мария Азарова

Генеральный конструктор «Энергии» и руководитель полета российского сегмента МКС Владимир Соловьев назвал причину незапланированного включения двигателей нового модуля «Наука», из-за которого станцию развернуло на 45 градусов.

31 июля
Василий Парфенов

Изучение загадочной короны черной дыры, образованной рентгеновским излучением, преподнесло интересное открытие. Космические телескопы XMM-Newton и NuSTAR смогли «увидеть» свет, отраженный веществом сразу позади невероятно массивного объекта. И хотя это очередной раз подтверждает общую теорию относительности, про основной объект исследований ученые почти не получили новых данных.

27 июля
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

28 июля
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: