Одна из самых северных территорий, земля Франца-Иосифа, расположенная в Северном Ледовитом океане, состоит более чем из 190 островов. В связи с потеплением льды, покрывающие архипелаг, тают, и обнажившийся грунт постепенно заселяется живыми организмами. Российские ученые провели масштабное исследование, чтобы выяснить, как геоморфологические факторы, обусловленные структурой ландшафта с ее рельефом, влияют на распределение лишайников в этом регионе.
Образец участка с многоугольниками из щебня и гальки, покрытый лишайниками на 80 процентов / © Sergey Kholod et al., plants
Лишайники — удивительные организмы, представляющие собой симбиотические ассоциации грибов и микроскопических зеленых водорослей или цианобактерий. Сочетая в себе свойства грибов и водорослей, они являются одними из немногих форм жизни, способных выживать в экстремальных арктических условиях. В Арктике лишайники играют важную роль в экосистеме: участвуют в формировании почвы и служат источником пищи для некоторых животных.
Команда ученых поставила перед собой цель понять, как высота над уровнем моря, расстояние до ледника, угол наклона склонов и их экспозиция (ориентация относительно сторон света) влияют на различные виды лишайников. В исследовательскую группу вошли сотрудники Санкт-Петербургского государственного университета, Ботанического института имени В. Л. Комарова РАН и Полярно-альпийского ботанического сада-института имени Н. А. Аврорина Кольского научного центра РАН.
Лишайники — первопроходцы в освоении новых территорий. Однако их распределение неравномерно и зависит от целого ряда экологических факторов, к которым относятся не только близость к морю и абсолютная высота местности, но и менее очевидные элементы, например, интенсивность перемещения грунта под действием силы тяжести или под действием воды, медленное скольжение влажной почвы вниз по склону, а также первичное выветривание горных пород. Отступление ледников, начавшееся относительно недавно, оставляет после себя уникальные, только что образовавшиеся территории. Некоторые из них все еще покрыты льдом, а другие представляют собой влажные почвы с редкими участками устойчивой земли. Это создает сложности для формирования непрерывного лишайникового покрова, делая такие места предметом особого интереса для исследователей.
Самые обширные участки, свободные от льда, находятся на острове Земля Александры, где расстояние до края ледника достигает 12 километров. По мере удаления от ледника начинает проявляться влияние морского побережья, образуя сложные экологические градиенты, в которых сочетаются как расстояние до моря, так и до ледника. Большую роль играют и температурные условия. Летом они на разных островах могут сильно отличаться, что также влияет на распределение и разнообразие лишайников. Широтная и высотная зональность в условиях архипелага проявляются неявно. На многих островах границы ледников находятся на высоте более ста метров над уровнем моря, что прерывает серию высотных поясов и делает изучение глобальных экологических закономерностей особенно сложным.
Таким образом, архипелаг Франца-Иосифа представляет собой настоящую лабораторию под открытым небом для изучения процессов колонизации территории лишайниками и взаимодействия экологических факторов в условиях полярной пустыни. Эти исследования помогают ученым лучше понять, как первичные экосистемы начинают формироваться после отступления ледников и какие факторы влияют на этот процесс наиболее существенно.
Для исследования ученые отобрали 111 видов лишайников со 130 участков архипелага. Результаты исследования, опубликованные в журнале Plants, показали, что для накипных лишайников наиболее важными факторами являются высота над уровнем моря и расстояние до ледника. Для кустистых лишайников критическими факторами оказались угол наклона и экспозиция склонов. Чем круче склон и чем более он ориентирован на юг, тем больше видов кустистых лишайников там можно найти.
Интересным наблюдением стало то, что наибольшее количество видов зарегистрировано на расстоянии от ста метров до одного километра от края ледника. Видовой состав недавно освобожденных от ледников участков нестабилен, что создает благоприятные условия для распространения лишайников. С увеличением высоты над уровнем моря и расстояния от ледника общее количество видов снижается.
Изучение лишайников на Земле Франца-Иосифа раскрывает удивительные аспекты взаимодействия природы и жизни в экстремальных условиях. Эти маленькие, но невероятно выносливые организмы показывают, как природные факторы могут формировать жизнь в самых суровых уголках нашей планеты. Результаты нового исследования помогут лучше понять динамику экосистем Арктики и могут быть полезны для разработки стратегий по сохранению биоразнообразия в условиях климатических изменений.
