Образец лишайника. Фото Анастасии Тамаровской / ФИЦ КНЦ СО РАН
Красноярские ученые впервые обнаружили, что лишайники, растущие на живых деревьях, при повышении влажности способны выделять парниковый газ метан. Этот процесс может иметь значительные последствия для обмена парниковых газов в лесных экосистемах региона при изменении климата и режима осадков. Результаты исследования опубликованы в журнале Forests.
Изменение климата особенно заметно в Сибири, где отмечаются высокие темпы потепления. Одной из причин этих изменений, по данным ученых, является увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере.
Исследователи из ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» и СФУ оценили возможность выделения парниковых газов эпифитными, то есть растущими на живых деревьях, лишайниками в лесах Средней Сибири. Они впервые показали, что при повышении влажности лишайники способны выделять метан в течение длительного периода. Это позволяет предположить, что при изменении климата и режима выпадения осадков лишайники будут вносить достаточно большой вклад в обмен парниковых газов в лесных экосистемах Сибири.
Лишайники широко распространены и встречаются в различных лесных экосистемах, включая сибирские леса, которые особенно уязвимы к изменениям климата. Специалисты изучили три вида лишайников: пармелию бороздчатую Parmelia sulcata Taylor, гипогимнию вздутую Hypogymnia physodes (L.) Nyl и эвернию мезоморфную Evernia mesomorpha Nyl., произрастающие в экологическом парке «Гремячья Грива» в Красноярске. Эти виды лишайников являются наиболее распространенными в Сибири. Ученые обнаружили, что способность лишайников к выделению парниковых газов изменяется под воздействием осадков. После повышения влажности лишайники выделяют больше парниковых газов.
«Помимо поглощения парниковых газов, лишайники могут выделять их, например, углекислый газ, закись азота и метан. Предыдущими исследованиями установлено, что выбросы метана и диоксида углерода растениями, размножающимися спорами, возрастают при температуре выше 20°С, а мы подтвердили это на эпифитных лишайниках. Характер выбросов или поглощения парниковых газов у лишайников может также измениться из-за более частых экстремальных дождей или засух. Метан будет быстрее поступать в атмосферу в более влажные периоды. Это показывает важность и необходимость учитывать лишайники в моделях, оценивающих реакцию цикла углерода в природных экосистемах на изменение климата», — рассказала Оксана Масягина, кандидат биологических наук, научный сотрудник Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН.
В состав лишайников входят зеленые водоросли, цианобактерии, бактерии и грибы. При этом зеленые водоросли, которые осуществляют процесс фотосинтеза, особо чувствительны к токсическому воздействию. Отмечено, что у лишайников из-за загрязненной атмосферы может подавляться процесс фотосинтеза, в ходе которого углекислый газ и вода превращаются глюкозу, а кислород является побочным продуктом реакции. Как следствие, они поглощают меньше углекислого газа. К тому же лишайники обладают способностью накапливать загрязнители, присутствующие в воздухе, поэтому в условиях сильного загрязнения их рост и развитие могут быть затруднены.
«В настоящее время исследователи относят леса, где были собраны лишайники, к зонам с низким или умеренным уровнем загрязнения. Однако рядом, в юго-западном направлении, есть тепловые электростанции и домохозяйства частного сектора, которые десятилетиями используют уголь для отопления. Наши измерения подтверждают, что лишайники, расположенные на южной и западной сторонах стволов деревьев, подвержены более сильному воздействию загрязненного воздуха. В результате они накапливают больше вредных химических веществ, вероятно, тяжелых металлов и продуктов сгорания угля. Накопившиеся в них токсичные вещества подавляют физиологическую активность, в частности, фотосинтез», — заключила Оксана Масягина.
Исследование поддержано Российским научным фондом (грант № 23-24-00167).
Информация и фото предоставлены Федеральным исследовательским центром «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук»