В Китае идентифицированы ранее не известные виды лишайников. Уральские ученые из федерального университета совместно с коллегами из Университета Тайчжоу (Китай) собрали образцы в ходе крупномасштабной экспедиции в провинции Ганьсу и Юннань. Описание этих новых видов планируется представить в международных научных базах данных и опубликовать в специализированном научном издании.
«Мы воспроизвели маршруты двух экспедиций, состоявшихся столетие назад. В частности, в провинции Юннань мы исследовали районы, где в 1914–1916 годах работала экспедиция, возглавляемая австрийским ботаником Генрихом Хандел-Мацетти. В провинции Ганьсу мы собрали данные, соответствующие пути китайско-шведской экспедиции под руководством Свена Хедина в период с 1927 по 1935 год», — сообщил участник экспедиции, профессор кафедры биоразнообразия и биоэкологии УрФУ Александр Пауков.
В гербариях Университета Вены и Шведского музея естественной истории хранятся образцы лишайников, собранные более столетие назад, среди которых были выявлены ранее неизвестные виды. По словам исследователя, некоторая часть этих материалов была утеряна с течением времени. Российские и китайские биологи провели сбор свежих образцов в тех же районах, где ранее работали европейские ученые (маршруты зафиксированы), и в результате им удалось не только подтвердить предыдущие находки, но и идентифицировать новые, ранее не описанные таксоны.
«Прежде всего, значительная часть образцов, полученных столетие назад, в настоящее время трудно поддается исследованию, поскольку из них невозможно извлечь ДНК и провести анализ с использованием современных молекулярных технологий. Кроме того, важно, что подобная коллекция теперь доступна и в России, а не только в Швейцарии и Австрии, что дает нашим ученым возможность изучать ее не в Европе, а в Екатеринбурге», — отметил Александр Пауков.
По мнению исследователя, для изучения эволюции различных групп растений и грибов ключевое значение имеют территории, простирающиеся от провинции Ганьсу до провинции Юннань. Эти области не подвергались глобальному оледенению, однако характеризуются разнообразием условий – от пустынных ландшафтов до горных массивов. Это позволяет проводить сопоставление видового разнообразия в горных и пустынных регионах, выявляя виды с как с примитивными, так и с более развитыми характеристиками.
«Осознав это, мы сможем установить, какая территория, вероятно, является родиной конкретной группы лишайников. После этого станет возможным определить, как происходило их распространение и когда это произошло. В этом нам помогут молекулярные часы – метод, используемый для датирования эволюционных изменений. Для пояснения: мутации, в среднем, возникают с примерно одинаковой скоростью. Сравнив последовательности ДНК самых древних и наиболее развитых видов, мы сможем оценить количество различий между ними. Зная приблизительно скорость мутаций, мы сможем проследить их эволюционную историю и определить, сколько времени прошло с момента появления этих видов. Затем, установив современные ареалы распространения этих видов, мы сможем увидеть взаимосвязь между эволюцией групп лишайников и их распространением, а также то, как они могут быть связаны с климатическими условиями и геологическим прошлым континентов», — объясняет Александр Пауков.
Согласно предварительным оценкам, возраст лишайников, подлежащих изучению биологами, составляет от 40 до 60 миллионов лет.
Биологи идентифицировали не только ранее не описанные виды лишайников, но и новые для Китая. В частности, род Atrostelia, относящийся к семейству Megasporaceae, оказался новым для этой страны.
«Atrostelia представляет собой новый вид и новый род лишайников. Он был найден в высокогорных районах Китая. Ранее предполагалось, что этот вид является эндемиком Тувы. Однако, благодаря находкам в Китае, стало понятно, что он произрастает в высокогорьях Азии на высоте около 3000 метров. Существует вероятность обнаружения этого лишайника и в других регионах, таких как Монголия и Восточный Казахстан, где климатические условия схожи», — поясняет Александр Пауков.
В будущем ученые смогут присвоить имена еще не описанным видам и зарегистрировать их. Каждый новый таксон, например, будет внесен в международную базу данных MycoBank. Кроме того, образцы ДНК добавят в другую международную базу данных — GenBank. Это позволит сделать информацию о новых лишайниках доступной для исследователей по всему миру.
Экспедиция была осуществлена при содействии Российского научного фонда ( проект № научные изыскания, реализуемые в высшем учебном заведении, осуществляются при содействии Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в контексте проведения Десятилетия науки и технологий.
Справка
Лишайники представляют собой симбиотические объединения грибов (микобионтов) и микроскопических зеленых водорослей и/или цианобактерий (фотобионтов). Эти организмы относятся к числу древнейших на нашей планете, их возраст оценивается в 400–600 миллионов лет. Некоторые накипные лишайники, произрастающие на скалах в Арктике и Антарктике, считаются одними из старейших живых организмов на Земле. Возраст отдельных колоний лишайников рода Rhizocarpon geographicum в Гренландии достигает более 9000 лет.
Лишайники первыми колонизируют бесплодные поверхности, такие как обнаженные скалы, бетонные конструкции и кора деревьев. Благодаря выделению особых кислот, они разрушают эти субстраты, создавая основу для формирования первичного почвенного слоя, на котором впоследствии могут развиваться другие растения. Вероятно, лишайники сыграли важную роль в создании почвенного покрова для первых наземных видов. Рост лишайников характеризуется крайне низкой скоростью. Например, некоторые накипные формы в неблагоприятных условиях увеличиваются в размере всего на 0,2–0,5 мм в год. Для достижения размера монеты им может потребоваться несколько десятилетий. Тем не менее, на одном квадратном сантиметре коры дерева в зрелом лесу может одновременно обитать до 10–15 различных видов лишайников.
Лишайники обладают высокой восприимчивостью к загрязнению воздуха, в особенности к диоксиду серы и тяжелым металлам. Состояние атмосферы определяют по видовому составу, распространенности и общему состоянию этих организмов.
Предоставлено Отделом научных коммуникаций УрФУ, информация и фотографии