НОВОЕ В БИОРАЗНООБРАЗИИ

Оценка состояния и динамики современного биоразнообразия в горных экосистемах в условиях наблюдаемых климатических изменений и усиливающегося антропогенного воздействия на природу Арктики — фундаментальная научная проблема. О подходах к ее решению рассказала «НУ» ведущий научный сотрудник, руководитель группы геоботаники и сравнительной флористики отдела флоры и растительности Севера, кандидат биологических наук Елена Патова:

— Объект нашего изучения — почвенные водоросли и цианобактерии биологических почвенных корок мерзлотных почв Урала. Это автотрофные организмы, которые способны к фотосинтезу, как и высшие растения. Цианобактерии также являются ведущей группой азотфиксаторов (микроорганизмов, усваивающих молекулярный азот воздуха) в наземных экосистемах. Это важные компоненты почвенной биоты, обеспечивающие ее дыхание и поступление органического вещества в почвы. Особенно значительна их роль в горных регионах и в Арктике. Здесь на нарушенных и оголенных грунтах, образующихся на обширных площадях в результате мерзлотных процессов, водоросли и цианобактерии обеспечивают условия для восстановления растительности и служат основной пищей для разно-образных групп почвенных беспозвоночных животных.

Материал для исследований мы собрали в ходе экспедиций на Полярный и Приполярный Урал. Новым направлением для нашего коллектива стало использование современных метагеномных подходов к изучению разнообразия водорослей и цианобактерий. 

Впервые для северных регионов Урала на основе метагенетических и морфологических подходов мы дали оценку активного и скрытого разнообразия почвенных цианобактерий и водорослей. Было выявлено 422 вида, на основе морфологических подходов определено 343. Применение ДНК-метабаркодинга позволило выявить дополнительно значительную часть трудного для идентификации скрытого биоразнообразия. Выявлено 235 видов, из них 60 новых для Урала, 54 — для почв России. Также мы выделили более 200 таксонов, которые не удалось идентифицировать до вида. Пока мы описали три новых для науки вида — две цианобактерии и одну зеленую водоросль. Возможно, среди пока не идентифицированных таксонов есть и другие новые виды, и мы, конечно же, продолжим анализ полученных данных.

Результаты этих исследований имеют как фундаментальное, так и прикладное значение. Прежде всего, они необходимы для оценки биоразнообразия микроорганизмов горных почв. Водоросли также служат хорошими индикаторами климатических изменений в горных и арктических экосистемах. А некоторые из выделенных видов могут использоваться в биотехнологии как перспективные продуценты биологически активных веществ — каротиноидов, витаминов, биодобавок, агентов очистки загрязненных вод и почв.