- Статьи
- Наука и техника
- Впустить корни: ДНК-карта редких реликтовых растений поможет спасти их от вымирания
Впустить корни: ДНК-карта редких реликтовых растений поможет спасти их от вымирания
Российские ботаники создают карту генетического разнообразия редких реликтовых растений. Она позволит оценить состояние их популяций, выявить генотипы, наиболее нуждающиеся в охране, а также станет основой для программ искусственного разведения. Эти виды, возраст которых составляет около 20 млн лет, сохранились лишь в небольших изолированных экосистемах. Поэтому лесные пожары, болезни или растущая туристическая нагрузка могут привести к их полному исчезновению. По мнению экспертов, утрата этого генетического разнообразия окажет негативное влияние на экосистемы целых регионов, поэтому работа по сохранению реликтовых растений имеет важное значение.
Карта генотипов российских реликтовых растений
Специалисты Cибирского института физиологии и биохимии растений СО РАН совместно с коллегами из Байкальского государственного заповедника проводят изучение генетической структуры редких реликтовых растений гор Южной Сибири. Эти виды находятся под угрозой исчезновения из-за возможных пожаров, болезней леса, растущей туристической нагрузки и глобальных климатических изменений. По результатам исследования ученые планируют создать карту распространения различных ДНК-вариантов, которая поможет оценить состояние их популяции и определить наиболее нуждающиеся в защите. Полученные данные также необходимы для разработки методов искусственного разведения и реинтродукции этих растений.
Участники экспедиции
— Карта распределения генетических вариантов у реликтовых видов поможет понять, какие генотипы уникальны, а какие более распространены. Мы определим, какие именно популяции наиболее подвержены возможному негативному влиянию. Низкое генетическое разнообразие будет означать, что популяция находится под угрозой исчезновения при ухудшении условий. Таким популяциям требуется особое внимание. Наши данные также нужны для искусственного разведения этих растений для их возвращения в дикую среду (реинтродукции). Просто засадить территорию особями с одинаковым генотипом неэффективно. Для устойчивости популяции важно обеспечить правильное сочетание разных генотипов, — сказала руководитель проекта Президентского фонда природы, старший научный сотрудник Сибирского института физиологии и биохимии растений СО РАН Марина Протопопова.
Ветреница алтайская
Исторический возраст реликтовых растений может достигать 20 млн лет. С наступлением эпохи глобального похолодания большинство из них вымерли. Однако некоторые сохранились в отдельных районах с особым микроклиматом. Так как эти виды приспособлены к более мягким условиям существования, они с трудом конкурируют с обычными. А если хрупкая экосистема разрушится, то вместе с ней погибнут и реликты. Исчезновение хотя бы одного звена может необратимо сказаться на природе региона, от которой напрямую зависит благополучие и здоровье живущих там людей.
Одно из убежищ, в которых сохранились такие растения, расположено на хребте Хамар-Дабан на южном побережье озера Байкал. Ученые начали свою работу именно там. Первыми объектами исследования станут краснокнижная ветреница байкальская, ветреница алтайская, весенник сибирский, вальдштейния тройчатая, примула Палласа и другие растения.
Высокогорья хребта Хамар-Дабан
В перспективе исследование может быть расширено на реликтовые растения в других районах нашей страны. Проект рассчитан на полтора года. Сейчас ученые завершают первый полугодовой период.
Внедрение в практику
Исследование включает три основных этапа. Первый — экспедиции по сбору образцов растений и оценке состояния их популяций. Второй — лабораторный анализ ДНК и биоинформационная обработка полученных данных. Третий этап предполагает обобщение результатов, подготовку научных публикаций и разработку практических рекомендаций по сохранению генофонда реликтовых видов. В дальнейшем планируется проведение экспедиций в предгорья и высокогорные районы хребта Хамар-Дабан, а также Восточного и Западного Саяна.
Работа по сбору материала
— Реликтовые растения, по сути, — «живые ископаемые». Их ДНК хранит историю прошлых климатических изменений и катастроф. Понимая, как они выживали миллионы лет назад, мы можем составить прогнозы изменений растительного покрова Земли в условиях современных климатических сдвигов, — сказала Марина Протопопова.
Работа даст сотрудникам заповедников и нацпарков конкретные генетические данные. Без них невозможно разработать научно обоснованные программы по сохранению и восстановлению популяций редких видов, добавила она.
Примула Палласа
После завершения проекта начнется внедрение рекомендаций в непосредственную практику для достижения реального природоохранного эффекта. Это предполагает плотную совместную работу со специалистами особо охраняемых природных территорий (ООПТ), на которых сосредоточены ареалы реликтовых растений.
— Данные о генетических особенностях реликтовых растений необходимы как для научных исследований, так и для разработки мер по их сохранению. Они имеют большую практическую ценность. Если эту работу грамотно организовать с привлечением профильных экспертов, а полученные результаты передать в ООПТ, это позволит добиться реального эффекта, — сказала директор АНО «Эколого-просветительский центр «Заповедники» Наталья Данилина.
Вальдштейния тройчатая
Реликтовые растения имеют большую ценность для ученых, так как позволяют проследить эволюцию жизни на планете и понять, как эти виды будут реагировать на глобальное потепление. Исследование также позволит определить границы защитных зон для реликтов, что очень важно для их сохранения, отметил координатор программы экологизации промышленности Центра охраны дикой природы Игорь Шкрадюк.
Проект важен, поскольку впервые применяет молекулярно-генетические методы к редким неморальным реликтам Южной Сибири, чья генетическая структура ранее была неизвестна. Это позволяет реконструировать историю их выживания и оценить современную устойчивость к антропогенному прессу. Для видов, включенных в Красную книгу РФ, генетическое разнообразие — основа научно обоснованных мер охраны, отметил член Общественного совета Базовой организации государств — участников СНГ по экологическому образованию, руководитель образовательного центра «Возрождение природы» Владимир Пинаев.
Коллектив проекта
Проект реализуется при поддержке Президентского фонда природы.
