Российские ботаники разрабатывают карту генетического разнообразия редких реликтовых растений.
Это позволит оценить состояние их популяций, выявить генотипы, которые особенно нуждаются в охране, а также станет основой для программ искусственного разведения. Эти виды имеют возраст около 20 миллионов лет и сохранились только в небольших изолированных экосистемах. Поэтому лесные пожары, заболевания или увеличивающаяся туристическая нагрузка могут привести к их полному исчезновению. По мнению специалистов, утрата этого генетического разнообразия негативно скажется на экосистемах целых регионов, что делает работу по охране реликтовых растений крайне важной.
Карта генотипов российских реликтовых растений
Сотрудники Сибирского института физиологии и биохимии растений СО РАН совместно с коллегами из Байкальского государственного заповедника проводят исследование генетической структуры редких реликтовых растений гор Южной Сибири. Эти виды находятся под угрозой исчезновения из-за возможных пожаров, лесных болезней, увеличивающейся туристической нагрузки и глобальных изменений климата. Результаты исследования позволят создать карту распределения различных ДНК-вариантов, что поможет оценить состояние их популяции и определить наиболее нуждающиеся в защите. Полученные данные также необходимы для разработки методов искусственного разведения и реинтродукции этих растений.
— Карта распределения генетических вариантов 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 говорить о том, что популяция находится под угрозой исчезновения при ухудшении условий. Таким популяциям необходимо особое внимание. Наши данные также нужны для искусственного разведения этих растений для их возвращения в дикую среду (реинтродукции). Простое засаживание территории особями с одинаковым генотипом неэффективно. Для устойчивости популяции важно обеспечить правильное сочетание различных генотипов, — отметила руководитель проекта Президентского фонда природы, старший научный сотрудник Сибирского института физиологии и биохимии растений СО РАН Марина Протопопова.
Исторический возраст реликтовых растений может достигать 20 миллионов лет. С наступлением эпохи глобального похолодания большинство из них вымерло. Однако некоторые сохранились в отдельных районах с особыми микроклиматическими условиями. Поскольку эти виды привыкли к более мягким условиям, они с трудом конкурируют с обычными. Если хрупкая экосистема будет разрушена, вместе с ней исчезнут и реликты. Утрата хотя бы одного звена может необратимо повлиять на природу региона, от которой зависит благосостояние и здоровье местных жителей.
Одно из убежищ, где сохранились такие растения, находится на хребте Хамар-Дабан на южном побережье озера Байкал. Ученые начали свою работу именно там. Первые объекты исследования включают краснокнижную ветреницу байкальскую, ветреницу алтайскую, весенник сибирский, вальдштейнию тройчатую, примулу Палласа и другие растения.
В перспективе исследование может быть расширено на реликтовые растения в других регионах нашей страны. Проект рассчитан на полтора года, и в настоящее время ученые завершают первый полугодовой этап.
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 включает 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.
— 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, — отметила Марина Протопопова.
Работа даст сотрудникам заповедников и нацпарков конкретные генетические данные, без которых невозможно разработать научно обоснованные программы по сохранению и восстановлению популяций редких видов.
После завершения проекта начнется внедрение рекомендаций в непосредственную практику для достижения реального природоохранного эффекта. Это предполагает тесное сотрудничество 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.
Реликтовые растения представляют собой значительную ценность для ученых, так как позволяют проследить эволюцию жизни на планете и понять, как эти виды будут реагировать на глобальное потепление. Исследование также поможет определить границы защитных зон для реликтов, что крайне важно для их сохранения, отметил координатор программы экологизации промышленности Центра охраны дикой природы Игорь Шкрадюк.
Этот проект имеет важное значение, поскольку впервые применяет молекулярно-генетические методы к редким реликтовым видам Южной Сибири, чья генетическая структура ранее не была известна. Это позволяет реконструировать историю их выживания и оценить современную устойчивость к антропогенному давлению. Для видов, включенных в Красную книгу РФ, генетическое разнообразие является основой научно обоснованных мер охраны, добавил член Общественного совета Базовой организации государств — участников СНГ по экологическому образованию, руководитель образовательного центра «Возрождение природы» Владимир Пинаев.
Фото: hi-tech.mail.ru