Пережившие динозавров. Древние виды растений только сегодня начинают раскрывать свои тайны. - Поиск - новости науки и техники
Поиск - новости науки и техники

Пережившие динозавров. Древние виды растений только сегодня начинают раскрывать свои тайны.

Казалось бы, лучше всего должны быть изучены древние растения, “видевшие” когда-то самих динозавров. Но нет. Не все они удостоились пристального внимания исследователей. Более того, выявляются новые виды “долгожителей”, тщательный анализ которых может привести к важным открытиям. К числу таких растений относятся печеночники. Именно их выбрал для всестороннего изучения кандидат биологических наук Евгений БОРОВИЧЕВ из лаборатории флоры и растительных ресурсов Полярно-альпийского ботанического сада-института (ПАБСИ) им. Н.А.Аврорина Кольского научного центра РАН. Молодой ученый, исследования которого поддержаны грантом Президента РФ, поделился с нашим корреспондентом подробностями об особенностях любопытных растений и о том, что даст более детальное знакомство с ними.

– Печеночники представляют собой группу высших наземных растений, – вводит в курс дела Евгений Александрович. – Их основная особенность, как и у мхов, – преобладание гаметофитной фазы в жизненном цикле. Попробую сказать проще. Различают клетки гаплоидные (с одинарным набором непарных хромосом) и диплоидные (с парными хромосомами). В норме у большинства организмов, для которых известен половой процесс, в жизненном цикле происходит правильное чередование гаплоидной (гаметофита) и диплоидной (спорофита) фаз. Не исключение и высшие растения. У цветковых растений мужские гаметофиты так малы, что помещаются внутри оболочки пыльцевого зерна, а женский гаметофит цветковых (зародышевый мешок) помещается внутри семяпочки и состоит из 7 клеток (или содержит 7 ядер). То есть у цветковых растений гаметофит представлен цветком. У папоротников, хвощей и плаунов гаметофит – это небольшое, но самостоятельное растение, иногда называемое заростком. У мохообразных же гаметофит – облиственный долгоживущий побег, он явно доминирует над спорофитом, который, по сути, паразитирует на гаметофите. Поэтому мохообразные и называют “растениями, у которых все наоборот”. Длительное время их объединяли с мхами в группу под общим названием “мохо­образные”, предполагая происхождение от единого общего предка.
Печеночники – очень древняя группа. Среди дошедших до нас видов есть современники не только мамонтов или саблезубых тигров, но и гораздо более древних животных, например динозавров. Наибольшую роль виды этой группы играют в растительном покрове северных и горных районов. В Мурманской области найдено больше 200 видов печеночников. По числу видов и степени изученности этой группы наш регион входит в число лидеров в России. Современное разнообразие печеночников, по разным оценкам, составляет от 5 до 8 тысяч видов.
Среди печеночников есть как слоевищные формы (похожие на лишайники), так и листостебельные (похожие на мхи). Их строение довольно примитивно по сравнению с сосудистыми растениями. Вариабельность признаков в большинстве из них изучена недостаточно. Это создает трудности при их идентификации и систематизации.
Часто спрашивают, почему они так называются. История названия уходит в глубь веков и связана с одним из наиболее известных и широко распространенных видов печеночников Маршанцией многообразной – многолетним слоевищным растением. Ее слоевища напомнили древнеримскому врачу и естествоиспытателю Диоскориду, автору известного трактата “О лекарственных средствах”, лопасти печени. Наука о печеночниках называется гепатикологией, это частная область бриологии (науки о мохообразных). К сожалению, ни в одном университете Мурманской области нет курса бриологии.
– Расскажите о проблеме, которую вы собираетесь решить.
– Растения, которые относятся к отряду, а точнее, к порядку маршанциевых (Marchantiales), – одна из наименее изученных групп печеночников. Опубликованных таксономических обработок всего порядка в России и в мире не существует, поэтому группа остается сложной для идентификации. Работ по молекулярной филогении (филогения – отрасль биологии о происхождении организмов друг от друга) порядка Marchantiales еще меньше. Если систематика этой группы до уровня семейств более или менее ясна, то многие вопросы внутриродовой и внутривидовой систематики не решены до сих пор, в том числе из-за наличия криптических видов (видов-двойников). Наш опыт ревизии гербарных коллекций при составлении сводки печеночников России показал, что доля ошибочных определений очень высока.
Вполне очевидно, что назрела необходимость критического исследования видов этой группы в нашей стране. Его можно выполнять, используя комплекс методов классической систематики и современного молекулярно-генетического подхода, который мы многократно и успешно применяли при изучении разнообразия печеночников России. К слову, эта работа получила признание наших и зарубежных коллег.
– Удалось ли вам выведать какие-то секреты у печеночников?
– Наши исследования этой группы можно назвать уникальными, потому что в таком объеме никто их не проводил. Маршанциевые – важная составляющая флоры печеночников в сибирском, дальневосточном и арктическом регионах России. Экспедиции по их изучению сопряжены, кроме всего прочего, и с физическими трудностями. Ежегодно мы выезжаем в различные малоизученные уголки Российской Федерации и других стран, в частности в Приморский край, Бурятию, Мурманскую область, на архипелаг Шпицберген.
Большой вклад в совместную работу над этой темой вносят мои коллеги – молодые кандидаты наук Анна Вильнет и Юрий Мамонтов. За плечами у нас солидный опыт изучения разных таксонов печеночников. Недавно, например, выявили новое для России семейство виеснерелловых на Курильских островах. Для виеснереллы голой – единственного вида семейства – это самое северное местонахождение в мире. Ближайшие районы, где этот вид обитает, остров Хонсю (Япония) и юг Корейского полуострова. Выявлено несколько новых для России видов, раньше считалось, что они распространены только в Юго-Восточной Азии. Эти находки серьезно меняют сложившееся мнение о фитогеографии представителей печеночников. Наши статьи с результатами исследований опубликованы в ведущих российских и зарубежных рейтинговых журналах.
Мы уже пополнили новыми видами растений богатейшие современные коллекции печеночников России в гербариях Полярно-альпийского ботанического сада-института Кольского научного центра РАН и Ботанического сада-института Дальневосточного отделения РАН. После целенаправленной ревизии этих фондов ученые смогут приступить к решению фундаментальных проблем разнообразия порядка маршанциевых и уточнят его таксономию.
Надежным инструментом, используемым при проведении современных исследований по систематике печеночников, служит молекулярно-генетический метод. Он позволяет определить границы и объем отдельных видов и родов, разграничивать морфологически близкие виды, уточнять их таксономический статус на основе анализа последовательностей ДНК.
Работы, которые мы выполняем, в первую очередь относятся к области фундаментальной науки. Они должны не только прояснить некоторые этапы эволюции высших растений, но и расширить представление об их современном разнообразии, а также наметить пути и условия его сохранения. Судя по публикациям об исследованиях в этом направлении наших зарубежных коллег, мы идем с ними, что называется, нога в ногу. И это несмотря на то, что работы такого рода у нас не приветствуются, под угрозой целостность лаборатории, возглавляемой профессором Надеждой Алексеевной Константиновой.
Между тем наша лаборатория флоры и растительных ресурсов ПАБСИ – один из ведущих мировых научных центров изучения биоразнообразия северных и горных районов Голарктики – крупнейшего из всех биогеографических регионов, охватывающего бόльшую часть северного полушария. Здесь, в лаборатории, сформировалась уникальная школа специалистов по мохо­образным и лишайникам, основанная доктором биологических наук Романом Николаевичем Шляковым. Надежда Алексеевна – его ученица, сегодня она возглавляет и созданную им школу. В одной из своих публикаций она назвала учителя “систематиком милостью божией”. Роман Николаевич был превосходным коллектором, собрал огромное количество образцов мохообразных и, по сути, основал гербарий мохообразных ПАБСИ. Первый ученик Надежды Алексеевны доктор биологических наук Вадим Андреевич Бакалин сейчас заведует лабораторией криптогамной биоты в Ботаническом саде-институте Дальневосточного отделения РАН во Владивостоке. Все мы, участники нашего проекта, – ее ученики. А в целом, российские бриологи плодотворно сотрудничают друг с другом и имеют достижения мирового уровня.

На фото: Детали маршанциевых печеночников под микроскопом.
1. Общий вид слоевища; 2. Брюшная сторона слоевища; 3. Клетки верхнего слоя слоевища с узловатыми утолщениями клеточных стенок; 4. Поры верхнего слоя слоевища; 5. Брюшные чешуи;

Один из представителей маршанциевых печеночников – пелтолепис квадратный

Фирюза ЯНЧИЛИНА
Иллюстрации предоставлены Е.Боровичевым

Нет комментариев

Загрузка...
Новости СМИ2