На основе многолетних наблюдений исследователи зафиксировали ослабление сосняков вокруг Красноярска и существенное увеличение скорости изреживания древостоев. Специалисты связали этот факт с промышленными выбросами и загрязнением воздуха и определили физиологические механизмы ослабления деревьев с помощью нового метода введения в ствол деревьев некротической метки. Результаты исследования опубликованы в журнале Environments.

Для многих крупных промышленных центров загрязнение воздуха является одной из главных проблем качества окружающей среды. К примеру, в Красноярске в воздухе отмечаются высокие концентрации бензапирена и соединений фтора, превышающие допустимый уровень многократно, для первого иногда в десятки раз. Красноярск часто занимает лидирующую позицию по неблагоприятной экологической обстановке в рейтинге Мирового индекса качества воздуха. Чрезмерные выбросы засоряют городские и пригородные экосистемы токсичными соединениями. При этом опасность таких выбросов для живых организмов и экосистем часто остается неизвестной.

Ученые ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН», Сибирского федерального университета и Сибирского института бизнеса, управления и психологии обнаружили, что загрязнение воздуха промышленными выбросами приводит к ослаблению сосновых массивов Красноярской агломерации, активной утрате деревьями хвои, а также к существенному уменьшению количества деревьев — изреживанию. Результат основан на восемнадцатилетних наблюдениях, с 2002 по 2019 годы, за состоянием двух сосновых массивов в окрестностях Красноярска, в каждом из которых около 500 деревьев. Один расположен по розе ветров от промышленных предприятий, второй — с противоположной стороны от города. 

Чтобы раскрыть причины ослабления сосняков под действием загрязненного воздуха ученые разработали и применили метод некротической метки. Суть метода в инъекции в ствол дерева специального препарата, который содержит специализированные вещества — элиситоры, полученные из патогенного гриба Ceratocystis laricicola. При помощи этого метода исследователи ежегодно тестировали состояние 50 деревьев. После инъекции дерево распознает элиситоры патогенного гриба и включает защитную реакцию, позволяющую растению быстро изолировать поврежденные клетки. В результате на стволе образуется некроз — формирование из отмершей наружной ткани, ограниченной рубцом. Ученые обнаружили, что высота расположения некроза на стволе зависит от качества воздуха и состояния хвои. У здоровых деревьев некроз смещен вниз от места инъекции, тогда как у ослабленных он поднимается вверх по направлению к кроне.

«Чтобы объяснить изменение места расположения некроза на стволе относительно места инъекции, мы предложили гипотезу, связывающую углеводный обмен и движение грибных элиситоров в растении. При отсутствии факторов, повреждающих хвою, избыток глюкозы, образующейся в хвое при фотосинтезе, перемещается, в том числе, и в корни, где запасается в виде крахмала. Движение сахаров, как и грибных элиситоров вниз по стволу регистрируется с помощью некроза, который смещается вниз относительно места укола. Когда хвоя по какой-либо причине повреждается (токсины или пожар), некротическое пятно на стволе перемещается вверх по направлению к кроне. Движение сахаров вверх по стволу обеспечивается расходованием запасов крахмала — дерево "худеет". Истощение сопровождается увеличением доли отмирающих деревьев в сосняке», — рассказала старший научный сотрудник Института леса им. В.Н. Сукачева ФИЦ КНЦ СО РАН доктор биологических наук Галина Геннадьевна Полякова.

Разработанный метод поможет ученым оценить влияние загрязнения на леса, хронологию токсичности промышленных выбросов, а также определить период восстановления крон деревьев после различных негативных воздействий.

Исследование проводилось при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований и Красноярского научного фонда.

Источники

Красноярские леса страдают из-за плохой экологии
ИА 1-LINE (1line.info), 18/05/2020
Красноярские ученые предложили определять качество воздуха по соснам
Аргументы и Факты (krsk.aif.ru), 18/05/2020
Красноярские ученые предложили определять качество воздуха при помощи сосен
Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук (ksc.krasn.ru), 18/05/2020
Красноярские ученые предложили определять качество воздуха при помощи сосен
Наука в Сибири (sbras.info), 18/05/2020
Красноярские ученые предложили определять качество воздуха по соснам
Gorodskoyportal.ru/krasnoyarsk, 18/05/2020
Красноярские ученые предложили определять качество воздуха по соснам
Russia24.pro, 18/05/2020
Сосны помогли определить качество воздуха в Красноярске
Индикатор (indicator.ru), 19/05/2020
Сосны помогли определить качество воздуха в Красноярске
Рамблер/новости (news.rambler.ru), 19/05/2020
Сосны помогли определить качество воздуха в Красноярске
Krasnoyarsk.4geo.ru, 19/05/2020
Качество воздуха красноярские ученые определяют при помощи сосен
Красноярский рабочий (krasrab.ru), 20/05/2020
Определять качество воздуха по соснам предложили красноярские ученые
Агро XXI (agroxxi.ru), 20/05/2020
Определять качество воздуха по соснам предложили красноярские ученые
Рамблер/новости (news.rambler.ru), 20/05/2020
Что покажет сосновый бор
Российская газета # Неделя Восточная Сибирь, 20/05/2020
Определять качество воздуха по соснам предложили красноярские ученые
Krasnoyarsk.4geo.ru, 20/05/2020
Ученые из Красноярска предложили определять качество воздуха при помощи сосен
РИА Сибирь (ria-sibir.ru), 22/05/2020
Как на иголках: хвойные леса страдают от вредных выбросов
Александр Колотов (aakolotov.ru), 28/05/2020
От грязного воздуха редеют сосны. Красноярские ученые сделали открытие
Krasnoyarsk.4geo.ru, 28/05/2020
От грязного воздуха редеют сосны. Красноярские ученые сделали открытие
Красноярск online (krasnojarsk.online), 28/05/2020
От грязного воздуха редеют сосны. Красноярские ученые сделали открытие
РИА ФедералПресс, 28/05/2020
От грязного воздуха редеют сосны. Красноярские ученые сделали открытие
Рамблер/новости (news.rambler.ru), 28/05/2020
От грязного воздуха редеют сосны. Красноярские ученые сделали открытие
Seldon.News (news.myseldon.com), 28/05/2020
Экологи выявили закономерность между количеством хвойных деревьев и качеством атмосферного воздуха
Kp.ru, 05/06/2020
Экологи выявили закономерность между количеством хвойных деревьев и качеством атмосферного воздуха
News-Life (news-life.pro), 05/06/2020
Экологи выявили закономерность между количеством хвойных деревьев и качеством атмосферного воздуха
123ru.net, 05/06/2020
Экологи выявили закономерность между количеством хвойных деревьев и качеством атмосферного воздуха
Russia24.pro, 05/06/2020

Похожие новости

  • 21/01/2019

    Ученые исследовали биологическую активность углеродных наноструктур

    ​​Ученые Института биофизики Сибирского отделения Российской академии наук и Сибирского федерального университета исследовали биологическую активность углеродных наноструктур искусственного и естественного происхождения.
    2067
  • 16/09/2019

    Ученые расшифровали геном сибирских опят

    ​Ученые Сибирского федерального университета первыми в мире прочли и изучили митохондриальные геномы четырех видов опят, распространенных в сибирских бореальных лесах, и ядерный геном одного из них. Сравнительный анализ геномов поможет понять их эволюцию и функционирование, а в перспективе с помощью генной инженерии и геномного редактирования снизить "вредность" грибов.
    1119
  • 05/10/2018

    Бокоплав-кузнечик выживает в «горячей» воде за счет неверного жиросжигания

    Устойчивость к высокой температуре во многом зависит от способности обходиться без кислорода.​Ученые из Иркутского государственного университета, Белорусского государственного университета, Байкальского исследовательского центра, Красноярского научного центра СО РАН и Сибирского федерального университета узнали, как бокоплав-кузнечик Gammarus lacustris реагирует на постепенный рост температуры окружающей воды и какими биохимическими приспособлениями он пользуется, чтобы выжить.
    2317
  • 09/02/2017

    Красноярские ученые получили биолюминесцентные белки для тестирования лекарств

    Научный коллектив Института биофизики Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр СО РАН» (ФИЦ КНЦ СО РАН) получил биолюминесцентные белки, которые будут использоваться при тестировании лекарственных препаратов нового поколения.
    1651
  • 15/12/2017

    Академик Андрей Дегерменджи: жизнь в астероиде позволит снять целый комплекс проблем

    ​Андрей Георгиевич Дегерменджи - советский и российский ученый-биофизик, академик РАН (2011). Директор Института биофизики СО РАН с 1996 года - об исследованиях красноярских ученых  и системе жизнеобеспечения в экстремальных условиях .
    1595
  • 03/07/2019

    Биолюминесцентные тесты откроют дорогу нанометериалам в медицину

    ​Ученые ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» разработали новое перспективное применение биолюминесцентных биотестов: с их помощью можно исследовать свойства наноструктурных материалов. Используя методы, основанные на свечении морских бактерий и их ферментативных реакций, специалисты оценили и сравнили токсичность и антиоксидантную активность наночастиц — фуллеренолов, водорастворимых производных фуллеренов, и выяснили, что эти свойства зависят от количества кислородсодержащих заместителей на их поверхности.
    593
  • 14/03/2017

    Красноярцы проведут митинг за чистое небо и электротранспорт

    ​В Красноярске согласовали проведение митинга "За чистое небо". Проект резолюции митинга включает множество требований различной степени утопичности: от повышения штрафов за загрязнение атмосферного воздуха до газификации Красноярского края.
    2203
  • 26/01/2018

    Ученые установили, что раковые клетки можно удалять с помощью золотых наночастиц и тепла

    ​Российские и канадские ученые разработали способ адресного разрушения раковых клеток с помощью наночастиц золота и теплового воздействия. Доставку терапевтических наночастиц к опухоли осуществляют специальные молекулы.
    1847
  • 23/08/2019

    Ученые разрабатывают светящиеся белки для поиска раковых клеток в организме

    ​Международная группа исследователей, в которую вошли представители Сибирского федерального университета (СФУ, Красноярск), разрабатывает специальные белки, способные в составе медицинских препаратов определять в организме раковые клетки и сигнализировать о них свечением под лучами ультрафиолетовой лампы или лазера.
    1358
  • 06/07/2018

    Академику Иосифу Исаевичу Гительзону - 90 лет!

    ​Иосиф Исаевич Гительзон родился 6 июля 1928 года в Самаре.В 1951 году окончил (заочно) Биологический факультет МГУ, в 1952 году окончил лечебный факультет Красноярского медицинского института — учился одновременно в двух вузах.
    1368