За 7-10 дней цветения одна береза продуцирует примерно 1,5 кг пыльцы, или несколько центнеров на гектар березового леса. Ученые Института химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН (ИХКГ СО РАН) установили, что на пике цветения березы и сосны доля пыльцы в массовой концентрации атмосферного аэрозоля в Новосибирской области может достигать 50 %, а в отдельных пробах – до 80 %. В Сибирском центре синхротронного и терагерцового излучения Института ядерной физики им. Г.И.Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) они определили элементный состав пыльцы 13 видов деревьев, распространенных в Западной Сибири. Результаты представлены в журнале Интерэкспо Гео-Сибирь.

1 Пыльца двукисточник тростинкового 

Пыльца двукисточника тростникового (фото предоставлено В.Головко)

Атмосферный аэрозоль – это твердые и жидкие частички в атмосфере, размеры которых лежат в пределах от нанометров до сотен микрометров. В основном это пыль, морская соль, дымы лесных пожаров, вулканических извержений, продукты техногенной деятельности человека, а также споры и пыльца растений. Концентрация атмосферного аэрозоля – это очень изменчивая характеристика. В одной и той же точке она может различаться в 1000 раз в зависимости от времени года, наличия снежного покрова и пылевых бурь.

Пыльца содержит белки, на которые человек реагирует выработкой иммуноглобулина Е, что может привести к аллергической реакции. Такие белки характерны для пыльцы березы, сосны, злаков и сорных трав (полынь, марь белая, марь красная, лебеда, крапива, конопля и другие), которые начинают цвести в конце июня и захватывают начало сентября. Пыльца содержит ряд химических элементов, которые накапливаются в растении неравномерно. Выброс пыльцы, как правило, совпадает со временем наибольшей турбулентности атмосферы.

2 Гидратированная пыльца пихты 

Гидратированная пыльца пихты (фото предоставлено В.Головко) 

Для того чтобы определить долю пыльцы в атмосферном аэрозоле, специалисты ИХКГ СО РАН отбирали его пробы споровой ловушкой и определяли в них счетную и массовую концентрации пыльцы в единице объема. Одновременно через специальный фильтр пропускался определенный объем воздуха, содержащий атмосферный аэрозоль. После этого общая масса осадка на фильтре сопоставлялась с усредненным значением массовой концентрации пыльцы в атмосфере.

Для каких регионов характерна картина. «Мы собирали образцы пыльцы в новосибирском Академгородке и его окрестностях, – рассказывает кандидат биологических наук, ведущий инженер ИХКГ СО РАН Владимир Головко, – При этом, мы выбрали место, где отсутствуют крупные промышленные выбросы, оживленное дорожное движение, чтобы можно было оценить фоновый аэрозоль. Пункт наблюдения находился в Приобском боровом округе, в зоне с преобладанием лесостепной растительности. Полученные результаты можно проецировать не только на Новосибирск, но и частично на весь Западно-Сибирский регион и отчасти на лесостепную и бореальную зону в целом». Ученый подчеркнул, что на фоновый атмосферный аэрозоль на конкретной местности будут накладываться локальные источники выбросов аэрозоля, например, исходящие от почвенных эрозий при строительных работах.

Таблетки из пыльцы. В период цветения ученые собрали пыльцу 13 видов деревьев: березы бородавчатой, сосны обыкновенной, ели сибирской, лиственницы сибирской, клена ясенелистного, осины, дуба черешчатого, ивы пятитычинковой, липы сердцелистной, ольхи черной, облепихи крушиновой, ореха манчжурского. Из пыльцы с помощью специального пресса с давлением несколько десятков атмосфер были сформированы таблетки весом 30 миллиграмм.

Исследование таблеток проводилось на экспериментальной станции «Локальный и сканирующий рентгенофлуоресцентный элементный анализ» накопителя ВЭПП-3 Центра коллективного пользования «Сибирский центр синхротронного и терагерцового излучения» ИЯФ СО РАН. «Элементный анализ основан на том, – объясняет кандидат физико-математических наук, ученый секретарь ИЯФ СО РАН Яков Валерьевич Ракшун, – что при возбуждении атомов вещества синхротронным излучением возникает характеристическое (флуоресцентное) рентгеновское излучение. Каждому элементу таблицы Менделеева соответствует свой набор линий излучения, поэтому по спектру флуоресценции можно установить состав вещества».

Зачем определять состав пыльцы. По количеству того или иного элемента в пыльце можно судить о многих параметрах экосистемы, в которой существует растение. Например, пыльца является кормом для насекомых, и элементный состав позволяет оценить возможное накопление химических элементов в пищевой цепи. По наличию в пыльце элементов можно судить о химическом составе почвы в том регионе, где она была собрана, а также о состоянии экологии данной местности.

3 Станция Локальный и сканирующий рентгенофлуоресцентный элементный анализ 

Станция «Локальный и сканирующий рентгенофлуоресцентный элементный анализ» накопителя ВЭПП-3 Центра коллективного пользования «Сибирский центр синхротронного и терагерцового излучения» ИЯФ СО РАН (автор фото Светлана Ерыгина)

Кроме того, элементы, содержащиеся в ней, биологически активны, и очень востребованы самими растениями. Известно, что в отдельных олиготрофных биоценозах, например, озерах, бедных минеральными веществами, поступление серы с пыльцой сосны является жизненно важным фактором. При отсутствии других источников минерального питания пыльца играет заметную роль в удобрении. По ее элементному составу можно также делать выводы и о состоянии самого растения, так как оно накапливает ряд химических элементов избирательно. Атомы этих элементов, как правило, входят в состав коферментов (молекул небелковой природы), которые растение старается накопить в своих тканях.

Какие микроэлементы входят в состав пыльцы. Ученые определили содержание 21 химического элемента в пыльце. Оказалось, что больше всего в ней калия, кальция и железа. Причем, пихта, ель сибирская и осина больше всего накапливают калий; липа сердцелистная, ива пятитычинковая и клен ясенелистный – кальций; клен, липа и дуб черешчатый – железо. Этими же элементами богаче всего оказалась почва. Меньше всего в пыльце обнаружили селена и мышьяка, в то время как почва наиболее бедна на селен и молибден.

Исследователи обращают внимание, что пыльца в период массового цветения может существенно изменить содержание ряда химических элементов в атмосферном аэрозоле, и, возможно, создать ложное впечатление о наличии внешнего источника этих элементов.

Источники

Новосибирские ученые выяснили, из чего состоит пыльца сибирских деревьев
Jjew.ru, 02/08/2017
Новосибирские ученые выяснили, каких элементов больше в пыльце сибирских деревьев
Новосибирские новости (nscn.ru), 01/08/2017
Новосибирские ученые выяснили, из чего состоит пыльца сибирских деревьев
Vestisibiri.ru, 01/08/2017
Новосибирские ученые выяснили, из чего состоит пыльца сибирских деревьев
Монависта (novosibirsk.monavista.ru), 01/08/2017
Новосибирские ученые выяснили, из чего состоит пыльца сибирских деревьев
ИА МАНГАЗЕЯ (mngz.ru), 01/08/2017
Новосибирские ученые выяснили, из чего состоит пыльца сибирских деревьев
РИА Сибирь (ria-sibir.ru), 01/08/2017
Ученые нашли в пыльце сибирских деревьев калий, кальций и железо
РИА Новости # Все новости (Закрытая лента), 01/08/2017
Ученые ИХКГ СО РАН выяснили, из чего состоит пыльца сибирских деревьев
Академия новостей (academ.info), 02/08/2017
Ученые выяснили, из чего состоит пыльца сибирских деревьев | ФАНО России
Федеральное агентство научных организаций (fano.gov.ru), 01/08/2017
Ученые выяснили, из чего состоит пыльца сибирских деревьев
Институт ядерной физики имени Г.И.Будкера СО РАН, 01/08/2017
Ученые выяснили, из чего состоит пыльца сибирских деревьев
Академгородок (academcity.org), 02/08/2017
Аллергенная пыльца летает повсюду
Русская планета (rusplt.ru), 02/08/2017
Ученые узнали, что концентрация пыльцы в Сибири опасна для людей
Собеседник (sobesednik.ru), 02/08/2017
Ученые узнали, что концентрация пыльцы в Сибири опасна для людей
Новости@Rambler.ru, 02/08/2017
Ученые узнали, что концентрация пыльцы в Сибири опасна для людей
NewsRbk.ru, 02/08/2017

Похожие новости

  • 13/01/2016

    Татьяна Толстикова: "В СО РАН есть все предпосылки, чтобы решить проблему импортозамещения лекарств"

    ​Доктор биологических наук, профессор Татьяна Генриховна Толстикова возглавляет лабораторию Новосибирского института органической химии им. Н.Н. Ворожцова (НИОХ) СО РАН - уникальную для России структуру.
    1437
  • 09/06/2016

    Надежда на прорыв: медики сотрудничают с институтами СО РАН

    Надежда на прорыв. Именно такими словами учёные Новосибирского НИИ туберкулёза Минздрава РФ охарактеризовали начало совместной работы с коллегами из институтов Сибирского отделения РАН - Институтом химической кинетики и горения, Институтом органической химии, Институтом теоретической и прикладной механики​.
    728
  • 25/04/2016

    Разработки ИХКГ СО РАН улучшают свойства медикаментов

    Более половины представленных на рынке лекарств относятся к малорастворимым или нерастворимым, что существенно снижает их биодоступность (усвояемость). В итоге для достижения терапевтического результата приходится увеличивать дозу, что не только приводит к различным побочным эффектам, но и повышает стоимость лечения.
    724
  • 02/09/2016

    Наночастицы: невидимые и влиятельные

    Прибор, сконструированный в Институте химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН, помогает обнаружить наночастицы за несколько минут.— Есть работы российских, украинских, английских и американских исследователей, которые показывают, что в городах с высоким содержанием наночастиц отмечается повышенный уровень заболеваемости сердечными, онкологическими и легочными заболеваниями, — подчеркивает старший научный сотрудник ИХКГ СО РАН кандидат химических наук Сергей Николаевич Дубцов.
    1110
  • 23/08/2017

    Новосибирские ученые будут выявлять риск развития атеросклероза по анализу крови

    ​​Созданная в Институте химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН технология сканирующей проточной цитометрии дает возможность выявить факторы риска развития атеросклероза по анализу крови.
    126
  • 17/10/2016

    Новосибирские учёные исследуют искусственные наночастицы

    ​Группа специалистов из лаборатории радиоуглеродных методов анализа Новосибирского государственного университета и ряда институтов СО РАН провела исследование с помощью ускорительной масс-спектрометрии, результаты которого убедительно показали — искусственные наночастицы, которых в окружающей атмосфере становится всё больше, очень плохо выводятся из организмов млекопитающих.
    956
  • 07/12/2016

    Новосибирские ученые исследуют транспорт антимикробных веществ

    Ученые из Института химической кинетики и горения им В.В. Воеводского СО РАН работают над транспортом пептидов — альтернативы антибиотикам, — которые уничтожают бактерии. Микроорганизмы достаточно легко приспосабливаются к препаратам, борющимся с ними, и спустя некоторое время медикаменты могут стать не эффективными.
    513
  • 21/10/2015

    Диабет и атеросклероз предотвратит облепиха

    ​Новосибирск. 20 октября. ИНТЕРФАКС-СИБИРЬ - Облепиха может послужить природным источником хрома для организма человека, способствующим профилактике атеросклероза и диабета, говорится в публикации издания СО РАН "Наука в Сибири".
    847
  • 04/09/2016

    IV Молодёжная школа «Магнитный резонанс и магнитные явления в химической и биологической физике»

    ​С 4 по 8 сентября 2016 г. в новосибирском Академгородке пройдет IV Молодежная школа с международным участием "Магнитный резонанс и магнитные явления в химической и биологической физике".
    1177
  • 29/03/2016

    В ИХКГ СО РАН создали аппарат, который даст характеристику клеткам крови

    ​Ученые Института химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН создали самый точный в мире аппарат для анализа клеток крови, по результатам которого можно оценить, например, риск преждевременных родов.
    1324