Ученые из Кировска Мурманской области нашли на архипелаге Шпицберген новые для науки виды цианобактерий и мохообразных

Ученые подведомственного Минобрнауки России Полярно-альпийского ботанического сада-института Кольского научного центра (ПАБСИ КНЦ) РАН подвели итоги многолетних экспедиций на Шпицберген. В результате исследований выявлено 85 новых для архипелага видов цианобактерий, два вида печеночников, описаны ранее неизвестные для науки виды этих групп, проведена оценка механизмов адаптации высших сосудистых растений Западного Шпицбергена, которые можно использовать для мониторинга глобальных климатических изменений.

Архипелаг Шпицберген расположен в высокой Арктике, и в его пределах наблюдается смена растительных зон от типичных тундр до полярных пустынь. На самом севере условия экстремальные, и растительный покров сильно разрежен. Вся территория архипелага имеет сложный рельеф: горы чередуются с долинами рек и ледников, по своей геологической структуре архипелаг также неоднороден. Смягчающее влияние на климат оказывает Гольфстрим, перепады температур здесь не такие резкие, как в восточных районах Евразии.

Все это влияет на разнообразие экологических условий местообитаний растений и способствует видовому богатству. Уникальный набор внешних факторов создает мозаичные условия и позволяет существовать на Шпицбергене многим видам мохообразных, лишайников, цианобактерий. Общее разнообразие этих групп выше, чем на Земле Франца-Иосифа или Новой Земле. Ученые ПАБСИ изучают видовой состав растений Шпицбергена, выявляют биоразнообразие неизученных районов, составляют карты распространения растений.

Как отмечают в научном центре, ботаника сегодняшнего дня — это комплексная наука. Чтобы получить новые данные, мало организовать и провести сложные экспедиционные работы. Требуется скрупулезно определить и описать собранный материал. В связи с пандемией и затрудненной логистикой в 2021 году экспедиция ПАБСИ на Шпицберген не состоялась, поэтому внимание ученых было сосредоточено на обработке коллекций, собранных в предыдущие годы, и анализе полученных ранее результатов.

Исследователи обобщили данные по биоразнообразию и распространению цианобактерий архипелага, составили и опубликовали в журнале Polar Biology актуальный аннотированный список видов цианопрокариот (первые оксигенные фототрофные организмы, которые появились на Земле около 2,5 млрд лет назад, в течение 1500 млн лет господствовали среди живых организмов планеты и обеспечили переход к кислородной атмосфере). Последний раз подобная работа публиковалась в 1996 году.

Впервые для территории архипелага ученые выявили 85 видов цианобактерий, актуализировали данные об их местонахождении, экологии, распространении. Обобщенный список может послужить основой мониторинга цианопрокариот в арктических условиях, а также использоваться для оценки трансформации природных процессов.

Аналогичная работа была проделана и для своеобразной группы мохообразных — печеночников (опубликована в журнале Arctoa). Актуальный список видов включает 105 таксонов, находки еще 5 видов представляются сомнительными, a 51 вид, приводившийся ранее для архипелага, исключен из состава флоры, тогда как 2 вида приведены для флоры Шпицбергена впервые. Также были описаны новый для науки вид цианобактерий Nodosilinea svalbardensis и вид печеночников Lophozia svalbardensis.

«Составление чек-листов, таксономические исследования, описание новых видов, составление флористических списков, картографирование и создание электронных баз данных по биоразнообразию — это необходимая основа разработки принципов и технологий сохранения, восстановления различных форм жизни во всем их многообразии, а также основа для изучения трансформаций экосистем», — рассказывает кандидат биологических наук, заместитель директора по научной работе ПАБСИ КНЦ РАН Денис Давыдов.

В прошлом году ученые провели оценку пластичности фотосинтетического аппарата и механизмов адаптации высших сосудистых растений Западного Шпицбергена. Для поддержания нормальной физиологической функции и выживания в неблагоприятных условиях окружающей среды растения имеют различные защитные механизмы. Исследователи выяснили, что у растений, у которых доминируют ненасыщенные жирные кислоты в мембранах клеток, низкая функциональная активность, кроме того, они имеют ограничения при распространении. Это касается, в частности, карликовой березки: ее можно наблюдать только в одном месте Шпицбергена.

В 2022 году ученые планируют продолжить изучение материалов, собранных во время экспедиций на архипелаг. 

Комплексное исследование экосистем Шпицбергена сотрудниками Полярно-альпийского ботанического сада-института ведется с 2004 года. В рамках экспедиционного выезда в летний период ежегодно проводились полевые работы не менее чем на двух различных территориях.

Экспедиционный отряд ПАБСИ обычно составляет 10-12 человек. Это две группы, одна из них занимается флористическими работами, вторая изучает процессы почвообразования и особенности пигментного состава растений, исследуются также процессы фотосинтеза, газообмена, продуктивности арктических сообществ. Такие работы чрезвычайно актуальны, так как позволяют отследить глобальные климатические изменения.