Российские ученые вместе с коллегами из Италии и Нидерландов выяснили, что микробы, обитающие на листьях растений, чувствительны к выхлопным газам транспорта. Исследователи показали, что чем ближе к трассам находятся сообщества микроорганизмов, тем больше их активность и доля патогенных форм. Этому способствует повышенная концентрация загрязняющих веществ (в основном цинка), низкая влажность, высокая температура и определенный уровень ультрафиолетового излучения. Это исследование поможет определить влияние состояния экологии в городе на здоровье человека. Статья опубликована в журнале Plants.
Растения — важная часть городской среды, которая формирует микроклимат, поглощает парниковые газы, очищает воздух от пыли и даже помогает сохранить биоразнообразие. Здоровье растений обеспечивают филлосферы — микроорганизмы, обитающие на поверхности листьев.
Ранние исследования показали, что деятельность человека в городе может влиять на видовой состав микробов на листьях. Так, выяснилось, что антропогенное влияние увеличивает количество более устойчивых к изменениям окружающей среды микроорганизмов. Активность филлосферы — важный фактор, который показывает, как сообщество микробов реагирует на неблагоприятную среду.
Исследователи из Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН (Пущино), Российского университета дружбы народов (Москва), Кольского научного центра РАН (Апатиты), Института биохимии и физиологии микроорганизмов имени Г.К. Скрябина РАН (Пущино), Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (Москва), Вагенингенского университета (Нидерланды) и Научно-исследовательского института наземных экосистем (Италия) изучили изменения биологических характеристик филлосферы березы повислой (Betula pendula) в зависимости от близости дерева к автотрассе в Москве.
Для этого исследования ученые отобрали березовые листья, на которых находятся филлосферы, на разном расстоянии от дороги. Это расстояние составляло от 2 до 50 метров. Биологи выяснили видовое разнообразие и активность микробов, сделав смывы с листьев и исследуя их.
Исследователи выясняли активность филлосферы с помощью выделенного микроорганизмами углекислого газа. Функциональное разнообразие исследователи анализировали с помощью изучения способности микробов потреблять различные органические субстраты. Например, если микробы способны разлагать ароматические соединения, то это означает, что в филлосфере присутствуют организмы-деструкторы. С помощью молекулярно-генетических методов ученые определяли виды микроорганизмов. Потенциально патогенные микроорганизмы помещали в специальные питательные среды в чашку Петри.
Биологам удалось выяснить: чем ближе к дороге находятся микробы, тем меньше их функциональное и видовое разнообразие. При этом активность организмов и количество патогенов существенно увеличивается. Например, особо опасные грибы ученые обнаружили в диапазоне 2–10 метров от дороги.
Чем же можно объяснить такую закономерность? Ученые считают, что вблизи автотрасс в почве и воздухе повышается концентрация потенциально токсичных элементов. Кроме того, здесь увеличивается температура и воздействие ультрафиолета, а влажность уменьшается. Патогенные грибы смогли приспособиться к неблагоприятным условиям: меланин, содержащийся в них, защищает их от избытка ультрафиолетовых лучей, а также обезвреживает различные вредные вещества (например, цинк).
«Мы обнаружили, что у дороги увеличивается количество условно-патогенных микроорганизмов, обитающих на поверхности листьев деревьев. Поэтому важно своевременно удалять опавшую листву на таких территориях, чтобы снизить риск возникновения различных инфекций у горожан с ослабленным иммунитетом. К тому же необходимо соблюдать осторожность при уборке листьев или обрезке крон деревьев, использовать средства индивидуальной защиты кожи и органов дыхания», — отметила Кристина Иващенко, научный сотрудник центра Smart Urban Nature Российского университета дружбы народов и Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН.
Благодаря этому исследованию, которое выяснило, что филлосфера чувствительна к антропогенному загрязнению, ее можно будет использовать как биоиндикатор. Это поможет улучшить городскую среду.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
