Ученые подведомственного Минобрнауки России Полярно-альпийского ботанического сада-института Кольского научного центра (ПАБСИ КНЦ) РАН подвели итоги многолетних экспедиций на Шпицберген.
Каковые географические особенности архипелага Шпицберген?
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.
На что это влияет?
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 подводились итоги экспедиций?
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.
Что было выявлено в результате исследования?
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.
Какие дальнейшие планы?
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.
