Мхи и их незаменимые кислоты

Ученые определили, что мхи содержат большое количество различных жирных кислот. Среди них оказались ценные полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) и уникальные ацетиленовые. Никакие другие наземные растения не способны их синтезировать. Таким образом, мхи могут быть источником эйкозапентаеновой и других важных кислот в наземных экосистемах. Об исследовании сообщил Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской Академии наук.

Жирные кислоты являются важным компонентом тела живых существ. Растения сами синтезируют жирные кислоты, которые являются строительным материалом для растительных клеток. Животные в основном получают жирные кислоты из пищи, что помогает их организму, в особенности нервной и сердечно-сосудистой системам, правильно развиваться.

Красноярские ученые из ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» и Сибирского федерального университета показали, что сибирские виды мхов содержат широкий спектр жирных кислот, включая моно- и полиненасыщенные жирные кислоты, редкие жирные кислоты, такие как ацетиленовые, а также некоторые насыщенные кислоты.

Особой находкой оказалось обнаружение эйкозапентаеновой жирной кислоты в большом числе видов. Некоторые мхи содержат значительные количества этой незаменимой длинноцепочечной ПНЖК. Максимальное содержание эйкозапентаеновой кислоты отмечено у мхов ритидиума морщинистого (Rhytidium rugosum), энтодона Шлейхера (Entodon schleicherii), маршанции изменчивой (Marchantia polymorpha) и коноцефала конического (Conocephalum conicum).

Еще одним важным открытием стали уникальные ацетиленовые жирные кислоты, в частности, дикраниновая. Она была обнаружена лишь у некоторых исследованных видов мхов, но достигала 50 %. Такие жирные кислоты могут играть различную роль в метаболизме растений — например, дикранин является метаболическим предшественником оксилипидов и участвует в защите растения от естественных врагов. Дикранин вырабатывается мхами после нападения слизней. Он обладает выраженным антимикробным эффектом и помогает предотвратить инфекцию от попадания микроорганизмов в поврежденные ткани мха.

«Мы обнаружили, что некоторые виды мхов содержат довольно большое количество одной из физиологически ценных омега-3 ПНЖК, а именно эйкозапентаеновой. Она очень нужна для сердечно-сосудистой и иммунной систем. Помимо этого, мы выяснили, что разные таксоны мхов на уровне порядков имеют разные профили жирных кислот, что, возможно, связано с их эволюцией. Интересно, что некоторые мхи синтезируют необычные ацетиленовые жирные кислоты, которые можно использовать как маркеры при изучении питания животных. Если эти кислоты будут обнаружены в составе какой-нибудь гусеницы, то можно будет предположить, что она питалась данным видом мха. Наши результаты показывают, что дальнейшие исследования профилей жирных кислот мохообразных могут пролить свет на эволюционную историю внутри этой группы растений», — рассказала Олеся Махутова, доктор биологических наук, профессор РАН, ведущий научный сотрудник Института биофизики СО РАН.

Ученые также отметили, что находки жирных кислот, в особенности редких, как ацетиленовые, могут дать дополнительные сведения о биохимии и физиологии видов мха.

«В отличие от сосудистых растений, мохообразные способны синтезировать длинноцепочечные полиненасыщенные жирные кислоты, такие как арахидоновая и эйкозапентаеновая кислоты. Поскольку предками мохообразных являются зеленые водоросли, неспособные к синтезу этих кислот, они, должно быть, заново развили эту способность. Таким образом, мхи могут быть источником эйкозапентаеновой кислоты в наземных экосистемах, где сосудистые растения не способны ее продуцировать. Можно также предположить, что высокое содержание ЭПК позволяет мхам встречаться в различных условиях окружающей среды и приспосабливаться к их изменению», — заключила Ирина Филиппова, доцент кафедры водных и наземных экосистем Института фундаментальной биологии и биотехнологии СФУ.

Ранее красноярские исследователи также показали, что лягушки чесночницы содержат в себе большое количество незаменимых жирных кислот омега-3. Это делает лягушек ценным кормом и источником полиненасыщенных жирных кислот для других животных, живущих на суше.

Результаты исследования опубликованы в журнале Biomolecules.