Исследователи Кольского научного центра РАН обнаружили на золоотвалах Апатитской теплоэлектростанции в Мурманской области новый для науки вид цианобактерий — Pseudoaliinostoc murmanicum. Необычный микроорганизм обитает в крайне суровых условиях техногенного ландшафта и может оказаться полезным для восстановления нарушенных промышленностью территорий. Работа опубликована в журнале Plants.
Золоотвалы ТЭЦ представляют собой искусственные площадки, где складируются золошлаковые отходы после сжигания угля. Такие территории подвержены ветровой и водной эрозии, а их поверхность долгое время остается практически непригодной для жизни растений. Однако ученые выяснили, что именно цианобактерии становятся первыми организмами, начинающими заселение этих субстратов.
Новый вид был найден во время изучения колонизации золошлаковых отвалов Апатитской ТЭЦ. Исследователи выделили два штамма бактерии, провели их культивирование и генетический анализ. Сравнение последовательностей генов показало, что обнаруженные образцы не относятся ни к одному из известных видов рода Pseudoaliinostoc.
От ярко-зеленых колоний к будущей рекультивации
По данным авторов работы, молодые колонии Pseudoaliinostoc murmanicum имеют яркий сине-зеленый цвет, который со временем становится оливково-зеленым. Микроорганизм способен существовать на бедном питательными веществами субстрате и участвовать в формировании биологических почвенных корок — своеобразного «живого покрытия», создающего условия для последующего заселения территории мхами, травами и кустарниками.
Ранее исследователи показали, что разнообразие цианобактерий на золоотвалах возрастает по мере их естественного зарастания. На старых отвалах, возраст которых достигает 30 лет, число видов втрое выше, чем на свежих участках. Особенно важную роль играют азотфиксирующие цианобактерии, способные обогащать субстрат нитритами и нитратами.
Почему это важно для Арктики
Для северных регионов рекультивация промышленных земель особенно сложна из-за короткого вегетационного сезона и бедных почв. Использование местных микроорганизмов, уже адаптированных к экстремальным условиям Заполярья, может оказаться более эффективным, чем традиционные методы восстановления территорий.
Следующим этапом ученые планируют провести лабораторные и полевые испытания наиболее перспективных штаммов цианобактерий, чтобы оценить их практический потенциал для ускоренного озеленения техногенных ландшафтов.
Пионеры жизни
Цианобактерии считаются одними из древнейших организмов Земли. Именно их деятельность связывают с кислородной революцией, произошедшей около 2,4 млрд лет назад.
Некоторые виды цианобактерий рассматриваются как потенциальная основа биосистем жизнеобеспечения для будущих марсианских миссий благодаря способности производить кислород и органическое вещество из углекислого газа.
Исследования на российских золоотвалах ранее показали, что одним из главных ограничивающих факторов для растений на таких территориях остается дефицит доступного азота, поэтому азотфиксирующие микроорганизмы имеют особую ценность для рекультивации.
Мы не построим подобную технологию за три минуты. Наша работа исследовательская, мы ищем «кандидатов» среди цианобактерий, которые в дальнейшем помогут нам попытаться создать построить технологию. Этот переход между лабораторным столом и гектарами отвалов, как всегда, самый трудный. Ну, а пока мы выполняем основную задачу проекта: проводим скрининг, нацеленный на то, чтобы обследовать различные техногенные субстраты, выделить из них виды цианобактерий, протестировать их и промоделировать зарастание отвалов в лаборатории и при экспериментах в микрокосмах.
Денис Давыдов
О карельских строматолитах — уникальном продукте «зодчества» древних цианобактерий — мы рассказали здесь.
Источник: hi-tech.mail.ru