В августе-сентябре 2021 года на острове Беринга работала исследовательская группа из Ботанического сада-института Дальневосточного отделения Российской академии наук, г. Владивосток. В фокусе исследований ученых – мохообразные растения.

Gymnomitrion concinnatum (Lightf.) Corda – один из самых засухоустойчивых печеночников во флоре Командорских островов. Фото К.Г. Климовой.

Мохообразные растения – большая и разнообразная группа мелких растительных организмов, обычно обращающая на себя мало внимания. Разве что на болотах и в тундрах невозможно не заметить плотного ковра, образуемого этими растениями. А между тем, это интереснейшие организмы, древнейшие из высших растений, сохранившиеся до наших дней. Произошли они на заре наземной жизни, в ордовикском периоде палеозойской эры, или около 450 млн. лет назад. Значение их для формирования современных условий жизни на Земле трудно переоценить. Быстро распространяясь по суше, в отсутствие значимой конкуренции, занимая все подходящие местообитания, они сыграли огромное значение в формировании озонового экрана, защищающего все живое от смертельного ультрафиолетового излучения. Кстати, если озоновый экран исчезнет, современные растения, за исключением мохообразных, этого события не перенесут, а мохообразным растениям придется снова, как и на заре наземной эволюции его заново создавать. Помимо этого, мохообразные растения, в ходе своего существования выделяли органические кислоты в субстрат, на котором росли (камни, скалы), вызывая его быстрое разрушение. В результате в океаны было смыто огромное количество соединений фосфора, вызвавшее глобальное «цветение» мирового океана и гибель многих существовавших организмов. Однако именно после произошедшего события морская вода приобрела химические характеристики близкие к современным.

Marchantia polymorpha L. с женскими органами размножения и корзинками с выводковыми почками в покрове заболоченного сообщества. Фото К.Г. Климовой.

Значение мохообразных растений в утилитарном для человека аспекте невелико. Основное значение доныне имеет торф, использующийся в качестве горючего материала и для разрыхления почв. Однако в природе значение мохообразных трудно переоценить. Именно благодаря плотной моховой подушке, обладающей колоссальной гигроскопичностью, в подстилке растительных сообществ - особенно в северных странах - накапливается влага, формирующая благоприятный режим снабжения водой как растений, произрастающих в этих сообществах, так и позволяющая избегать катастрофических наводнений. Печально известное последствие сведения лесов – исчезновение моховой подушки и, как следствие, селевые потоки, уничтожающие природные сообщества и объекты инфраструктуры человека.

Riccardia chamedryfolia (With.) Grolle среди мохообразных в понижении на мохово-осоковом болоте. Фото К.Г. Климовой.

В тропических лесах, где наземный покров из мохообразных практически отсутствует, они растут на деревьях, покрывая стволы плотным ковром. Этот ковер – местообитание для множества насекомых и других беспозвоночных животных, являющихся, в свою очередь элементом пищевой цепи тропического леса, а также субстрат для поселения большинства известных видов орхидей. Говоря о значении мохообразных в природе невозможно не упомянуть об огромных запасах торфа, которыми, к примеру, обладает Россия. Казалось бы, что такое торф, если не просто горючий материал? На самом деле торф - это фактически законсервированный углерод. Потому так опасны процессы глобального потепления в Арктике – повышается температура и залежи торфа начинают ускоренно разлагаться, образуя углекислый газ. Его выделение приводит к формированию парникового эффекта, что в свою очередь еще более ускоряет процесс разложения торфа. В результате запускается некий порочный круг, для начала цикла которого достаточно небольшого повышения температуры, возможно, вызванного человеческой деятельностью.

Mesoptychia rutheana (Limpr.) L.Soderstr. et Vana – новый вид для Командорских островов. Фото К.Г. Климовой.

Говоря «мохообразные растения» надо понимать, что мы имеем дело со сборной группой, объединяющей внутри себя совсем неродственные элементы. Это настоящие мхи, печеночники и антоцеротовые или рожкоцветы. Первыми в эволюционном процессе появились предки современных печеночников. Именно они были в фокусе особо пристального внимания экспедиции. Эта группа называется так потому, что некоторые из их представителей по форме напоминают печень, что и определило появление такого своеобразного названия, и использование в средневековье для лечения заболеваний печени («подобное лечить подобным»), без особого эффекта, надо признать. Печеночники - древнейшая группа растений - обладает и рядом специфических черт в своем внешнем облике, структурной организации и физиологии. Перечислим два важнейших из них:

1. Эти высшие растения в своем составе имеют как листостебельные, так и талломные формы, что было в конце эпохи Возрождения ошибочно истрактовано как доказательство их принадлежности к водорослям. На самом деле это живое свидетельство того, что природа в те далекие времена еще не определилась, что лучше для растения – листья или простые плети, как у водорослей.

2. В клетках печеночников, в отличие от всех остальных высших наземных растений, нет вакуолей (чтобы было понятно – когда мы наслаждаемся вкусом яблока или апельсина, мы фактически наслаждаемся содержимым вакуолей, особых клеточных органелл). Вместо вакуолей в клетках печеночников находятся особые образования – масляные тельца. Это тоже органеллы, но заполнены они жидкими жирами, с растворенными в них алкалоидами и другими веществами. Эта особенность с одной стороны позволяет растению избавляться от ненужных продуктов обмена веществ, а с другой делает печеночники ядовитыми почти для всех живых существ. Для человека это фактически неисчерпаемый источник природных антибиотиков, что особенно важно в современную эпоху быстрого приспособления бактерий к существующим антибиотическим препаратам.

   

   Nardia scalaris Gray растущая поверх сфагновой подушки. Фото К.Г. Климовой.

Поскольку специалистов по печеночникам в России можно пересчитать по пальцам одной руки, надо сказать еще и о том, почему в качестве района исследований был выбран именно остров Беринга. Ясно, что различные исторические перипетии, связанные с открытием островов и историей их освоения, не могли наложить отпечаток на принятие решения. Основная причина – положение Командорских островов на западной оконечности Алеутской островной гряды – миграционного пути для влагозависимой флоры между Азией и Северной Америкой. Широко известно о существовании в периоды оледенений так называемого Берингийского моста суши, расположенного гораздо севернее. Однако там было, говоря условно, сухо и холодно. Алеутская гряда никогда не была мостом (хотя некоторые группы островов объединялись в периоды морских регрессий), однако была прерывистым путем для миграции более тепло- и влаголюбивых видов между двумя континентами. Этот путь в биогеографии называется Хультения, в честь Эрика Хультена (Eric Hulten), шведского исследователя, впервые описавшего феномен. Разобщенность островов водными преградами конечно осложняла процесс миграции, но с другой стороны, привела к формированию так называемого «островного эффекта», интересного для нас в плане сохранения ряда видов на островах (являющихся для них своеобразными убежищами), и не сохранившихся в Северной Пацифике в Азии или Америке (а иногда ни там, ни там). Этот фактор обуславливает не то чтобы высокое таксономическое богатство флоры Командорских островов (хотя и это тоже), но, в большой степени, ее высочайшее своеобразие, в сравнении с флорой близлежащего полуострова Камчатка.

Calypogeia orientalis k-99-24-21_1_ Масляные тела внутри клеток Calypogeia orientalis Buczk. & Bakalin. Фото В.А. Бакалина.

Пока рано еще говорить о конкретных результатах, - печеночники, как и мохообразные вообще – мелкие растения, для их точного определения нужен микроскоп и кропотливая работа в лаборатории, нередко с применением молекулярно-генетических методов. Однако уже сейчас ясно, что экспедиция свои задачи выполнила. Количество известных для острова видов существенно увеличилось, есть очень интересные находки, возможно, даже новые для науки виды. Но об этом мы расскажем сразу, как только появится новая информация.

Информация предоставлена руководителем группы, доктором биологических наук, заведующим лабораторией криптогамной биоты Ботанического сада-института Вадимом Андреевичем Бакалиным и участником экспедиции, научным сотрудником той же лаборатории Ксенией Геннадьевной Климовой.