Цианобактерии могут помочь в рекультивации техногенных пустошей
Исследователи Кольского научного центра продолжают работать над темой рекультивации бесплодных земель в Мурманской области. Шаг за шагом они изучают возможность возвращения техногенных пустошей в состояние, пригодное для жизни растений.
В журнале Plants издательства MDPI вышла научная статья «Новая цианобактерия Pseudoaliinostoc murmanicum (Nodulariaceae) из техногенных местообитаний российской Арктики». Её авторы — сотрудники Полярно-альпийского ботанического сада-института им. Н.А. Аврорина КНЦ РАН Денис Давыдов, доктор биологических наук, заместитель директора ПАБСИ КНЦ РАН по научной работе, и Анна Вильнет, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории флоры и растительности. В статье описан и проиллюстрирован новый для науки вид цианобактерий — Pseudoaliinostoc murmanicum.
До недавнего времени представители этого рода цианобактерий встречались преимущественно в Юго-Восточной Азии, но как, выяснили исследователи, и в высоких широтах они тоже существуют. Новый вид был выявлен во время исследований отвалов золы Апатитской ТЭЦ. Такая находка вселяет надежду на то, что с их помощью будет решена сложнейшая проблема рекультивации отвалов промышленных производств и техногенных пустошей в Мурманской области. Авторы статьи ведут исследования в рамках гранта РНФ, направленного на поиск штаммов местных цианобактерий, с помощью которых возможна разработка технологий рекультивации бесплодных земель.
Как рассказал Денис Давыдов, работа по гранту началась в 2025 году и завершится в 2027-м. Первый этап — обследование существующих техногенных субстратов и различных отходов обогащения или отходов после сжигания угля на ТЭЦ. К примеру, на Апатитской ТЭЦ, на которой проходили исследования, выделяются несколько разновозрастных участков. Есть свежие, куда постоянно происходят сливы ТЭЦ, а есть и старые, 30-летней давности, где уже идёт естественное восстановление растительности.
«На первом этапе работы мы обследовали разновозрастные участки зольных отвалов и собирали пробы, выращивали цианобактерии в лаборатории, изучали видовой состав и получали чистые культуры для генетического анализа каждого штамма, чтобы выделить организмы, понять, что это за виды, подтвердить видовую принадлежность. А далее, когда культура выделена, с ней можно экспериментировать, — отмечает Денис Давыдов. — И в процессе этой работы были найдены штаммы, которые невозможно было отнести к известным видам цианобактерий. Так что на втором этапе исследований была проведена более фундаментальная и теоретически значимая работа. Мы провели морфологическое изучение культуры под микроскопом, исследовали референсную последовательность ДНК и построили генетическое дерево, посмотрели генетическое расстояние от других известных видов, и стало понятно, что это новый для науки вид цианобактерий, То, что он обитает вдали от своих ближайших родственников, да ещё и на необычном техногенном субстрате, делает этот вид уникальным на сегодняшний день. Вот чему посвящена статья в Plants».
Дальше будут проводиться работа по выращиванию этой цианобактерии в лабораторных условиях и тестирование её на применимость к рекультивации «хвостов» — отходов флотации при переработке апатит-нефелиновых руд. Здесь задача будет заключаться в том, чтобы получить довольно малыми затратами «корочку», состоящую из цианобактерий, которая покрывала бы нефелиновый песок, препятствуя его пылению. Такой метод потенциально подходит для рекультивации хвостов. Ведь цианобактерии — это организмы-пионеры. Они могут заселять обеднённые территории и превращать атмосферный азот в доступные для других организмов формы.
Идея заключается именно в этом: в поиске пионерной группы организмов, которые пришли бы на голый субстрат и начали формировать первичное сообщество. Когда оно сформируется, то в него естественным путём будут внедряться растения с окружающих пространств.
«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, — считает Денис Давыдов. — Этот переход между лабораторным столом и гектарами отвалов, как всегда, самый трудный. Ну, а пока мы выполняем основную задачу гранта: 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».
Источник: пресс-служба Минобрнауки России.
