Подземная жизнь кедрача

Гражданская наука: досье проекта

Наука Экология

Кто исследует Томский государственный университет, кафедра зоологии позвоночных и экологии

Объект Сосна сибирская кедровая (сибирский кедр)

Цель Изучить микоризу на корнях сибирского кедра и определить вид грибов в её составе

Место Томская область

Сроки Май — октябрь 2018–2019 гг.

Сбор испытателей С мая по октябрь

— Микориза, объект моего исследования. Это удивительная задумка природы, система взаимосвязей грибов с корнями дерева, — объясняет Ксения. — Симбиоз в чистом виде. Оба участника получают дополнительные питательные вещества: гриб — фитогормоны, аминокислоты и углеводы, а дерево — соединения азота, фосфора и возможность увеличить поверхность всасывания. Если почва бедная, это очень важно.

Ксения изучает экологическую и физиологическую роль микоризы в кедровых лесах Томской области. Она берёт образцы почвы вместе с корнями деревца, определяет виды грибов, входящих в состав микоризы на корнях, и классифицирует питательные вещества, которыми обмениваются грибы и кедры. Конечная цель исследования — понять, как именно происходит обмен веществ между деревом и грибом.

Кедр высотой всего 50 см может быть вполне взрослым деревом — возрастом около 7–8 лет. Темпы роста хвойных зависят от количества солнечного света и других условий среды.

— Очень важно правильно определить возраст кедра, микоризу которого мы изучаем, — говорит Ксения. — У корней деревьев разного возраста могут жить разные грибы. Одна из наших задач как раз — найти зависимость между возрастом деревьев и видами грибов, которые образуют микоризу. Для этого лучше ориентироваться на сеянцы — маленькие (10–15 см в высоту) свежие кедровые ростки. Выкапывая их, мы захватываем солидную часть корневой системы. Затем в лаборатории под специальной лупой я высчитываю количество годовых колец на спиле молодого кедра и определяю его точный возраст.

Сеянцы кедра найти не так-то просто. Мы с Ксенией разыскиваем микоризу в Томской области, в районе села Тимирязевского, и всё дальше углубляемся в лес. Жарко. Комары облепили нас с головы до ног, хоботками пытаются проткнуть одежду — спрей от насекомых этим кровопийцам нипочём.

— О, пришли! — удовлетворённо объявляет Ксения.

 Перед нами странная картина: высокая раскидистая берёза, у основания которой приткнулись несколько молодых кедров.

— Это классика, — поясняет Ксения. — Берёзу в народе называют «нянькой кедра», и это неспроста. Берёза — пионерный вид: она первой появляется на вырубках, гарях, открытых пространствах и сильно влияет на физико-химические свойства почвы, создавая оптимальные условия для подроста кедра. Кедр с удовольствием селится под берёзой, а лет через 50–70 без всякой благодарности вытесняет «няньку» из биотопа.

Взять именно эти образцы важно: берёза тоже формирует микоризу, но с характерными именно для неё видами грибов. Ксения предполагает, что берёза делится питательными веществами своих грибов-сожителей с сеянцами кедров. Эту гипотезу Ксения сейчас и проверяет.

Процессу питания деревьев посвящено множество научных статей. Большинство исследований по этой теме — из Северной Европы, Америки и Японии. Про сибирские леса известно мало — есть буквально несколько десятков работ по отдельным видам деревьев в районах Западной и Восточной Сибири. О кедре и о его микоризе данных почти нет.  

— За сотни тысяч лет на территории современной Западно-Сибирской равнины несколько раз происходили серьёзные климатические изменения. Ледник приходил с севера и отступал, причём на отдельных участках. В результате в некоторых районах Западной Сибири сохранились виды, обитавшие тут ещё до оледенения! Порой мы регистрируем виды грибов, родственные тропическим. Это очень интересно. Причём нам известны от силы 5% грибов, растущих в Западной Сибири. Сейчас мы идентифицируем грибы по ДНК, собираем реестр — и это только начало огромной работы.

Для исследования Ксении нужны живые микоризы, в которых ещё идут процессы питания, поэтому деревца после сбора нужно правильно подготовить. Ксения заворачивает сеянцы в фольгу и поливает. Упакованные деревья нужно положить в разные пакеты, в зависимости от места выкапывания: те, что растут рядом с берёзой, — в один пакет, отдельно растущие — в другой. Ксения фотографирует собранные образцы. Некоторые виды грибов можно будет сразу определить по атласу микориз Агерера.

На следующих этапах, уже в лаборатории, Ксения сделает срезы микоризы и разделит образцы грибов. Часть отправится на ДНК-анализ, другую окрасят специальными растворами, определяющими активные ферменты. Так учёные узнают, какие питательные вещества необходимы дереву в разное время года: весной, летом, осенью — при подготовке к зиме.

— Вы знаете, как собирают кедровые орешки? — спрашивает меня Ксения по дороге в лабораторию. Есть специальный инструмент, похожий на огромный молот. Им со всей силы бьют по дереву — шишки падают, и их собирают. Но кора дерева к такому воздействию совершенно не приспособлена. Она быстро разрушается: появляются открытые раны, в которые легко проникают инфекции.

Варварская добыча кедрового ореха ведётся в Томской области почти повсеместно. Кедрачи превращаются в буреломы. Чтобы когда-нибудь восстановить огромные массивы потерянного леса, понадобятся специальные биотехнологии. Ксения надеется, что её исследование пригодится для создания таких технологий и восстановления лесов.

Есть желание помочь исследованию? Готовы побродить по лесу в поисках неизвестных науке сибирских грибов? Пишите Ксении на адрес: skoosie@mail.ru