Подземная жизнь кедрача

Извлекать грибы из корней сибирских кедров
Связанные одной микоризой
Не молод, не высок
Тропические грибы Западной Сибири
Спасти кедрач
Если вы хотите стать волонтёром
Кристина Быкова    

Сибирь, лето, кедровый лес. Кругом комары. Мы с аспиранткой Биологического института ТГУ Ксенией Карбышевой копаем землю рядом с тоненьким молодым кедром, похожим на настольную новогоднюю ёлку. Ксения осторожно поднимает в совочке кусок почвы и показывает мне. Во влажной, остро пахнущей земле видны тёмно-коричневые корни дерева и странные жёлтые образования. Они напоминают нити паутины, только толстые и склизкие.

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

Связанные одной микоризой


— 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.

Микориза под микроскопом

Не молод, не высок


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.

Тропические грибы Западной Сибири


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.

Спасти кедрач


— 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.

Если вы хотите стать волонтёром

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

Иллюстрации