Сегодня - 19.04.2021

Изменение климата влияет на образование спор и пыльцы ели сибирской

24 февраля 2021
 
Продолжительность одного из этапов образования мужских репродуктивных органов — мейоза — у сибирских елей, произрастающих в пределах Красноярска, несколько увеличилась. На отдельных стадиях мейотических делений клеток у этих растений были зафиксированы отклонения развития. Однако, по оценке ученых, ель сибирская обладает высокой адаптивной способностью в условиях изменяющейся среды. Результаты исследования опубликованы в научном издании «Ботанический журнал»
 
Сибирская ель широко распространена на территории России от границы лесотундры на севере до степной зоны на юге. Из-за изменения климата ареал этого вида может измениться. Ученым важно понимать, как деревья будут приспосабливаться к изменяющейся среде, в частности, как будут размножаться при отклонении условий от оптимальных.
 
Исследователи ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» совместно с московскими коллегами обнаружили, что у сибирской ели, произрастающей в пределах Красноярска, при потеплении изменяются некоторые стадии мейоза — процесса деления ядра клеток и образования мужских репродуктивных органов. У таких елей также было значительно больше мутаций, обусловленных генетическими трансформациями. Все это говорит о высокой адаптивной способности данного вида к изменениям климата.
 
Для исследования биологи собирали с елей побеги с микростробилами — органами, в которых образуется споры и пыльца. Ученые обнаружили, что ядра половых клеток делятся неодновременно не только у разных деревьев, но и в пределах одного микроспорангия. Специалисты отмечают, что такой сильной асинхронности ранее не наблюдалось у ели сибирской ни в естественных популяциях Сибири, ни даже в экстремальных условиях Крайнего Севера. К тому же у городских елей ядра начинали делиться при значительно меньших суточных температурах, и размножение продолжалось дольше, чем в естественных популяциях елей. Пыльцевые зерна в основном, были меньше, чем обычно, а также имели аномальное количество воздушных мешков: один, три или несколько срощенных, что может затруднить перемещение пыльцы в пространстве. Ученые предположили, что это обусловлено реакцией вида на изменения условий среды, в частности, увеличением температуры почв и воздуха.
 
Побеги с микростробилами
   Побеги с микростробилами
 
«Растения особенно чувствительны к изменениям на стадиях проростка и формирования репродуктивных органов, когда процессы образования спор приспосабливаются к новому температурному режиму и длине светового дня. Мы изучали рост ели сибирской при изменении привычных условий произрастания. В результате — выявили ответную реакцию вида на быструю смену климатических режимов. Анализ мейоза у ели сибирской показал быстрое прохождение клеточных делений, значительную асинхронность развития клеток и достаточно узкий спектр аномалий. Это может свидетельствовать о высокой жизнеспособности пыльцы. Результаты показывают, что ель сибирская быстро адаптируется к климатическим изменениям, по крайней мере, температурным. Мы предполагаем, что этот вид обладает высоким адаптивным потенциалом, будет хорошо расселяться и занимать большие территории при изменениях климата», — рассказывает старший научный сотрудник Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН кандидат биологических наук Елена Васильевна Бажина.
 
Исследовательница отметила, что в дальнейшем ученые планируют рассмотреть, как реагируют на непривычные внешние условия женские репродуктивные структуры и как в этих условиях происходит оплодотворение и развитие семян. Это позволит определить, каким образом изменения климата скажутся на процессе размножения сибирской ели и ее распространении.
 
Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (№ 20- 05-00540).
 
Группа научных коммуникаций ФИЦ КНЦ СО РАН
 
Поделись с друзьями: 

Система Orphus