Члены Молодежного клуба местного Отделения РГО – студенты-географы ВятГУ – проводят актуальные для Кировской области исследования пыльцы древних и современных растений. Как выяснилось в беседе с их участниками, они имеют не только важное палеогеографическое, но и эколого-диагностическое значение в качестве одного из биотических индикаторов состояния окружающей среды.
Вот что поведали члены МК Александр Крысов, Ульяна Стародумова и их наставник – Игорь Александрович Вартан – участникам конкурса "Природа и общество", проведенном в 2018 году Кировским областным отделением РГО.
Действительно, спорово-пыльцевой анализ уже многие десятки лет находится в арсенале весьма информативных методов палеогеографических исследований. Потребность в таком ретроспективном подходе была осознана после того, как выяснилось, что природные геосистемы имеют длительную историю становления, измеряемую многими тысячами и сотнями тысяч лет. При этом они, как правило, не находятся в стабильном режиме, а более или менее быстро изменяются как в результате саморазвития, так и вследствие "внешнего давления" среды. Примером последнего могут быть колебания климата, наглядным примером которых могут быть сравнительно недавние четвертичные ледниковые и межледниковые эпохи. Они имели почти повсеместный характер и наложили соответствующий отпечаток на облик природы нашей вятской земли.
А вслед за климатом начинаются метаморфозы в составе растительности, несколько позднее – в почвенном покрове, а потом и в рельефе и так далее. За примерами далеко ходить не надо: это и моренные валунные и водно-ледниковые или покровные отложения, это и реликтовые представители аркто-тундровой или тундрово-степной растительности – карликовая береза, шиверекия подольская, кортуза Маттиоли и другие, – хорошо известные и охраняемые в качестве реликтов плейстоцена. И такие изменения ландшафтов могут быть «записаны» в составе спорово-пыльцевых спектров. Поэтому для ученых пыльца – это уникальный объект исследований, который встречается в осадочных породах, торфе, сапропеле, а также в воздухе и иных произведениях природы.
В самом деле, оболочки пыльцевых зерен цветковых, спор более древних форм растительности (мхов, хвощей, папоротников), захороняемые ежегодно в толще минеральных и, особенно, торфяных отложений в периоды цветения и спороношения, могут служить своего рода "чернилами", которыми пишется летопись природы любого региона, включая наш Вятский край. Развиваясь в огромных количествах в генеративных органах растений, пыльца и споры при созревании высыпаются наружу и более или менее равномерно рассеиваются вокруг производящего растения и постепенно погребаются в торфяных толщах или минеральных грунтах. Благодаря им, в последние десятилетия палеогеографам кафедры географии и методики обучения географии нашего университета – профессору М.М. Пахомову при участии его бывших аспирантов, ныне кандидатов географических наук Жуйковой И.А., Пупышевой С.А. и других, удалось приоткрыть окно в отдаленное прошлое природы нашего края.
Сегодня же хотелось бы обратить внимание на другой – экологический – аспект затронутой проблемы. Ведь что такое пыльца? Какие ассоциации возникают у людей при упоминании этого термина?
Как правило, это – весна, растения, аллергия, продукты пчеловодства…
И действительно, такие взаимосвязи совершенно объяснимы. Ведь пыльца продуцируется растениями во время периода цветения, то есть обычно весной и в начале лета. И пыльца каждого вида растений неповторима. Посмотрите, например, на экран монитора, связанный с микроскопом, с помощью которого мы рассматриваем спорово-пыльцевые спектры в ходе палинологических исследований. При большом увеличении вы можете видеть весьма причудливые формы, причем различные у каждого из родов, а иногда и видов растений.
02_pylca_otdelnyh_vidov_rasteniy_pod_mikroskopom.jpg
Но интересно не только это, но и то, что внешний вид пыльцы, как, впрочем, и людей может изменяться в зависимости от экологического состояния окружающей среды, степени антропогенной нагрузки города или отдельного предприятия. "Здорова" среда – и качество пыльцы растений соответствующее. А как его можно оценить? Оказалось, что под влиянием различного рода негативных факторов нарушаются процессы жизнедеятельности растений, в том числе и связанные с развитием пыльцы. В результате продуцируется огромное количество пыльцевых зерен с измененными морфологическими структурами и биохимическими свойствами, каталитической активностью белковых компонентов.
Так, в ходе ранее проведенных сотрудниками кафедры географии исследований качества пыльцы сосны обыкновенной в санитарно-защитной зоне бывшего объекта по уничтожению химического оружия в пос. Марадыковский Оричевского района, а также пыльцы липы сердцелистной в условиях городской агломерации (города Киров и Кирово-Чепецк) было обнаружено большое количество уродливой (тератоморфной) пыльцы – в некоторых пробах до 30%. Пожалуй, этот метод может служить более объективным биоиндикатором здоровья местной природы, чем химические показатели загрязнения в виде ПДК и т.п.
03_pylca_sosny_obyknovennoy.jpg
К разговору подключились и молодые исследователи, члены МК местного отделения РГО. Они высветили новые ракурсы применения доброго "старого" палинологического метода. Оказалось, что аэропалинологические исследования – это еще одно уникальное и весьма перспективное для региона направление исследования пыльцы, проводимое студентами-географами. С их слов мы уяснили, что в атмосфере, окружающей человека, постоянно циркулирует огромное число частиц различного происхождения, составляющих атмосферные аэрозоли. Многие из них, в первую очередь пыльца растений, способны вызывать аллергические заболевания у человека и существенно влиять на качество его среды обитания. Для точного выявления причинно-значимого аллергена необходимо знать время пыления растений в данном регионе и период циркуляции пыльцы в атмосфере.
Но несмотря на относительное постоянство календаря пыления для каждого региона, каждый конкретный сезон имеет свои особенности. В значительной степени могут варьировать как сроки и продолжительность пыления, так и пыльцевая продуктивность отдельных таксонов. Это обусловлено особенностями сезонных метеорологических условий, с одной стороны, а с другой – многолетними биологическими ритмами развития растений. Выявление сезонных и многолетних закономерностей изменения состава спорово-пыльцевого спектра лежит в основе разработки календаря пыления, а последний позволяет с определенной долей вероятности прогнозировать наступление аллергенной обстановки в городе или поселке. Этим сейчас и занимаются молодые исследователи.
04_ia_vartan_i_u_starodumova_za_rabotoy.jpg
Кроме того на кафедре географии студенты – члены МК – под руководством более опытных наставников проводят исследования качественного состава меда и выявляют соответствие его ботанического названия и спектра пыльцы. Как мы узнали, исследования такого рода называют апипалинологическими. При ботанической идентификации видов меда неотъемлемой частью дополнительно является информация о пыльцевых зернах медоносных растений (ГОСТ Р 52451-2005). Спорово-пыльцевой анализ позволяет определить и географическое происхождение меда, и его качественный состав.
Таким образом, уникальный микроскопический объект – пыльца – может использоваться в разнообразных научных и прикладных исследованиях – от геологии и географии до экологии и медицины.
Наше "интервью" с молодыми исследователями МК Кировского отделения РГО завершилось пробным наблюдением под микроскопом за множеством пылинок и спор весьма причудливых форм. Благодаря ему мы оказались в мире "малых величин", не менее интересном, чем знакомый нам с детских лет видимый окружающий мир. Так мы получили весьма наглядный урок того, как делается наука. Возможно, это определит будущую профессиональную траекторию некоторых из нас после окончания школы…
Участники конференции "Природа и общество – 2018"