Диссертация (1154485), страница 20
Текст из файла (страница 20)
(рябины обыкновенной) и Picea abies L. (ели обыкновенной) можнообъяснить различием в микоризации. Если ели обыкновенной сопутствуетСеть Гартига (Hartig net) – сеть грибных гифов, распространяющаяся в корень, проникаямежду эпидермисом (ризодермой) и клетками коры. Посредством сети Гартига осуществляетсяобмен питательными веществами между грибом и растением-хозяином (Wikipedia [Website]:Hartig net).41При апопластном пути транспорта движение ионов происходит по свободному пространству,под которым понимается часть ткани, приходящаяся на клеточные оболочки имежклетники (Трапезников, Иванов, Тальвинская, 1999).40115эктомикориза (ЭМ), то лиственным древесным растениям, в нашем случае ясенюи рябине, свойственна арбускулярная микориза (АМ) (Смит, Рид, 2012, с. 18).АМ грибная колонизация влияет на поглотительную способность тяжелыхметаллов по-разному, что зависит от условий роста растений, вида грибногосимбионта и вида тяжелого металла (Weissenhorn et al., 1995). Из литературыизвестно, что в случае АМ грибов тяжелые металлы могут связываться наповерхности гиф или изолироваться в гифах без дальнейшей передачи растениям(Joner, Briones, Leyval, 2000; Christie, Li, Chen, 2004).
Поскольку валовоесодержание свинца в почве, на которой произрастали лиственные породыдеревьев, практически не претерпевало изменений, то связывание свинца наповерхности гиф и тем более изоляция его гифами корневой системой ясеняпенсильванского и рябины обыкновенной не имело место. Скорее всего, в данномслучае функционировал иной механизм, характерный для арбускулярномикоризных грибов, заключающийся в выделении органических кислот,препятствующих доступности тяжелых металлов для корневых систем (Смит,Рид, 2012, с. 185-187).Собственно, такой же механизм воздействия на тяжелые металлы имеетместо и у эктомикоризных грибов, которые также выделяют органические анионыв ответ на внесение тяжелых металлов, что приводит к хелатированию токсичныхионов в почве вне корневой системы (Ahonen-Jonnarth et al., 2000; Bellion et al.,2006).
Однако, в случае ели обыкновенной связывание свинца имеет место внутрикорневой системы.Подытоживая полученные нами данные и обширный литературныйматериал по микоризному симбиозу, можно предположить, что наблюдаемое вприсутствии экотола существенное снижение подвижных форм свинца при егопрактически неизменном валовом содержании в почвах после роста на нихсаженцев ясеня пенсильванского и рябины обыкновенной связано с активациейзащитных механизмов по отношению к тяжелому металлу арбускулярно-116микоризным грибом, способного, наряду с корневой системой, выделятьхелатирующие свинец соединения, например, органические кислоты, т.е.реализуется механизм, при котором связывание тяжелого металла происходит внерастения.
Снижение валового содержания и подвижных форм свинца в почвахпосле роста на них саженцев ели обыкновенной обусловлено активациейэктомикоризным грибом поступления тяжелого металла внутрь корня поддействием гиф микоризного гриба, которые оплетают корневую систему инаходятся внутри корня, т.е. реализуется иной механизм защиты растения.
Вданном случае, менее эффективный.Так как наличие экотола на фоне избыточных доз свинца способствуетувеличению интенсивности микоризации, что усиливает попадание тяжелогометалла в корневую систему саженцев ели, использование экотола дляповышения жизнестойкости данного вида растения в условиях загрязнения почвысвинцом и, очевидно, другими тяжелыми металлами является нецелесообразным.Тем не менее, применение экотола может оказать положительное воздействие надревесные саженцы ели обыкновенной, произрастающие при благоприятныхэкологических условиях, например, в питомниках.117ЗАКЛЮЧЕНИЕЭкология изначально представляла собой транснауку, объединяющуюцелый ряд биологических дисциплин и наук о Земле. В наши дни она взначительной степени базируется на представлениях В.И. Вернадского обиосфере.
Все больше уделяется внимания сохранению среды обитания биоса,особенно на урбанизированных территориях, с загрязненными почвами инарушенным балансом в мико- и микробиоте. Зеленые насаждения способствуютсохранению экологического равновесия, но при этом сами нуждаются вэкозащите. Для улучшения состояния городских зеленых насаждений, в первуюочередь,молодыхпосадок,мыполагаемэффективнымиспользоватьфизиологически-активные вещества, повышающие устойчивость растений кнеблагоприятным условиям среды обитания, получившим название «экотолы»,фундаментальным исследованиям которых положил начало д.б.н.
Г.В. Лебедев.Экотол бывшее живое вещество, биотехнологический метод получениякоторого моделирует природный процесс разложения органического вещества впочвах в аэробных условиях. Состав экотола представляет собой сумму целогоряда соединений, в первую очередь продуктов распада бывшего живого вещества,куда входят бензолы, фураны, хиноны, индолы, лигнины и пр. Кроме того, вэкотоле обнаруживаются многочисленные соединения, являющиеся продуктамисинтеза мико- и микробиотой. Как показала наша работа, вещества, входящие вэкотол, способны выполнять барьерные (очищающие) почву функции, а такжеповышатьустойчивостькнеблагоприятнымтемпературам,оказыватьположительное физиолого-биохимическое влияние на ростовые процессы,фотосинтез,синтезбелка,способствоватьустановлениюсимбиотическихрастительно-микоризных отношений.
Таким образом, четко прослеживается118полифункциональное воздействие бывшего живого вещества – экотола, причем нетолько на растения, а на всю систему: почва-растения-симбионты растений.Экспериментальные данные нашей работы дают основание поддержатьтеоретические разработки д.б.н. С.А. Остроумова, выделяющего бывшее живоевещество (БЖВ, ex-living matter ELM), подвергшееся воздействию мико- имикробиоты, в новый тип вещества и соответственно предлагающего новуютипологию веществ, где наряду с живым веществом, неживым (косным)веществом и биокосным веществом предлагается включить бывшее живоевещество, благодаря его особой биосферной функции (Остроумов, 2010;Ostroumov, 2013).В связи с этим мог быть рассмотрен термин «биосферная экология».В конце XX века доктором философских наук, профессором Н.М.
Солодухо(Казань) был предложен термин «всеобщая экология» и разработана ееконцепция, где отмечалось, что экологические проблемы стали болью, а ихрешение способом выживания человечества на Земле (Солодухо, 1995, 2007). Скаждым годом невероятно нарастает объем и разнообразие экологическихподходов и предлагаемых решений, между которыми необходима самая широкаяинтеграция и налаживание взаимопонимания. Всеобщая экология отвечаетнаучному знанию «в качестве концепции, синтезирующей, сплавляющей ипреобразующей частнонаучные представления и понимания в конкретныхобластяхнаучногопознания:естествознании,медицине,социальномиэкономическом познании, культорологии и т.п.», т.е.
она должна объединятьбиологическую экологию, экологию животных, биохимическую экологию,экологию человека, экологию технической деятельности промышленнуюэкологию, социальную экологию, экологию культуры, экологию этики. Какотмечал Н.М. Солодухо, экология за полторы сотни лет из специальной119дисциплины переросла в современный стиль мышления (Актуальные вопросывсеобщей экологии, 2007).Всеобщая экология не может обойтись без мировоззренческих философскихоснованийиобщейфилософскойметодологии.Этуфилософско-мировоззренческую направленность дают философские идеи В.И. Вернадского,сумевшего обобщить результаты исследований своей эпохи, свести их в единуюцелостнуюкартинумира.ТрудыВ.И.Вернадскогоносятнетолькоэнциклопедический, но и мировоззренческий, а также методологический характер(Философские идеи В.И. Вернадского и современность, 2013).
В трудах В.И.Вернадского, посвященных биосфере, последняя рассматривается не только какобласть планеты Земля, где существует жизнь, а как сфера, которая формируетсяи видоизменяется прошлой и настоящей жизнью. Отсюда наиболее подходящимтермином для столь транснаучной дисциплины, как экология, может статьбиосферная экология42.Мы осознаем актуальность системного, комплексного изучения любой изэкологических проблем в период техногенеза, как одной из стадий развитиябиосферы. Мы полагаем, что данные исследования воздействия экотола нафизиолого-биохимические характеристики саженцев древесных растений исопутствующую им мико- и микробиоту на фоне загрязняющих веществ, набиогеохимическое состояние почв заслуживают дальнейшего продолжения.Важно было бы получить четкие представления о характере влияния экотола напоступление органических веществ из корневой системы в почву, где ониоказывают комплексообразующие воздействия на тяжелый металл.
Пролить светна этот вопрос могли бы данные о составе форм свинца в почве, от чего,собственно, и зависит различная доступность металла для растений. Понятьзависимость между химической формой и биодоступностью можно только послеДанный термин уже употреблялся в следующих работах (Миркин, Наумова, 1997; Зверев,2014).42120прямой идентификации форм свинца. Для достижения этой цели применяетсясинхротронная рентгеновская техника, включающая расширенный анализ тонкойструктурырентгеновскогоспектрапоглощения(EXAFS-спектроскопия)(Водяницкий, 2009; Водяницкий, 2010; Mаnceau et al., 1996).
К сожалению, мы несмогли найти научно-исследовательский институт, где была бы возможностьработы на подобной синхротронной рентгеновской технике.Также важно было бы проследить более детально взаимосвязь междустимулирующимэффектомэкотоланаростовыепроцессывусловияхповышенных температур и гормональными системами, а также между ростовымипроцессами, корневой системой и микоризами. Оценить возможный вклад в этотпроцесс нового класса гормонов растений и регуляторов симбиоза в микоризе –стриголактонов (Тараканов, 2011), что, безусловно, заслуживает отдельногосамостоятельного исследования. Вместе с тем, мы удовлетворены, что в своейработе использовали системный подход, и нами была проанализирована система:почва растение симбиотическая микобиота-микориза. Это позволяет нам датьрекомендации по использованию экотола (источника разнообразной палитрыбиологически-активныхвеществ)дляподдержаниясостояниядревесныхнасаждений в городских условиях, в частности, в санитарно-защитных зонахпредприятий.
Рекомендации основываются на иммобилизующем воздействииэкотола на тяжелый металл, положительном воздействии на ростовые процессы,фотосинтез, синтез белка, а также на характере микоризации корневой системыдревесных пород. Экотол улучшает физиологическое состояние: фотосинтез,синтез белка, устойчивость к тяжелым металлам лиственных древесных пород,для которых характерна арбускулярная микориза (показано на примере ясеня ирябины). Экотол не благоприятствует физиологическому состоянию саженцев елипри наличии избытка тяжелого металла в почве, т.к.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
