Команда молодых ученых под руководством сотрудника Института биологии КарНЦ РАН впервые исследовала биоритмы роста быстрорастущего мха Sphagnum riparium — ключевого торфообразователя болот. По результатам четырехлетних исследований, поддержанных Российским фондом фундаментальных исследований, был измерен прирост свыше 116 тыс побегов и получено около 4,5 тыс оценок скорости роста мха. Учеными обнаружено три ритмических компонента, связанных с ростом сфагнума: сезонный, циркалунарный и третий компонент, создаваемый циркалунарным ритмом. Суммарно, три биоритма объясняют 51–78% сезонной скорости роста сфагнума. По мнению авторов, столь значительный вклад ритмичности может являться эволюционным механизмом поддержания ровной поверхности сфагнового ковра для сокращения потерь влаги и одной из причин современного широкого ареала сфагновых мхов в высоких широтах. Результаты исследования опубликованы в свежем выпуске журнала “Physiologia Plantarum”, также исследованию посвящен специальный научный очерк в рубрике «In the Spotlight».

Мхи рода Sphagnum — основные доминанты и торфообразователи болот высоких широт. Здесь они покрывают около 1.5 млн км² — это свыше 43% болотной поверхности. Практически все биосферные функции болот, включая формирование уникальных экологических ниш и специфического биоразнообразия, извлечение парниковых газов из атмосферы и их накопление в виде торфа, продукцию важных для морских экосистем хелатов железа, фиксацию атмосферного азота особыми симбиотическими микроорганизмами, так или иначе связаны с распространением и ростом сфагнового покрова.

Мох Sphagnum riparium в мелиоративных каналах б...

Мох Sphagnum riparium в мелиоративных каналах болот

В апреле 2015 года ведущий биолог ИБ КарНЦ РАН Виктор Миронов начал уникальное исследование на одном из болот в пригороде Петрозаводска, цель которого состоит в многолетнем подробном изучении роста мха Sphagnum riparium. Обычно это вид сфагнума растет в виде ровных зеленых ковров в мелиоративных каналах осушенных болот, при этом за год его побеги могут вырастать более, чем на полметра. Для измерения прироста мхов была использована оригинальная запатентованная авторская методика Виктора Миронова.

За четыре года суммарная продолжительность наблюдений составила 720 дней, за это время было измерено свыше 116 тыс побегов и получено около 4,5 тыс оценок скорости роста.

В результате анализа данных, впервые была описана биологическая ритмичность роста мхов, подробно описанная в журнале “Physiologia Plantarum”. Обнаружено три типа биоритмов: сезонный, циркалунарный и третий биоритм, синхронизируемый циркалунарным ритмом.

Рост Sphagnum riparium наглядно

Рост Sphagnum riparium наглядно

Интересным оказалось то, что все три биоритма очень хорошо объясняют сезонную скорость роста сфагнума. Было обнаружено, что 51-78% скорости роста объясняется только этими тремя ритмами. Ученые считают, что столь высокое участие ритмичности в ростовых процессах может являться одним из способов контроля ровной поверхности сфагнового ковра, а значит и его защиты от излишней потери воды. Таким образом, ритмичность роста сфагнума может объяснять современный ареал сфагновых мхов и распространение сфагновых болот на Земном шаре.

Виктор Миронов за работой во время полевых иссл...

Виктор Миронов за работой во время полевых исследований