О состоянии пигментного аппарата хвойных в условиях урбанизированной среды города Красноярск

Окружающая среда каждого индустриального города имеет свои особенности экологических и антропогенных факторов, ограничивающих рост и развитие растительности. Растения, обладая высокой пластичностью, способны адаптироваться к негативным факторам среды, в том числе за счет трансформации ассимиляционного аппарата. Показателем, характеризующим ассимиляционную активность растений, является содержание фотосинтетических пигментов, а адаптивные реакции проявляются в изменении соотношения между содержанием хлорофиллов и других пигментов, участвующих в процессе фотосинтеза. 

Для понимания механизмов физиолого-биохимической адаптации Pícea obováta, Picea pungens и Lárix sibírica, к условиям урбанизированной среды нами проведены исследования, характеризующие особенности изменения содержания пигментов фотосинтеза в хвое растений, произрастающих в различных экологических условиях г. Красноярска: в магистральных посадках и парковой зоне. Сравнительный анализ содержания пигментов в хвое Picea obovata, Picea pungens и Lárix sibírica не выявил видовых отличий. Установлена специфичность ответной реакции фотосинтетического аппарата хвойных на степень загрязнения среды обитания.  У насаждений парковой зоны снижалась масса хлорофилла а, в то время как его доля в пигментных комплексах оставалась на уровне контроля. Масса  хлорофилла b уменьшалась в меньшей степени, а его доля в пигментных комплексах даже возрастала. Более существенное, относительно зеленых пигментов, падение концентрации каротиноидов сопровождалось уменьшением их доли в структуре фотосистем. В условиях магистральных посадок снижалась как масса, так и доля хлорофиллов в составе светособирающего комплекса. Деградация хлорофиллов в большей мере затрагивает фонд хлорофилла b. В меньшей степени снижался фонд каротиноидов, что сопровождалось повышением его вклада в составе фотосистем. Изменение соотношения между содержанием хлорофиллов и каротиноидов, по-видимому, отражает специфику работы адаптационных механизмов в условиях различной степени загрязнения среды. 

1. Бухарина И. Л., Кузьмин П. А., Гибадулина И. И. Анализ содержания фотосинтетических пигментов в листьях древесных растений в условиях городской среды (на примере г. Набережные Челны) // Вестник Удмуртского университета. Серия: Биология. Науки о Земле. Вып. 1. 2013. С. 20–25.

2. Гетко Н. В. Растения в техногенной среде : структура и функция ассимиляционного аппарата. Акад. наук БССР, Центр. ботан. Сад. Минск : Наука и техника, 1989. 205 с.

3. Горышина Т. К. Фотосинтетический аппарат растений и условия среды. Л. : Изд-во Ленингр. ун-та, 1989. 202 с.

4. Донцов А. С., Сунцова Л. Н., Иншаков Е. М. Оценка состояния окружающей среды г. Красноярска по состоянию фотосинтетического аппарата ели сибирской // Хвойные бореальной зоны. 2016. Т. ХХХIV, № 5–6. C. 246–250.

5. Кирпичникова Т. В., Шавнин С. А., Кривошеева А. А. Состояние фотосинтетического аппарата хвои сосны и ели в зонах промышленного загрязнения при различных микроклиматических условиях // Физиология растений. 1995. Т. 42, № 1. С. 107‒113.

6. Кулагин А. А., Юсупов А. А. О содержании фотосинтетических пигментов в хвое лиственницы Сукачева (larix sukaczewii dyl.) При развитии в условиях аэротехногенного полиметаллического загрязнения окружающей среды // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. Т. 10, № 2, 2008. С. 617–620.

7. Методы биохимического исследования растений / А. И. Ермаков [и др.]. Л. : Агропромиздат, 1987. 430 с.

8. Николаевский В.С. Биологические основы газоустойчивости растений. Новосибирск : Наука, 1979. 280 с.

9. Николаевский В. С. Экологическая оценка загрязнения среды и состояние наземных экосистем методами фитоиндикации. М. : МГУЛ, 1999. 193 с.

10. Сарсацкая А. С. Содержание фотосинтетических пигментов у древесных пород городских насаждений. // Вестник Кемеровского государственного университета. Серия: Биологические, технические науки и науки о Земле. 2017. № 4. С. 9–14.

11. Сергейчик С. А., Шахнович Е. А. Влияние азотсодержащих газообразных токсикантов на пигменты пластид различных видов деревьев и кустарников // Труды ИПГ. Основы биологического контроля загрязнения окружающей среды. 1988. Вып. 72. С. 25‒38.

12. Суслина М. А., Сунцова Л. Н., Иншаков Е. М. Анализ состояния пигментного комплекса picea obovata и picea pungens в условиях техногенной среды города Красноярска // Хвойные бореальной зоны. 2021. Т. XXXIX, № 4. С. 263–268.

13. Тарханов С. Н., Бирюков С. Ю. Влияние атмосферного загрязнения на фотосинтезирующий аппарат pinus sylvestris L. и picea obovata Ledeb. × p. Abies (L.) Karst. В северной тайге бассейна Северной Двины // Лесной журнал. 2014. № 1. С. 20–26.

14. Тужилкина В. В., Ладанова Н. В., Плюснина С. Н. Влияние техногенного загрязнения на фотосинтетический аппарат сосны // Экология. 1998. № 2. С. 89‒93.

15. Фролов А. К. Окружающая среда крупного промышленного города и жизнь растений в нем. СПб. : Наука, Ленингр. отд-ние, 1998. 328 с.