Публикации 2014-2023 гг.
Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН
ул. Лермонтова, 132, Иркутск, 664033 Российская Федерация
E-mail: egorova@sifibr.irk.ru, mikkonovalov@yandex.ru, sherolga80@mail.ru, dudarevan2020@mail.ru,
Реферат
УДК 582.26
Егорова И. Н., Коновалов М. С., Шергина О. В., Дударева Н. В., Тупикова Г. С. Ассоциации водорослей и мохообразных рода Hedwigia P. Beauv. в горной тайге Хэнтэя (Забайкальский край, Россия) // Сибирский лесной журнал. 2020. № 6. С. 64–80.
DOI: 10.15372/SJFS20200606
© Егорова И. Н., Коновалов М. С., Шергина О. В., Дударева Н. В., Тупикова Г. С., 2020
Впервые приводятся сведения о распространенных в горно-таежных районах альгобриофитных ассоциациях, средообразующими организмами которых выступают представители рода гедвигии Hedwigia P. Beauv. (Bryophyta). Исследования проведены в Сохондинском государственном биосферном заповеднике (Забайкальский край, Россия). Для изучения были отобраны альгобриофитные сообщества в горной тайге, функционирующие на камнях в лесу, каменистых россыпях, скалах-останцах, скальных выходах, галечнике. Атмосферные осадки здесь единственный источник влаги. В дернине гедвигии режим температуры и влажности отличался от такового на обнаженной поверхности камней. При более высокой влажности температура во мхах в среднем была на 0.6 °С ниже, чем в это же время на обнаженной поверхности субстрата. В дернине мха, формирующейся на камнях под пологом леса, по сравнению с открытыми пространствами каменистых россыпей, было теплее на 1–4 °С, а относительная влажность на 4–8 % выше. Произрастающим на кислых горных породах представителям гедвигии свойственна кислая реакция среды. Во всех изученных образцах мохообразных обнаружены эпибриофитные водоросли. Всего зарегистрировано 68 видов из отделов Chlorophyta (40 видов), Cyanoprokaryota (13 видов), Streptophyta (8 видов), Ochrophyta (4 вида), Bacillariophyta (3 вида). Большинство из них характерны для наземных местообитаний. Ряд найденных родов водорослей известны как симбионты лишайников. В ассоциациях преобладали цианопрокариоты–диазотрофы из родов носток Nostoc Vauch. ex Bornet et Flahault и стигонема Stigonema C.Agardh ex Bornet et Flahault. Обнаружены значительные флуктуации их численности во времени и пространстве. Ассоциированные с гедвигией диазотрофы могут служить источником азота для мха. Показано, что гедвигия накапливает 0.7–1.5 (2.2) % минерального азота. Сопоставимое с гедвигией количество азота аккумулирует один из доминантов мохового покрова в таежных экосистемах юга Сибири ритидиум морщинистый Rhytidium rugosum (Hedw.) Kindb. Этот вид также образует ассоциации с доминированием носток и стигонема. Содержание минерального азота в самих свободноживущих эпигейных и эпилитных цианопрокариотах родов носток и стигонема может до 2–3-х раз превышать таковое в исследуемых мхах.
Текст статьи
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ (REFERENCES)
Алексахина Т. И., Штина Э. А. Почвенные водоросли лесных биогеоценозов. М.: Наука, 1984. 149 с. [Aleksakhina T. I., Shtina E. A. Pochvennye vodorosli lesnykh biogeotsenozov (Soil algae of forest biogeocenoses). Mosсow: Nauka, 1984. 149 p. (in Russian)].
Баишева Э. З., Мартыненко В. Б., Широких П. С. Мохообразные лесных экосистем Республики Башкортостан. Уфа: Гилем, Башк. энцикл., 2015. 352 с. [Baisheva E. Z., Martynenko V. B., Shirokikh P. S. Mokhoobraznye lesnykh ekosistem Respubliki Bashkortostan (Bryophytes in forest ecosystems of the Republic of Bashkortostan). Ufa: Gilem, Bashk. entsikl. (Gilem, Bashkir Encyclopedia), 2015. 352 p. (in Russian)].
Бардунов Л. В. В поле и за микроскопом. Из записок-воспоминаний сибирского ботаника. Новосибирск: Акад. изд-во «Гео», 2007. 141 с. [Bardunov L. V. V pole i za mikroskopom. Iz zapisok-vospominaniy sibirskogo botanika (In the field and behind the microscope. From memoirs of a Siberian botanist). Novosibirsk: Geo Acad. Publ., 2007. 141 p. (in Russian)].
Войцехович А. А., Михайлюк Т. И., Дариенко Т. М. Фотобионты лишайников. 1: разнообразие, экологические особенности, взаимоотношения и пути совместной эволюции с микобионтом // Альгология. 2011. Т. 21. № 1. С. 3–26. [Voytsekhovich A. A., Mikhaylyuk T. I., Darienko T. M. Fotobionty lishaynikov. 1: raznoobrazie, ekologicheskie osobennosti, vzaimootnosheniya i puti sovmestnoy evolyutsii s mikobiontom (Lichen photobionts. 1: biodiversity, ecophysiology and co-evolution with the mycobiont) // Algologiya (Algologia). 2011. V. 21. N. 1. P. 3–26 (in Russian with English abstract)].
Голлербах М. М., Штина Э. А. Почвенные водоросли. Л.: Наука. Ленингр. отд-ние, 1969. 228 с. [Gollerbakh M. M., Shtina E. A. Pochvennye vodorosli (Soil algae). Leningrad: Nauka. Leningrad Br., 1969. 228 p. (in Russian)].
Давыдов Д. А. Цианопрокариоты и их роль в процессе азотфиксации в наземных экосистемах Мурманской области. М.: ГЕОС, 2010. 184 с. [Davydov D. A. Tsianoprokarioty i ikh rol’ v protsesse azotfiksatsii v nazemnykh ekosistemakh Murmanskoy oblasti (Cyanoprokaryota and their role in nitrogen fixation in terrestrial ecosystems of Murmansk Oblast). Moscow: Geos, 2010. 184 p. (in Russian with English abstract)].
Егоров В. И. Азотный режим и биологическая азотфиксация в сообществах мхов (Хибины) // Почвоведение. 2007. № 4. С. 505–509 [Egorov V. I. Azotny rezhim i biologicheskaya azotfiksatsiya v soobshchestvakh mkhov (Khibiny) (The nitrogen regime and biological fixation of nitrogen in moss communities (the Khibiny Mountains)) // Pochvovedenie (Soil Sci.). 2007. N. 4. P. 505–509 (in Russian with English abstract)].
Егорова И. Н. Видовой состав водорослей в ассоциациях с Rhytidium rugosum (Bryophyta) в Сохондинском заповеднике (Забайкальский край) // Бот. журн. 2012. Т. 97. № 8. С. 1051–1061 [Egorova I. N. Vidovoy sostav vodorosley v assotsiatsiyakh s Rhytidium rugosum (Bryophyta) v Sokhondinskom zapovednike (Zabaykalsky kray) (The species diversity of algae in associations with Rhytidium rugosum (Bryophyta) in Sokhondinsky reserve (Zabaikalsky Krai)) // Bot. zhurn. (Bot. J.). 2012. V. 97. N. 8. P. 1051–1061 (in Russian with English abstract)].
Егорова И. Н., Коновалов М. С. К вопросу о роли наземных водорослей в функционировании лесных экосистем // Состояние лесов и актуальные проблемы лесоуправления: мат-лы Всерос. конф. с междунар. участ., Хабаровск, 10–11 окт. 2013 г. Хабаровск: ДальНИИЛХ, 2013. С. 325–329 [Egorova I. N., Konovalov M. S. K voprosu o roli nazemnykh vodorosley v funktsionirovanii lesnykh ekosistem (On the question about a role of terrestrial algae in the functioning of forest ecosystems) // Sostoyanie lesov i aktual’nye problemy lesoupravleniya: mat-ly Vseros. konf. s mezhdunar. uchast., Khabarovsk, 10–11 Oct. 2013) (State of forests and current problems of forest management: Proc. All-Rus. Conf. Int. Participat. Khabarovsk, 10–11 Oct., 2013). Khabarovsk: Dal’NIILKH (Far East For. Res. Inst.), 2013. P. 325–329 (in Russian with English abstract)].
Егорова И. Н., Коновалов М. С. О некоторых итогах исследований водорослей в ассоциациях с мохообразными Байкальского региона // Водоросли: проблемы таксономии, экологии и использование в мониторинге. Сб. мат-лов III Междунар. науч. конф., 24–29 авг. 2014 г. Ярославль: Филигрань, 2014. С. 60–62 [Egorova I. N., Konovalov M. S. O nekotorykh itogakh issledovaniy v assotsiatsiyakh s mokhoobraznymi Baykal’skogo regiona (About sоme results of the studeis of algae in the associations with Briophyta of the Baikal region) // Vodorosli: problemy taksonomii, ekologii i ispol’zovanie v monitoringe. Sb. mat-lov III Mezhdunar. nauch. konf., 24–29 avg.a 2014 g. (Algae: problems of taxonomy, ecology and use in monitoring. Proc. III Int. Conf., 24-29 Aug. 2014). Yaroslavl’: Filigran’, 2014. P. 60–62 (in Russian)].
Егорова И. Н., Шамбуева Г. С., Шергина О. В., Шинен Н. К экологии Nostoc commune (Cyanoprokaryota) из Южной Сибири и Монголии // Сиб. лесн. журн. 2019. № 1. С. 16–29 [Egorova I. N., Shambueva G. S., Shergina O. V., Shinen N. K ekologii Nostoc commune (Cyanoprokaryota) iz Yuzhnoy Sibiri i Mongolii (On the ecology of Nostoc commune (Cyanoprokaryota) in Southern Siberia and Mongolia) // Sib. Lesn. zurn. (Sib. J. For. Sci.). 2019. N. 1. P. 16–29 (in Russian with English abstract)].
Егорова И. Н., Судакова Е. А., Максимова Е. Н., Тупикова Г. С. Наземные водоросли гор Южной Сибири и Северной Монголии // Бот. журн. 2020. Т. 105. № 2. С. 107–132 [Egorova I. N., Sudakova E. A., Maksimova E. N., Tupikova G. S. Nazemnye vodorosli gor Yuzhnoy Sibiri i Severnoy Mongolii (Terrestrial algae of the mountains of South Siberia and North Mongolia) // Bot. zhurn. (Bot. J.). 2020. V. 105. N. 2. P. 107–132 (in Russian with English abstract)].
Зарядов И. С. Статистический пакет R: теория вероятностей и математическая статистика: учеб.-метод. пособ. М.: Изд-во Рос. ун-та дружбы народов, 2010. 141 с. [Zaryadov I. S. Statisticheskiy paket R: teoriya veroyatnostey i matematicheskaya statistika: ucheb.-metod. posob. (Statistical package R: probability theory and mathematical statistics: educational and methodological guide). Moscow: Izd-vo Ros. un-ta druzhby narodov (Peoples’ Friendship Univ. Rus. Publ.), 2010. 141 p. (in Russian)].
Кузяхметов Г. Г. Методические указания по изучению почвенных водорослей. Уфа: Башкир. гос. ун-т, 1986. 32 с. [Kuzyakhmetov G. G. Metodicheskie ukazaniya po izucheniyu pochvennykh vodorosley (Guidelines for the study of soil algae). Ufa: Bashkir St. Univ. Publ., 1986. 32 p. (in Russian)].
Меркушева М. Г., Убугунов Л. Л., Корсунов В. М. Биопродуктивность сенокосов и пастбищ сухостепной зоны Забайкалья. Улан-Удэ: Изд-во Бурят. науч. центра СО РАН, 2006. 515 с. [Merkusheva M. G., Ubugunov L. L., Korsunov V. M. Bioproduktivnost’ senokosov i pastbishch sukhostepnoy zony Zabaykal’ya (Bioproductivity of hayfields and pastures of the dry-steppe zone of Transbaikalia). Ulan-Ude: Buryat Sci. Center, Sib. Br., Rus. Acad. Sci. Publ., 2006. 515 p. (in Russian)].
Патова Е. Н., Сивков М. Д., Гончарова Н. Н., Шубина Т. П. Ассоциации азотфиксирующих цианобактерий со сфагновыми мхами в пойменном болоте средней тайги (Европейский Северо-Восток) // Теор. и прикл. экол. 2020. № 1. С. 117–123 [Patova Е. N., Sivkov M. D., Goncharova N. N., Shubina T. P. Assotsiatsii azotfiksiruyushchikh tsianobakteriy so sfagnovymi mkhami v poymennom bolote sredney taygi (Evropeyskiy Severo-Vostok) (Associations between nitrogen-fixing cyanobacteria and sphagnum mosses in floodplain bogs of the middle taiga (European Northеast) // Teor. i prikl. ekol. (Theor. Appl. Ecol.). 2020. N. 1. P. 117–123 (in Russian with English abstract)].
Перминова Г. Н. Почвенные водоросли некоторых районов севера Евразии и Дальнего Востока. Киров, 1990. 41 с. [Perminova G. N. Pochvennye vodorosli nekotorykh rayonov severa Еvrazii i Dalnego Vostoka (Soil algae of some regions of the North of Eurasia and the Far East). Kirov, 1990. 41 p. (in Russian)].
Плешков Б. П. Практикум по биохимии растений: Учеб. пособ. для студ. высш. с.-х. учеб. завед. по спец. «Агрохимия и почвоведение». 2-е изд., доп. и перераб. М.: Колос, 1976. 254 с. [Pleshkov B. P. Praktikum po biokhimii rasteniy: Ucheb. posob. dlya stud. vyssh. s.-kh. ucheb. zaved. po spets. «Agrokhimiya i pochvovedenie» (Workshop on plant biochemistry: textbook for students of higher education. agr. inst. spec. in «Agrochemistry and Soil Science»). 2nd Ed., updated and revised. Moscow: Kolos, 1976. 254 p. (in Russian)].
Предбайкалье и Забайкалье / Под общ. ред. И. П. Герасимова. М.: Наука, 1965. 492 с. [Predbaykalye i Zabaykalye (Prebaikalia and Transbaikalia) / I. P. Gerasimov (Gen. Ed.). Moscow: Nauka, 1965. 492 p. (in Russian)].
Справочник по климату СССР. В 34 вып. Вып. 23: Бурятская АССР и Читинская область. Часть IV: Влажность воздуха, атмосферные осадки, снежный покров / Отв. ред. И. А. Зильберштейн. Л.: Гидромет. изд-во, 1968. 328 с. [Spravochnik po klimatu SSSR. V 34 vyp. Vyp. 23: Buryatskaya ASSR i Chitinskaya oblast’. Chast’ IV: Vlazhnost’ vozdukha, atmosfernye osadki, snezhny pokrov (Reference book on the climate of the USSR. In 34 iss. Iss. 23: Buryat ASSR and Chita Oblast. Part IV: Humidity, precipitation, snow cover) / I. A. Zilbershteyn (Responsible Ed.). Leningrad: Gidromet. Publ., 1968. 328 p. (in Russian)].
Табаленкова Г. Н., Дымова О. В., Головко Т. К. Азот и азотсодержащие соединения в цианолишайниках рода Peltigera // Теор. и прикл. экол. 2020. № 1. C. 84–88 [Tabalenkova G. N., Dymova O. V., Golovko T. K. Azot i azotsoderzhashchie soedineniya v tsianolishaynikakh roda Peltigera (Nitrogen and nitrogen-containing compounds in cyanolichens of Peltigera genus) // Teor. i prikl. ekol. (Theor. Appl. Ecol.). 2020. N. 1. C. 84–88 (in Russian with English abstract)].
Энциклопедия Забайкалья: Читинская область: В 2 т. Т. 1: Общий очерк. 2-е изд., испр. / Гл. ред. Р. Ф. Гениатулин. Новосибирск: Наука, 2002. 302 с. [Entsiklopediya Zabaykalya: Chitinskaya oblast: V 2 t. T. 1: Obshchy ocherk (Encyclopedia of Transbaikalia: Chita region: In 2 vols. V. 1: General essay). 2-e izd., ispr. (2nd ed., rev.) / R. F. Geniatulin (Chief Ed.). Novosibirsk: Nauka, 2002. 302 p. (in Russian)].
Abou El-Kheir W. S., El-Saadawi W. E., Darwish M. H. Observations on the alga-moss associations // J. Hattory Bot. Lab. 1988. N. 65. P. 303–309.
Afonina O. M., Czernyadjeva I. V. New moss records from Zabaikal’sky Territory // Arctoa. 2012. N. 21. P. 294.
Arróniz-Crespo M., Perez-Órtega S., De los Ríos A., Green T. G., Ochoa-Hueso R., Casermeiro M. Á., de la Cruz M. T., Pintado A., Palacios D., Rozzi R., Tysklind N., Sancho L. G. Bryophyte-cyanobacteria associations during primary succession in recently deglaciated areas of Tierra del Fuego (Chile) // PLoS ONE. 2014. V. 9. Iss. 5. Article number: e96081.
Broady P. A. The Signy Islands terrestrial reference sites: IX. The ecology of the algae of site 2. A moss carpet // Br. Antarct. Surv. Bull. 1979. N. 47. P. 13–29.
DeLuca T. H., Zackrisson O., Nilsson M.-C., Sellstedt A. Quantifying nitrogen-fixation in feather moss carpets of boreal forests // Nature. 2002. V. 419. N. 6910. P. 917–920.
Egorov V. I. The nitrogen regime and biological fixation of nitrogen in moss communities (the Khibiny Mountains) // Euras. Soil Sci. 2007. V. 40. N. 4. P. 463–467 (Original Rus. text © V. I. Egorov, 2007, publ. in Pochvovedenie. 2007. N. 4. P. 505–509).
Ettl H., Gärtner G. Syllabus der Boden-, Luft- und Flechtenalgen. 2 ergänzte Auflage. Berlin et Heidelberg: Springer Spektrum, 2014. 773 p.
Friedl T., Büdel B. Photobionts // Lichen biology / T. H. Nash (Ed.). New York: Cambridge Univ. Press, 2008. P. 9–26.
Gavazov K. S., Soudzilovskaya N. A., Logtestjin R. S. van, Braster M., Cornelissen J. H. Isotopic analysis of cyanobacterial nitrogen fixation associated with subarctic lichen and bryophyte species // Plant Soil. 2010. V. 333. P. 507–517.
Gentili F., Nilsson M.-C., Zackrisson O., DeLuca T. H., Sellstedt A. Physiological and molecular diversity of feather moss associative N2-fixing cyanobacteria // J. Exp. Bot., 2005. V. 456. N. 422. P. 3121–3127.
Hyodo F., Wardle D. A. Effect of ecosystem retrogression on stable nitrogen and carbon isotopes of plants, soils and consumer organisms in boreal forest islands // Rapid Commun. Mass Spectrom. 2009. V. 23. N. 13. P. 1892–1898.
Ignatov M. S., Afonina O. M., Ignatova E. A., Abolina A., Akatova T. V., Baisheva E. Z., Bardunov L. V., Baryakina E. A., Belkina O. A., Bezgodov A. G., Boychuk M. A., Cherdantseva V. Ya., Czernyadjeva I. V., Doroshina G. Ya., Dyachenko A. P., Fedosov V. E., Goldberg I. L., Ivanova E. I., Jukoniene I., Kannukene L., Kazanovsky S. G., Kharzinov Z. Kh., Kurbatova L. E., Маksimov А. I., Mamatkulov U. K., Manakyan V. A., Maslovsky O. M., Napreenko M. G., Otnyukova T. N., Partyka L. Ya., Pisarenko O. Yu., Popova N. N., Rykovsky G. F., Tubanova D. Ya., Zheleznova G. V., Zolotov V. I. Check-list of mosses of East Europe and North Asia // Arctoa. 2006. N. 15. P. 1–130.
Ignatova E. A., Kuznetsova O. A., Fedosov V. E., Ignatov M. S. On the genus Hedwigia (Hedwigiaceae, Bryophyta) in Russia // Arctoa. 2016. N. 25. P. 241–277.
Lattaud J., Kirkels F., Peterse F., Freymond C. V., Eglinton T. I., Hefter J., Mollenhauer G., Balzano S., Villanueva L., van der Meer M. T., Hopmans E. C., Damsté J. S., Schouten S. Long-chain diols in rivers: distribution and potential biological sources // Biogeosciences. 2018. N. 15. P. 4147–4161.
Lindo Z., Nilsson M.-C., Gundale M. J. Bryophyte-cyanobacteria associations as regulators of the northern latitude carbon balance in response to global change // Glob. Change Biol. 2013. V. 19 (7). P. 2020–2035.
Matsuda T. Ecological study of the moss community and microorganisms in the vicinity of Syowa station, Antarctica // JARE Sci. Rep. Ser. E: Biol. 1968. V. 29. P. 1–58.
Matuła J., Pietryka M., Richter D., Wojtuń B. Cyanoprokaryota and algae of Arctic terrestrial ecosystems in the Hornsund area, Spitsbergen // Polish Polar Res. 2007. V. 28. N. 4. P. 283–315.
Menge D. N., Baisden T. W., Richardson S. J., Peltzer D. A., Barbour M. M. Declining foliar and litter δ15N diverge from soil, epiphyte and input δ15N along a 120000 yr temperate rainforest chronosequence // New Phytol. 2011. V. 190 (4). P. 941–952.
Moya P., Chiva S., Molins A., Jadrná I., Škaloud P., Peksa O., Barreno E. Myrmecia israeliensis as the primary symbiotic microalga in squamulose lichens growing in European and Canary Island terricolous communities // Fottea, Olomouc. 2018. V. 18. N. 1. P. 72–85.
Ohtani S., Kanda H. Epiphytic algae on the moss community of Grimmia lawiana around Syowa station, Antarctica // Proc. NIPR Symp. Polar Biol. 1987. N. 1. P. 255–264.
Pandey K. D., Kashyap A. K., Gupta R. K. Nitrogen fixation by cyanobacteria associated with moss communities in Schirmacher oasis, Antarctica // Israel J. Bot. 1992. N. 41. P. 187–198.
Smith V. R., Russel S. Acetylene reduction by bryophyte-cyanobacteria associations on a Subantarctic Island // Polar Biol. 1982. V. 1. P. 153–157.
Solheim B., Wiggen H., Röberg S., Spaink H. P. Associations between Arctic cyanobacteria and mosses // Symbiosis. 2004. V. 37 (1). P. 169–187.
Solheim B., Zielke M. Associations between cyanobacteria and mosses // Cyanobacteria in Symbiosis. Chapter 8. 2002. Р. 137–152.
Solheim B., Zielke M., Bjerke J. W., Rozema J. Effects of enhanced UV-B radiation on nitrogen fixation in arctic ecosystems // Plant Ecol. 2006. V. 182. P. 109–118.
Stewart K. J., Lamb E. G., Coxson D. S., Siciliano S. D. Bryophyte-cyanobacterial associations as a key factor in N2-fixation across the Canadian Arctic // Plant and Soil. 2011. V. 344 (1). P. 335–346.
Warshan D., Bay G., Nahar N., Wardle D. A., Nilsson M.-Ch., Rasmussen U. Seasonal variation in nifH abundance and expression of cyanobacterial communities associated with boreal feather mosses // ISME J. 2016. N. 10. P. 2198–2208.
Volkman J. K., Barret S. M., Blackburn S. I. Fatty acids and hydroxy fatty acids in three species of freshwater eustigmatophytes // J. Phycol. 1999. N. 35. P. 1005–1012.
