Использование оптической спектроскопии для анализа физиологических показателей и элементного состава лишайников рода Hypogymnia с разной антропотолерантностью

С использованием методов спектрального анализа в одном местообитании исследованы основные физиолого-биохимические характеристики и элементный состав трех видов лишайников рода Hypogymnia (Nyl.) Nyl. Модельные виды образуют следующий ряд по мере уменьшения степени антропотолерантности: Hypogymnia physodes (L.) Nyl.®H. tubulosa (Schaer.) Hav.®H. vittata (Ach.) Parrique. С помощью спектрофотометрического метода определены уровни содержания хлорофиллов a и b, фенольных соединений, коэффициенты феофитинизации, антиоксидантная активность и амперометрическим методом выявлена антирадикальная активность. Физиолого-биохимические показатели у каждого из трех видов соответствуют значениям для фоновых экотопов. У видов с невысокой антропотолерантностью эти показатели меньше и целостность системы корреляционных взаимосвязей параметров ниже. С помощью атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой в талломах модельных видов обнаружено 23 элемента. Среди них макро- и микроэлементы, тяжелые металлы и металлоиды. Максимальные концентрации большинства элементов выявлены у H. vittata, минимальные — у H. physodes. Анализ сопряженности физиологобиохимических характеристик и уровней содержания элементов свидетельствует о наличии сложной системы корреляционных взаимосвязей у каждого вида. Различия в структуре этой системы могут быть обусловлены спецификой состава вторичных метаболитов, которые определяют особенности адаптивных реакций. Использование разных методов оптической спектроскопии позволило выяснить не только функциональную специфику изученных видов, но и ее связь с уровнем их антропотолерантности. Низкая устойчивость к антропогенным воздействиям сочетается с меньшей скоординированностью физиолого-биохимических характеристик и невысокой целостностью системы корреляционных взаимосвязей. У наиболее уязвимого вида H. vittata обнаружены минимальные значения основных функциональных параметров, меньшая их сопряженность с показателями элементного состава и более высокие концентрации ряда токсичных элементов. Актуально применение комплексного анализа физиолого-биохимических характеристик и элементного состава с использованием разных спектральных методов в биоиндикации и экологической физиологии лишайников.

1. А. Ф. Мейсурова, А. А. Нотов, А. В. Пунгин, Л. Н. Скрыпник. Журн. прикл. спектр., 87, № 5 (2020) 816-827.

2. А. Ф. Мейсурова, А. А. Нотов, А. В. Пунгин, Л. Н. Скрыпник. Журн. прикл. спектр., 88, № 5 (2021) 754-766.

3. Глобальная стратегия сохранения растений: 2011–2020, BGCI (2012)

4. Д. Е. Гимельбрант, Е. С. Кузнецова. Выявление и обследование биологически ценных лесов на Северо-Западе Европейской части России, 2 (2009) 93-138

5. S. Chakir, M. Jensen. Physiol. Plant., 105 (1999) 257

6. T. D. V. MacKenzie, T. M. MacDonald, L. A. Dubois, D. A. Campbell. Planta, 214, N 1 (2001) 57-66

7. T. D. V. MacKenzie, M. Król, N. P. A. Huner, D. A. Campbell. Can. J. Bot., 80 (2002) 255

8. Г. Н. Табаленкова, И. В. Далькэ, Т. К. Головко. Изв. Самарского науч. центра РАН, 18, № 2 (2016) 221-225

9. Т. К. Головко, И. В. Далькэ, О. В. Дымова, Р. В. Малышев, С. Н. Плюснина, Т. Н. Пыстина, Н. А. Семенова, Г. Н. Табаленкова, М. А. Шелякин. Изв. Коми науч. центра УрО РАН, 3 (2018) 23-33

10. М. А. Шелякин, И. Г. Захожий, И. В. Далькэ, О. В. Дымова, Р. В. Малышев, Т. К. Головко. Физиология растений, 68, № 6 (2021) 600-611

11. А. Ф. Мейсурова, А. А. Нотов. Полевой журнал биолога, 3, № 1 (2021) 64-73

12. А. Ф. Мейсурова, А. А. Нотов. Материалы междунар. науч. конф., посвящ. 95-летию со дня рождения чл.-корр. НАН Беларуси Е. А. Сидоровича, 9-10 марта, 2023 г., Минск, ИВЦ Минфина (2023) 78-81

13. А. Ф. Мейсурова, А. А. Нотов. Журн. прикл. спектр., 83, № 5 (2016) 794-802.

14. Т. А. Трифонова, А. С. Салмин. Юг России: экология, развитие, 14, № 2 (2019) 150-163

15. А. К. Ежкин. Эпифитный лишайниковый покров темнохвойных лесов юга Сахалинской области в районах техногенного и природного загрязнения, автореф. дис. ... канд. биол. наук, Санкт-Петербург (2016)

16. Красная книга Вологодской области. Т. 2: Растения и грибы, Вологда, ВГПУ, Русь (2004)

17. Красная книга Калининградской области, Калининград, РГУ им. И. Канта (2010)

18. Красная книга Удмуртской Республики, Чебоксары, Перфектум (2012)

19. Красная книга Республики Марий Эл. Растения. Грибы, Йошкар-Ола, МарГУ (2013)

20. Красная книга Новгородской области, Санкт-Петербург, Дитон (2015)

21. Красная книга Нижегородской области. Т.2: Сосудистые растения, водоросли, лишайники, грибы, Калининград, РОСТ-ДОАФК (2017)

22. Красная книга Республики Коми, Сыктывкар, Ин-т биологии Коми НЦ УрО РАН (2019)

23. А. Ф. Мейсурова, А. А. Нотов. Сб. материалов XVI междунар. науч. экологической конф., посвящ. памяти А. В. Присного, 24-26 ноября 2020 г., Белгород, ИД “Белгород”, НИУ “БелГУ” (2020) 224-227

24. А. Ф. Мейсурова, А. А. Нотов, А. В. Пунгин. Журн. прикл. спектр., 84, № 6 (2017) 961-968.

25. ПНДФ 16.1:2.3:3.11-98. Количественный химический анализ почв. Методика выполнения измерений содержания металлов в твердых объектах методом спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, Москва, Государственный комитет РФ по охране окружающей среды (2005)

26. A. Demirbas. Energy Sour., 26, N 5 (2004) 499-506

27. T. Hirayama, F. Fujikawa, I. Yosioka, I. Kitagawa. Chem. Pharm. Bull., 23, N 3 (1975) 695-693

28. T. Hirayama, F. Fujikawa, I. Yosioka, I. Kitagawa. Chem. Pharm. Bull., 24, N 7 (1976) 1608 -1602

29. M. Kosanic, B. Rankovic, J. Vukojevic. J. Food Sci. Technol.-Mysore, 48, N 5 (2011) 584-590

30. I. Stojanović, M. Stanković, O. Jovanović, G. Petrović, A. Šmelcerović, G. Stojanović. Nat. Prod. Commun., 8, N 1 (2013) 109-112

31. B. Rankovic, M. Kosanic, N. Manojlovic, A. Rancic, T. Stanojkovic. Med. Chem. Res., 23, N 1 (2014) 408-416

32. G. Stojanovic, I. Zlatanovic, I. Zrnzevic, M. Stankovic, V. S. Jovanovic, B. Zlatkovic. Natur. Product Res., 32, N 22 (2018) 2735-2739

33. T. H. Nash III. Lichen Biology, Cambridge, Cambridge University Press (2008) 234-251

34. M. Goga, J. Elečko, M. Marcinčinová, D. Ručová, M. Bačkorová, M. Bačkor. In: Co-Evolution of Secondary Metabolites, Eds. J. M. Mérillon, K. Ramawat, Springer, Cham (2020) 175-209

35. S. T. Behmer, S. J. Simpson, D. Raubenheimer. Ecology, 83 (2002) 2489-2501

36. I. Bil’ova, M. Goga, M. Backor. Botanica Serb., 43, N 2 (2019) 133-142

37. R. Hamutoolu, M. K. Derici, E. S. Aras, A. Aslan, D. Cansaran-Duman. Appl. Ecology and Environ. Res., 18, N 2 (2020) 2315-2338

38. J. R. Exposito, E. Barreno, M. Catala. In: Lead in Plants and the Environment, Eds. D. K. Gupta, S. Chatterjee, C. Walther, Springer, Cham (2020) 149-170

39. D. Cansaran-Duman, D. Cetin, H. Simsek, N. Coplu. Asian J. Chem., 22, N 8 (2010) 6125-6132

40. K. Molnar, E. Farkas. Annales Botanici Fennici, 48, N 6 (2018) 473-482

41. D. Olivier-Jimenez, M. Chollet-Krugler, D. Rondeau, M. A. Beniddir, S. Ferron, T. Delhaye, P. M. Allard, J. L. Wolfender, H. J. M. Sipman, R. Lucking, J. Boustie, P. Le Pogam. Scientific Data, 6 (2019) 294

42. T. Goward, B. McCune, D. Meidinger. The Lichens of British Columbia: Illustrated Keys. Foliose and Squamulose Species, Victoria, B.C., Ministry of Forests (1994)

43. T. Mitrovic, S. Stamenkovic, V. Cvetkovic, I. Radojevic, M. Z. Mladenovic, M. Stankovic, M. D. Topuzovic, I. D. Radojevic, O. D. Stefanovic, S. M. Vasic, L. R. Comic, D. S. Seklic, A. D. Obradovic, S. D. Markovic. Oxidation Commun., 38, N 4, SI (2015) 2016-2032

44. А. Ф. Мейсурова, А. А. Нотов. Журн. прикл. спектр., 87, № 1 (2020) 96-106 [A. F. Meysurova, A. A. Notov. J. Appl. Spectr., 87, N 1 (2020) 83-91]

45. М. Ю. Кропачева, Ю. С. Восель, К. А. Мезина, Д. К. Белянин, М. С. Мельгунов, И. В. Макарова. Изв. Томского политех. ун-та. Инжиниринг георесурсов, 333, № 9 (2022) 146-156

46. J. Garty, Y. Karary, J. Harel. Archiv. Environ. Contamin. Toxicol., 24, N 4 (1993) 1455-1460

47. Л. А. Филатова, М. Г. Кусакина, И. Н. Якушева. Вестн. Пермского ун-та, 9, № 25 (2008) 11-14

48. J. Kovacik, S. Dresler, P. Babula, J. Hladky, I. Sowa. Plant Physiol. Biochem., 156 (2020) 599 -591