Ученые Уральского федерального университета (УрФУ) доказали, что лишайники, произрастающие на субстратах с разными химическими свойствами, отличаются спектром вторичных метаболитов. Другими словами, лишайники адаптируются к неблагоприятным условиям — низкий рН субстрата или токсичные элементы.
В ходе исследований 740 видов лишайников биологи обнаружили новое свойство одноклеточных организмов. Образцы были собраны с горных пород и деревьев (ель, сосна, береза, ольха, осина, тополь) Среднего Урала. Результаты исследований опубликованы в журналах Frontiers in Forest and Global Change и Diversity.
Практическое применение лишайников крайне разнообразно. Они являются кормом для животных (олени, маралы, косули, лоси), служат сырьем для производства красителей, фиксатором запаха в парфюмерии. В Японии листоватый лишайник Умбиликария съедобная является деликатесом.
Как полагают биологи УрФУ, адаптироваться лишайникам помогают вторичные метаболиты. Это своеобразные «биохимические инструменты», с помощью которых организм защищается и выживает в стрессовых условиях.
«Лишайники содержат 800–1050 вторичных метаболитов или «лишайниковых кислот», включая фенольные соединения, стероиды, терпеноиды и др. Так, одни вторичные метаболиты придают лишайникам более высокую устойчивость к кислотности. Другие — наделяют лишайники устойчивостью к высоким концентрациям тяжелых металлов в субстрате. Одновременно некоторые из них обладают противомикробными свойствами, что также способствует выживанию, особенно для медленнорастущих лишайников. «Лишайниковые кислоты» являются и потенциальными лекарствами для человека, обладая противоопухолевыми, противовоспалительными и многими другими свойствами», — поясняет Александр Пауков соавтор исследования, доцент кафедры биоразнообразия и биоэкологии УрФУ.
В результате исследования выяснилось, что лишайники, произрастающие на серпентините (змеевике), приспосабливаются к высокой концентрации токсичных металлов (связывают их с помощью вторичных метаболитов и переводят в нерастворимую форму). Лишайники, произрастающие на иве, имеют сравнительно бедную вторичную химию, так как в коре ивы содержится много салициловой кислоты (дерево использует эту кислоту для защиты от бактерий).
Наиболее распространенным среди всех изученных метаболитов оказался атранорин, обладающий противовоспалительными, антибактериальными, противогрибковыми, цитотоксическими, антиоксидантными, противовирусными и иммуномодулирующими свойствами
Ученые планируют проверить полученные результаты в лаборатории, «очистив» лишайники от вторичных метаболитов и поместив их в соответствующие условия. Исследователей в первую очередь интересует, будут ли и в этом случае лишайники вновь вырабатывать защитные свойства.
Фото: Александр Пауков доцент кафедры биоразнообразия и биоэкологии УрФУ
