НОВОСТИ    БИБЛИОТЕКА    ССЫЛКИ    О САЙТЕ




Изготовление ОПУ и зубчатых колес

06.02.2009

Истощение озонового слоя повредило ДНК антарктических мхов

Ученые из Уоллонгонгcкого университета (Австралия) под руководством доцента Шэрон Робинсон (Dr. S. Robinson) изучали, как влияет уровень ультрафиолетовой радиации на генетику мхов в Антарктике. Оказалось, что даже небольшое превышение уровня ультрафиолетовой радиации вызывает повреждения их ДНК, а также приводит к замедлению роста мхов и различным мутациям.

Истощение озонового слоя повредило ДНК антарктических мхов. Фото: flickr.com/lynkos
Истощение озонового слоя повредило ДНК антарктических мхов. Фото: flickr.com/lynkos

Озоновая дыра над Антарктикой

Антарктику экспериментаторы выбрали не случайно. Печально известное истощение озонового слоя над континентом — так называемая озоновая дыра приводит к тому, что интенсивность УФ-излучения в регионе увеличивается. Правда, при этом все забывают, что образование дыры над Антарктидой — сезонное явление и происходит два раза в год — весной и осенью. В сентябре она достигает максимальной величины, а 16 сентября метеорологи даже называют днем озона.

Последние данные

По данным Британской службы антарктических наблюдений, в начале сентября 2008 года озоновая дыра покрывала территорию 25 млн кв. км. Эта величина за последние десять лет практически не менялась. Дыра в 2008 году просуществовала удивительно долгое время — до начала декабря. И это был самый длинный сезон ее существования за весь период наблюдения с 1957 года.

3 февраля 2009 года, например, значение уровня озона над Антарктикой составило 300 единиц Добсона (средние нормальные значения этого показателя — 300—350 единиц). Это чуть ниже нормы. При этом значение концентрации озона постепенно начинает понижаться в сторону осеннего минимума — он наступит в марте.

Причина образования озоновой дыры — климат

Как говорят ученые-климатологи из Международного агентства по изменению климата (IPCC), причины, по которым озоноваые дыры образуются в Антарктике, связаны с особенностями местного климата. Во-первых, озон синтезируется из кислорода под воздействием ультрафиолетового излучения на кислород. А так как во время полярной ночи темно, солнечное излучение отсутствует, то озон просто не образуется.

Во-вторых, зимой над Антарктикой образуется устойчивый вихрь. Он движется по замкнутым траекториям вокруг Южного полюса и мешает притоку богатого озоном воздуха со средних широт.

В-третьих, на процесс разрушения озона оказывают влияние полярные стратосферные облака. Они формируются на высотах от 15 до 25 км в холодных областях стратосферы при температуре ниже –78°С.

Есть также версия, что существует и «в-четвертых». Это пресловутые аэрозоли с фреонами, которые почему-то уменьшают озоновый слой только над Антарктидой, хотя как раз там их и не распыляют.

Как ученые мох изучали

Ученые исследовали три вида антарктических мхов. Два космополитичных вида (то есть распространенных по всему земному шару) — бриум (Bryum pseudotriquetrum), цератодон (Ceratodon purpureus) и один эндемичный вид, который растет только в Антарктике, — шистидиум антарктический (Schistidium antarctici). Исследования проводились на Виндмилльских островах у восточного побережья Антарктиды. Несмотря на суровый антарктический климат, там представлены одни из самых разнообразных и мощных моховых сообществ в Антарктике.

Всего ученые собрали 180 образцов, по 60 для каждого вида. Затем образцы поместили в жидкий азот и повезли в Австралию, где провели экстракцию ДНК и определили содержание продуктов их повреждения.

В течение всего эксперимента толщина озонового слоя была ниже нормального и составляла 260 единиц Добсона. Величина ультафиолетового излучения, соответственно, оказалась повышенной и составлила 14,7 Кдж/кв. м.

Как ультрафиолет действует на клетку

Слишком сильное УФ-излучение губительно для живой клетки. Оно повреждает в первую очередь биологические молекулы ДНК, белки, липиды и фотосинтетические пигменты. Большая часть таких повреждений вызывает модификацию азотистых оснований с образованием циклобутанпиримидиновых димеров (CPD).

Эти димеры мешают процессам дублирования и ремонта ДНК, что замедляет рост растений и приводит к нежелательным мутациям. Но это только в том случае, если такие повреждения не ремонтируются самой клеткой.

Клетка может ремонтировать повреждения сама

Недавно ученым стало известно, что высшие растения используют скрининговые компоненты, которые находятся в эпидермисе. Они способны быстро распознавать губительные ультрафиолетовые лучи и подавать сигнал к действию — синтезу нейтрализующей повреждения фотолиазы. Мхам труднее. Они хоть и высшие растения, но у них практически отсутствует эпидермис (наружная покровная ткань), поэтому они очень чувствительны к ультрафиолетовому излучению.

ДНК мхов страдают

Даже несмотря на то, что значение толщины озонового слоя было близким к нормальному, ученые обнаружили повреждения ДНК во всех трех видах мхов. Самые сильные повреждения были у эндемичного антарктического мха — в нем накапливалось больше всего продуктов повреждения ДНК. Мхи-космополиты практически не испытывали никакого дискомфорта от избытка ультрафиолета. Они накапливали значительно меньше продуктов разрушения ДНК. Ученые объясняют такую стойкость способностью вовремя распознать продукты повреждения и устранить их. Это неудивительно, ведь космополитичные виды смогли распространиться по всему земному шару именно благодаря своей гибкости и способности адаптироваться к любым условиям.

Исследования опубликованы в февральском номере Global Change Biology.

Анна Говорова


Источники:

  1. infox.ru





© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2010-2017
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://volimo.ru/ "VoLiMo.ru: Водоросли, лишайники, мохообразные в промышленности"