Некоторые аспекты влияния атмосферного загрязнения на биохимический состав травянистых растений

Некоторые аспекты влияния атмосферного загрязнения на биохимический состав травянистых растений

О. Н. Немерешина, к.б.н., Оренбургский ГАУ

Реакция растительного покрова на неблагоприятные экологические условия оценивается исследователями с различных позиций: биоценоти-ческих, генетических, биохимических, анатомических, морфологических, физиологических и др. В настоящее время вопрос о внутривидовой изменчивости растений под влиянием антропотех-ногенного загрязнения остается достаточно сла-боизученным. Данные о реакции отдельных видов на техногенные примеси позволят с большей степенью достоверности осуществлять долговременное прогнозирование динамики состояния растительности.

С этой целью нами проведены анализы образцов травянистой растительности, собранной в зоне влияния выбросов Оренбургского газоперерабатывающего завода (зона установок первой очереди и граница санитарной зоны ОГПЗ) и в контроле (62 км от ОГПЗ). В составе атмосферных выбросов Оренбургского ГПЗ отмечены: сероводород, диоксид серы, углерода оксид, меркаптаны, углеводороды, бензапирен, пыль серы, пыль катализатора (оксид алюминия), пыль металлическая, метанол, пыль цеолитная, марганец и его соединения, фтористый водород, угольная зола, сажа, ванадия пятиокись, соединения свинца, меди.

В качестве тест-объектов для оценки влияния атмосферных примесей, поступающих с выбро-

сами ОГПЗ, нами были выбраны достаточно широко распространенные и местами являющиеся доминантами и субдоминантами травянистые растения — тысячелистник обыкновенный Achillea millefolium L., горец птичий Polygonum aviculare L., льнянка обыкновенная Linaria vulgaris Mill., вероника колосистая Veronica spicata L. Данная статья посвящена оценке выработки и накопления вышеперечисленными травянистыми растениями степного Предуралья биологически активных веществ (флавоноидов и танидов) в техногенных условиях.

Нами проведен анализ спиртовых вытяжек из растительного сырья (надземная часть растений) на содержание биологически активных веществ. Анализ проводился по стандартным методикам, рекомендованным ВИЛАР. Для этого были собраны образцы вышеперечисленных растений в фазе бутонизации-начала цветения (2002—2004 гг). По результатам исследования установлено, что трава тысячелистника обыкновенного содержит алкалоиды, флавоноиды, таниды, сапонины и кума-рины. В траве горца птичьего нами обнаружены следы алкалоидов, флавоноиды, таниды, сапонины. Трава льнянки обыкновенной и вероники колосистой характеризуется содержанием алкалоидов, флавоноидов, танидов, сапонинов, кумари-нов и иридоидов.

Проведенный на следующем этапе исследований количественный анализ биологически активных веществ, содержащихся в вытяжках, позво-

Veronica spicata L.

Linaria vulgaris Mill.

Polygonum aviculare L.

millefolium L.

gКонтроль |Санитарная зона

Veronica spicata L.

Linaria vulgaris Mill.

Polygonum aviculare L.

Achillea millefolium L.

Рис. 1 - Содержание флавоноидов в травянистых растениях, 2003 г.

Рис. 2 - Содержание дубильных веществ в травянистых растениях, 2003 г.

лил установить некоторые отличия в биохимических показателях растений контрольной и техногенных участков. Наибольшие отличия в содержании отмечены для группы флавоноидов.

Флавоноиды являются наиболее обширной группой фенольных соединений и важной составной частью растительного организма. Они принимают участие в окислительно-восстановительных процессах в растениях, являются необходимыми компонентами дыхательной пероксидазной системы растений, играют роль поглотителей УФ-лучей, предохраняя тем самым хлорофилл и плазму [1, 2, 3].

Значительная пластичность флавоноидов в растениях, отмечаемая в большинстве исследований экологического характера, чаще всего связана со сменой климатических зон или широтным распределением по планете [1, 3]. Ряд авторов выдвигает предположение о том, что флавоновые соединения повышают толерантность растений к неблагоприятным условиям среды [2, 5], так как в нетипичных для вида местообитаниях его флаво-ноидный профиль меняется и не совпадает с аналогичными профилями, характерными для вида в данном регионе [5, 6].

Во всех исследуемых образцах содержание флавоноидов в растениях техногенных участков превышало контрольные показатели (рис.1). Отмеченная закономерность позволяет выдвинуть предположение, что данная группа биологически активных веществ способствует повышению адаптационных возможностей травянистых растений в условиях атмосферного техногенного загрязнения среды объектами газоперерабатывающей промышленности.

Анализ дубильных веществ в растениях, собранных на техногенном и контрольном участках, также выявил некоторое незначительное увеличение содержания данной группы биологически активных веществ (рис. 2).

Дубильные вещества или таниды представляют собой полифенольные соединения с высокой молекулярной массой, способные осаждать белки, и обладающие вяжущим вкусом. Кроме того, таниды образуют нерастворимые комплексы с алкалоидами и солями тяжелых металлов. Дубильные вещества широко распространены среди растений, что объясняется их участием в ферментативных окислительных процессах наряду с другими фенольными соединениями.

Сведения о дубильных веществах исследуемых видов касаются в основном их ориентировочного содержания в подземных и надземных органах растений. Некоторые исследователи относят та-ниды к соединениям, выполняющим защитную функцию против заражения патогенной микрофлорой и другими болезнями растений [1, 7]. Вышеуказанное в совокупности с результатами проведенных нами исследований также позволяет высказать предположение о роли танидов в повышении адаптивных возможностей растительных организмов.

Литература

1 Благовещенский, А. В. Биохимическая эволюция цветковых растений. — М: Наука, 1966. — 327 с.

2 Георгиевский, В. П. и др. Физико-химические и аналитические характеристики флавоноидных соединений / СевероКавказский научный центр высшей школы. — Ростов на/Д: Изд. Рост. ун-та, 1988. — 143 с.

3 Гончарик, М. Н. Влияние экологических условий на физиологию культурных растений. — Минск: Изд. АН БССР, 1962.

4 Кенжебаева, С. Т. и др. Флавоноиды Achillea glabrella Kar. et Kir. // Физиолого-биохимические аспекты изучения лекарственных растений: мат. междунар. совещ. — Новосибирск, 1998. - С. 56.

5 Олешко, Г. И. и др. Влияние условий обитания на накопление флавоноидов некоторыми видами рода вероника и брусника региона Урала // Мат. научно-практ. конф. — Пермь: Изд. ПГФА, 1997. - С. 15-16.

6 Храмова, Е. П. Накопление флавоноидов в различные годы при интродукции // Физиолого-биохимические аспекты изучения лекарственных растений: мат. междунар. совещ. — Новосибирск, 1998. — С. 32—33.

7 Шмидт, О. Природные дубильные вещества // Биохимические методы анализа растений. — М, 1960. — С. 239—278.

1 2

6 7