В холодных скалах Тибетского нагорья внимание ученых всего мира привлек удивительный мох под названием такакия. Этот древний мох, просуществовавший 390 млн. лет, стал символом устойчивости и адаптации в условиях изменения климата. Группа исследователей отправилась в десятилетнее путешествие, чтобы разгадать тайны этого необычного вида, преодолевая труднопроходимую местность и экстремальные погодные условия, чтобы добраться до его неуловимого местообитания.
Изучение такакии оказалось непростой задачей. В отличие от обычного мха, такакия растет медленно и встречается лишь небольшими участками на Тибетском нагорье, в Японии и США. В Гималаях ее ареал обитания достигает высоты 4 000 м, что делает ее недоступной для большинства исследователей. Не смотря на трудности, команда предприняла 18 экспедиций, собирая образцы и тщательно изучая среду обитания мха.
"Мы поставили перед собой задачу описать и проанализировать живое ископаемое", - говорит Ральф Рески, биотехнолог растений из Фрайбургского университета (Германия). Команда была полна решимости раскрыть секреты, скрытые в генетической структуре такакии, и понять ее эволюционный путь.
Путешествие к месту обитания такакии не для слабонервных. Соруководитель экспедиции Руоян Ху (Ruoyang Hu) из Столичного нормального университета (Китай) описывает ландшафт как место, где за один день можно ощутить четыре времени года. У подножия горы солнечно и ясно, в то время как на полпути гора окутана вечным мелким дождем, который ощущается как хождение сквозь облака. Наконец, на вершине все покрывает снег, и температура резко падает.
Существенную проблему представляла доступность: только половина пути была проходима для автотранспорта. Оставшуюся часть пути исследователям пришлось преодолевать пешком, испытывая свою физическую выносливость. Руководитель экспедиции Сюэдун Ли вспоминает, с какими опасностями они столкнулись: во время исследований трое студентов стали жертвами высотной болезни. Благодаря компетентности тибетских гидов, студенты были оперативно переведены на более низкую высоту для оказания медицинской помощи.
Такакия существует до образования Гималаев 100 млн. лет. Этот древний мох удивительным образом приспособился к постоянно меняющейся среде обитания, вызывая любопытство ученых. "Идея заключалась в том, чтобы как можно глубже проникнуть в историю первых наземных растений и посмотреть, что они могут рассказать нам об эволюции", - размышляет Рески. Команда обнаружила, что Takakia обладает геномом с исключительно высоким числом быстро эволюционирующих генов, что делает ее очень активной на генетическом уровне.
Кроме того, исследователи обнаружили уникальную способность Takakia восстанавливать поврежденную ДНК и восстанавливаться после УФ-излучения. Икун Хе (Yikun He), специалист по биологии растений, объясняет, что эти необычные способности обусловлены тем, что в течение восьми месяцев в году мох подвергается воздействию обильного снега, а в течение четырехмесячного светового периода - интенсивному ультрафиолетовому излучению. Со временем у такакии сформировалась прочная сетевая структура, позволяющая противостоять суровым снежным бурям.
Секвенировав геном такакии, команда также разрешила давние споры о ее классификации. "Люди задавались вопросом: действительно ли это мох? Или это что-то вроде водоросли или печеночника? Но наша работа показывает, что это мох", - поясняет Рески. Это открытие открывает новые возможности для изучения взаимосвязи между генетическими изменениями и статической морфологией в эволюционной биологии".
Помимо генетических и морфологических исследований, ученые обратили внимание на среду обитания такакии. Они воочию наблюдали последствия таяния ледников, потепления климата и усиления ультрафиолетового излучения. В лабораторных экспериментах они обнаружили, что даже растения, адаптированные к суровым условиям, погибают при современном уровне ультрафиолетового излучения. Этот вывод подчеркивает настоятельную необходимость дальнейших исследований влияния изменения климата на хрупкие экосистемы.
Жизнестойкость такакии служит мощным напоминанием о способности природы адаптироваться и выживать. Ее древняя родословная и замечательные генетические адаптации дают ценное представление об эволюции наземных растений. Поскольку изменение климата продолжает угрожать хрупким экосистемам по всему миру, понимание секретов таких видов, как такакия, становится все более важным.
