Распространённый печёночный мох Marchantia polymorpha способен выживать на почвах, сильно загрязнённых тяжёлыми металлами, однако это обходится ему резким замедлением роста и снижением жизнеспособности. К такому выводу пришли учёные из Люблянского университета в Словении, чьё исследование опубликовано в журнале Plant and Soil.
В ходе эксперимента исследователи изучали реакцию растения на свинец, цинк и кадмий. Для этого они использовали почву, взятую в районе бывшего свинцового плавильного завода в словенском городе Жерьяв, где концентрация свинца достигала 9287 мг/кг. Эту почву смешивали в разных пропорциях с чистым грунтом, чтобы создать градиент загрязнения и оценить реакцию мха в условиях, приближенных к естественным.
Результаты показали, что выживание на токсичной почве даётся растению дорогой ценой. Уже через неделю наблюдались значительные различия в росте. К концу 35-дневного эксперимента площадь растений на наиболее загрязнённом грунте была в 3,5 раза меньше, чем у контрольной группы, – 4 см² против 14,3 см². Биомасса и концентрация хлорофилла также резко снизились, что указывает на сильный физиологический стресс.
Учёные выяснили, что печёночник активно поглощает все три металла, но по-разному. Концентрация цинка и свинца в тканях растения прямо пропорциональна их содержанию в почве. Это свойство позволяет использовать мох как надёжный биоиндикатор для мониторинга загрязнения этими двумя элементами. В то же время накопление кадмия происходит иначе: его поглощение быстро достигает определённого порога и прекращается, что не позволяет количественно оценивать уровень загрязнения этим металлом.
Чтобы защитить жизненно важные части, мох изолирует токсины в нижних тканях, подальше от фотосинтезирующих клеток на поверхности. Анализ под микроскопом показал, что растение также утолщает внешние клеточные стенки, создавая дополнительный барьер. Тем не менее клетки всё равно демонстрируют признаки повреждений. Исследование также опровергло прежние предположения, что этот вид может быть гипераккумулятором свинца.
Авторы работы заключают, что Marchantia polymorpha обладает лишь слабой устойчивостью к тяжёлым металлам. Растение выживает и продолжает размножаться, но платит за это существенным ухудшением своего состояния. Эти данные важны для понимания пределов адаптации экосистем к промышленному загрязнению.