Пол спросил у тополя: ученые спасут аллергиков от пуха
Тополиный пух переносит пыльцу растений и пыль, заставляя горожан страдать от аллергии. Также он наносит вред коммуникациям города, становясь виновником пожаров. Однако появляется этот пух только у женских особей деревьев. Российские ученые нашли метод определения пола саженца в раннем возрасте и предложили распространять в городах только мужские особи тополей.
Тополь выделяет кислород в объеме в несколько раз большем, чем другие деревья средней полосы России, а также вбирает в себя пыль и выхлопные газы. И был бы идеальным городским деревом, если бы не пух, который заставляет людей страдать от аллергии и нередко становится виновником пожаров.
Российские ученые выяснили, как решить проблему с тополиным пухом. Известно, что дают его только женские особи деревьев. Проблема в том, что на момент посадки молодые деревца ничем не отличаются друг от друга. Но исследователи из Института молекулярной биологии (ИМБ) им. В.А. Энгельгардта РАН разработали способ определения пола у тополя.
— Заметить различия можно только в период размножения, — пояснила ведущий научный сотрудник лаборатории постгеномных исследований ИМБ Наталия Мельникова. — Женские деревья образуют мельчайшие опушенные семена, приспособившиеся к распространению ветром. Множество таких семян — это и есть тот самый пух. Сам по себе он гипоаллергенен, но активно собирает и переносит пыльцу других растений и пыль. В остальном женские и мужские тополя очень похожи.
Саженцы выглядят одинаково, а различия проявятся только через 5–8 лет, когда они вырастут и начнут цвести. Чтобы различить деревья по полу в раннем возрасте, ученые предложили применять молекулярные маркеры — в ДНК мужских и женских тополей имеются различия.
— Мы провели генетические исследования мужских и женских тополей Москвы и на основе полученных данных разработали систему для быстрой и точной идентификации пола тополя, — рассказала заведующая лабораторией постгеномных исследований и лауреат премии президента для молодых ученых в области науки и инноваций Анна Кудрявцева. — Мужские растения отличаются от женских набором ДНК-полиморфизмов, на выявление которых и направлена тест-система на основе полимеразной цепной реакции (ПЦР).
Исследователи предлагают отбирать мужские саженцы из популяций, сформировавшихся в городских условиях и представленных гибридами различных видов. Такие деревья прошли многолетний отбор и хорошо адаптированы к городской среде. Разумеется, в естественные популяции тополей, например в лесах, ученые вмешиваться не предлагают.
Однако, даже если отбирать только «тополей-мужчин», через несколько лет проблемы с пухом могут возникнуть снова, — считает завкафедрой клинической иммунологии и аллергологии Сеченовского университета Александр Караулов.
— Сейчас в Москве, например, растут гибриды черных и бальзамических тополей (так сложилось исторически), многие из которых действительно производят много пуха, добавляя проблем людям, страдающим от аллергии, — говорит он. — Однако предложенный авторами работы метод решения проблемы недолговечен. Ведь деревья способны менять пол, и саженец мужского пола может превратиться в женское дерево. На мой взгляд, лучше высаживать такие тополя, которые вообще не производят пуха, то есть стерильные.
Поэтому необходимо вести селекционные работы для получения стерильных культиваров (группа растений, полученных искусственным путем), считает профессор кафедры ботаники Московского педагогического государственного университета (МПГУ) Марина Костина. По словам эксперта, к культиварам тополей, высаживаемых в Москве, относятся пирамидальная разновидность черного тополя и, возможно, тополь Симона. В настоящее время ученые кафедры ботаники МПГУ ведут поиск и других стерильных гибридов.
Однако пока такие деревья не найдены, научный коллектив из ИМБ им. В.А. Энгельгардта РАН предлагает высаживать мужские растения в несколько волн — через два-три года, а через несколько десятилетий опять заменять их на новые в несколько волн. Таким образом удастся поддерживать необходимую популяцию деревьев на постоянном уровне. Целесообразно проводить массовую замену растений, что позволит сократить расходы на их вырубку и, более того, использовать древесину взрослых деревьев для переработки и получения целлюлозы, фанеры, а также других продуктов, в том числе биотоплива, в промышленных масштабах.
Сезон аллергии в России уже стартовал — с начала апреля зацвела ольха. В конце месяца к ней присоединятся береза, дуб, ясень и тополь.
