Вторичные метаболиты лишайников

02062022У лишайников, произрастающих на субстратах с разными химическими свойствами, отличается спектр вторичных метаболитов. Вероятно, таким образом лишайники адаптируются к неблагоприятным условиям, например, низкая кислотность субстрата или наличие токсичных элементов. Новое свойство этих организмов обнаружили сотрудники нашего института, исследовав более 740 видов лишайников Среднего Урала. Результаты исследований опубликованы в журналах Frontiers in Forest and Global Change и Diversity.

Как полагают биологи, адаптироваться лишайникам помогают вторичные метаболиты. Это своеобразные «биохимические инструменты», с помощью которых организм защищается и выживает в стрессовых условиях. Первичные метаболиты есть и у животных, и у растений, вторичные — только у растений. Иными словами, для спасения в отличие от животного, которое может убежать, растение вырабатывает набор вторичных метаболитов, которые наделяют его защитными свойствами (вкус, запах, цвет) и позволяют выжить в засуху, при высокой температуре, распространении инфекций и т. д. У лишайников вторичные метаболиты накапливаются в больших количествах. Они не участвуют в процессах обмена веществ, и роль многих в жизнедеятельности лишайников не ясна. Закономерности их образования только начинают изучаться.

 

quotes Лишайники содержат 800–1050 вторичных метаболитов или «лишайниковых кислот», включая фенольные соединения, стероиды, терпеноиды и др. Так, одни вторичные метаболиты придают лишайникам более высокую устойчивость к кислотности. Другие — наделяют лишайники устойчивостью к высоким концентрациям тяжёлых металлов в субстрате. Одновременно некоторые из них обладают противомикробными свойствами, что также способствует выживанию, особенно для медленнорастущих лишайников. «Лишайниковые кислоты» являются и потенциальными лекарствами для человека, обладая противоопухолевыми, противовоспалительными и многими другими свойствами — говорит соавтор исследования, доцент кафедры биоразнообразия и биоэкологии Александр Пауков.  

 

В результате исследования выяснилось, что лишайники, произрастающие на серпентините (змеевике), приспосабливаются к высокой концентрации токсичных металлов (связывают их с помощью вторичных метаболитов и переводят в нерастворимую форму). Лишайники, произрастающие на иве, имеют сравнительно бедную вторичную химию, так как в коре ивы содержится много салициловой кислоты (дерево использует эту кислоту для защиты от бактерий).

 

Всего же изученные виды содержали 76 метаболитов, сообщили биологи. Наиболее распространённым среди всех метаболитов оказался атранорин. Для человека это вещество обладает противовоспалительными, антибактериальными, противогрибковыми, цитотоксическими, антиоксидантными, противовирусными и иммуномодулирующими свойствами. Лишайник же использует атранорин как светофильтр, защищаясь от избыточного солнечного излучения. 

 

quotes Мы обнаружили и образцы, которые «ленятся» и не вырабатывают вторичные метаболиты. К примеру, лишайники на осине производят мало вторичных метаболитов, потому что кора осины обеспечивает им нормальную жизнедеятельность — поясняет Александр Пауков. — Также мы выявили интересный факт — в лишайниках есть вещества, которые они никак не используют. Для чего они вырабатываются, нам предстоит еще выяснить.

 

 Следующий этап исследований — проверить полученные результаты в лаборатории. Лишайники планируется «очистить» от вторичных метаболитов, поместить в соответствующие условия и посмотреть, будут ли они вновь нарабатывать защитные свойства.

 

С сайта УрФУ. Фото Анны Бабиковой.

tg25