В июне прошлого года в фонды Гербария Московского университета вложили миллионный образец. Недавно СМИ обсуждали запуск цифрового гербария. Алексей Серёгин, хранитель Гербария и руководитель направления «Растения» проекта «Ноев Ковчег», рассказал, зачем ученые сушат растения и коллекционируют их.
Каждому растению по паспорту
Гербарный лист – это своеобразный документ растения. Помимо хорошо собранного и засушенного растения, на нем обязательно есть этикетка. На ней должна быть точная географическая привязка. Проблема возникает с некоторыми старыми образцами, потому что из-за недостатка географических данных невозможно определить, где было взято это растение. Такие образцы становятся почти бесполезными. Сейчас ботаники берут с собой в каждую экспедицию навигаторы, чтобы снабдить все этикетки точными координатами. На этикетке обязательно указывают дату сбора и фамилию ученого, который это растение нашел. А название растения – элемент необязательный. Оно отражает лишь принятую сегодня позицию по расположению этого образца на эволюционном дереве. Получается, единственная биологическая информация (название растения), отраженная в этикетке, является необязательной частью.
Гербарий – основа исследований
Как только растение попадает в основные фонды Гербария, у него начинается новая жизнь. Ученые используют эти образцы для решения двух типов задач: биологических и географических. В первом случае изучают систематику, морфологию, анатомию. Во втором случае объектом изучения будет территория, а растения – одна из её характеристик. Когда на одной территории исчезает или появляется группа видов растений, близких по экологии, это сигнал изменений экологической обстановки.
Рогоз широколистный (Typha latifolia), из электронной коллекции «Ноева ковчега»
Например, рогоз широколистный растет у нас около каждого водоема. А ботаники из Англии проанализировали гербарные сборы этого вида и выяснили, что за последние 150 лет рогоз у них сильно распространился. Этот вид тяготеет к богатым и переувлажненным участкам. Получается, количество таких местообитаний резко увеличилось. Причины этого разные: индустриализация, сельскохозяйственная деятельность, рост городов. Эта же модель четко действует и в Западной Сибири. Сначала рогоза там не было, потом его стали находить в Ханты-Мансийском АО, затем в Ямало-Ненецком. То есть закономерности, установленные в условиях океанического климата Великобритании, справедливы и для континентального климата в Сибири.
Хранилище генов растений
Гербарий можно рассматривать и как генетический банк. ДНК растений при комнатных условиях хранится не так хорошо, как ДНК животных. Несколько лет назад ученые выделили ДНК из волоска Коперника, который нашли в книге из его личной библиотеки. Потом они сопоставили последовательность с той, что выделили из случайно найденных костей Коперника. Выяснили, что последовательности идентичны, и с почестями перезахоронили останки. А ДНК растений при комнатной температуре распадается на множество маленьких кусочков. Наука позволяет считать код на этих кусочках, затем «насадить» на референсный геном (генетическую последовательность близкородственного организма), и постепенно собрать из этих кусочков пазл. Правда, такие исследования обходятся недешево. Проще посмотреть в Гербарии, где растет интересующее вас растение, найти его там, и выделить целую молекулу ДНК из живого материала. Еще двадцать лет назад никто и не представлял, что Гербарий станет хранилищем генетического материала.
Растения на «Ноевом ковчеге» XXI века
Как только стартовал проект «Ноев ковчег», Гербарий стал в нём основой направления «Растения». Раньше нам не хватало рук. Как только РНФ начал нас финансировать, мы ликвидировали все завалы: смонтировали все растения, которые лежали, завернутые в газеты. Студенты и волонтеры монтировали по 500 образцов в неделю, то есть в день по сотне. Затем на каждый лист нужно наклеить штрих-код, а образцов больше миллиона! И простая задача становится серьезной. Сейчас 900 000 образцов уже снабжены штрих-кодами. Потом началось сканирование. Было ощущение, что процесс растянется на годы. Но имея за плечами опыт зарубежных коллег и достаточно финансов, мы уже отсканировали почти 800 000 гербарных листов. А полмиллиона образцов уже доступны онлайн для каждого посетителя портала.
Случайная технология
Ученые не знают точно, зачем люди начали сушить растения под прессом. Думаю, способ возник случайно в середине XVI века. Появилась бумага, похожая на современную, кто-то в стопке забыл цветочек. И случайное стечение обстоятельств привело к тому, что этим воспользовались фармацевты и травники. Гербаризация изначально была локальной традицией севера Италии, которая быстро распространилась по всей Европе. Уже в конце XVI века голландские мастера изображали гербарий на своих полотнах.
Первый гербарий при первом императоре
Первый отечественный гербарный лист заложил Петр I в начале XVIII века. Вскоре появилась и первая коллекция засушенных растений в кунсткамере. Гербарий был таким же музейным материалом, как уродцы и аномалии. Но растения в кунсткамере были самыми обычными. Сейчас этой коллекции не существует, большая часть её образцов хранится в ботаническом институте РАН.
Первая университетская коллекция засушенных растений
Появлением нашей коллекции мы обязаны профессору Георгу Францу Гофману. В 1804 году он приехал из Германии, чтобы возглавить кафедру ботаники в Московском университете, и привез с собой коллекцию засушенных растений. В пожаре 1812 года прежний гербарий университета полностью сгорел, каталоги погибшей коллекции тоже не сохранились. Гофман же хранил большую часть личной коллекции в Московской Военной Медико-Хирургической Академии, где он читал курсы ботаники. Академия благополучно пережила пожар, благодаря чему сохранился его гербарий. Эти 800 образцов стали основой современной коллекции нашего Гербария.
За 200 лет в Гербарии МГУ появилось более миллиона образцов. Со временем выцветают чернила на этикетках, разрушается бумага, а засушенное растение потенциально вечно.
