Adaptive biochemical mechanisms that ensure resistance of lichens to extreme environmental conditions (review)

Abstract

Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А. Аврорина КНЦ РАН, Апатиты, Россия poryadina-le na@rambler.ru Аннотация. Приведен обзор исследований низкомолекулярных соединений лишайников, обеспечивающих их успешное произрастание в экстремальных условиях среды. Обсуждаются вопросы особенностей физиологии лишайников с позиции адаптации к низким температурам и обезвоживанию. Рассмотрены существующие гипотезы о механизмах, обеспечивающих устойчивость лишайников на биохимическом уровне. Показана степень изученности лишайниковых метаболитов с крио-и осмопротекторной функцией. Отмечена особая роль полиолов в формировании устойчивости лишайников при гипотермии и ангидрии. Актуализирована необходимость дальнейшего комплексного изучения полисахаридов и низкомолекулярных соединений лишайников, что существенно обогатит знания об адаптационных механизмах лихенобиоты, внесет вклад в развитие лихенологии, криобиологии, гипобиологии. Ключевые слова: лишайники, криопротекторы, осмопротекторы, адаптация, гипотермия, ангидрия. Благодарности. Работа выполнена в рамках госзаданий ИБПК СО РАН на 2017-2020 гг. по темам «Продукционный процесс и адаптация растений криолитозоны в изменяющемся климате» (рег. номер АААА-А17-117020110054-6) и «Разработка биопрепаратов из тканей растений и животных Якутии на основе изучения особенностей их биохимического состава и механизмов адаптации к условиям Севера» (рег. номер АААА-А17-117020110055-3) при финансовой поддержке РФФИ в рамках научных проектов «Качественные и количественные характеристики криопротекторов лишайников Арктики и Субарктики» № 18-44-140019/18 р_а, «Метаболомный анализ как новый подход в хемотаксономии лишайников» № 17-04-01483 а. Abstract.A review of studies of low-molecular weight compounds of lichens, ensuring their successful existence in extreme environmental conditions is given. The paper discusses features of lichen physiology in terms of adaptation to low temperatures and dehydration. Existing hypotheses about mechanisms that ensure ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ АРКТИКИ И СУБАРКТИКИ, Т. 26, №4, 2018 stability of lichens at the biochemical level are considered. The degree of knowledge of lichen metabolites with cryo-and osmoprotective function is present. The special role of polyols in the formation of lichen stability during hypothermia and anhydria was noted. The necessity for further comprehensive study of the polysaccharides and low-molecular weight compounds of lichens was actualized. They will significantly enrich the knowledge of the adaptation mechanisms of the lichen biota and contribute to the development of lichenology, cryobiology and hypobiology.