Chmýří a další: proč se místo topolů městské ulice nyní ozelenují jinými stromy / Flóra a fauna / iXBT Live

Problém ekologizace měst a obcí je velmi důležitý a aktuální. Tím je čistý vzduch, zdraví obyvatel a krajinný design měst. Když se pozorně podíváte na zelené plochy, které nás obklopují v parcích a lesních pásech, uvidíte, že se jedná většinou o staré výsadby topolů. Ale v poslední době jsou topoly často káceny a nahrazovány jinými druhy stromů a keřů. Jaký je důvod změny priorit městské ekologie? – Pojďme na to.

Co je tedy na topolu dobré a co špatné pro městské prostředí? S výsadbou topolů se začalo v 1950. letech XNUMX. století. minulého století. V této době probíhala rozsáhlá poválečná rekonstrukce země. Je potřeba rychlé terénní úpravy všech území nově vzniklých obytných čtvrtí. Poté bylo rozhodnuto o výsadbě topolů.

Za prvé, topoly rychle rostou a dosahují působivých velikostí v krátké době. Také nevyžadují zvláštní péči, jsou docela nenáročné a rostou v jakýchkoli nepříznivých podmínkách. Topoly se také používaly k odvodňování mokřadů, zabraňovaly podmáčení polí a zpevňovaly břehy řek. Dalším významným důvodem pro výsadbu těchto stromů byla potřeba čištění znečištěného ovzduší. Bylo postaveno a spuštěno mnoho podniků, které vypouštěly škodlivé látky do atmosféry. Tento strom má jedinečnou schopnost čistit vzduch od škodlivých nečistot, jako je kouř, špína a prach. Žádná jiná rostlina se nemůže srovnávat s topolem, pokud jde o množství kyslíku, který produkuje. Topol má navíc schopnost uvolňovat fytoncidy, které dále čistí a dezinfikují vzduch, díky čemuž je zdravější pro dýchání.

Nyní ale tyto stromy způsobují spoustu problémů. Hlavní a hlavní nevýhodou topolů je jejich chmýří. Zároveň je vzhled chmýří charakteristický pouze pro samičí stromy. Bylo rozhodnuto vysadit v parcích a alejích pouze samčí druhy stromů. To však nebylo provedeno zcela pečlivě: stromy byly vysazeny hromadně a mezi nimi byli zástupci široké škály pohlaví. Ale topol má jednu zajímavou vlastnost – jeho pohlaví se může měnit pod vlivem různých faktorů (samčí stromy mohou náhle začít tvořit samičí jehnědy), tato vlastnost vytváří určité potíže. Tento jev je zvláště často pozorován ve velkých městech s nepříznivou environmentální situací. To je důvod, proč odstranění samičích topolů není úplným řešením problému zbavit se chmýří.

Topolové chmýří má škodlivý účinek na osoby alergické na pyl a je nebezpečné pro astmatiky, kteří mají onemocnění nosu a dýchacího ústrojí. Přestože semena topolů sama o sobě nezpůsobují alergie, mohou přenášet pyl z jiných rostlin a nečistoty ve vzduchu, což u některých lidí způsobuje alergické reakce.

Kromě toho má topol dlouhé, silné kořeny, které mohou narušit povrch vozovky, zvláště pokud v jejich blízkosti rostou stromy.

Znečištění vodních ploch topolovým chmýřím a semeny vede ke snížení kvality vody a narušuje ekologickou rovnováhu ve vodních systémech.

Za zmínku stojí další významný nedostatek: topolové chmýří je velmi hořlavé a může způsobit požár. Staré topoly jsou navíc náchylné k hnilobě a při silném větru mohou snadno spadnout, což představuje vážné nebezpečí.

Chmýří kazí život mnoha, například motoristům, proniká do chladičů automobilů a vzduchových filtrů. To vytváří vážný problém, protože ucpané komponenty a sestavy ztrácejí účinnost a vyžadují neustálou údržbu. Ukazuje se, že vypořádat se s chmýřím je docela snadné. Samičí stromy stačí prořezávat jednou za pět let, aby nevykvetly. Bohužel ve většině našich měst dominují topoly balzámové – stejný druh, který způsobuje aktivní tvorbu žmolků. Existují však i jiné druhy, například černé a stříbrné topoly, které chmýří nevytvářejí vůbec, a proto nevyžadují pravidelný řez.

Je to tak úžasný strom, který při správné péči může být prospěšný. Ale jeho chmýří, znečištění z něj, alergické reakce u mnoha lidí nemluvily ve prospěch topolů, které po dlouhou dobu sloužily obyvatelům měst a vesnic. Tyto důvody posloužily jako řešení, jak se jich zbavit a nahradit je jinými stromy. Jedná se o javor, lípu, dub, kaštan, smrk, túje a další, které se používají v závislosti na klimatických pásmech.

Genetický výzkum umožní opustit samičí rostliny

Topol je pro velkoměsta nepostradatelná rostlina: je nenáročný, snadno se množí, rychle roste, účinně čistí vzduch a díky velkému povrchu listů uvolňuje kyslík několikrát více než jiné stromy, které zelenají města středního Ruska. Topol má však vážnou nevýhodu: vzrostlé stromy produkují chmýří, což představuje nebezpečí požáru, ucpává odtoky a ventilační systémy a shromažďuje a přenáší pyl a prach – alergeny.

Ukončete režim celé obrazovky

Rozbalte na celou obrazovku

Samčí (nahoře) a samičí (dole) generativní orgány (jehnědy) topolu

Foto: RIA Novosti

Topol je dvoudomá rostlina: na některých stromech se tvoří pouze samičí generativní orgány, na jiných pouze samčí. Zatímco u zvířat je toto oddělení pohlaví běžné, u rostlin je poměrně vzácné – pouze u 5–6 % druhů. To, co nazýváme dolů, jsou ve skutečnosti chlupatá semena, která produkují pouze samičí stromy, a právě ta způsobují škody městům a jejich obyvatelům. Pro efektivní využití topolů v krajinářských úpravách je nutné pěstovat výhradně samčí rostliny a je nutné je vybírat v počátečních fázích vývoje a ne po sedmi až deseti letech, kdy topoly začnou kvést a jsou již velkými stromy a to vyžaduje znalosti o mechanismech určování pohlaví a genetických rozdílech mezi samčími a samičími rostlinami.

Stanovení molekulárních mechanismů určování pohlaví topolu a hodnocení jeho genetické diverzity jsou jednou z hlavních oblastí výzkumu, který v Ústavu molekulární biologie provádíme. V. A. Engelhardt RAS. Klíčovou použitou metodou je vysoce výkonné sekvenování, které umožňuje rychle generovat data o nukleotidových sekvencích genomů, transkriptomů nebo jednotlivých genů s vysokou přesností. Získali jsme kvalitní sestavy topolových genomů, které umožnily identifikovat rozdíly mezi samčími a samičími rostlinami na molekulární úrovni a doplnit naše znalosti o mechanismu určování pohlaví.

Kromě toho byly pomocí reprezentativního vzorku vzorků stanoveny nukleotidové sekvence pohlavně asociovaných oblastí genomu topolu a byly objeveny polymorfismy DNA nalezené pouze u samčích stromů. Na základě získaných dat a také výzkumů provedených výzkumnými týmy z jiných zemí jsme vyvinuli testovací systém pro určení pohlaví topolu, který je založen na metodě polymerázové řetězové reakce (PCR). Náš vývoj umožňuje vybrat rostliny požadovaného pohlaví i mezi jednoletými sazenicemi, což umožňuje použít pro městské terénní úpravy pouze samčí stromy, které netvoří chmýří.

Prokázali jsme také vysoký polymorfismus topolů rostoucích v Moskvě a navrhli genetické markery pro vytvoření kolekce stromů, které jsou vysoce adaptivní na městské podmínky, maximálně pokrývají stávající diverzitu a jsou vhodné pro další množení a efektivní využití v krajinářství. Naše práce tedy kromě svého zásadního významu vedla k vývoji DNA markerů, které umožní vybrat sazenice topolů, které jsou nejvhodnější pro krajinářské úpravy megapolí a zbavit se chmýří, a maximálně využít všech výhod tato rostlina ke zlepšení ekologie měst.

Opatření pro boj s topolovým chmýřím jsou velmi nejednoznačná. Většinou se používá razantní prořezávání stromů, ale tato metoda s nemalými finančními náklady nepřináší pozitivní výsledky: větve topolů se sice odřezávají, ale tvoří málo listů a nejsou schopny efektivně čistit vzduch a uvolňovat kyslík, a když jsou obnoveny, samičí rostliny také začnou znovu kvést chmýří. Dlouho se hovořilo o tom, že pro úpravu měst by se měli používat pouze samci topolů, ale v tomto směru nebyly podniknuty žádné výrazné kroky.

Existuje názor, že topoly mohou změnit pohlaví a je zbytečné vysazovat samčí rostliny, protože po nějaké době se změní na samičí. Rozsáhlé studie z posledních let provedené vědci v různých zemích a publikované, včetně časopisů Nature, však ukázaly, že pohlaví topolu je dáno geneticky, takže jeho změna nemůže být rozšířeným jevem. Většina druhů topolů se vyznačuje XY systémem určování pohlaví. Naše studie na reprezentativních vzorcích rostlin, včetně těch, které byly podrobeny radikálnímu řezu, z různých oblastí Moskvy prokázaly úplnou shodu mezi genotypem a fenotypem: všechny stromy s chromozomem Y tvořily samčí generativní orgány a bez něj samičí orgány. Závěr naznačuje, že důvod šíření samičích topolových rostlin ve městech, které tvoří chmýří, je spojen s používáním sadebního materiálu obou pohlaví.

Je obtížné najít náhradu za topol pro terénní úpravy ekologicky nejnepříznivějších oblastí středního Ruska a využití výdobytků moderní vědy může vyřešit problém chmýří výsadbou pouze samčích sazenic. Realizací takového projektu dojde ke zlepšení životního prostředí, snížení nemocnosti, zlepšení kvality života obyvatel a zvýšení jejich sociální a pracovní aktivity, což bude mít dlouhodobý ekonomický efekt. Právě v příštích letech se vyostřuje problém s přirozeným stárnutím aktuálně rostoucích topolů, spojený mimo jiné se zvýšenou křehkostí dřeva ze stromů starších 40 let. Otázku nahrazení starých topolů novými nelze ignorovat, protože pokud budou staré rostliny jednoduše odstraněny, město zůstane bez „plící“, což poškodí zdraví obyvatel. Výsadba a náhrada stromů musí být prováděna v několika etapách, aby byla zajištěna trvale vysoká úroveň zeleně průměrného stáří a dřevo z nahrazovaných topolových partií může být průmyslově využito – je vysoce ceněno při výrobě překližky a papíru. Realizace takto rozsáhlého projektu přitom vyžaduje podporu na federální či regionální úrovni především ze strany největší metropole Moskvy.

Popisky k fotkám

1. Samčí (nahoře) a samičí (dole) generativní orgány (jehnědy) topolu

2. Chlupatá semena na samičí rostlině topolu

Natalya Melnikova, kandidátka biologických věd, vedoucí výzkumná pracovnice v Laboratoři postgenomického výzkumu na Ústavu biomedicínských věd Ruské akademie věd