Вероятно, многим знакома международная организация Всемирный Фонд Природы (WWF), символом которого является панда. Но, возможно, немногим обывателям известно, что одним из способов содействия сохранения редких растений и животных этой организации является спонсирование национальных парков и природных заповедников, которые предлагают на конкурсной основе свои проекты по сохранению или восстановлению объектов живой природы. Для этого существует специальная «Программа малых грантов для заповедников и национальных парков России».

В начале 2013 года в рамках этой программы был поддержан проект нашего Мордовского государственного природного заповедника им. П.Г. Смидовича по восстановлению популяций растений Красной книги Российской Федерации – венерина башмачка настоящего (Cypripedium calceolus), неоттианты клобучковой (Neottianthe cucullata), пыльцеголовника красного (Cephalanthera rubra), пострадавших в заповеднике от пожаров в 2010 году.

Для осуществления задуманного мы решили использовать метод микроклонального размножения этих орхидей, когда из небольших участков растения, помещенных на специальную питательную среду со всеми необходимыми орхидее веществами, становится возможным получить множество таких же растений. Такими исследованиями в Мордовии занимаются ученые биологического факультета Мордовского государственного университета им. Н.П. Огарева. Поэтому в нашем проекте по восстановлению популяций орхидей сотрудникам Мордовского заповедника и Мордовского университета довелось работать вместе и сообща. В итоге, после получения в лаборатории готовых растений, предполагалось высадить их в лесные растительные сообщества Мордовского заповедника.

Вся работа разбилась на несколько этапов. Сначала проводится поиск самих растений для их будущего клонирования, после чего они доставлялись в лабораторию клеточной инженерии биологического факультета МГУ им. Н.П. Огарева. Затем следует этап лабораторных работ по посадке частей растений (так называемых, эксплантов) на питательную среду, чтобы в последующем получился каллус – группа клеток, которые не дифференцированы на клетки каких-то тканей, и поэтому из них можно получить с помощью специальных веществ – фитогормонов любые ткани или органы растения и в итоге само маленькое растение. А после получения таких маленьких орхидей их перемещали в специально оборудованную лабораторию в Мордовском государственном заповеднике, где они доращиваются в специальной климатической камере до размеров, позволяющих их высадку в природную среду. И, конечно, заключительный этап – это высадка полученных орхидей в лесные сообщества Мордовского заповедника и последующие наблюдения за состоянием этих растений.

Не нужно забывать, что объекты нашего исследования – очень редкие орхидеи, и изъятие их из природы запрещено. Поэтому для осуществления наших планов первоначально нам потребовалось разрешение управления Росприроднадзора по Республике Мордовия на изъятие особей редких орхидей из природы в нескольких районах Мордовии.

Первая экспедиция по добыче растений венерина башмачка настоящего состоялась 26 мая. Вместе с научными сотрудниками Мордовского заповедника – А.А. Хапугиным и Е.В. Варгот – в ней участвовали и оказывали помощь студенты Мордовского университета Анастасия Семчук и Надежда Гладунова. Мы организовали своеобразный рейд в 445 квартал Мордовского заповедника, где известна стабильная популяция венерина башмачка настоящего, которая многие годы здесь исследуется. Пробираясь через чарующие заросли крупного папоротника страусника, мы наконец пришли на место. Выбрав среди всего обилия растений не цветущие, мы поместили их в газетную бумагу (чтобы они не задохнулись и труды наши не пропали даром). Быстрым шагом мы вернулись в пос. Пушту и вскоре уже были по пути в г. Саранск, чтобы передать растения в лабораторию клеточной инженерии биологического факультета МГУ им. Н.П. Огарева. Здесь группа специалистов по клонированию растений – Е.В. Мокшин, Ирина Емельянова, Екатерина Фатеева и Галина Андрюшечкина – посадили привезенный из Мордовского заповедника материал на питательную среду для последующего получения каллусной культуры.

Через пару дней мы отправились за венериным башмачком уже на восток Республики Мордовия – в Большеберезниковский район в окрестности биостанции МГУ им. Н.П. Огарева. Здесь, на известной многие годы «Поляне орхидей», мы в обилии обнаружили венерин башмачок, уже вовсю приступающий к цветению. И здесь, как и в Мордовском заповеднике, мы выбрали нецветущие или только приступающие к цветению растения, так как они меньше других истратили свои питательные вещества, запасаемые в их корневищах. Растения мы снова поместили в газетную бумагу и сразу же привезли в лабораторию клеточной инженерии. Здесь мы обнаружили привезенный неделей ранее из заповедника венерин башмачок посаженным на питательную среду.

В самом начале июня научные сотрудники Мордовского заповедника отправились за другой орхидеей из Красной книги Российской Федерации – за пыльцеголовником красным. Группа исследователей вновь посетила окрестности биостанции МГУ им. Н.П. Огарева в Большеберезниковском районе. Мы беспокоились, что можем еще не застать надземные побеги орхидеи, и тогда собрать материал было бы невероятно сложно. Однако здесь мы не просто нашли пыльцеголовник красный, а часть растений даже в это время уже зацветала! Как и в случае с венериным башмачком мы отыскали не цветущие экземпляры, что не составило большого труда. Собранные растения мы завернули в листы газетной бумаги, чтобы корневища растений не задохнулись. И через несколько часов добытый пыльцеголовник красный был передан в бережные руки специалистов по микроклонированию в лабораторию клеточной инженерии, где в последующем его части были посажены на питательную среду.

Спустя пару дней мы совершили два «рейда» для добычи третьей орхидеи – неоттианты клобучковой – в национальный парк «Смольный» и в Мордовский государственный заповедник. В отличие от венерина башмачка настоящего и пыльцеголовника красного извлечение этой редкой орхидеи не представляло особого труда. Ее клубни (а у первых двух – корневища!) располагаются неглубоко – в толще лесной подстилки из зеленых мхов и, как правило, легко отделяются от нее. Тут главное – аккуратно извлечь необходимое число клубеньков, не переборщив, ибо иногда их так много вместе расположено, будто кто-то рассыпал бусы в зеленых мхах соснового леса. Выбрав наиболее подходящие растения, научные сотрудники Мордовского заповедника вместе с лесной подстилкой (для сохранения влажных условий) поместили их в газетную бумагу и перевезли этот ценный груз снова в лабораторию клеточной инженерии для последующего микроклонирования.

В это время в лаборатории из посаженных эксплантов (участков растений) венерина башмачка настоящего уже образовался каллус – недифференцированные на ткани клетки, в дальнейшем способные превратиться в клетки любой ткани растения. То есть именно из них впоследствии при действии специальных веществ – регуляторов роста и фитогормонов – может постепенно получиться новое растение, новая орхидея. Через некоторое время каллус образовался и из эксплантов двух других орхидей (неоттианты клобучковой и пыльцеголовника красного), так как они были посажены на питательную среду позже, чем венерин башмачок.

В то время, пока орхидеи добывались в природе и доставлялись в лабораторию клеточной инженерии, помещались в стерильные условия, в Мордовском заповеднике происходили несколько иные действия, связанные с нашим проектом.

В Мордовском государственном заповеднике была оборудована своя лаборатория, задачей которой в рамках настоящего проекта явилось доращивание растений, полученных в стерильных условиях лаборатории клеточной инженерии. Это необходимо, чтобы изнеженные стерильными условиями растения постепенно акклиматизировались к температуре и продолжительности дня/ночи природной среды, куда они будут высажены, чтобы они достигли бóльших размеров, позволяющих их высадку в природные растительные сообщества. Для этого было приобретено специальное оборудование и посуда – стеллажи, облучатели ультрафиолетового света (для поддержания стерильности помещения), шкаф для посуды, химическая посуда и прочее. Но главное приобретение – это климатическая камера, в которой поддерживается задаваемая исследователем определенные показатели температуры и продолжительности дня и ночи, что позволяет постепенно приспособить помещенные внутрь растения к любым условиям освещения и температуры.

Уже осенью, после долгого трудоемкого процесса культивирования в лаборатории клеточной инженерии, были получены долгожданные небольшие растения орхидей, которые по достижении определенных размеров были транспортированы в лабораторию Мордовского государственного заповедника для их доращивания. Здесь в климатической камере они были доращены до большего размера, после чего высажены в специальные торфяные стаканчики. Уже в торфяных стаканчиках растения пробыли в климатической камере для акклиматизации к условиям природной среды в местах их высадки. Проще говоря, температура и длина дня и ночи постепенно приводились к показателям, наблюдаемым на улице. В итоге к октябрю полученные растения орхидей были переведены в состояние покоя, которое свойственно всем растениям в наших условиях среды. Это явилось обязательным в данном случае условием. Потому что не переведенные в состояние покоя растения с активным метаболизмом, сокодвижением почти наверняка «подхватил» бы первый морозец, и они бы погибли.

В начале октября приготовленные к высадке растения неоттианты клобучковой в торфяных стаканчиках были перевезены в сосновый зеленомошный лес и на специально отмеченных площадках высажены. Здесь каждая такая площадь была изучена – описано строение растительного покрова, зафиксированы координаты места высадки, чтобы в последующем нам возможно было его обнаружить. Позднее, в конце октября, были также высажены в природную среду Мордовского заповедника растения венерина башмачка настоящего и пыльцеголовника красного в торфяных стаканчиках соответственно в сосново-еловом и осветленном сосновом лесах. Были описаны площадки, на которых разместились растения орхидей и проведено картирование растительного покрова на них. В последующем предполагается слежение за состоянием высаженных растений всех трех видов редких орхидей.

Кроме того, Мордовским заповедником при поддержке Всемирного фонда природы было выпущено методическое пособие «Их надо охранять. Редкие орхидеи Мордовии», повествующее о редких орхидеях Республики Мордовия. Надеемся, что оно поможет ознакомить население нашего региона с тем, какой красотой обладает наш край! Отрадно, что посильную помощь нам в создании этого издании оказали наши коллеги – Александр Владимирович Фатерыга (кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Карадагского природного заповедника НАН Украины) и Вадим Евгеньевич Прохоров (кандидат биологических наук, доцент кафедры общей экологии Казанского федерального университета), предоставившие фотографии некоторых редких видов орхидных.

Остается надеяться, что наши взращенные редкие орхидеи приживутся в естественной среде как можно лучше, а сотрудничество научных сотрудников разных организаций укрепится.