Здесь работает естественный отбор, - та сосна, которая проснулась весной первой и миновала опасные заморозки, будет расти быстрее других. Как следствие, станет выше и получит больше драгоценной солнечной энергии. Механизм естественного отбора на-прямую связан с генетическими особенностями. И поэтому необходимо собрать ДНК самых сильных и «успешных» деревьев. После этого секвенировать (расшифровать) ге-ном и использовать при селекции новых растений, защищенных от болезней, вредителей и растущих очень быстро.
Если подобные опыты осуществлять в традиционном дедовском подходе, то одной жизни ученого будет мало. Мы находим сильные деревья, выделяем и скрещиваем их лучшие свойства и ждем 15-20 лет, когда потомки этого растения войдут в период зре-лости.
Снова усиливаем необходимые качества и снова ждем, когда вырастут «внуки». До «правнуков» исследователи обычно не доживают.
Опыты с ДНК деревьев ускоряют процессы в десятки раз, но для этого необходимо выделить и расшифровать первичный ген, как это сделали с видом homo (человеком). Для генетического анализа требуется любой фрагмент дерева (хвоя, кора, сучок, ветка). У хвойных видов цепочки ДНК поистине гигантские. Геном ели или сосны больше чело-веческого в 6–9 раз, лиственницы — в 4 раза.
Все эти тезисы звучали бы как научная фантастика из прекрасного далёка, если бы в 2014 году наши соседи из Сибирского федерального университета не привлекли к ис-следованиям культурного героя - доктора биологических наук, профессора Гёттинген-ского университета (Германия) и Техасского агромеханического университета (США), ведущего научного сотрудник Института общей генетики им. Н.И. Вавилова (Москва) Константина Крутовского. С его помощью удалось выиграть мегагрант, закупить доро-гостоящее оборудование и начать масштабные исследования хвойных Сибири. Ведь именно они составляют более 80% тайги Зауралья.
Сам профессор рассказывает: «На прочтение и сборку генома одного хвойного дерева уходит до полугода. Для этого нужны высокопроизводительные секвенаторы — одна та-кая машина может стоить $1 млн и генерировать сотни терабайт информации. А также особо мощные компьютеры и сложные программы. В России только в единственном мес-те осуществляется секвенирование гигантских геномов — в лаборатории лесной геноми-ки научно-образовательного центра Сибирского федерального университета».
Соединив усилия нескольких научно-исследовательских институтов России, лаборато-рии Крутовского удалось расшифровать геном лиственницы и сосны. Что изменилось по-сле этого мирового открытия?
Получены геномы лиственницы сибирской (Larix sibirica Ledeb.), сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) и сосны кедровой сибирской (Pinus sibirica Du Tour.) и их наиболее опасных патогенов – грибов, которые вызывают катастрофическое усыхание российской тайги. Теперь исследователи могут усилить ген, которые позволяет вырастить хвойные, защищенные от этих вредителей.
Второй частью открытия стало понимание «в гигантских геномах хвойных многочисленные повторы служат нуждам эволюции — это мощный адаптационный механизм, ко-торый запустился, скорее всего, когда покрытосеменные растения (например, берёзы) ста-ли вытеснять хвойные в менее благоприятные зоны, на менее плодородные почвы. У че-ловека не более 50% повторов в геноме, причём рост числа повторений связан со старением организма и патологическими изменениями — опухолевыми процессами и т.п. Хвойные же почему-то отлично выживают и приспосабливаются к меняющимся климатическим условиям. Вероятно, для них эти многочисленные повторы не так опасны, и даже, скорее, полезны», — отмечает доцент кафедры геномики и биоинформатики СФУ Наталья Орешкова.
Такой повторяющийся дополнительный набор генов помогает выжить хвойным в суровой среде обитания, и в конкурентной борьбе с цветковыми растениями дает механизм защиты от вредных мутаций и приспосабливается к глобальным изменениям климата. А значит, риск обладания огромным количеством высокоповторяющейся ДНК в геноме у хвойных вполне оправдан — и, может быть, даже объясняет рекорды в продолжительности жизни хвойных — 500-800 лет у лиственницы и кедра, 1500-2000 лет у секвойи, до 5 тысяч лет у острошишечной сосны.
Теперь помечтаем. В лесах Алтая растут ценные породы дерева: кедр, лиственница, со-сна, в генах которых есть защита от вредителей и болезней, устойчивые к ранним замо-розкам и глобальному изменению климата. Ученые отбирают из генетического материала быстрорастущие образцы, и новые деревья тянутся к солнцу в два раза быстрее, чем их собратья из ХХ века. Лесоохрана сканером смотрит генетический паспорт и легко опреде-ляет, с какой деляны пришел пиломатериал. Лесные браконьеры побеждены.

Углеродный налог

В новом 2023 году Российская Федерация должна была присоединиться к общеевропейскому начинанию – регулированию выброса углекислого газа в атмосферу. Евросоюз ставит задачу сократить выброс углерода на 55% к 2030 году относительно 1990 года.

Для того чтобы достичь результата, вводится налог, который измеряется углеродными единицами. Если твое предприятие выделяет при производстве большое количество угле-кислого газа, ты должен платить налог или возмещать потери посадкой лесов и другой деятельностью, которая направлена на сокращение выбросов, создающего парниковый эффект и производит в процессе фотосинтеза кислород. Игнорирующего эту программу промышленника «бьют» огромными таможенными пошлинами.
Главными поставщиками кислорода традиционно являются леса. И эти леса должны быть новыми. В нашем крае было запущено два проекта, которые в перспективе могли приносить серьезную прибыль. В 2011 году москвич Андрей Стеценко из Центра экологических инноваций высадил в Шелаболихинском районе 40 гектаров леса. Для увеличения объема арендовал в Залесовском районе 10 тысяч гектаров заброшенных полей, заросших лесным самосевом.

_______
Европейские контролеры настаивают, что деньги за кислород будут приходить только тогда, когда лесные насаждения станут появляться на тех пространствах, где со второй половины ХХ века не было лесов.
_______

Москвичи выбрали территории сельскохозяйственных угодий и стали сажать на них деревья. Если бы не изменения в международном положении в 2022 году, то уже к концу 2023 года эти лесоводы стали бы получать неплохой доход за углеродные единицы.
Корреспондент «Вести.22» Николай Потешкин дает такие цифры: «Каждую тонну по-глощённого из атмосферы СО2 - это и есть углеродные единицы - заносят в специальный реестр. Одна тонна сейчас стоит 20-30 евро. Покупают их европейские предприятия-заводы, превышающие нормы выбросов углекислого газа, или те, кто хочет сказать «мы компенсировали вред природе». Аналогичный рынок должен появиться и в нашей стра-не».
Разумеется, цены для родных алтайский предприятий будут в 2-3 раза ниже, чем для иностранцев. При этом открывается возможность «чистыми» выходить на европейский рынок, вести бизнес цивилизовано, экономить валюту.
Ученые Алтайского государственного аграрного университета отмечают, что здесь можно было бы получить еще один дополнительный бонус. Сегодня есть хозяйства, в ко-торые еще не пришли полноценные лесные полосы, которые удерживают снег, защищают дороги от переметания, а почву от выветривания Таким образом, фермеры, предоставляя часть собственной территории для высаживания лесополос, помогли бы экологам, имея общие интересы.
И здесь хорошо бы помечтать о светлом будущем, когда только за посадку леса будут сыпаться зарубежные денежки и не нужно будет много трудиться, а жить как швейцар-ский рантье на проценты… Холодный душ «включает» генеральный директор холдинга «Алтайлес» Иван Ключников, который на январском пресс-подходе, отвечая на этот во-прос, заметил: «Леса горят ежегодно. Даже небольшой пожар дает такой выброс СО2, ко-торый не могут сделать все предприятия Алтая за целый год». Вот и считайте.

Изменчивый климат

По данным палеонтологии мы знаем, что в истории биологической жизни на Земле вымерло больше видов, чем сейчас существует. Уходят в небытие многие деревья. Продолжают свой путь по планете, пережившие динозавров магнолии и секвойи. Но глобальное потепление ставит под угрозу традиционную растительность. Хотя здесь изменения считают через фильтр тысячелетий.
«Климатические изменения серьёзно отразятся на бореальных лесах Сибири. Посколь-ку в настоящий момент лиственница составляет 81% этих лесов, а лиственничники служат основой для местных экосистем, обеспечивают поглощение углекислого газа и приносят несомненную экономическую выгоду российской экономике, в частности, лесоперерабатывающей промышленности, следует пристально изучать динамику этих видов и их реакцию на изменение климата в прошлом. Это поможет предсказать, каких изменений стоит ждать в обозримом будущем и подготовиться к ним», - резюмирует уже известный нам Константин Крутовский. Но чтобы предсказать будущее, необходимо знать прошлое. И здесь парадоксальным образом на помощь приходит археология.
Копатели древних поселений и пещер давно не ограничиваются исследованиями ка-менных орудий и костей. Сейчас все больше роль занимают специалисты по климату. Еще в начале 90-х годов ХХ века профессор МГУ Елена Малаева казалась посвященной в тайны бытия, так как первая научилась выделять из слоя пыльцу и, следовательно, четко определять какая растительность была в определенном месте много веков назад.
Дело в том, что пыльца, попадая на почву, покрывается плотной оболочкой, которую вся мировая наука не могла снять, не повредив содержимое. В конце прошлого века уче-ным МГУ удалось вскрыть «консервы», не повреждая пыльцу. И пошли сенсационные открытия. Был восстановлен климат и растительность на Алтае в далеком прошлом. Так, вокруг знаменитой Денисовой пещеры до эпохи последнего оледенения рос широколист-венный лес из бука, вяза, граба и других теплолюбивых пород.
В ХХI веке был сделан следующий шаг. Почва подвержена выветриванию, смешива-нию, а озера — идеальные архивы пыльцы. Она отлично сохраняется в безвоздушной сре-де и успешно датируется, поскольку слои оседают последовательно. Экспедиционный десант на озере портативным буром берет керн со дна и в нем, как в учебнике, видит историю растительности за многие тысячи лет. Кроме пыльцы и спор растений на дно озера оседают мелкие частицы угля и цисты паразитов. По углю мы можем датировать времена катастрофических пожаров алтайских лесов, по паразитам – животный мир.
Зная цикличность изменений климата, мы можем сделать прогноз на ближайшие 50 лет. И здесь снова «бьют по рукам» ученые. По логике через столетия хвойный лес дол-жен заменить лиственный, который в процессе эволюции возник значительно позднее, а значит, приспособлен к климатическим вызовам лучше. Но кто знает, что будет с нами через 200-300 лет? Будут ли доминировать агрессивные березы или ленточные боры за-полнятся андроидами, которые построят себя сами из компьютерных лесообрабатывающих комбайнов?..