Kurkime ateitį drauge!

Dr. Artūras Gedminas, prof. habil. dr. Remigijus Ozolinčius

Lietuvos miškų institutas

MEDŽIŲ FENOTIPINĖ ĮVAIROVĖ, MUTACIJOS IR FORMOS

Miško medžių anomalijos, arba neįprasti gentainiai

Vaikštinėjant miške, dažniausiai mūsų akis “užkliūva” už neįprastų reiškinių. Tokie reiškiniai vadinami anomalijomis (graikiškas žodis “anomalia” reiškia nevienodumą, nukrypimą nuo įprasto). Neįprasto dydžio, lajos formos, neįprasto šakojimosi, ūglių, lapų (spyglių), vaisių bei sėklų formos ir spalvos, žievės rašto medžius ir krūmus (ar atskirus jų organus) taip pat vadiname anomaliais. Kartais tokios anomalijos būna labai retos (labai retai aptinkamos), o kartais – dažnesnės. Pavyzdžiui, vyriški lazdyno žirginiai paprastai būna susitelkę ne daugiau kaip po 3-4, tačiau yra rasta ir tokių šakelių, ant kurių susiformuoja žymiai daugiau, net iki 90 žirginių, sudarančių vynuogių pavidalo kekę. Galima rasti ir ištisas kankorėžių kekes. A.Gradeckas paprastosios pušies kekėje suskaičiavo 18 kankorėžių, o Bankso pušies - net 22. Apie daugialypius klevo sparnavaisius “Įdomiojoje botanikoje” rašo A.Cingeris. Jis vienąkart ant stiprios audros nulaužtos šakos aptiko po keletą trilypių, keturlypių, penkialypių ir net vieną šešialypį sparnavaisį. Man pačiam teko rasti paprastojo ąžuolo gilių kekę. O kuris iš mūsų neieškojome kvepiančiose alyvos kekėse “laimingojo” žiedelio su penkiais vainiklapiais? Kartais esti žiedų net su 18 vainiklapių (tiesą pasakius, čia kalbama ne apie vainiklapius, bet apie atskiras suaugtinio vainikėlio dalis). Specialistai tvirtina, kad polikarpija, t.y. daugiavaisiškumas (gr. polys - daug, karpos - vaisius), yra gryniausias atsitiktinumas, nors kai kurie teigia, kad esti pavienių egzempliorių, ypatingai linkusių į polikarpiškumą.

Tačiau gamtoje ne tik polikarpiškumo anomalijos. Miške galima aptikti neįprastos lajos formos, spyglių dydžio, kankorėžių žvynų formos medžių.  Vieni anomalūs požymiai būna ypatingai reti, kiti – dažnesni, vieni persiduoda iš kartos į kartą, kiti – ne. Tą jau seniai pastebėjo augalų sistematikai ir tokias anomalijas, kurios gali būti paveldimos, ėmė vadinti formomis.

„Lietuvos dendrofloroje“ aprašyta virš 150 pagrindinių (sudarančių medynus) vietinių medžių rūšių – paprastosios pušies, paprastosios eglės, karpotojo ir plaukuotojo beržų, paprastojo ąžuolo, paprastojo uosio, juodalksnio ir baltalksnio bei kt. rūšių – formų, dažniau ar rečiau aptinkamų mūsų miškuose. Formų ir iš jų kilusių kultivarų (veislių) įvairove (skaičiumi) nepralenkiamos paprastoji eglė ir paprastoji pušis. Dendrologai priskaičiuoja apie 40 paprastosios eglės ir tiek pat paprastosios pušies formų, aptinkamų Lietuvos miškuose. Vienos iš jų labai dažnos, kitos – retesnės. Labai retomis formomis laikytinos Pinus sylvestris f. annulata, Picea abies f. tuberculata ir kt.

 

 

 

 

Koloniškoji paprastosios eglės forma (Picea abies f. columnaris)

 

Koloniškoji paprastosios pušies forma (Pinus sylvestris f. columnaris compacta)

     

 

 

 

Apykaklinė paprastosios pušies forma (Pinus sylvestris f. annulata).

 

Kauburiuotažievė paprastosios eglė forma (Picea abies f. tuberculata)


 

Apie „raganų šluotas“ ir mutacijas, arba kaip atsiranda retos medžių formos

Nuo seno pastebėta, kad tos pačios rūšies individai tarpusavyje skiriasi. Šis kintamumas yra labai svarbus. Vieni pokyčiai yra atsitiktiniai, nepaveldimi, kiti perduodami iš kartos į kartą. Jie sudaro sąlygas rūšiai evoliucijos eigoje prisitaikyti prie kintančios aplinkos sąlygų. Kartais organizmų fenotipiniai pokyčiai yra laipsniški, evoliucionuojantys. Tačiau taip būna ne visada. Retkarčiais tarp augalų (ir gyvūnų) staiga atsiranda individų, kurie vienokiu ar kitokiu požymiu ryškiai skiriasi nuo kitų tos pačios rūšies individų (šakojimosi pobūdžiu, žievės raštu, lapų forma, spalva, dydžiu, vaisių ir žiedų spalva bei forma ir pan.).

Vieni iš tų požymių yra nepaveldimi ir vadinami modifikacijomis, kiti – paveldimi ir vadinami rekombinacijomis ir mutacijomis. Rekombinacijos, kalbant genetikų terminais, pasireiškia vienaip ar kitaip derinantis dviejų organizmų genetinei medžiagai. Mutacijos yra susijusios su paveldimais organizmo genetinės medžiagos pakitimais. Mutacijos atsiranda dėl įvairių veiksnių, sukeliančių pokyčius genetinėje augalo struktūroje. Tai gali būti įvairūs aplinkos veiksniai – jonizuojantys ir ultravioletiniai spinduliai, aukšta ar žema temperatūra (temperatūros šokai), įvairūs cheminiai junginiai, mikoplazmos, virusinės ligos (gali įsiterpti viruso DNR fragmentas) bei mikroorganizmų veiklos produktai – fekopentenai, toksinai ir kt.

Bene ryškiausias ir dažniausiai miške pastebimas medžių mutacijų pavyzdys – „raganų šluotos“ (šiuos į šluotas panašius šakų sutankėjimus galima pamatyti ir pakelėse ar sodybose augančių medžių lajose).

Raganų šluota, rutuliškoji  paprastosios eglės forma.

 

Apie “raganų šluotas” sukeliančių priežasčių kilmę taip pat nėra vieningos nuomonės. Vieni mano, kad lapuočių medžių “raganų šluotos” dažniausiai atsiranda tada, kai šaką pradeda veikti erzinantis veiksnys (parazitiniai grybai bei gyviai, bakterijos, virusai) ir pažadina miegančiuosius pumpurus. Beveik visi grybai, sukeliantys lapuočių medžių “raganų šluotas”, kaip pažymi profesorius A.Minkevičius, priklauso aukšliagrybių klasės ragangrybių (Taphrina) genčiai. Kiti mano, kad „raganų šluotiškumas“ gali būti paveldimas. V.Noskovas ir S.Negruckis (1956), surinkę kankorėžius nuo pušų “raganų šluotų” (kai kurių autorių duomenimis, kankorėžiai, surinkti nuo “raganų šluotų” 4 kartus lengvesni ir pusantro karto trumpesni kaip normalių medžių), iš jų sėklų iš augino sėjinukus ir juos pasodino miške. Po kelerių metų paaiškėjo, kad tik 45 procentai pušaičių buvo “šluotiškų”. “Šluotiškosios” pušaitės išaugo pustrečio karto žemesnėmis, o jų ūgliai buvo tris kartus trumpesniais negu normalūs, lajos buvo sutankėjusios ir rutuliškos formos. Tuo tarpu iš “šluotiškų” šakų paimti skiepūgliai ir įskiepyti į tos pačios rūšies normalius medžius augdami visada suformuoja naujas “šluotas”. Skiepijant viršūninius paskutinės menturės šoninius ūglius, galima per trumpesnį laiką išauginti didesnę “šluotą”, negu skiepijant tik į viršūninį ūglį. Viršūninio ir šoninių ūglių skiepeliai augdami susiglaudžia ir suformuoja ištisinę rutuliškos formos lają, kuri atrodo ypač dekoratyviai. Ne vieną tokį medį, suformuotą „raganų šluotų“ entuziasto prof. A.Gradecko, galima pamatyti Girionių parke.

Mutacijos gali atsirasti bet kokioje organizmo ląstelėje bet kuriuo jo raidos momentu. Priklausomai nuo to, kokiose ląstelėse – generatyvinėse ar somatinėse - jos atsirado, mutacijos skirstomos į generatyvines ir somatines. Tolimesnis generatyvinės mutacijos likimas priklausys nuo to, ar pakitusios generatyvinės ląstelės dalyvaus apsivaisinime, kokio pobūdžio yra mutacija (recesyviosios mutacijos gali būti paveldimos ilgą laiką daugelyje kartų, bet nepasireikšti; genetikos vadovėliuose dažnai pateikiamas pavyzdys apie Anglijos karalienę Viktoriją, kuri per savo dukras išplatini recesyvųjį hemofilijos geną), kaip mutantines ląsteles veikia atranka.

Kitaip yra paveldimos somatinės mutacijos. Jos nepersiduoda kitoms kartoms, nes iš somatinių ląstelių nesivysto lytinės ląstelės. Organizmai, kuriuose yra įvykusios somatinės mutacijos, genetikų vadinami  mozaikomis (pavyzdžiui, obuolio žievė gali turėti kitos spalvos ruožus, musės viena pusė gali būti vyriškos lyties, kita – moteriškos ir pan.).

Taigi netipiški medžiai, neįprastos jų formos gali būti tiek modifikacijos, tiek rekombinacijos, tiek ir mutacijos rezultatas. Tik čia reikėtų pasakyti, kad tokių medžių atsiradimas nėra dažnas reiškinys.

 

Kodėl turėtumėme saugoti retų formų medžius

Mokslininkai paskaičiavo, kad tokių mutacijų atsiradimas – labai retas reiškinys. Pavyzdžiui, tikimybė, kad įvyks kokia nors mutacija ląstelės branduolio DNR lygmenyje, yra lygi apytikriai vienam atvejui iš šimto milijonų. Dar mažesnė tikimybė, kad tokia mutacija bus paveldima. Maža to. Jeigu mutavo recesyvusis genas, lemiantis kokio nors morfologinio požymio pasirodymą, tikimybė, kad jis pasireikš išoriškai yra dar mažesnė ir vertinama kaip mutacijos dažnis pakeltas kvadratu.

Kad retos formos medžiai yra labai vertingi, žmogus pastebėjo seniai. Jie yra tikri „aukso grynuoliai“ dekoratyvinėje sodininkystėje. Iš tokių medžių kilo daugelis tradicinės sodininkystės ir dekoratyvinės sodininkystės veislių (kultivarų). Žmogus pastebėjo ir tai, kad vienos jų gali būti dauginamos tik vegetatyviniu, kitos – ir generatyviniu būdu (dėl aukščiau minėtų priežasčių).

Paprastai tokios augalų ar gyvūnų formos, kurios turi aiškiai besiskiriančius fenotipinius požymius, selekcijos ir genetikos specialistų yra labai vertinamos ir kitu požiūriu. Prieš kelis metus teko lankytis Gyvulininkystės institute (Baisogaloje), kur saugojama sena lietuviška kiaulių, turinčių specifines išaugas – „auskarus“, veislė. Instituto mokslininkai pasakojo, kad lietuviškomis „auskaruotomis“ kiaulėmis domisi užsienio gyvulių selekcijos specialistai, nes registruojant veislę reikia ne tik kad ji skirtųsi produktyvumu ar vislumu, bet ir turėtų skiriamuosius požymius – markerius (žymenis), pagal kuriuos ją būtų galima lengvai atskirti iš kitų veislių. Panašūs reikalavimai keliami ir registruojant naujas augalų veisles.

 

 

            

 

 

Mokslininkai mano, kad paprastai tokie mutantai yra ne tik keistos išvaizdos, bet ir silpnesni už normalius savo gentainius. Vieni jų turi raudonus lapus, kurie mažiau asimiliuoja anglį, kiti žydi pilnaviduriais žiedais, kurie neišaugina arba menkai išaugina sėklų, tretiesiems būdinga griežtai rutuliška arba svyranti laja, kuri susidaro dėl viršūninės šakutės paveldimumo pakitimų, vadinamų pumpuro variacija, todėl jie, palyginus su tipiškais rūšies individais, yra žemesnio ūgio, trumpiau gyvena, paprastai nedera, mažiau atsparūs ligoms ir kenkėjams ir neatlaiko tipiškų gentainių konkurencijos. Yra didelė tikimybė, kad tokie augimu atsilikę, kartais net skurdžiais atrodantys medžiai iškertami ugdomųjų kirtimų metu. Tik kai kurios miško medžių formos yra prisitaikiusios konkuruoti su savo rūšies atstovais, sulaukia brandos ir dera.

Deja, mes iki šiol nežinome kitų tokių medžių savybių. Gal jie atsparesni ligoms ir kenkėjams (tik nagrinėjant fenologines formas pagal lapų skleidimąsi yra sukaupta pakankamai duomenų, įrodančių tokių skirtumų egzistavimą), oro taršai, priežemio ozonui, sausrai ir kitiems nepalankiems veiksniams?  Gal skiriasi jų augimas ir medienos kokybė? Gal jie geriau prisitaiko prie kintančių klimato sąlygų? Deja, atsakyti į šiuos klausimus negalime, nes apie retų formų medžių egzistavimą mūsų miškuose turime tik labai skurdžias žinias...

 

Apie tokių medžių inventorizaciją, arba ką pirmiausia reikėtų daryti

Deja, nežiūrint į retų miško medžių formų svarbą, kol kas neturime informacijos apie jų paplitimą, gausą, būklę, o tiek jų tyrimai, tiek ir apsauga yra tik pavienių entuziastų reikalas. Apie tokių medžių apsaugą kalbama tik neseniai išleistose rekomendacijose „Biologinės įvairovės išsaugojimas miškanaudoje“ (2006). Taigi tokių medžių apsaugos įteisinimas juridiniuose dokumentuose ir jų inventorizacija būtų pirmasis konkretus žingsnis siekiant juos išsaugoti.  Juk, pavyzdžiui, labai rūpestingai saugojame net introdukuotų pavienių medžių genofondą. Sudarytas  ir  2003 m. gruodžio10 d. Aplinkos ministro įsakymu Nr. 633 patvirtintas medžių grupių ir pavienių medžių (augančių parkuose), priskirtų augalų nacionaliniams genetiniams ištekliams, sąrašas.

Matyt, atėjo laikas tokiems neatidėliojamiems darbams ir siekiant išsaugoti mūsų miškų medžių retų formų genofondą.

Kas galėtų atlikti tokius retų formų medžių inventorizavimo darbus? Čia tikriausiai neišsiversime be visuomenės paramos, be gausaus mėgėjų stebėti gamtą, be jaunųjų miško bičiulių ir, žinoma, be tų, kurie dirba miške – eigulių, girininkų, žinančių kiekvieną savo miško sklypą... Kai kuriose užsienio šalyse, į pagalbą pasitelkiant gamtos stebėjimo mėgėjus, nustatytos retesnių augalų radvietės, kai kurių medžių ligų paplitimas... O ir Lietuvoje turime geros patirties, kai kalbame apie fenologinių ar ornitologinių duomenų rinkimą... Identifikavus potencialiai saugotiną retos formos medį, jį natūroje apžiūrėtų specialistai... Vėliau nuo tokių medžių galėtų būti paimti ūgliai ir įskiepyti į atitinkamų rūšių poskiepius. Medžiai galėtų būti dauginami ir naudojant šiuolaikinius biotechnologijos metodus.  Taip būtų išsaugotos retos formos ir sukurtas pagrindas jų auginimui ir eksponavimui.

Dubravos eksperimentinės mokomosios miškų urėdijos arboretumo teritorijoje numatytas sklypas (apie 2 ha ploto) vietinių medžių ir krūmų rūšių veislių, registruotų botaninių formų ir Lietuvos miškuose surastų morfologinių formų augalų auginimui, saugojimui ir eksponavimui.

Pavienių entuziastų dėka tokie darbai jau pradėti. Anot Dubravos arboretumo viršininkės dr. Valerijos Baronienės, šiuo metu arboretume auginama keletas formų, rastų Lietuvos miškuose. Be „raganų šluotų“, čia auga keletas paprastosios eglės ir paprastosios pušies formų medžių ( P. abies (L.) Karst. f. palustris Berg;  P. abies (L.) Karst. f. pendula (Lawson) Sylvén). 2006 metais   arboretume atlikti ūglių, paimtų nuo Lietuvos miškuose rastų retų parastosios eglės (P. abies (L.) Karst. f. pendula (Lawson) Sylvén) ir paprastosios pušies (Pinus sylvestris L. f. annulata Caspary) formų medžių.

 

Ar turėsime lietuvišką eglės veislę?

Dubdavos arboretume auga ir keli medžiai, atrasti Lietuvos miškuose, tačiau jų botaninis formos pavadinimas dar neidentifikuotas.

 

 

Tai geltonais ūgliais ir spygliais eglė, eglė banguotomis šakomis ir ūgliais, iš Lietuvos miške surinktų sėklų išauginta glaustomis šakomis, spirališkai išsidėsčiusiais spygliais, žaliais jaunais makrostrobilais eglė; trumpaspyglė pušis, glaustašakis kadagys ir kt. Tikėtina, kad tokių medžių Lietuvos miškuose yra ir daugiau. Taigi, atlikus tokių medžių inventorizaciją, sukūrus tinkamus jų dauginimo metodus, ištyrus požymių perdavimo pastovumą, galime tikėtis, jog turėsime lietuvišką eglės veislę.

Mūsų kaimynai lenkai tarptautiniuose registruose yra užregistravę keliasdešimt vietinių sumedėjusių augalų kultivarų (veislių). Tai kai kurie kėnio, aktinidijos, buksmedžio, kukmedžio ir tujos genčių atstovai (Abies, Actinidia, Buxus, Taxus, Thuja genčių). Estai yra užregistravę daug raganių veislių, latviai – keletą alyvų veislių. Lietuviai taip pat yra sukūrę keletą sodo augalų veislių, tačiau apie miško medžių veisles tokios informacijos kol kas neturime. Mūsų žiniomis, Estijoje ir Latvijoje atrinkta po keletą eglės ir pušies formų, suteikti joms pavadinimai. Nors šių formų augalai aprašyti literatūroje, jie auginami ir platinami želdynuose, bet apie jų įregistravimą tarptautiniuose registruose duomenų rasti nepavyko. Tokių duomenų nėra ir apie Lietuvos miškų medžius. Kol kas...

 


Naturales Scientiae Omnibus