Статья: Опасные для здоровья человека растения аридных и семиаридных биомов России

Опасные для здоровья человека растения аридных и семиаридных биомов России

Т.В. Дикарева, В.Ю. Румянцев, М.С. Солдатов, С.М. Малхазова

В статье анализируется набор видов аллергенных и ядовитых растений в аридных и семиаридных биомах России. Выявлено видовое разнообразие аллергенных и ядовитых растений. Проведен статистический анализ связей между числом видов аллергенных и ядовитых растений в региональных биомах и климатическими показателями, построены соответствующие тематические картосхемы и дан их анализ. Показано, что число видов аллергенных и ядовитых растений связано с общим количеством видов в биомах, которое, в свою очередь, обусловлено географическим положением, определяющим среднегодовую температуру и количество осадков в регионах. Наиболее тесная связь установлена между числом видов аллергенных и ядовитых растений и среднегодовыми температурами воздуха. Относительно высокая связь выявлена между числом видов и среднегодовым количеством осадков. Однако связь общего числа видов опасных растений в биоме с индексом аридности оказалась низкой.

Ключевые слова: аллергенные и ядовитые растения, аридные и семиаридные биомы, климатические показатели, корреляционный анализ.

К группе растений, в различной степени опасных для жизнедеятельности человека, можно отнести аллергенные и ядовитые виды.

Аллергенные растения в настоящее время привлекают все больше внимания как специалистов, так и населения. Аллергия на пыльцу растений - поллиноз - относится к массовым сезонным заболеваниям, которыми страдает каждый четвертый житель планеты. Пыльцевая аллергия проявляется как насморк, кашель, першение в горле, слезоточивость, зуд и покраснение век. Она также выражается в общем снижении процессов жизнедеятельности. Крайней степенью аллергической реакции можно считать бронхоспазмы и приступы бронхиальной астмы.

В российской литературе различным аспектам воздействия пыльцы растений на человека уделено значительное внимание. Существуют, например, календари цветения аллергенов (Календарь пыления, 2015), но географическое распространение таких растений практически не анализировалось. Зарубежная же аллергология с начала XXI в. занимается этим активно (May et al., 2008; Rondon et al., 2011). В США существует сайт PollenLibrary (2015), на котором ежедневно можно отследить цветение и опасность любого из 300 видов-аллергенов во всех штатах и крупных населенных пунктах. аллергенный ядовитое растение семиаридная биома

Ядовитые растения различных систематических категорий объединены свойством токсичности. Содержащиеся в них фитотоксины представляют потенциальную опасность для человека и животных. Свойство ядовитости у растений формировалось в процессе эволюции и является важным механизмом в борьбе за существование.

В отечественной литературе известны справочники и монографии по ядовитым растениям СССР и России (Гусынин, 1962; Дударь, 1971; Луферов, 1995; Зориков, 2005). Поскольку оборотной стороной ядовитости являются лекарственные свойства растений, в таких изданиях, как «Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии» (2021), обсуждаются проблемы применения ядовитых растений в фармакологии. Однако необходимо дальнейшее изучение закономерностей распространения ядовитых растений на территории страны, исследование зависимости их разнообразия от факторов среды.

Авторами ранее опубликован ряд статей, посвященных проблемам географического распространения аллергенных, ядовитых и лекарственных растений России (Дикарева, Румянцев, 2015; Дикарева и др., 2017, 2018, 2021; Dikareva, Rumyantsev, 2015). Тем не менее, задача более детального изучения распространения опасных для здоровья человека растений в региональных биомах России остается актуальной.

В настоящей работе анализируется распространение аллергенных и ядовитых растений в зональных южных (аридных и семиаридных) биомах России, а также в горных биомах Кавказа и Крыма. Эти биомы взяты нами для первоочередного анализа, т.к., по данным некоторых исследований (Николаевский и др., 1987; Орлов и др., 1990), именно в них сосредоточено наибольшее разнообразие видов указанных групп.

Цель работы - выявление закономерностей распределения видового разнообразия аллергенных и ядовитых растений в южных биомах России. В задачи работы входило выявление видового разнообразия группы аллергенных и группы ядовитых растений в сумме и каждой по отдельности, проведение статистического анализа корреляционных связей между числом видов этих растений в региональных биомах и климатическими показателями, построение соответствующих тематических картосхем и их анализ.

Материалы и методы

В работе применены методические приемы, ранее использованные авторами при анализе распространения в аридных и семиаридных биомах России лекарственных растений (Дикарева и др., 2021). Исследование проводилось на основе карты «Биомы России» (Огуреева и др., 2018, 2020). В анализ вошли 20 региональных биомов (рис. 1). Изначально это были только равнинные зональные семиаридные и аридные биомы (лесостепные, степные и пустынные), при этом из биомов Днепровско-Приволжский (27) и Саяно-Южнозабайкальский (49) взяты только их лесостепные части. К ним добавлены горные биомы Кавказа и Крыма, традиционно не считаемые аридными. Основанием для этого послужил расчет индекса аридности Де Мартонна (De Martonne, 1925; Справочник ..., 2016). Индекс аридности (arid index - AI; рис. 2) рассчитывается по формуле: AI=R/(T+10), где R - среднегодовая сумма осадков, а T - среднегодовая температура воздуха. Чем меньше значение индекса, тем более аридна территория. Авторы ранее использовали этот индекс при анализе распространения лекарственных растений (Дикарева и др., 2021). В этих публикациях приведено и более подробное обоснование включения соответствующих биомов в анализ.

Рис. 1. Региональные биомы, рассматриваемые в работе.

Рис. 2. Изменение индекса аридности Де Мартонна по аридным и семиаридным биомам России. Условные обозначения: здесь и далее на картах в скобках дано число биомов в данной градации.

Данные по климатическим показателям были взяты непосредственно с карты «Биомы России» (Огуреева и др., 2018), где для каждого биома они показаны на климадиаграммах, и из соответствующей монографии (Огуреева и др., 2020). Если для биома имелось более одного значения показателя, они усреднялись. Из тех же источников было взято общее количество видов сосудистых растений в биомах, также задействованное в анализе. Значения этих показателей, а также индекса Де Мартонна приведены для включенных в анализ биомов в упомянутых выше работах авторов (Дикарева и др., 2021), поэтому здесь они не рассматриваются.

В анализ включено 215 видов опасных растений. Из них аллергенных - 114 видов, ядовитых - 101 вид. Это только растения, присутствующие в биоме как дикорастущие, поскольку вид обязательно должен обитать в дикой природе, хотя может встречаться и в культуре.

Данные об ареалах анализируемых видов взяты из атласов (Атлас ..., 1983; Агроэкологический ..., 2015; Медико-географический ..., 2019) и из определителей высших сосудистых растений (Гроссгейм, 1949; Рубцов, 1972; Губанов и др., 1995; Сосудистые ..., 1995). Конкретный вид считался присутствующим в биоме, если хотя бы незначительная часть его ареала входит в пределы этого биома.

Материалы организованы в компьютерную базу данных средствами СУБД VisualFoxPro 9.0 и привязаны к цифровой карте-основе в среде ГИС MapInfo 15.0 Professional. Кроме того, составлена серия картосхем распределения аллергенных и ядовитых растений в аридных и семиаридных биомах России. В программе STATISTIKA 6.0 рассчитаны коэффициенты парной корреляции Пирсона, характеризующие связи числа видов опасных растений с показателями, которые ниже обозначены как факторы, вероятно, влияющие на распространение этих видов.

Результаты и обсуждение

Были рассмотрены гипотезы: 1) число видов опасных растений в конкретном биоме определяется общим видовым разнообразием сосудистых растений, зависящим от положения биома в системе природной зональности, в свою очередь определяемым климатическими факторами, такими как среднегодовая температура воздуха (рис. 3А) и среднегодовая сумма осадков (рис. 3Б); 2) число видов опасных растений прямо связано с климатическими факторами и в меньшей степени - с общим числом видов в биомах; 3) наибольшее число таксонов опасных растений свойственно наиболее аридным территориям (рис. 2).

Всего в избранных для анализа биомах России, как указано выше, выделено 215 видов опасных растений. Видов, являющихся одновременно аллергенными и ядовитыми, не выявлено, но 13 аллергенных и 19 ядовитых официально признаны в медицине также лекарственными. Распределение числа видов по биомам отражено в таблице 1.

Включенные в анализ виды опасных растений относятся к 46 семействам. Из них 114 аллергенных видов принадлежат к 17 семействам, а 101 ядовитый - к 32 семействам.

Три семейства - сложноцветные, маревые и кипарисовые - включают и аллергенные и ядовитые виды (табл. 2).

По числу семейств наиболее разнообразна группа ядовитых растений, включающая 32 семейства. Максимально количество ядовитых видов в семействе лютиковых - 34. Основную долю здесь составляют виды рода борец (Aconitum), все представители которого ядовиты. Подавляющее число видов этого рода встречается в дальневосточных биомах. По 6-7 видов включают семейства пасленовых (Solanaceae), хвощовых (Equisetaceae), мелантиевых (Melanthiaceae). Число ядовитых видов в остальных семействах - не более трех.

Рис. 3. Изменение климатических факторов по аридным и семиаридным биомам России: А) среднегодовой температура воздуха, °С, Б) среднегодовой суммы осадков, мм.

Число семейств, включающих виды-аллергены, заметно меньше - 17, но видов в группе аллергенных растений несколько больше, чем в группе ядовитых. Значительное число видов принадлежат к семействам злаковых, сложноцветных, маревых, гречишных, что в целом характерно для фитоценозов аридных территорий. При этом среди аллергенных видов довольно велика роль древесных растений - представителей семейств березовых, ивовых, кленовых, буковых, сосновых. Это обусловлено значительной долей лесных фитоценозов в ряде анализируемых биомов - лесостепных и горных.

Ряд семейств включает только по одному виду аллергенных и ядовитых растений: четыре семейства из 17 для аллергенов и 16 из 32 - для ядовитых.

Распределение по биомам числа семейств, включающих опасные растения, отчасти сходно с распределением в них количества соответствующих видов (табл. 1, 3). Например, в лесостепных биомах (№№ 27-30) отмечено более половины всех семейств, включающих ядовитые или аллергенные растения. В степных биомах, кроме Причерноморско-Предкавказского, разнообразие семейств в этом плане заметно меньше. Количество семейств, включающих все опасные растения, в горных кавказских биомах выше только в двух биомах - Сочинском и Крымско-Новороссийском (№№ 60-61). Общее количество видов опасных растений в пустынном Прикаспийском биоме (№ 35) относительно низкое (табл. 1), однако общее количество семейств опасных растений, в том числе ядовитых, заметно выше, чем во многих других биомах (табл. 3). Это отчасти соответствует мнению ряда авторов (Кречетович, 1931; Николаевский и др., 1987; Орлов и др., 1990) о том, что максимальное разнообразие ядовитых растений наблюдается именно в наиболее аридных регионах.

Таблица 1. Число видов растений разных категорий (сосудистых растений, всех опасных растений, растений-аллергенов и ядовитых растений) в аридных и семиаридных биомах России.