Hydrilla ( водяной тимьян ) — род водных растений , обычно рассматриваемый как содержащий только один вид, Hydrilla verticillata , хотя некоторые ботаники делят его на несколько видов. Он является родным для прохладных и теплых вод Старого Света в Азии, Африке и Австралии, с редким, разбросанным распространением; в Австралии из Северной Территории , Квинсленда и Нового Южного Уэльса . [2] [3] [4]
Стебли вырастают до 1–2 м в длину. Листья расположены в мутовках от двух до восьми вокруг стебля, каждый лист 5–20 мм в длину и 0,7–2 мм в ширину, с зазубринами или небольшими шипами вдоль краев листа; средняя жилка листа часто красноватая в свежем виде. Это однодомное (иногда двудомное ), с мужскими и женскими цветками , образующимися отдельно на одном растении; цветки мелкие, с тремя чашелистиками и тремя лепестками, лепестки 3–5 мм в длину, прозрачные с красными прожилками. Размножается в основном вегетативно путем фрагментации и корневищами и турионами (зимующими), и цветы видны редко. [3] [5] [6] [7] У них есть воздушные пространства, чтобы держать их в вертикальном положении.
Гидрилла обладает высокой устойчивостью к солености по сравнению со многими другими пресноводными водными растениями.
Hydrilla очень похожа на некоторые другие родственные водные растения, включая Egeria densa и Elodea canadensis . [8] Синонимы включают H. asiatica , H. japonica , H. lithuanica и H. ovalifolica . [ требуется ссылка ]
Hydrilla verticillata является аллелопатическим растением по отношению к роголистнику обыкновенному ( Ceratophyllum demersum ) и роголистнику колючему ( C. muricatum ), то есть она вырабатывает соединения, которые подавляют рост последних двух видов. [9]
Как водные макрофиты, гидриллы играют важную роль в экосистеме. Они влияют на циклы питательных веществ и экологию водоема, а также на отложения. [10] Гидриллы взаимодействуют с другими организмами, поставляя им пищу и питательные вещества, а также среду обитания и убежища. [11]
Гидриллы могут оказывать негативное воздействие на водные сообщества. При обилии они влияют на уровень растворенного кислорода, что может привести к снижению популяций рыб, беспозвоночных и других видов растений. [12]
Hydrilla натурализовалась и стала инвазивной в Соединенных Штатах после выпуска в 1950-х и 1960-х годах из аквариумов в водные пути во Флориде из-за торговли аквариумами . [8] В настоящее время она распространена в некоторых частях южной Канады и в Соединенных Штатах от Коннектикута до Техаса , а также в Калифорнии . [13] К 1990-м годам контроль и управление обходились в миллионы долларов каждый год. [14]
Растение было представлено, когда торговец аквариумами с западного побережья Флориды отправил живую гидриллу из Шри-Ланки под общим названием «индийская звездчатая лоза». [15] Эти растения были признаны неудовлетворительными и были сброшены в канал около залива Тампа , где они процветали. [15] К 1955 году растения нашли свой путь из Тампы в Майами , поскольку их перевозили для выращивания и продажи в качестве домашних животных. [15] Считается, что за этим последовало несколько незадокументированных случаев случайного или неосторожного выпуска, поскольку гидрилла широко распространилась по всей Флориде и юго-востоку Соединенных Штатов . [15]
Благодаря сочетанию устойчивости к гербицидам, высокой скорости роста, высокой экологической адаптивности, способности к рассеиванию и низким требуемым ресурсам, Hydrilla способна проникать практически в каждый регион мира и распространяться с пугающей скоростью, негативно влияя на экосистему. [16] Высокая скорость фотосинтеза Hydrilla приводит к истощению растворенного углекислого газа в дневное время, что повышает pH и к более высоким концентрациям кислорода. Ночью кислород используется для окислительного фосфорилирования , что приводит к аноксии, а углекислый газ восполняется, что, в свою очередь, снижает pH. [17]
Как инвазивный вид во Флориде, Hydrilla стала самой серьезной проблемой водных сорняков для Флориды и большей части США. Поскольку это была такая угроза как инвазивный вид, одним из первых экономически эффективных широкомасштабных гербицидных средств контроля был флуридон . К сожалению, этот одноразовый гербицид привел к появлению Hydrilla , устойчивой к флуридону . «Поскольку в прошлом Hydrilla быстро распространялась в озерах по всему югу Соединенных Штатов, расширение устойчивых биотипов, вероятно, создаст значительные экологические проблемы в будущем». [18] [19]
Популяции гидриллы нанесли экономический, экологический и природоохранный ущерб. [14] Известно, что гидрилла является агрессивным и конкурентоспособным растением, вытесняющим и вытесняющим местные виды, такие как рдесты и взморник . [15] [20] [21] Таким образом, гидрилла создала монокультуры , области, в которых доминирует один вид, а не существует баланса между многими видами, как в обычной экосистеме. [21]
В Австралии Hydrilla может стать инвазивным растением, если в нарушенных экосистемах повысится уровень питательных веществ, хотя, как правило, это не считается проблемой. [22]
Гидрилла может содержать биопленку цианобактерий Aetokthonos hydrillicola , которые могут вырабатывать бромированный нейротоксин этоктонотоксин — возбудитель вакуолярной миелинопатии птиц , смертельного заболевания, вызывающего потерю мозга у водоплавающих и хищных птиц. [ 23]
Гидриллу можно контролировать гербицидами , а также белым амуром , [20] который сам по себе является инвазивным видом в Северной Америке. Насекомые, используемые в качестве биологического контроля вредителей для этого растения, включают долгоносиков рода Bagous и азиатскую минирующую муху гидриллу ( Hydrellia pakistanae ). [20] Клубни представляют собой проблему, поскольку они могут находиться в состоянии покоя в течение нескольких лет, что еще больше затрудняет их удаление из водных путей и эстуариев. Гидрилла может эффективно распространяться как через клубни, так и через турионы . [21]
В 2011 году залив озера Каюга , одного из озер Фингер в штате Нью-Йорк, столкнулся с появлением Hydrilla . Город Итака и другие местные власти использовали химический гербицид эндоталл , чтобы попытаться предотвратить его появление в озерах Фингер, что было бы катастрофическим для их экосистем. В первый год было потрачено около 100 000 долларов и много человеко-часов на то, чтобы искоренить заражение Hydrilla . Последующие обработки были запланированы как минимум на пять лет. [24]
В августе 2021 года Hydrilla была обнаружена растущей в небольшой лодочной пристани, соединенной с рекой Ниагара в городе Норт-Тонаванда , штат Нью-Йорк. Департамент охраны окружающей среды штата Нью-Йорк работает над сдерживанием заражения. [25]
В сентябре 2021 года Управление по охране реки Коннектикут заявило, что гидрилла уже много лет заполоняет притоки, бухты, заливы и берега реки. Келси Вентлинг, речной управляющий Управления по охране реки Коннектикут, заявила: « Гидрилла может распространяться посредством процесса, известного как фрагментация, при котором растения из-за какого-либо нарушения распадаются и вырастают заново в другом месте. Фрагментация часто происходит, когда лодки проходят через участок гидриллы . По этой причине крайне важно, чтобы те, кто использует весельные лодки, моторные лодки, гидроциклы и рыболовное снаряжение в реке Коннектикут, знали об инвазивной гидрилле и затем принимали меры по сокращению ее распространения». Местные пристани для яхт и муниципалитеты также сообщили, что они больше не могут получить доступ к определенным лодочным причалам и докам из-за плотности гидриллы . В сентябре 2021 года организация Connecticut River Conservancy обратилась к местным жителям с просьбой провести обследование, чтобы помочь в дальнейшем контроле за инвазивными растениями. [26]
Этот обильный источник биомассы является известным биоремедиационным гипераккумулятором ртути , кадмия , хрома и свинца и как таковой может использоваться в фиторемедиации . [27 ]
