НАШ ДАЙДЖЕСТ В первом номере Вестника ИБ 2000-го года мы представляем краткий обзор важнейших публикаций сотрудников нашего института, вошедших в сборник "Итоги научной и научно-организационной деятельности Института биологии Коми НЦ УрО РАН в 1999 г.". Хорошо представляя трудность такого анализа, мы попытались проиллюстрировать все научные направления, сложившиеся в Институте, выбрав наиболее значительные и интересные работы, опубликованные в основном в центральных и зарубежных изданиях. Традиционным направлением является изучение флоры и фауны как основных составляющих природных экосистем. Комплексному изучению экосистем дельты р. Печора посвящена работа А, И. Таскаева с соавт. (A.I. Taskaev et al. // dealing with Nature In deltas, 1998), в которой дается анализ флоры, фауны, типов ландшафтов, водных экосистем, а также исследуется влияние и прогноз техногенных нарушений в этом регионе. В работах В. В. Пахучего (География и Природные ресурсы, 1997; Девственные леса Северного Приуралья, 1999) обобщены результаты лесоводственных и таксационных исследований девственных лесов юго-востока Республики Коми. Исследования, проведенные автором, позволяют прогнозировать состояние девственных лесов в будущем, а также могут быть использованы для организации неистощительного лесопользования в таежных лесах европейского северо-востока России. Основным источником восстановления хвойных лесов являются семена сосны и ели, ставшие объектом исследования А. Л. Федоркова и В. А. Басова (Лесоведение, 1999). Определяя взаимосвязь анатомического развития семян сосны и ели в географических культурах средними многолетними температурами, авторы изучают реакцию северных лесов на возможное потепление. Изучение вторичных важно как с точки зрения процесса восстановления хвойных лесов, так и в аспекте биологического биоразнообразия видов. В осиновых лесах Республики Коми С.В. Дегтевой выявлено 289 видов сосудистых растений, относящихся к 168 родам из 60 семейств (Ботанический журнал, 1999). Наряду с четами, характерными для структуры флористического комплекса подзоны средней тайги, изученные осинники обладают и специфическими чертами, проявляющимися в значительной роли подтаежных и неморальных видов. Флористические исследования позволяют пополнять список новых для исследуемых территорий видов. В Ботаническом журнале (1999) опубликованы работы о новых местонахоходениях редкого вида лишайника Leptogium rivulare (Т. Н. Пыстина и др.), а также об обнаружении 38 видов сосудистых растений в пойме р. Море-Ю (Большеземельская тундра), ранее не обнаруженных на этой территории (А А. Кустышева). Комплексные геоботанические исследования подобных реликтовых "островов" еловых лесов в тундре были проведены И. А. Лавриненко и О. В. Лавриненко, результаты которых позволили сделать вывод о том, что флора этих фитоценозов может служить источником видов, внедряющихся в тундровые сообщества при потеплении климата (Chemosphere: Global Change Science, 1999). Еще одна статья посвящена новым находкам сосудистых растений (И. А. Лавриненко с соавт.// Ботанический журнал, 1999). Из 268 видов, обнаруженных авторами в Большеземельской тундре, 3 вида описаны впервые для Большеземельской тундры и 27 видов - для ее западной части. Значительной событием в научной жизни Института стало издание "Красной книги Республики Коми" (1998) - справочника о состоянии редких и находящихся под угрозой исчезновения видов природной флоры и фауны. Все, включенные в Книгу виды, классифицированы по категориям охраны на 5 категорий. Список редких сосудистых растений включает 253 вида из 63 семейств, мохообразных - 154 вида, лишайников - 78 видов, грибов - 32 вида. Общий список нуждающихся в охране животных насчитывает 186 видов: 11 видов млекопитающих, 34 вида птиц, 1 вид амфибий. 3 вида рептилий, 5 видов рыб, 46 видов насекомых и 7 видов других беспозвоночных. Орлан-белохвост - один из видов птиц, внесенных в Красные книги МСОП, СССР, РСФСР и РК. Изучению его распределения, численности, экологии на территории от п-ова Канин до Югорского п-ова и в северной части Республики Коми посвящена статья Ю. Н. Минеева (Вопросы сохранения..., 1998), а результаты исследований 15 видов уток обобщаются им в журнале Acta Zoologica Lituanica (1998). На основании данных по составу пищи и активности пищеварительных ферментов молоди семги, обитающей в притоках I-III порядка р.Печоры, полученных В. И. Пономаревым с соавт. (Вопросы ихтиологии, 1998), показано, что лабильность пищеварительных гидролаз обеспечивает способность этих рыб усваивать широкий спектр пищевых объектов. Фермент супероксиддисмутаза был выбран в качестве маркера генетической изменчивости популяций сибирского и европейского хариуса в реках бассейна Печоры, Северной Двине и Мезени (П. И. Шубин, А. Б. Захаров, Ю. П. Шубин// Генетика, 1999). Анализ электрофоретических спектров этого белка в 67 образцах сибирского хариуса и в 92 образцах европейского хариуса подтвердил валидность видового статуса этих видов рыб. В связи с высокой техногенной нагрузкой на водные экосистемы и снижением рыбных запасов даже в таких крупных речных системах, как система Печоры еще в 30-60-е годы в печорском бассейне были проведены работы по акклиматизации стерляди. Однако до публикации статьи А. Б. Захарова с соавт. (Вопросы ихтиологии, 1998) результаты этой интродукции оставались неизвестными. Показаны, что хотя численность печорской стерляди не позволит вести ее промысел, мероприятия по ее вселению в бассейн Печоры в целом следует признать успешным. В перспективе можно ожидать естественного увеличения численности стерляди, чему могло бы способствовать проведение комплекса мероприятий по искусственному воспроизводству. В 1999 году вышел очередной том продолжающегося издания "Фауна европейского Северо-Востока России", посвященный булавоусым чашуекрылым (А Г. Татаринов, М. М. Долгин. 1999), в котором приводятся сведения по распространению, фенологии, трофическим связям, внутривидовой изменчивости, морфологии 121 вида дневных бабочек, зарегистрированных на европейском северо-востоке России. Анализ полненных данных позволил авторам разделить лепидоптер региональной фауны на 3 зоогеографических комплекса: арктический, температный и полизональный. Результатом изучения внутривидовой изменчивости единственного представителя европейской температной группы - бархатницы Erebia eryate в этом регионе стало выделение 3-х се подвидов (А. Г. Татаринов, М. М. Долгин//Энтомологическое обозрение, 1999). За последние годы в нашем институте сформировалось большое направление исследовательских работ. связанных с решением разноплановых экологических и экологообусловленных проблем. В сборнике "Урал: наука, экология" (Екатеринбург, 1999) опубликованы две статьи наших коллег. Одна из них (А, И. Таскаев, С. В. Дегтева) посвящена истории, состоянию и перспективам охраны природных территорий Республики Коми. Несмотря на то, что ландшафты большей части ее территории (около 65%) находятся в относительной неприкосновенности, экосистемы Крайнего Севера легко уязвимы в связи с нарастающим антропогенным воздействием. Авторы предлагают комплекс природоохранительных мер, которые будут способствовать сохранению экологического равновесия в регионе. В другой работе (В. Г. Зайнуллин, А. И. Таскаев) приводятся данные анализа состояния здоровья населения Ухтинского и Сосногорского районов в связи с нахождением в этом регионе нефте-газоперсрабатывающих предприятий. Были выявлены неблагополучная обстановка по онкологическим заболеваниям, 50% случаев смертности от которых связано с органами дыхания, изменения по полу среди живо- и мертворожденных, высокий уровень перинатальной и детской смертности. Авторы предполагают, что в связи с близостью газо-перерабатывающих предприятий, факторами, приводящими к таким изменениям в состоянии здоровья людей могут быть некоторые полициклические углеводороды, такие, как бенз(а)пиреи. Исследованиям животных как объектов глобального экологического мониторинга посвящена большая часть работ. До публикации статьи Н. А. Лебедева, В Е. Соколова и И. И. Шуктомовой (Доклады Академии Наук, 1999) Эфиопия рассматривалась как возможный глобальный "чистый" контроль при изучении накопления и миграции искусственных радионуклидов. Анализ содержания радионуклидов в костях животных опроверг это предположение, В птицах и млекопитающих Эфиопии были найдены искусственные радионуклиды, которые соответствует уровням загрязнения биоты в Палеарктике, а в первый год после Чернобыльской аварии - следы цезия-134, что подтверждает реальность глобальных выпадений радионуклидов на этой территории. При сравнении накопления радиоизотопов в птицах различных регионов России и мира, оказалось, что содержание плутония в популяциях юго-западной части России в десятки - тысячи раз больше, чем, например, в Монголии (D. A. Krivolutski, N. A. Lebedeva, I.I. Shuktomova//Acla Biologica Hungarica, 1999). Вывод авторов о том, что птицы местных популяций имеют свои специфические химические маркеры, дает основания рассматривать птиц как надежных объектов биоиндикации. Каждый вид и популяция животных характеризуются определенным уровнем устойчивости к изменениям окружающей среды. Это положение было подтверждено О. Г. Шевченко с соавт. на основе изучения аитиокислительной активности липидов трех видов полевок (Экология, 1999).0бладая исходно различным антиоксидантным статусом, разные группы животных неодинаково реагируют на вмешательство извне, что необходимо учитывать при оценке антропогенного влияния на окружающую среду. Так, например, хроническое действие низкоинтенсивного ионизирующего излучения вызывает смену наиболее распространенных видов диких мышевидных грызунов в 30-километровой зоне аварии на Чернобыльской АЭС, а также возрастание изменчивости признаков и повышение радиорезистентности популяции рыжих полевок в биоценозах Могилевской обл. (Влияние радиоактивного загрязнения...//Радиационная биология. Радиоэкология, 1997). Изученность генома дрозофилы и генетического контроля процессов репарации клетки на воздействия факторов среды позволяет назвать этот объект перспективным для радиобиологических исследований. В работе В.Г. Зайнуллина с соавт., посвященной радиобиологическим аспектам изучения Drosophila melanogaster, сделан вывод о том, что программируемая гибель клеткиу дрозофилы имеет консервативное сходство по морфологическим и биохимическим проявлениям с апоптозом у других организмов, а радиация изменяет темп естественного старения организма, дерегулируя контроль механизма апоптоза, и тем самым индуцирует апоптоз (Современные аспекты... //Радиационная биология. Радиоэкология, 1999). Растения также могут служить индикаторами техногенных загрязнений. Проведя анатомо-физиологические исследования хвои сосны обыкновенной в зоне Сыктывкарского ЛПК, В. В. Тужилкина и др. (Экология, 1998) пришли к выводу, что загрязнение среды промышленными выбросами СПЛК оказывает отрицательное влияние на пластидный аппарат и пигментную систему. Эти изменения приводят к снижению хлорофилла, что в свою очередь отрицательно влияет на накопление в растении ассимилятов и, в конечном итоге, на рост и продуктивность сосны. Хлорфенолы - высокотоксические соединения, присутствующие как в сточных водах многих химических предприятий, так и образующиеся при хлорировании воды, содержащей фенолы природного и антропогенного происхождения. Разработке метода определения микроколичеств этих соединений в воде посвящена статья И. В. Груздева с соавт. ("Заводская лаборатория", 1999). Авторы предложили для снижения пределов обнаружения различных хлор-фенолов использовать реакцию бромирования (Ecological Congress, 1997) с последующей микроэкстракцией этих бромпроизводных (Ecological Congress, 1999). Разработанные методы позволяют с помощью ГЖХ определять одновременно микроколичества сразу нескольких хлорфенолов в течение 40 минут. Следующий блок работ связан с физиологией растений и исследованием структурно-функциональной организации биологических систем, В монографии Т. К. Головко "Дыхание растений: физиологические аспекты" (СПб.: Наука, 1999) обсуждаются актуальные вопросы дыхания как основы жизнедеятельности растений. В книге рассмотрены биохимические превращения дыхательных метаболитов, их регуляция с помощью ферментов и локализация в компартментах растительной клетке, анализируются изменения основных процессов дыхания под влиянием различных факторов; изучена взаимосвязь между потоками энергии и вещества и поддержанием жизнедеятельности растений. Один из выводов автора заключается, что изучение темнового дыхания позволяет оценивать адаптивные способностьи и метаболическую активность видов, а измерение микрокалориметрических показателей дает возможность проводить сельскохозяйственных растений по их продуктивности и соответствии климату. В монографии, посвященной изучению структурно-функциональной организации ассимиляционного аппарата растений (Екатеринбург: Наука, 1999) С.В. Загировой обобщены данные анатомо-морфологических исследований хвои и нелистовых органов 3 видов хвойных. На основе сравнительного анализа зависимости процессов фотосинтеза дыхания и роста хвои, коры стебля и ствола, макростробил сосны обыкновенной, ели сибирской и пихты сибирской, сделан вывод о том, что соотношение углекислотного газообмена отдельных органов отражает адаптивные возможности древесных видов растений и в конечном итоге определяет их биологическую продуктивность. В статье К. С. Бобковой и С. В. Загировой (Лесоведение, 1999) исследованы изменения в структуре фотосинтетического аппарата и определены дыхательные характеристики хвои сосны в зависимости от ее возраста. Полученные результаты позволили авторам сделать вывод о том, что в условиях подзоны средней тайги продолжительность жизни хвои достигает 9-10 лет, но наибольшей фотосинтетической активностью обладает двухлетняя хвоя. Продуктивность лесных фитоценозов обычно проводится прямым весовым методом по приросту живой биомассы. Определяя ежегодный фотосинтетический сток углерода в хвойные фитоценозы на европейском севере России весовым методом и с использованием хлорофильного индекса (ХИ), В.В. Тужилкина с соавт. (Физиология растений, 1999) подтвердили, что ХИ является надежным показателем оценки ежегодного фотосинтетического стока углерода в естественные хвойные фитоценозы. На основе разработанной математической модели 3.Г. Мартынюк с соавт. (Физиология растений, 1999) смогли определить основные составляющие баланса углерода в ельнике черничном подзоны средней тайги. Оказалось, что только 1/5 часть углерода остается в этом фитоценозе, а остальная часть его окисляется до углекислого газа. Выявлено влияние ряда факторов, влияющих на эти соотношения. Экофизиологии одного из неморальных видов травянистых растений подзоны средней тайги, живучки ползучей, посвящена работа Т. К. Головко и О. В. Дымовой (Handbook of Plant and Crop Stress. New York, 1999). Изучив фотосинтез, дыхание и рост этого растения в зависимости от различных экологических условий, авторы пришли к выводу, что значительный успех существования живучки на северной границе ее ареала обеспечивается путем преобладания вегетативного способа размножения. Способность Ajuga reptans северного экотипа осуществлять фотосинтез на уровне, близком к максимально возможному в интервале температур 10-15 °С является важнейшим фактором в адаптации к холодному климату. При этом свет в большей мере, чем температура, определяет накопление биомассы в этих условиях. Еще одна работа посвящена изучению живучки (Динамика содержания...//Растительные ресурсы, 1998). Проанализировав содержание продукты специализированного обмена, экдистероидов, в онтогенезе этих растений, Л.И. Алексеева с соавт. обнаружили, что экологические условия произрастания этого вида влияют не только на морфологические характеристики растений, но и на состав и содержание экдистероидов в различных органах, что связано с меняющейся стратегией размножения в зависимости от экологических условий произрастания. Многолетние водные растения рода Potamogeton так же, как и живучка, синтезируют экдистероиды. Оказалось, что биологической активностью обладают не только эвдистероиды этих растений, но и их липиды, которые проявляли высокую антимикробную активность. (Химический состав...//Растительные ресурсы, 1999). Антимикробной активностью в разной степени обладали также липиды семян и калусов левзеи сафроловидной, серпухи венценосной и живучки ползучей (Т. И. Ширшова и др. // Растительные ресурсы, 1999). Интересно, что 20-гидрокси-экдизон (один из основных экдистероидов в исследованных видах) проявлял слабую антимикробную активность, но введение ацетильных групп в его молекулу методом химической модификации приводит к значительному повышению антимикробной активности (Биологическая активность... //Растительные ресурсы, 1999). Структурно-функциональные взаимодействия экдистероидов и модельных мембран были изучены при получении экдистероидсодержащих липосом (Доклады академии наук, 1999). Осуществив обратимое конъюгирование экдистероидов с жирными кислотами, наблюдающееся у насекомых при резервировании этих гормонов, Л.А. Ковлер с соавт. удалось впервые получитьлипосомы с высоким содержанием экдистероидов, что позволяет пролонгировать их биологическую активность при использовании в лекарственных препаратах. В работе Н. А. Колеговой и В. В. Володина предложена хроматографическая система, позволяющая разделять экдистероидыс близкими хроматографическими свойствами, например такие, как 20-гидро-ксиэкднзон и 258-инокостерон (Журнал аналитической химии, 1999). Важным направлением научных исследований являются работы в области агротехнологий, землепользования и интродукции. В книге "Особенности природопользования и перспективы природовосстановления на Крайнем Севере России" (Екатеринбург, 1998) обобщены результаты сорокалетних исследований по разработке системы использования земель тундры для сельскохозяйственных целей. Длительное изучение продуктивности сеянных лугов позволило Н.С. Котелиной с соавт. сделать вывод о том. что оптимальным приемом землепользования для экологических условий Крайнего Севера является метод залужения. В работе рассмотрены развитие и смена всех составляющих агробиоценоза: растительности, почвы и минерального слоя. На основании теоретических обобщений авторы предлагают системы рационального природопользования и природовосстановления техногенных территорий. Выяснению роли ортштейнов в структурообразовании подзолистых почв посвящена работа В.В. Канева и B. Казакова (Почвоведение, 1999). Полученные результаты позволили авторам рассматривать ортштейны как кладовые элементов-биогенов, способствующие геохимической устойчивости почв, В статье Г. Я. Елькиной и Т. П. Константиновой (Agaricullural Chemistry, 1998) рассматриваются пути повышения плодородия мелиорированных подзолистых почв. Многолетние комплексные исследования по окультуривающему воздействию нетрадиционных органических удобрений показали, что внесение высоких доз органических удобрений позволяет в короткий срок устранить негативные последствия, возникшие при проведении мелиоративных работ, и повысить плодородие почв, Изучению микрорельефа и почвенного покрова водоразделов таежной зоны я генезиса его компонентов в связи с палеокриогенезом и палеопочвообразованием посвящена статья Г. М. Втюрина (Криосфера Земли, 1999). Исследования, проведенные автором, выявили важную роль палеокриогенеза в формировании полигонально-блочного микрорельефа и дали возможность предложить схему развития почв на покровных крупнопылеватых суглинках. Практический интерес к использованию цеолитов для повышения плодородия почв существует утке давно. Однако в Республике Коми цеолиты в сельском хозяйстве до сих пор не использовали, хотя наш регион располагает значительными запасами анальцимсодержащей породы. Исследования, проведенные на дерново-подзолистых и подзолистых почвах, показали, что агроруды Тиманской рудоносной провинции являются перспективным сырьем для производства минеральных удобрений (Агрохимия, 1999). Семенная продуктивность - один из важнейших показателей адаптации вида в конкретных условиях обитания, определяющий возможности" интродукции новых видов и сортов растений. Ее изучению у шести видов рода Bromopsis посвящена работа К С. Зайнуллиной и В. П. Мишурова (Растительные ресурсы, 1999). Определение таких показателей, как феноамплитуды, число генеративных побегов, семенная продуктивность, урожайность семян и их посевные качества, позволило авторам заключить, что количественные показатели репродуктивной способности каждого вида костреца определяются их эколого-биологической индивидуальностью, метеоусловиями вегетационного периода и возрастом растений. Левзея сафроловидная - ценное кормовое и лекарственное растение, интродукция которого была начата еще в 50-60-е годы. Его лекарственные свойства в основном определяются наличием в подземных и надземных органах биологически активных соединений экдистероидов. Изучение содержания 20-гидрокснэкдизона (20Е) в различных органах Rhaponticum carthamomes в условиях агроценоза показало, что наибольшее количество 20Е содержится в семенах, бутонах и молодых листьях этих растений. (Н. П. Тимофеев и др.// Растительные ресурсы, 1998). Следует отметить также работу коллектива авторов, посвященную рассмотрению агробиологических ресурсов Республики Коми и их рациональному использованию. В фундаментальной сводке (Редкол.: Т.К. Головко (отв. ред.), В.М. Чупров, Г.Н. Табаленкова (отв. секретарь), Г.Т. Шморгунов) представлены материалы по улучшению и сохранению почвенного плодородия, эколого-биологическим основам возделывания традиционных и нетрадиционных культур. Обсуждены проблемы создания системы адаптивного земледелия в Республике Коми. В целом публикации сотрудников отражают основные направления и важнейшие результаты научной деятельности института. к.б.н. Л. Ковлер
Логотип -
Начало -
Общие
сведения -
Структура -
Научная деятельность 3635 посещений с 31.05.2001 |