Главная – Журналы – Сибирский экологический журнал 2023 номер 2

В исследовании получены первые данные о распространении токсинов цианобактерий и впервые проведена молекулярно-генетическая детекция продуцентов цианотоксинов в планктоне некоторых озер криолитозоны на территории Якутии. Большинство озер характеризовалось высокими концентрациями азота, фосфора, хлорофилла а и повышенным содержанием органического вещества, что могло быть связано с высокой антропогенной нагрузкой. В летний период визуально наблюдалось цветение воды в трех из шести обследованных озер. Численность и биомасса цианобактерий в озерах варьировались в пределах 13,7-676,3 млн кл./л и 0,6-4,8 мг/л соответственно. В фитопланктоне с помощью световой микроскопии обнаружено восемь видов потенциально токсигенных цианобактерий. В образцах ДНК, выделенной из планктонных проб, методом полимеразной цепной реакции амплифицированы участки гена mcyE, ответственного за биосинтез микроцистиновых цианотоксинов. В исследуемый период в озерах не были обнаружены цианобактерии, способные продуцировать нейротоксический анатоксин-а, сакситоксины и гепатотоксические нодулярины. С использованием родоспецифических праймеров к гену mcyE установлено, что в большинстве озер основными продуцентами микроцистинов были виды рода Microcystis, и только в одном из озер (оз. Ытык-Кель) - виды Dolichospermum. Методом жидкостной хромато-масс-спектрометрии в озерном планктоне идентифицировано до восьми структурных вариантов микроцистинов, в основном аргинин-содержащих изоформ MC-LR, MC-RR, MC-YR, MC-LY, MC-HIlR, [Asp³]MC-LR, [Asp³]MC-RR, [Asp³]MC-YR. Максимальная концентрация микроцистинов в планктоне (внутриклеточная фракция, 803 нг/л) отмечена в пробе из оз. Ытык-Кель. Рассчитанное удельное содержание микроцистинов в единице биомассы цианобактерий-продуцентов (квота токсина) было низким (0,005-0,069 мкг/мг). Для оценки потенциальной опасности токсигенных цианобактерий здоровью людей необходимо дальнейшее изучение распространения цианотоксинов и их продуцентов в водоемах региона.

Впервые в пресноводных озерах Чеко и Заповедное, расположенных в таежной зоне юга Эвенкии на территории государственного заповедника “Тунгусский”, определен видовой состав диатомовых водорослей современных донных отложений. Выявлено 156 таксонов диатомовых водорослей и определены их экологические предпочтения. Выявлены сходства и различия видового состава озер. Исследования диатомовых комплексов озер Чеко и Заповедное показали наличие в видовом составе широко распространенных видов, свойственных пресноводным водоемам таежной зоны на указанной широте. Особенностью оз. Чеко можно назвать меньшую долю планктонных видов и присутствие вида Aneumastus tusculus (Ehrenberg) D. G. Mann & A. J. Stickle, который описывается как ископаемый. Выявлена зависимость видового состава диатомовых водорослей от метеорологических параметров окружающей среды (температуры и количества осадков).

В статье приведена оценка эмиссии метана в экосистеме крупнобугристого болота на европейском северо-востоке России на основании результатов измерений методом статических камер и микровихревых пульсаций в период вегетации. Основной вклад в экосистемный поток вносят мочажины, скорость эмиссии метана за сезон на этих элементах рельефа составила в среднем 5,7 мг/(м²∙ч) и контролировалась температурой почвы и уровнем грунтовых вод. Скорость эмиссии метана с поверхности гряд и торфяного бугра была заметно ниже и составляла 0,85 и 0,28 мг/(м²∙ч) соответственно. На торфяном бугре поступление метана в атмосферу зависело от мощности, температуры и влажности активного слоя торфа. Кумулятивный экосистемный поток метана в мае - сентябре, полученный на основании результатов измерений методом камер и микровихревых пульсаций, соответствовал 9,5 и 11,4 г/м^2.

Выполнены исследования 36-летней динамики численности видов (1984-2020 гг.) на постоянных учетных маршрутах от побережья оз. Байкал до высокогорий Баргузинского хребта (460-1700 м над ур. м.). Выявлено устойчивое снижение суммарного обилия фоновых видов птиц после 1997-1998 гг. Полученные долговременные ряды наблюдений (на примере модельных групп птиц) позволили выявить отклики биоты на климатические изменения в регионе оз. Байкал. Периоды высокой и низкой численности в популяциях фоновых видов птиц региона, вероятно, связаны с прохождением влажной и засушливой фаз длительного климатического цикла. Для восьми фоновых видов (16,0 %) показаны положительные тренды долговременных изменений численности, а у 18 видов (36,0 %) установлено устойчивое снижение обилия. Отрицательные тенденции изменений численности у дальних мигрантов преобладают над тенденциями роста (11 видов против трех с положительными трендами). Раскрыты некоторые механизмы формирования локального населения птиц, в том числе с использованием перераспределения плотности гнездования видов между речными долинами и местообитаниями на высотном профиле. Современные долговременные изменения климата в регионе оказывают положительное влияние на изменения обилия фоновых видов птиц в высокогорье по сравнению с нижележащим горно-лесным поясом.

По результатам осенних учетов водоплавающих птиц в дельте Селенги в 2018-2020 гг. оценена их современная численность во время осенней миграции и проведено ее сравнение с результатами аналогичных интенсивных учетов в 1989-1995 гг. Обнаружено снижение численности и доли участия у ряда видов уток (шилохвость, свиязь, широконоска, красноголовый нырок), достаточно стабильны показатели у кряквы. Полученные в последнее время данные о продолжительности миграционных остановок водоплавающих в других регионах мира позволяют уточнить ретроспективные оценки численности водоплавающих, посещавших дельту Селенги в течение осеннего пролета во второй половине 1980-х и первой половине 1990-х годов. Более адекватным количеством для названного периода следует считать не 2-5 млн, как предполагалось ранее, а 0,5-1,1 млн особей за сезон (но, во всяком случае, не ниже). В настоящее время нижняя граница числа уток, посещающих дельту за осень, по-видимому, составляет 0,3 млн особей; для проведения верхней границы необходимы интенсивные учеты в течение всей осенней миграции. Показатели численности примерно вдвое меньше, чем 30-35 лет назад. Причины их снижения, вероятно, следует искать вне дельты Селенги, в общем состоянии региональных и межрегиональных географических популяций. Дельта продолжает поддерживать более 1 % восточноазиатской географической популяции красноголового нырка, получившего статус “уязвимый” в Красном списке МСОП. Заказник “Кабанский” играет важнейшую роль в качестве зоны покоя для водоплавающих птиц в период осенней охоты.

Сетчатокрылые Танаевского соснового леса (Татарстан) изучены с помощью пяти кроновых ферментных ловушек, работавших непрерывно с 30 апреля по 1 октября 2021 г. Среди собранных 1043 экземпляров (17 видов) отчетливо доминируют златоглазки Apertochrysa prasina и Chrysotropia ciliata. Численность стенотопных для сосен видов (Chrysopa dorsalis и Wesmaelius concinnus) очень низкая. Обилие златоглазок в данном лесном массиве, характерных для лиственного леса, и редкость характерных для сосны видов можно объяснить тем, что кроновые ферментные ловушки привлекают в основном сетчатокрылых, питающихся во взрослом состоянии пыльцой и медвяной пядью, a почти все стенотопные для сосен виды являются хищниками. Кроме того, ловушки на соснах висели относительно низко (4-5 м от земли). Они привлекали больше особей с ближайших лиственных деревьев и из подлеска, чем с сосен, кроны которых расположены гораздо выше. 11 видов сетчатокрылых впервые отмечаются в Татарстане.

Изучали ритм развития, сезонную динамику содержания пигментов, удельную листовую поверхность (SLA), содержание воды, скорость накопления сухого вещества в листьях Dryas octopetala весенней и осенней генераций в условиях интродукции. Полученные результаты сравнили с аналогичными показателями в естественном ареале по литературным данным. Установлено, что перестройка на клеточно-тканевом уровне привела к увеличению удельной листовой поверхности в 3,7-4 раза. У листьев весенней генерации увеличились срок жизни, продолжительность вегетации, количество хлорофиллов и каротиноидов. В листьях осенней генерации эти показатели не изменились. В листьях весенней и осенней генераций содержалось 7,89 мг∙г^-1 и 3,32-6,48 мг∙г^-1 хлорофилла соответственно. Структурно-функциональные характеристики пигментного аппарата листьев весенней генерации соответствовали высокой интенсивности фотосинтеза, осенней - низкой интенсивности. В условиях интродукции первые проявили экологическую пластичность и высокую способность к акклимационным перестройкам, вторые - консервативную, стенобионтную стратегию адаптации. Показатели роста D. octopetala сохранились на характерном для вида уровне. Количество и масса диаспор на один цветок, длина цветоносов выросли в 2,2 и 2,8 раза соответственно. Всхожесть за все время наблюдения была низкой, 2,32 ± 0,7 % за шестилетний период наблюдений.

Проанализированы изменения сезонного развития видов сирени коллекции Южно-Уральского ботанического сада-института (Уфа, Россия) по данным за 2005-2010 и 2015-2020 гг. Объектами исследований стали 11 видов сирени, достигших генеративной фазы; все виды сирени выращены из семян, полученных из других ботанических садов в 50-60-е годы прошлого века. Фенологические наблюдения за видами сирени проводятся ежегодно по девяти фенологическим фазам. Наступление начальных (разверзание почек и начало роста побегов) и заключительной (листопад) фаз вегетации в значительной степени зависит от метеоусловий конкретного года. При этом роль видовых (генетических) особенностей в начале сезонного развития незначительна (виды начинают вегетировать дружно), тогда как начиная с фенофазы цветения и до конца вегетации эта роль существенно возрастает. Значение межгодовых различий в середине вегетации при этом уходит на второй план. Такие характеристики феноритмов развития, как длительность цветения и продолжительность периода вегетации, продолжают оставаться зависимыми от колебаний метеоусловий в разные годы. Последовательность прохождения фенофаз различными видами из года в год сохраняется. По сравнению с первым десятилетием XXI в. во втором десятилетии сроки начала вегетации стали более поздними (на 4 дня в среднем), а окончание вегетации стало более ранним (на 8 дней в среднем); сроки начала цветения также сдвинулись на 4 дня в среднем в сторону поздних сроков. Продолжительность цветения видов сирени в 2015-2020 гг. сократилась на 5-6 дней по сравнению с периодом 2005-2010 гг. Длительность периода вегетации сократилась на 12 дней в среднем. Все эти явления вызваны, очевидно, изменениями климатических параметров Башкирского Предуралья.

Изучено влияние теплообеспеченности на длительность развития непарного шелкопряда (Lymantria dispar (L.)) и установлены пороги развития стадий у особей западносибирской популяции разного широтного происхождения (56°33′ с. ш., 76°37′ в. д. - северная часть ареала и 53°44′ с. ш., 78°02′ в. д. - центральная часть ареала). Проанализированы возможные пути ускорения развития особей этого вида в северной части ареала - сокращение количества возрастов, увеличение скорости прохождения возрастов и снижение порогов развития. Показано, что сокращение количества возрастов гусениц не является значимым фактором анализируемого эффекта в этой популяции. Температурный порог позднеэмбрионального развития в западносибирской популяции значительно ниже установленного для популяций европейской части России, отмечен более низкий температурный порог развития особей северной части популяции при небольшой сумме эффективных температур (СЭТ) раннеэмбрионального развития. Значительное влияние на ускорение развития активных стадий в северной части ареала оказывает СЭТ раннеэмбрионального развития, причем, чем она меньше, тем влияние выше. Высокая пластичность адаптации вида к температурным условиям позволяет непарному шелкопряду осваивать новые, более северные регионы. Эта пластичность может обеспечиваться за счет как естественного отбора и снижения пороговых температур развития, так и эпигенетических механизмов, позволяющих корректировать скорость развития в зависимости от температурных условий обитания.

С использованием комплекса биологических и минералогических методов изучены процессы биологических повреждений горной породы уникального памятника наскального искусства Западной Сибири “Томская писаница”. Видовой состав литобионтного сообщества (бактерий, грибов и лишайников) выявлен с использованием комплекса культуральных, морфологических и молекулярно-генетических методов. Показано, что разрушение памятника является следствием взаимосвязанных физических, химических и биологических процессов, сопровождающихся изменением свойств горной породы и ее биологической колонизацией. Структура микробных сообществ зависит от локальных условий и сукцессионных процессов. Развитие биопленок с доминированием цианобактерий приурочено к зонам повышенного увлажнения и образования карбонатных корок. Обсуждены вопросы адаптации выявленных микроорганизмов к существованию на Томской писанице, а также их роль в процессах оксалатной и карбонатной биоминерализации. Полученные результаты указывают на опасность ухудшения состояния уникального памятника “Томская писаница” и свидетельствуют о необходимости поиска новых эффективных способов его защиты с учетом накопленных научных данных.