Главная – Журналы – Сибирский экологический журнал 2025 номер 2

В эволюционной биологии доминирует представление о том, что механизмы внутривидовой эволюции и видообразования едины, и внутривидовые формы являются, по существу, зарождающимися видами. Обширные сведения, накопленные в литературе о модельном виде эволюционистов, трехиглой колюшке, позволяют проверить, так ли это, и проведенный анализ показывает, что, хотя эта рыбка, вселяясь в пресные воды, образует разнообразные формы, морфологически сильно отличающиеся от морских, постзиготической репродуктивной изоляции между представителями разных форм при этом обычно не возникает. Не выявлена такая форма изоляции и между популяциями из разных частей ареала вида. Адаптивная стратегия трехиглой колюшки включает в себя дальние миграции, способствующие освоению вновь возникающих благоприятных местообитаний и обмену генами между популяциями, ускорение отбора и уменьшение вероятности рекомбинации аллелей генов, необходимых для адаптации. Такая стратегия не способствует видообразованию у представителей рода Gasterosteus, поэтому оно происходит крайне редко и идет за счет слияния хромосом (подобные хромосомные перестройки внутри вида G. aculeatus не отмечены). Таким образом, по крайней мере в данном случае механизмы видообразования (сальтационные механизмы) совершенно отличны от механизмов образования форм внутри вида.

В работе на основе данных метеостанций восстановлены и проанализированы закономерности многолетней (1963-2022 гг.) динамики температурного профиля в почвах криолитозоны Средней Сибири. Количественно описана связь температурного режима почв криолитозоны с многолетней динамикой температуры воздуха зимнего и летнего периодов, а также современные тренды температурных режимов почв на градиенте глубины, обусловленные климатическими изменениями. Повышение среднегодовой температуры на всех глубинах почвенного профиля было характерно для всех вариантов степени сомкнутости мерзлоты, присутствующих на территории Сибири. Увеличение среднегодовой температуры почв проявляется до глубины 320 см, коэффициент роста составляет 0,66-0,70 °C/10 лет. Максимальные значения коэффициентов (0,67-1,64 °C/10 лет) характерны для зоны сплошной мерзлоты побережья Средней Сибири. При этом среднегодовые показатели температурного режима почв коррелируют с динамикой температуры воздуха. Корреляция наиболее значима для верхних горизонтов почвы ( r ~ 0,8) и закономерно снижается с глубиной почвенного профиля. Эта закономерность наиболее ярко выражена в прибрежной зоне сплошной мерзлоты (>75° с. ш.). Получены прогностические температурные профили почв с привязкой к зонированию мерзлоты в Средней Сибири. Проекция температурных режимов почв до 2050 г. позволяет говорить о вероятных значительных изменениях в сезонно-талых слоях, увеличение мощности которых, по нашим оценкам, может составлять 3-12 см/10 лет.

Проанализирована эколого-географическая дифференциация и динамика осенней миграции воробьеобразных плато Путорана. В 1988-2004 гг. на площади 150 000 км² обследовано восемь пунктов в западной и центрально-осевой частях региона. Использован метод маршрутного учета. Фауна воробьеобразных Путорана в осенний миграционный период насчитывает 42 вида. Птицы летят по узкой прибрежно-опушечной полосе вдоль берегов крупных рек или озер в южном, юго-западном или западном направлении. Различаются виды, распространенные повсеместно ( n = 16; 38 %), локально ( n = 9; 22 %), точечно ( n = 17; 40 %). Плотность населения воробьеобразных 239-643 особи/км², в среднем ( n = 8) - 440 особей/км². Максимальна она на юге Путорана, меньше в срединной части региона и минимальна на севере плато. В пунктах многодневных наблюдений в дни наиболее интенсивного пролета плотность населения составляла 420-796, в среднем ( n = 2) - 608 особей/км². Воробьеобразные летят с 8.00 до 12.00. У большинства видов средняя продолжительность всего осеннего пролета 20-26 суток, основного - 7-12 суток. Подавляющее большинство особей почти всех мигрирующих видов объединено в моновидовые и поливидовые стаи. Конфигурация осеннего пролета представляет собой комбинацию четырех волн с четырьмя хорошо выраженными максимумами. Наиболее мощные всплески миграционной активности сопряжены с понижением температуры воздуха и отсутствием атмосферных осадков. Основная часть особей разных видов одного рода или семейства обычно пролетает в разные дни. Синхронизация волн максимального пролета у родственных видов редка. Среди мигрантов преобладают пеночка-таловка, чечетка, овсянка-крошка.

Исследованы закономерности распределения семейств сосудистых растений на градиенте аридности с учетом их роли в составе и структуре травяных сообществ Внутренней Азии. На основании формализованной обработки 6256 геоботанических описаний определены связи между степенью аридности (индекс Торнтвейта), разнообразием и активностью видов 35 ведущих семейств. Охвачена большая часть градиента аридности (88 %), представленного на территории Евразии. В обработку включены сообщества от субальпийских высокотравных лугов гумидных районов Алтае-Саянской горной области до пустынь Центральной Азии. Установлено, что анализ семейственно-видовых спектров для различных уровней аридности с учетом видового состава и активности видов дают разные результаты. Анализ корреляций индекса аридности и участия представителей 35 семейств в видовых списках 16 сводных описаний показал, что из десятка наиболее многовидовых семейств сильные положительные связи с аридностью проявляют семейства Asteraceae, Chenopodiaceae, Fabaceae и Poaceae, положительную связь средней силы - Brassicaceae, сильную отрицательную связь - Ranunculaceae, отрицательные связи средней силы - Apiaceae, Caryophyllaceae и Rosaceae. Анализ корреляций индекса аридности и сумм активностей для 35 семейств выявил, что семейства Asteraceae, Fabaceae и Poaceae по этому показателю не связаны с уровнем аридности, что говорит об их значительной эколого-фитоценотической гетерогенности. Из других семейств из первой десятки сильные положительные связи с аридностью проявляют семейства Chenopodiaceae и Brassicaceae, сильные отрицательные связи - Caryophyllaceae, Lamiaceae и Ranunculaceae, связи средней силы - Apiaceae и Rosaceae. Использование показателей встречаемости и обилия видов в исследовании таксономических спектров позволяют учесть фитоценотическую роль растений, данный подход может быть использован для поиска индикаторов климатических процессов, в том числе связанных с аридизацией регионов Внутренней Азии.

Изучено влияние катастрофических лесных пожаров на живой напочвенный покров в лесах Лено-Вилюйского междуречья. Полученные результаты показали изменения видового разнообразия и запасов надземной фитомассы напочвенного покрова лиственничных и сосновых лесов в естественном состоянии и на горелых участках. Проведенный анализ соответствий видового состава контрольных участков и гарей выявил, что контрольный сосновый лес и гарь имеют сходные распределения, а контрольный лиственничный лес и гарь различаются по распределению видов. По сравнению с 2022 г., в 2023 г. на гари лиственничника и сосняка отмечено повышение надземной фитомассы в 1,6 и 4,4 раза соответственно.

Целью данной работы являлось изучение биопродуктивности, С-биомассы и элементного состава гуминовых кислот как единой экосистемы сухостепных почв. Объектами исследований послужили целинные каштановые почвы южных степей Западного Забайкалья. Выявлено, что каштановые почвы формируются под сухостепными растительными ассоциациями с редким и низкорослым травостоем, с бедным видовым составом. Чистая первичная продукция в каштановых почвах региона исследования составляет 4,80 ± 3,48 кг/(м²·год), где подземная масса превышает надземную массу в 9 раз. Растения более континентальных степей при большем дефиците увлажнения направляют в корневую массу большую долю фотосинтетатов (до 90 %) по сравнению с растениями западных степей. Соотношение BNP к ANP составляет 1 : 9 и может достигать 1 : 25. Участие С-биомассы микроорганизмов в общем запасе органического углерода каштановых почв составляет до 2,5 % от С_орг. Динамика накопления С-биомассы лимитируется влажностью почв и запасом энергетических ресурсов. Элементный состав гуминовых кислот (ГК) холодных каштановых почв отличается пониженным содержанием углерода, относительно высоким содержанием азота и водорода. Молекула ГК каштановых почв имеет слабоконденсированную ароматическую природу, в ней преобладает алифатическая часть. Следствием ослабленной реакции конденсации является незначительный уровень степени бензоидности. ¹³С-ЯМР спектроскопия показала, что ГК каштановых почв характеризуются пониженным содержанием ароматических компонентов.

Потепление климата приводит к более широкому распространению вересковых кустарничков с биохимически очень активной эрикоидной микоризой в горных лугах умеренных широт, где преобладает менее активная арбускулярная микориза. Наша рабочая гипотеза заключалась в том, что экспансия вересковых может специфически изменить таксономический состав прокариотного комплекса, повысить микробиологическую активность почв (базальное дыхание, дыхательный метаболический коэффициент, активность гидролитических ферментов, скорость нитрификации и аммонификации), а также изменить азотное, углеродное и фосфорное состояние почв. Указанные показатели сравнивались в разных элементах рельефа в перегнойных горизонтах Umbric Leptosol под кустарничками и травами в различающихся по климату и почвообразующим породам регионах: альпийских пустошах Северо-Западного Кавказа и горных тундровых лугах Хибин. Эти регионы объединяет между собой произрастание вересковых, что позволяет вычленить непосредственное специфическое влияние этих растений в независимости от других факторов среды. Специфического влияния присутствия вересковых не установлено. На почвенные свойства в первую очередь влияло место отбора проб (положение в рельефе). Во вторую - регион исследования (климат). Специфические для каждого места отбора черты прокариотного комплекса не взаимосвязаны с изученными химическими показателями и микробиологической активностью. Тем не менее общие различия в прокариотном комплексе связаны с рН_H2О, показателями углеродного (С_РОВ), фосфорного (P_{экстр. мин}, С/P_РОВ) и азотного (N_микр, С_РОВ/N_экстр, N-NH₄⁺) состояния почв.

Текущие изменения климата и окружающей среды требуют надежного моделирования распределения видов для обоснования управленческих решений по смягчению их воздействия на биоразнообразие. Для такого моделирования необходимы соответствующие данные, определяющие распределение видов на локальном уровне. Даурская пищуха является удобным модельным видом для анализа последствий потепления климата из-за экстремальных климатических условий ее обитания (жаркое лето, очень холодная зима) и ее ключевой роли в степях Северной Азии. В исследовании мы количественно оценили факторы, влияющие на численность пищухи в локальном масштабе. На 236 площадках (10 × 10 м) мы измерили восемь факторов окружающей среды и подсчитали количество норных отверстий. Для выявления зависимости количества отверстий от факторов окружающей среды были использованы обобщенные линейные модели. Лучшие модели учитывают проективное покрытие густой высокой растительности, ориентацию, уклон, толщину, плотность, каменистость почвенного слоя в качестве предикторов. Пищухи статистически достоверно более многочисленны на участках, покрытых густой высокой растительностью и с большей толщиной почвенного слоя. Количество отверстий для нор значительно ниже на северных и восточных склонах. Выражена тенденция устраивать норы на пологих склонах и равнинах, на участках с менее плотным и каменистым грунтом. Разработанные модели достаточно неплохо предсказали количество норных отверстий на тестовых участках. Результаты демонстрируют, что набор проанализированных абиотических факторов предсказывает распространение даурской пищухи в локальном масштабе. Мы предполагаем, что среди проанализированных факторов есть прямые, возможно, влияющие на распространение даурской пищухи сходным образом в любой среде. Это особенности почвы, которые позволяют пищухам строить норы, и, вероятно, растительный покров. Другие факторы определяют влияние климата на микроклимат и пищевые ресурсы, и их влияние варьируется в зависимости от особенностей окружающей среды в различных локалитетах.

Представлены результаты исследования питания симпатрично гнездящихся бургомистра (Larus hyperboreus) и восточносибирской чайки (L. vegae) в двух точках Чаунской губы Восточно-Cибирского моря. Чайки обоих видов гнездились колониями и отдельными парами, по способам кормодобывания выступали одинаково: как мусорщики, собиратели и активные хищники. Антропогенные корма приоритетны у обоих видов. Вторым по значению кормом у бургомистра были птицы, а у L. vegae - изоподы. Различия в диете между чайками с разным типом гнездования заметнее, чем в питании между разными видами с одним типом гнездования, особенно у восточносибирской чайки. Одиночные пары обоих видов больше добывали птиц (стабильно присутствующий ресурс в гнездовом биотопе), чем колониальные чайки, и меньше добывали антропогенных кормов (стабильный ресурс, но расположенный относительно далеко от мест гнездования).

Влияние антропогенного воздействия на различные компоненты водных экосистем и, в частности, на структуру сообществ речного зоопланктона требует всестороннего изучения в современных условиях интенсивного природопользования. Целью настоящего исследования было оценить влияние выпусков городских очищенных сточных вод на гидрохимический состав воды и структурные показатели речного зоопланктона р. Степной Зай, малой реки индустриальной зоны Среднего Поволжья, левого притока р. Камы. Отбор проб проводили с 2008 по 2019 г. на участках выше и ниже сброса муниципальных сточных вод четырех городов, расположенных в верхнем, среднем и нижнем течении реки. Результаты исследования показали, что основными химическими показателями, достоверно различающимися по своим концентрациям на участках выше и ниже стоков городов, были ионы аммония, нитриты, фосфаты, органические вещества по БПК₅. Они же явились наиболее значимыми переменными, объясняющими вариации видового состава и количественных показателей зоопланктона. По отношению к ведущим факторам среды в реке выделяются три группы видов: индикаторы органического загрязнения; виды, развивающиеся в условиях повышенной минерализации; виды, чувствительные к содержанию кислорода. В зоопланктоне реки выявлено 114 таксонов. Численность и биомасса зоопланктона значительно различались на станциях выше и ниже городов. На сообщества зоопланктона ниже городов в верхнем и среднем течении реки (Бугульма, Лениногорск, Альметьевск) оказывает влияние вынос планктонных организмов с биологических очистных сооружений с очищенными сточными водами. Станции нижнего течения реки относятся к устьевому участку р. Степной Зай, и зоопланктон здесь формируется под влиянием подпора р. Камы. Наблюдения за развитием зоопланктонных сообществ будут продолжены.