Статьи

Неконтролируемое распространение чужеродных, т.е. инорайонных или пришлых организмов – растений, животных, грибов – одна из глобальных экологических проблем. Она осознана специалистами относительно недавно. Для того, чтобы прогнозировать будущие изменения в природе, нужно представлять масштабы и скорости изменений, которые происходят в связи с внедрением чужеродных организмов. Поэтому в мире активно идет накопление данных о расселении чужеродных организмов.

Сотрудники лабораторий биоразнообразия растительного мира и микобиоты и проблем сохранения биоразнообразия и ООПТ ИЭРиЖ УрО РАН: Д.В. Веселкин, Н.В. Золотарева, Д.И. Дубровин, Е.Н. Подгаевская, Л.А Пустовалова, А.А Коржиневская, с участием коллеги из Ботанического института им. В.Л. Комарова РАН Т.Г Ивченко обследовали на Среднем Урале почти тысячу местообитаний (рис. 1) и оценили особенности распространения чужеродных растений в них. В каждом местообитании определили уровень вторжения – число чужеродных видов и их долю от общего числа видов. Исследовали естественные (болота, поймы, луга, леса, каменистые участки на вершинах возвышенностей) и антропогенные (искусственные лесные посадки, пустыри, скверы, дворы жилых домов) местообитания. Основных вопросов было два: (1) в какие типы местообитаний чужеродные растения внедряются легче, а в какие местообитания их проникновение затруднено; (2) как различаются уровни вторжения в местообитаниях, расположенных в черте большого города и в его пригородной зоне. Материалы опубликованы в двух статьях. Решение первой задачи изложено, в основном, в журнале «Diversity», второй задачи – в журнале «Экология».

Международный коллектив ученых при участии Д.О. Гимранова, к.б.н., старшего научного сотрудника лаборатории палеоэкологии ИЭРиЖ УрО РАН определил генетические закономерности эволюции древних тигров в континентальной Азии. Исследователи выделили и изучили ДНК из находок, возраст которых варьируется от 100 до10 тыс. лет, собранных на Дальнем Востоке России, в Китае, Казахстане и Узбекистане и сравнили их с геномами современных животных – всего было исследовано более 60 образцов. На основе полученных данных составили генетическое древо тигров. Работа опубликована в журнале Nature Ecology&Evolution.

Генетический анализ показал, что амурский тигр частично произошел от вымершей позднеплейстоценовой линии. Тигры с Дальнего Востока (возраст остатков 10–8 тыс. лет) для всех тигров являются базальными (эволюционная линия отделилась от корня раньше других групп и развивалась отдельно). Каспийский тигр, вероятно, появился от популяции Северо-Восточной Азии и получил часть генов от южно-бенгальских тигров. Авторы наконец-то разрешили споры о таксономическом положении южно-китайских тигров и подтвердили их подвидовой статус.

Распространение тигров через Китай в Северо-Восточную Азию, а затем на запад в Среднюю Азию соединило северные подвиды, такие как амурский и каспийский тигры, с южными материковыми подвидами – бенгальским и индокитайским тиграми.

Чужеродные растения способны трансформировать условия среды и снижать разнообразие сообществ-реципиентов. Вопрос об особенностях влияния инвазивного дерева клена ясенелистного на видовое богатство растений в двух разных географических регионах обсуждался в докладе Д.И. Дубровина "Влияние инвазии Acer negundo на богатство трав в сообществах Среднего Урала и Белорусского Полесья".

Работа Дениса Игоревича Дубровина «Влияние инвазии Acer negundo на богатство трав в сообществах Среднего Урала и Белорусского Полесья» заняла 1 место на Всероссийской конференции молодых ученых "Экология: факты, гипотезы, модели", посвященной 90-летию со дня рождения профессора С.Г. Шиятова.

Для проверки гипотезы об аллелопатической активности инвазионного клена ясенелистного (Acer negundo) в 2016–2022 гг. аспирант О.С. Рафикова в соавторстве с д.б.н. Д.В. Веселкиным провели серию экспериментов разного дизайна: лабораторные в чашках Петри и в рулонных культурах, вегетационные (тепличные) и полевые.

Работа Олеси Сергеевны «Проверка гипотезы об аллелопатической активности Acer negundo в экспериментах разного дизайна» заняла 2 место на Всероссийской конференции молодых ученых "Экология: факты, гипотезы, модели", посвященной 90-летию со дня рождения профессора С.Г. Шиятова.

Деревья на краю леса, на опушке, растут несколько иначе, чем такие же деревья в глубине леса. На краю леса выше освещенность, скорость ветра и загрязнение воздуха, меньше влажность воздуха. Эти закономерности давно и хорошо известны. Реакции деревьев на такие изменения условий получили обозначения "краевые эффекты" или "краевые влияния".

Кора (корка) деревьев часто изучалась и изучается как индикатор загрязненности воздуха. Кора на протяжении многих лет аккумулирует из воздуха разные вещества. Один из признаков состояния коры, изменяющийся вследствие загрязнения, – кислотность или рН. Кислотность очень легко измерить. Поэтому в отношении этого признака возможны массовые измерения.

В работе Д.В. Веселкина "Urbanization increases the range, but not the depth, of forest edge influences on Pinus sylvestris bark pH", опубликованной в журнале"Urban Forestry & Urban Greening", с помощью измерения рН корки сосны исследовано, на какое расстояние в глубину лесов Екатеринбурга проникает атмосферное загрязнение от дорог и городского окружения.

Комбинированный анализ данных генетики, палеоботаники и экологического моделирования проливает свет на позднечетвертичную историю сосны сибирской (Pínus sibírica). В журнале Tree Genetics & Genomes опубликована статья «Late Quaternary history of Siberian stone pine as revealed by genetic and paleoecological data». Над исследованием работали сотрудники Института экологии растений и животных УрО РАН: Д.Н. Шуваев, В.Л. Семериков, а также красноярские ученые Г.В. Кузнецова из Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН и Ю.А. Путинцева из Института фундаментальной биологии и биотехнологии Сибирского федерального университета.

«В нашем исследовании мы поставили цель получить и сопоставить данные о генетической изменчивости кедра с экстенсивным анализом литературы по палеоботанике и палеогеографии Сибири, а также с результатами экологического моделирования, чтобы сделать комплексные выводы о позднечетвертичной истории кедра» - сообщают авторы.

Исследованию влияния изменения температуры и количества осадков на выживаемость можжевельника сибирского в зимний период и его разрастанию в горах Урала посвящена работа, опубликованная в журнале Forests, Alpine Shrubification: Juniper Encroachment into Tundra in the Ural Mountains. Над исследованием работали сотрудники Института экологии растений и животных УрО РАН: А. А. Григорьев, Ю.В. Шалаумова, Д.С. Балакин, О.В. Ерохина, С.Ю. Абдульманова, П.А. Моисеев, а также Хулио Камареро из Instituto Pirenaicode Ecología (Испания).

Ученые проанализировали данные метеостанций, расположенных в Уральских горах и предгорьях, измеряли глубину снежного покрова и температуру почвы, для каждого кустарника и дерева определяли диаметр кроны, диаметр у основания (только для деревьев), возраст, месторасположение и плотность произрастания. Работа проводилась на 7 вершинах Уральских гор, на Южном и на Северном Урале: Молебный камень, Зыряновка, Кваркуш, Таганай, Нургуш, Зигальга, Иремель.

Свойственна ли клену ясенелистному Acer negundo аллелопатия (способность одних организмов выделять химические соединения, которые тормозят или подавляют развитие других)? Ученые неоднократно проводили исследования влияния Acer negundo на другие растения, но так и не пришли к однозначным выводам. Исследование аллелопатической активности инвазивного клена ясенелистного в сравнении с местными видами древесных растений провели сотрудники ИЭРиЖ О.С Рафикова, аспирантка лаборатории биоразнообразия растительного мира и микобиоты и Д.В. Веселкин, д.б.н, заведующий лабораторией биоразнообразия растительного мира и микобиоты. Результаты эксперимента опубликованы в специализированном журнале "Management of Biological Invasions" (WoS; BIODIVERSITY CONSERVATION – Q2): Rafikova OS, Veselkin DV (2022) Leaf water extracts from invasive Acer negundo do not inhibit seed germination more than leaf extracts from native species.

Скорость инвазий чужеродных организмов, в том числе и грибов, растет в мире с каждым годом, и Россия здесь не исключение. В нашей стране эта проблема наиболее актуальна в приморском климате Дальнего Востока, на побережье Черного и Балтийского морей, но и в континентальных регионах все чаще фиксируется появление чужеродных видов грибов и расширение спектра вызываемых ими болезней растений. Эту проблему изучают в Институте экологии растений и животных УрО РАН Ширяев А.Г. и Ширяева О.С. совместно с коллегами из Ботанического института им. В.Л. Комарова РАН (С.-Петербург) и ФИЦ Субтропический Научный Центр РАН (Сочи). Исследования ведутся при поддержке Российского Научного Фонда. Результаты  опубликованы в журнале "Микология и фитопатология": "Новые и редкие виды агарикомицетов на древесных чужеродных растениях в г. Екатеринбурге (Россия)" и "Мучнистая роса (Erysiphaceae) на древесных растениях в городских условиях Свердловской области (Россия)".