Итоги деятельности

Представлены результаты фундаментальных работ института за последние годы.

Среди наиболее значимых достижений можно отметить следующие:

Установлены экологические особенности растений и животных в горных и субарктических районах, показаны зональные и высотные адаптации к специфическим условиям обитания

Обобщены результаты более чем 40-летних комплексных (ботанических, зоологических, почвенных, гидробиологических) исследований экосистем Полярного Урала и Ямала, описана их динамика и разработан прогноз изменений при крупномасштабном освоении нефтегазовых месторождений

На глобальном уровне обобщены характеристики экосистемы тундрового биома; выполнен цикл радиоэкологических и популяционных исследований последствий радиоактивного заражения на территориях Восточно-Уральского радиоактивного следа и Тоцкого ядерного полигона

Описаны закономерности трансформации и выявлены механизмы устойчивости популяций и сообществ в условиях аэротехногенного загрязнения среды тяжелыми металлами; разработана методология экологического нормирования, определены величины критических токсических нагрузок и разработаны экологические нормативы для темнохвойных лесов Среднего Урала

Разработаны теоретические и методические основы организации дендроклиматического мониторинга в бореальных лесах России, с помощью методов дендрохронологии проведена реконструкция климатически и антропогенно обусловленных изменений лесотундровой растительности в различных секторах Урало-Сибирской Субарктики за последние 500-600 лет (в Заподносибирском секторе - за последние 4500 лет)

Исследована популяционная структура и динамика эндемичных и редких видов растений Северного и Среднего Урала, севера Западной Сибири, разработаны методические основы их кадастра и охраны

Выявлены закономерности исторических преобразований состава фаун и структуры животного населения в позднем кайнозе во всех природных зонах Урала, а также направленность, скорости, масштабы и степень обратимости морфологической эволюции отдельных таксонов

Дана развернутая характеристика естественного воспроизводства популяций полупроходных сиговых рыб (на примере бассейна Нижней Оби), разработана система оценок экологической емкости нерестилищ

На основе многолетних экспедиционных и стационарных исследований животных и растений Урала и прилегающих районов Субарктики подготовлены и изданы "Красная книга Среднего Урала" (Свердловская и Пермская области), "Природа Ямала", "Экология Ханты-Мансийского автономного округа", "Красная книга Ямало-Ненского автономного округа".

Основные достижения института за последние годы


Первая находка желтогорлой мыши на западном склоне Среднего Урала

Изучены и определены костные остатки желтогорлой мыши из голоценовых отложений скального навеса Старик (р. Серга, природный парк «Оленьи ручьи», Средний Урал) из раскопа 2008 года, хранящиеся в музее Института экологии растений и животных УрО РАН (Рис. 1). Возраст отложений, в которых вид был обнаружен, не старше 200-300 лет. Размеры найденных зубов соответствуют таковым у современных и голоценовых желтогорлых мышей Уральского региона (Табл. 1). Находка вида в горной части Среднего Урала является первой и пока единственной и в целом представляет интерес в связи с вопросом распространения этого вида на востоке его современного ареала в прошлом.

Изварин Е.П., Улитко А.И., Смирнов Н.Г. Первая находка желтогорлой мыши (ApodemusflavicollisMuridaeRodentia) на западном склоне Среднего Урала (скальный навес Старик, поздний голоцен) // Доклады Российской академии наук. Науки о жизни. 2025. Т. 524, № 1. С. 1–4.(УБС1)

,

Феномен нестабильного полового диморфизма в популяциях грызунов

Впервые научно обоснован феномен нестабильного полового диморфизма во времени и пространстве на серии синтопных популяций двух симпатрических видов грызунов в поймах рек Южного Урала. Установлено, что половой диморфизм по форме строения нижней челюсти как кормодобывающего органа, регулярно возрастает в неблагоприятных условиях и уменьшается в благоприятной среде (Рис. 1, 2). Эффект имеет общебиологическое значение и может быть использован при экологическом мониторинге как показатель морфогенетической реакции на пессимальные условия, включая воздействие климатогенных и антропогенных факторов. 

Васильев А.Г., Васильева И.А., Городилова Ю.В., Чибиряк М.В. Феномен нестабильного полового диморфизма в популяциях грызунов: возрастает ли половой диморфизм в пессимальных экологических условиях? // Журнал общей биологии. 2025. Т. 86., № 5. С. 381–402. DOI: 10.31857/S0044459625050051 (УБС1)

,

Физиологическая стратегия адаптаций мигрирующих и оседлого видов рукокрылых фауны Урала

Впервые исследована роль метаболических групп аминокислот (АК) в процессах адаптации мигрирующих и оседлого видов рукокрылых фауны Урала: двухцветного кожана Vespertilio murinus, нетопыря лесного Pipistrellus nathusii, прудовой ночницы Myotis dasycneme (Рис. 1, 2). Исследование аминокислотного фонда плазмы крови позволило оценить механизмы адаптивных стратегий летучих мышей при подготовке к длительным перелетам и продолжительной зимней гибернации. Наряду с общими закономерностями метаболизма функционально значимых АК, показана разнонаправленность в мобилизации механизмов аварийного регулирования мигрирующих и оседлых видов летучих мышей. Полученные параметры аминокислотного спектра плазмы крови мигрирующих видов могут быть приняты в качестве референтных. Понимание физиологических механизмов, лежащих в основе миграционной стратегии рукокрылых, раскрывает специфику адаптивных механизмов перелетных видов животных к обитанию в разных условиях среды. Результаты исследований могут быть рекомендованы в системе долговременного мониторинга при разработке природоохранных мероприятий и устойчивости природных популяций рукокрылых фауны Урала.

Ковальчук Л.А., Мищенко В.А., Черная Л.В., Микшевич Н.В. Экология и физиологическая стратегия адаптаций мигрирующих (Vespertiliomurinus, Pipistrellusnathusii) и оседлого (Myotisdasycneme) видов рукокрылых (Mammalia:Chiroptera) фауны Урала (Россия) // NatureConservationResearch. Заповедная наука, 2025. Т. 10. № 2. С. 76–97. DOI: 10.24189/ncr.2025.013 (УБС1)


Первые результаты радиоэкологического мониторинга водоема-охладителя Белоярской АЭС после перевода БН-800 на МОКС-топливо

В настоящее время внедрение в атомную энергетику технологии замкнутого ядерного топливного цикла дает возможность существенно расширить топливный потенциал за счет использования регенерированных материалов из отработанного ядерного топлива. Энергоблок №4 Белоярской АЭС с реактором на быстрых нейтронах БН-800 с 2022 г. полностью переведен на такое МОКС – топливо. В связи с этим встает вопрос о степени экологической безопасности новой ядерной установки. Представлены первые данные о радиоэкологическом состоянии водоема-охладителя Белоярской АЭС после полного перевода энергоблока БН-800 на МОКС-топливо. Обобщены результаты радиоэкологического мониторинга водоема-охладителя за весь период эксплуатации блока БН-800. Показано, что содержание основных долгоживущих радионуклидов 137Cs и 90Sr в воде и ихтиофауне водоема-охладителя за это время существенно не менялось (Рис. 1, табл. 1). Проведенные исследования являются пионерскими, поскольку БН-800 – это первый в мире промышленный реактор, полностью переведенный на новый вид топлива. Результаты могут быть использованы для оценки экологической безопасности при внедрении в атомную энергетику технологии замыкания ядерного топливного цикла.

Панов А.В., Коржавин А.В., Коржавина Т.Н. Первые результаты радиоэкологического мониторинга водоема-охладителя Белоярской АЭС после перевода БН-800 на МОКС-топливо // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2025. Т.336. № 6. С. 19–28. DOI: 10.18799/24131830/2025/6/4756. (УБС3)

,

Морфологическая верификация подродового статуса ольхонской полевки Alticola olchonensis

Выполнен сравнительный анализ изменчивости формы третьего верхнего щёчного зуба (M3) у 11 таксонов рода Alticola на основе методов геометрической морфометрии и морфологического картирования молекулярного филогенетического древа. Подтверждена принадлежность ольхонской полевки (A. Olchonensis Litvinov, 1960) к подроду Alticola, а не к Aschizomys (Рис. 1). Реконструированная морфологическая филогения хорошо согласуется с молекулярной филогенией по митохондриальному и ядерным генам. На основании высокого филогенетического сигнала формы зуба M3 реконструированы его эволюционные морфологические преобразования у таксонов рода Alticola (Рис. 2). Предложенный подход позволяет соотносить скорости молекулярной и морфологической эволюции. 

Васильева И.А., Васильев А.Г., В.Н. Большаков. Морфологическая верификация подродового статуса ольхонской полевки (AlticolaolchonensisLitvinov, 1960, Arvicolinae, Rodentia) на основе анализа изменчивости формы третьего верхнего щёчного зуба (M3) // Зоологический журнал. 2025. Т. 104. № 11. С. 106–124. DOI: 10.7868/S3034543X25110097 (УБС1)


Морфогенез амфибий в условиях урбанизированной среды

Показано, что урбанизация, благодаря разнообразию условий, создает возможность реализации эволюционно обусловленных жизненных стратегий южных видов амфибий, а также приводит к переключению экологических предпочтений городских популяций, сопровождающихся фенотипической дивергенцией, обусловленной гетерохронией (Рис. 1А). Представлена схема эволюционных вариантов преобразования жизненного цикла амфибий в сторону упрощения за счет акселерации (преобладающая стратегия северных популяций) или же по пути ретардации и зимовки на стадии личинки (южные виды в северной части ареалов) (Рис. 1Б). Выявлено частое появлениегетерохронии в формировании отдельных органов или систем в условиях урбанизации, в основе которой лежат экологические механизмы. Результаты раскрывают потенциальные механизмы расселения инвазивных видов и формирования зоонозных угроз.

Впервые в Палеактике открыто влияние трематод на морфогенез скелета бесхвостых амфибий, усиливающееся в условиях антропогенной трансформации (Рис. 2). Создана база данных и коллекция постоянных препаратов по видовому составу гельминтов амфибий Уральского региона, выявлены типы аномалий скелета при заражении метацеркариями трематод. Отмечено, что большинство отклонений нотохорда не снижают жизнеспособности их носителей и исчезают в процессе метаморфоза, однако являются хорошими индикаторами качества водной среды. 

Vershinin V.L., Berzin D.L. Life Cycle Modifications, Neoteny, Retardation, Heterochrony (Using the Example of Amphibians) // Paleontological Journal. 2025. V.59, №9. P. 277–282. DOI: 10.1134/S003103012560088X (УБС1)

Burakova A.V.,Vershinin V.L. Helminthofauna of the Moor Frog (Ranaarvalis Nilsson, 1842) at Different Stages of Ontogenesis // Russian Journal of Developmental Biology. 2025.V. 56, № 3, P.115–131. DOI: 10.1134/S1062360425700225 (УБС3)


Условия сохранения и воспроизводства ценных видов рыб Обь-Иртышского рыбохозяйственного района

Работа над Комплексной программой восстановления ценных видов сиговых рыб в Обь-Иртышском рыбохозяйственном районе. Основание для разработки: исполнение поручений Президента РФ от 06.03.2023 г. № Пр-464 по разработке и реализации комплексной программы по восстановлению популяции муксуна, нельмы и чира в Обь-Иртышском рыбохозяйственном районе, включая мероприятия по искусственному воспроизводству, сохранению этих видов рыб, научному сопровождению и мониторингу реализации такой программы.

Сделана оценка современной демографической ситуации, естественного воспроизводства и популяционной структуры нельмы Обского и Тазовского бассейнов. Выполненный анализ генетической дифференциации природных популяций и маточного стада Зеленоборского рыбзаводапоказал их генетическую близость и общее происхождение (Рис. 1). Оценена возможность восстановления численности нельмы за счет естественного и искусственного воспроизводства. Сделано монографическое обобщение актуальных биоресурсов притоков Байдарацкой губы Карского моря: впервые даны обзор ихтиофауны и кормовой базы рыб ямальского и приуральского берегов губы, фоновое гидробиологическое описание большинства рек, обозначена четкая арктическая граница взаимопроникновения европейских и азиатских рыб, сделана оценка рыбохозяйственного значения и промыслового потенциала биоресурсов водных объектов.

Богданов В.Д. Богданова Е.Н., Кижеватов Я.А., Мельниченко И.П., Степанов Л.И. / Биоресурсы притоков Байдарацкой губы Карского моря. Изд-во Уральский госуниверситет. Екатеринбург. 2025. С.406. ISBN 978-5-7996-4059-0

Богданов В.Д., Ялковская Л.Э., Крохалева М.А., Бородин А.В. Воспроизводство и генетическая дифференциация нельмы (StenodusnelmaPallas, 1773) крупных речных бассейнов Западной Сибири // Экология, 2025. Вып. 5. (впечати)[Bogdanov V.D., Yalkovskaya L.E., Krokhaleva M.A., Borodin A.V. Reproduction and Genetic Differentiation of Nelma (StenodusNelma Pallas, 1773) in Large River Basins of Western Siberia // Russian Journal of Ecology. 2025. Vol. 56. № 5. P. 375-384](УБС1)

 


Геномная архитектура мимикрии яиц и ее последствия для видообразования у паразитических кукушек

С помощью геномного анализа близкородственных видов паразитирующих кукушек – обыкновенной Cuculus canorus и глухой C. optatus исследовали генетическую обусловленность диверсификации морфотипов яиц, мимикрирующих под яйца видов-хозяев. Рассмотрена географическая изменчивость генетической структуры по ареалу видов, генетическая обусловленность разнообразия и генетическая основа фенотипов яиц (Рис. 1). Отмечено, что у C. canorus фенотипическая изменчивость окраски яиц обусловлена генами, наследуемыми по материнской линии, которые либо непосредственно участвуют в биосинтезе гема, либо в митохондриальном гомеостазе, который регулирует этот процесс. Локусы, наследуемые от обоих родителей, способствуют региональному разнообразию фенотипов яиц. У C. optatus при однородном белом цвете скорлупы изменчивость ограничивается пятнистостью и определяется исключительным вкладом аутосомных генов. Работа важна для понимания механизмов поддержания внутривидовой изменчивости при адаптивной направленности фенотипов. 

Genomic architecture of egg mimicry and its consequences for speciation in parasitic cuckoos / J. Merondun, F. Fossøy, S. Meshcheryagina, …M. Golovatinet al. // Science. 2025. V. 390, № 6772. P. 527-532. DOI: 10.1126/science.adt9355. (УБС1)


Африканская чума свиней – экологический взгляд на происходящую катастрофу

Африканская чума свиней (АЧС) – опасное заболевание с коротким латентным периодом и летальностью почти 100 %, охватило значительную часть Евразии, включая европейскую часть России и Дальний Восток. Число вспышек увеличивается с каждым годом и охватывает все бóльшую территорию (Рис. 1). Нанесен огромный ущерб сельскому и охотничьему хозяйству. На основе анализа официальных сведений и публикаций рассмотрено развитие эпизоотии в России, подтверждена слабая эффективность мер по предупреждению распространения инфекции, показана негативная роль мелких товаропроизводителей в распространении инфекции, отмечена корреляция числа вспышек среди домашних свиней и в дикой популяции (Рис. 2). Скорость роста числа вспышек среди кабанов существенно выше, чем среди свиней, однако первичный источник заражения практически всегда исходит из домашней популяции. С использованием специально разработанного индекса выявлены регионы с наиболее неблагополучной ситуацией, в которых регулярные вспышки инфекции носят продолжительный характер: Ростовская, Волгоградская, Саратовская области и Краснодарский край. Показано изменение характера течения эпизоотии на Северном Кавказе, что может свидетельствовать о возникновении в регионе природного очага простого типа. Предложено запретить регулярное истребление кабана, как профилактической меры, в связи с ее неэффективностью.

Корытин Н.С. Африканская чума свиней – экологический взгляд на происходящую катастрофу // Экология. 2025. №1. С. 21-34. DOI: 10.31857/S0367059725010029 (УБС1)


Снижение вероятности формирования микоризы у растений травяно-кустарничкового яруса при доминировании Acer negundo

На материалах геоботанических описаний из трех географически отдаленных регионов – Белорусского Полесья, Среднего Поволжья и Среднего Урала – впервые продемонстрировано упрощение структуры биотических сообществ и замедление их сукцессионного развития за счет снижения вероятности формирования микоризы под влиянием чужеродного клена ясенелистного Acer negundo. Снижение видового богатства происходит в первую очередь в результате уменьшения участия микоризных трав, осуществляющих почвенное питание в симбиозе с микоризными грибами (Рис. 1). Таким образом, микоризные травы становятся уязвимым компонентом растительных сообществ при инвазии клена ясенелистного. 

Веселкин Д.В., Дубровин Д.И., Дубровина Д.П. Изменение вероятности формирования микоризы у растений травяно-кустарничкового яруса при доминировании Acernegundo // Экология. 2025. № 5. С. 356–366. DOI: 10.7868/S3034543X25050036. [Veselkin D.V., Dubrovin D.I., Dubrovina D.P. Changes in the likelihood of mycorrhiza formation of herb-shrub layer plants in communities invaded by Acer negundo // Russian Journal of Ecology. 2025. V. 56. № 5. P. 399–407. DOI: 10.1134/S1067413625600302] (УБС1)


Дубы Западного Кавказа: видовая структура и гибридизация

До настоящего времени систематика дубов Quercus на Западном Кавказе остается запутанной, что затрудняет инвентаризацию и пагубно отражается на лесохозяйственной деятельности. Впервые с помощью генетических маркеров исследованы особенности распространения и характер гибридизации произрастающих в регионе видов дубов (Рис. 1). Подтверждено произрастание и уточнены ареалы на западе Кавказа пяти видов. Показано наличие генетического потока между ними, установлена степень гибридизации и интрогрессии. Впервые описана гибридная зона в районе обитания дуба пушистого Q. pubescens, где преобладают его гибриды с дубом известняковым Q. calcarea. Вне ареала Q. pubescens количество гибридов резко снижалось. Между дубом известняковым и дубом скальным, несмотря на частое совместное произрастание, процент гибридов был небольшим. Показана зависимость состава видов и гибридов в популяциях от условий местообитания. Результаты исследования указывают на необходимость корректировки современных флор и определителей. Для лесной селекции перспективно использование генетических ресурсов всех описанных видов и их гибридов.

Семерикова С.А. Дубы Западного Кавказа: видовая структура и гибридизация, исследованные генетическими маркерами // Экология. 2025. V. 56. № 5.С. (впечати). [Semerikova S.A. Oaks of the Western Caucasus: Species Structure and Hybridization Investigated by Genetic Markers // Russ J Ecol. 2025. V. 56. №5. P. 408–428. doi:10.1134/S1067413625600648] (УБС1)


Биогеография Therorhodion в Северо-Восточной Азии и Западной части Северной Америки

​В работе проведен филогенетический анализ представителей Therorhodion – листопадных альпийских кустарничков, распространенных в Притихоокеанском регионе (Рис. 1). Изучена изменчивость семи ядерных локусов у трёх видов (T. redowskianumT. glandulosum и T. camtschaticum) из России, Китая, США и Японии. Выявлено три основные генетические линии, соответствующие трем видам. Проведена оценки времени дивергенции между ними. Установлено, что наиболее древний вид – T. redowskianum (19,2 млн), два остальных вида дивергировали позднее (около 2 млн л.н.). Вид T. camtschaticum включает две дифференцированные группы, разошедшиеся около 228 тыс. лет назад: одна – популяции с Камчатки, Алеутских и Курильских островов, частично Японии, вторая – популяции из Японии, Сахалина и Хабаровска. Анализ моделирования экологических ниш показал стабильный ареал каждого вида в прошлом в более холодные эпохи и предсказывает сокращение или смещение ареалов в 2061–2080 годах. Данные подтверждают роль Берингии в качестве рефугиума для арктической флоры не только в прошлом, но и в будущем.

Polezhaeva, M.A., Iunusova, D.R., Shuvaev, D.N., Marchuk, E.A. and Ickert-Bond, S.M. Biogeography of Therorhodion in Northeast Asia and Western North America Emphasising Their Past and Future Expansion //Journal of Biogeography. 2025. Т. 52. №. 10. С. e70024. DOI: 10.1111/jbi.70024 (УБС1)


Исследовано воздействие радионуклида стронций-90 (90Sr)в зоне Восточно-Уральского радиоактивного следа на разные виды растений. Установлено, что изменчивость накопительной способности деревьев определяется уровням загрязнения и режимом увлажнения почв и видовыми особенностями растений. Лиственные породы накапливают 90Sr в большей степени, чем хвойные, поскольку они относятся к кальциефильным видам, а 90Sr – химический аналог Са. Максимальные коэффициенты перехода (КП)90Sr обнаружены в активно растущих органах (хвоя, листья), минимальные – в древесине. Зависимость коэффициентов перехода 90Sr в древесные растения от плотности загрязнения почв описывается степенной функцией.

Изучение физиологических и биохимических показателей у травянистых растений показало, что мощности поглощенных доз материнских растений в зоне ВУРСапревышают фоновый уровень на 1–3 порядка и соответствуют малым дозам для исследуемых видов. Диапазон изменчивости показателей жизнеспособности и радиоустойчивости увеличился в импактных выборках. Содержание низкомолекулярных антиоксидантов положительно коррелирует с показателями жизнеспособности и радиоустойчивости, но отрицательно – с долей аномальных проростков растений.

Полученные данные необходимы для определения запасов 90Sr в загрязненных лесных экосистемах и при разработке методов радиационной защиты.

Михайловская Л.Н., Позолотина В.Н., Михайловская З.Б. Оценка коэффициентов перехода 90Sr в древесные растения в зоне влияния ядерного предприятия «Маяк» // Экология. 2024. №5. С. 342–352. DOI: 10.31857/S0367059724050025 / [Mikhailovskaya L.N., Pozolotina V.N., Mikhailovskaya Z.B. Aggregated Transfer Factors of 90Sr in Woody Plants in the Area Influenced by a Nuclear Facility // Russian Journal of Ecology. 2024. V.55. No.5. Pp. 323–333. DOI: 10.1134/S1067413624602112]. (УБС2, WoS Q3, IF(JCR)=1.0, Scopus Q4)

Antonova E.V., Pozolotina V.N. Investigation of biological-rhythm patterns: physiological and biochemical effects in herbaceous plants exposed to low-level chronic radiation. Part 1: Nonirradiated seeds // International Journal of Radiation Biology. 2024. V. 100. № 7. P. 1051–1071. DOI: 10.1080/09553002.2024.2348076 (УБС2, WoS Q2, IF(JCR)=2.1, Scopus Q2)

Antonova E.V., Pozolotina V.N. Investigation of biological-rhythm patterns: physiological and biochemical effects in herbaceous plants exposed to low-level chronic radiation. Part 2: Irradiated seeds // International Journal of Radiation Biology (впечати). (УБС2, WoSQ2, IF(JCR)=2.1, ScopusQ2)


Впервые доказано, что негативное влияние субстрата в сочетании с остаточным загрязнением воздуха и измененным микроклиматом фитоценозов объясняет низкие темпы реколонизации (повторного заселения) эпифитными лишайниками импактных территорий. На основе данных многолетнего натурного эксперимента на загрязненных территориях на модельном виде – Гипогимнии вздутой(Hypogymnia physodes) установлено, что после прекращения атмосферных выбросов металлургических заводов успешность развития лишайников меньше на загрязненной коре пихты по сравнению с чистой корой. Даже после почти полного прекращения выбросов загрязненность коры обусловливает сохранение высокой токсической нагрузки на эпифитные лишайники.

Mikhailova I., Mikryukov V. Lichen recovery in a formerly polluted area: the importance of bark properties for soredia survival // Lichenologist. 2024. V. 56 (4). P. 175–182. (УБС1, WoSQ3, IF(JCR)=1.6, ScopusQ2)


X