Основные достижения института за последние годы

Проведена оценка долговременного изменения встречаемости тундровых грызунов вдоль широтного градиента на полуострове Ямал за последние 60 лет.Выявлено, что встречаемостьспециализированных арктических эндемиков – леммингов снизилась на всем широтном градиенте, особенно в южных подзонах тундры, в то время как встречаемость полевок, представляющих бореальные или широкораспространенные виды, возросла, и их ареалы сдвигаются на север.

Выявленные изменения имеют важные последствия для функционирования экосистемы тундры, затрагивая как растительный покров, так и специализированных арктических хищников,таких как белая сова (Buboscandiacus), песец (Vulpeslagopus), мохноногий канюк (Buteolagopus) и других, обилие и успех размножения которых зависит от леммингов. Результаты работы могут быть использованы при постановке таргетированного экосистемного мониторинга.

Sokolova N.A., Fufachev I.A., Ehrich D.,Shtro V.G., Sokolov V.A., Sokolov A.A. Expansion of voles and retraction of lemmings over 60 years along a latitudinal gradient on Yamal Peninsula // Global Change Biology. 2024. V. 30. № 2. e17161. DOI: 10.1111/gcb.17161 (УБС1, WoSQ1, IF(JCR)=10.8, ScopusQ1)

Показана реакция древесной растительности (лиственницы, березы, сосны и ели) в виде изменения радиального роста на действие искусственного осушения избыточно переувлажненных участков в течение 50 лет. Установлено, что первые 2–3 года после начала осушения происходил период адаптации древостоев, затем наблюдалось резкое увеличение радиального прироста древостоев. Полученные результаты могут быть использованы как теоретическая основа при осушении избыточно переувлажненных лесных экосистем в будущем.

Bogachev M.I., Grigoriev A.A., Pyko N.S., Gulin A.N., Grigorieva A.V., Chindyaev A.S., Kayumov A.R., Tishin D.S. Detection and evaluation of anthropogenic impacts on natural forest ecosystems from long-term tree-ring observationss // Forest Ecology and Management. 2024. Volume 558, 15 April 2024, 121784. DOI: 10.1016/j.foreco.2024.121784 (УБС1, WoSQ1, IF(JCR)=3.7, ScopusQ1)

На основе Ямальской древесно-кольцевой хронологии, длительностью 7638 лет, реконструирована средняя температура воздуха июня-июля этого периода, которая указывает на резкое повышение температуры в последние 170 лет. Потепление после 1850 г. н.э. было самым беспрецедентным по скорости изменений и привело к повышению температуры июня-июля до уровней, превышающих те, которые были реконструированы за последние семь тысячелетий.

Hantemirov R.M., Corona C., Guillet S., Shiyatov S.G., Stoffel M., Osborn T.J., Melvin T.M., Gorlanova L.A., Kukarskih V.V., Surkov A.Y., von Arx G., Fonti P. Current Siberian heating is unprecedented during the past seven millennia // Nature Communications. 2022. V.13. 4968.DOI.10.1038/s41467-022-32629-x (WoSQ1, IF =17.694, ScopusQ1)

В холодных арктических и высокогорных экосистемах изменение климата проявляется не только в быстром повышении температуры, но и в увеличении зимних осадков. В Уральских горах за последнее столетие зимы стали теплее и многоснежнее. Была проведена оценка смещения зарослей кустарниковой растительности на основе анализа возрастной структуры (на примере можжевельника сибирского Juniperus sibirica) вдоль высотного градиента на 7 вершинах Южного и Северного Урала. Наиболее массово интенсивная экспансия можжевельника в горные тундры и луга происходила во второй половине ХХ века на малоснежных участках склонов (перевалах гор). Выявлены положительные корреляции между продвижением кустарника и холодными осадками или температурой на Северном и Южном Урале, соответственно. На Южном Урале помимо кустарниковой растительности происходит активная экспансия и древесной растительности.

Grigoriev A.A., Shalaumova Y.V., Balakin D.S., Erokhina O.V., Abdulmanova S.Y., Moiseev P.A., Camarero, J.J. Alpine Shrubification: Juniper Encroachment into Tundra in the Ural Mountains. Forests. 2022. V.13. 2106. DOI.org/10.3390/f13122106. (WoS Q1, IF =3.282, Scopus Q1)

Сотрудники Института открыли новые для науки формы гумуса

Описаны ранее неизвестные формы гумуса – морфологические типы строения верхней части почвенного профиля. Нетипичные формы широко представлены в техногенно загрязненных лесах. Они формируются из-за неодинаковой скорости реагирования разных слоев органогенных горизонтов на изменение внешних условий, в результате чего в одном профиле могут быть запечатлены следы нескольких стадий эволюции почв. Нетипичные формы отражают развертывание двух противоположных процессов: деградации (из-за подавления сапрофагов макрофауны) и реградации (в ходе реколонизации лесной подстилки сапрофагами после прекращения поступления поллютантов). Выполнена детальная инвентаризация форм гумуса на загрязненных территориях, предложена их номенклатура, разработана типология и схема эволюции. Предложено включить нетипичные формы гумуса в Европейскую морфофункциональную классификацию. Поскольку нетипичные формы – это неравновесные состояния системы, на основе анализа их спектра можно оценивать направленность и завершенность процессов деградации и реградации почв на загрязненных территориях, что важно при управлении почвенными ресурсами 

Исследованы деревья сосны обыкновенной (Pinussylvestris L.), выжившие после радиационной аварии на ПО «Маяк» 1957 года 

Исследованы деревья сосны обыкновенной (Pinussylvestris L.), выжившие после радиационной аварии на ПО «Маяк» 1957 года в зоне Восточно-Уральского радиоактивного следа (ВУРСа). Получена ретроспективная оценка влияния ионизирующей радиации и климата на годовой прирост деревьев с использованием дендрохронологических методов. На участках с высоким начальным уровнем загрязнения почв ⁹⁰Sr (около 12,2 и 26,6 МБк/м²) скорость радиального прироста сосны была значительно снижена в 1959 г. Синхронность хронологий на загрязненных и контрольных участках была нарушена. Скорость роста деревьев восстановилась спустя 6–8 лет после аварии, в последующий период все хронологии были высоко синхронными. Показано, что и климат, и ионизирующая радиация ограничивали радиальный прирост сосны. Влияние облучения было сопоставимо с влиянием сильной засухи – основного экстремального климатического события в этом регионе, а в некоторых случаях превышало его (ИЭРиЖ УрО РАН, д.б.н. Позолотина В.Н., к.б.н. Кукарских В.В., к.б.н. Дэви Н.М., к.б.н. Модоров М.В., к.б.н. Михайловская Л.Н., к.б.н. Шималина Н.С.).

Kukarskih V.V., Modorov M.V., Devi N.M., Mikhailovskaya L.N., Shimalina N.S., Pozolotina V.N. Radial growth of Pinussylvestris in the East Ural Radioactive Trace (EURT): Climate and ionizing radiation // Science of the Total Environment. 2021. 781. 1346827, Q1, IF=7.963.

Впервые в России исследована элиминация генома у диплоидных гибридов озерной и прудовой лягушек

Прямыми молекулярными методами показано, что элиминация ядерного генома сопровождается элиминацией соответствующего митохондриального генома. Установлено, что преобладает элиминация ядерного генома прудовой лягушки. Однако возможны варианты с элиминацией генома озерной лягушки или без элиминации. Степень элиминации митохондриального генома прудовой лягушки у ряда гибридных особей может быть неполной. Отмечен уникальный гибридный самец, обладающий митохондриальным геномом прудовой лягушки, но продуцирующий сперматозоиды обоих видов. Результаты важны для понимания механизмов репродуктивной межвидовой изоляции и эволюции (ИЭРиЖ УрО РАН, д.б.н., проф. Вершинин В.Л., к.б.н. Вершинина С.Д., Трофимов А.Г.)

Miura I., Vershinin V., Vershinina S., Lebedinsky A., Sitnikov I. and Trofimov A. Genome elimination mechanisms and population structures in the water frog Pelophylaxesculentus from Ural region, Russia // Genes. 2021. V. 12. P 244. DOI: 10.3390/genes12020244, Q2, IF=4.096

Ikuo Miura, Ivan Sitnikov, Vladimir Vershinin and Andrei LebedinskiiHybridogenesis in the water frog Pelophylaxesculentus from Russia // Bulletin of the herpetological society of Japan. 2018. №.1. P. 128-129. ISSN 1345-5826 (in Japanese)

Miura I., Vershinin V., Vershinina S., Lebedinsky A. and Stinikov I.The genome elimination mechanisms and population structures in the water frog Pelophylaxesculentus from Ural region, Russia. // Bulletin of the herpetological society of Japan. 2020. №1. P. 109. ISSN 1345-5826 (in Japanese)

Изучены закономерности географической изменчивости размеров черепа куницы и соболя на территории Евразии

Исследование выполнено на уникальном обширном материале –2 700 куниц из 39 популяций и 6 537 соболей из 48 популяций. Показано, что в целом направления приспособительных реакций у данных видов сходны. На востоке ареала, где климат более суров, оба вида демонстрируют клины, противоположные наблюдаемым западе. Соболь следует правилу Бергмана, тогда как куница отчетливо демонстрирует обратную тенденцию. Виды по-разному реагируют на комплекс экологических градиентов Евразии. Размеры куницы зависят от перепадов высот и среднегодовых и январских температур. Для соболя эти факторы, как правило, незначительны, он способен обитать севернее и в горах на каменистых полях за верхним краем леса, где куница никогда не встречается. Результаты важны для разработки стратегий ведения охотничьего промысла и мер по сохранению видов, а также ключевых территорий в пределах их ареалов (ИЭРиЖ УрО РАН, д.б.н. Монахов В.Г.)

Monakhov V. Tracing size distribution patterns in two Martes species across Eurasia: which populations should be protected? // Biodiversity and Conservation. 2021. 30:37–53, DOI: 10.1007/s10531-020-02072-9, Q1, IF=3.549

Лишайники СУМЗ

На основе ежегодных регистраций исследованы начальные этапы восстановления сообществ эпифитных лишайников на стволах пихты сибирской после прекращения выбросов крупного медеплавильного завода на Среднем Урале. Уже в течение первого десятилетия территория бывшей лишайниковой пустыни активно реколонизируется. Стремительный рост разнообразия лишайников контрастирует со стабильностью низкого видового богатства травяно-кустарничкового яруса на этих же участках. Однако структура сообществ эпифитных лишайников на загрязненной территории пока принципиально отличается от фоновой: преобладают эксплеренты с высоким колонизационным потенциалом, а типичные для елово–пихтовых лесов виды отсутствуют или редки. Дальнейшее восстановление сообществ может тормозиться сохранением высоких концентраций токсикантов в коре деревьев и неблагоприятным из-за разрушения древесного и травяно–кустарничкового ярусов микроклиматом.

Михайлова И.Н. Динамика сообществ эпифитных лишайников в начальный период после снижения выбросов медеплавильного завода // Экология. 2020. №1. С. 43–50. DOI: 10.31857/S0367059720010072

Миграции животных в Арктике

Современные изменения в природе особенно сильно заметны в Арктике, а делать прогнозы можно исследуя перемещения животных. В работе представлен архив данных по перемещению наземных и морских животных в Арктике с 1991 г. Приведены результаты трех исследований: о климатическом воздействии на миграцию беркутов, о географических различиях в адаптивной реакции репродуктивной фенологии северных оленей на изменение климата, и о видовых различиях в скорости передвижения наземных млекопитающих в ответ на повышение температуры.

В настоящее время приложены большие усилия для мониторинга популяций сапсана и кречета. Сделан первый циркумполярный обзор мест мониторинга арктических соколов и выявлены тенденции изменения их численности и продуктивности, приведена информация о распространении видов, фенологии и здоровье различных популяций. Обобщены данные по 24 участкам мониторинга соколов по всей Арктике. Ямал является одним из двух регионов, где мониторинг данных видов проводится на регулярной основе.

Показаны особенности прироста кормовых видов лишайников рода Cladonia в различных подзонах Ямала и Гыдана, в разных типах тундр и при разной пастбищной нагрузке. Снижения значений скорости роста модельных видов с юга на север, несмотря на значительное ужесточение гидротермических условий, не выявлено. Наибольшие значения прироста выявлены в кустарниковых тундрах и сообществах бугристых болот. Вид с наибольшим потенциалом для восстановления – C. stygia.

Sarah C Davidson, Gil Bohrer, Eliezer Gurarie, Scott LaPoint, Peter J Mahoney, Natalie T Boelman, Jan UH Eitel, Laura R Prugh, Lee A Vierling, Jyoti Jennewein, Emma Grier, Ophélie Couriot, Allicia P Kelly, Arjan JH Meddens, Ruth Y Oliver, Roland Kays, Martin Wikelski, Tomas Aarvak, Joshua T Ackerman, José A Alves, Erin Bayne, Bryan Bedrosian, Jerrold L Belant, Andrew M Berdahl, Alicia M Berlin, Dominique Berteaux, Joël Bêty, Dmitrijs Boiko, Travis L Booms, Bridget L Borg, Stan Boutin, W Sean Boyd, Kane Brides, Stephen Brown, Victor N Bulyuk, Kurt K Burnham, David Cabot, Michael Casazza, Katherine Christie, Erica H Craig, Shanti E Davis, Tracy Davison, Dominic Demma, Christopher R DeSorbo, Andrew Dixon, Robert Domenech, Götz Eichhorn, Kyle Elliott, Joseph R Evenson, Klaus-Michael Exo, Steven H Ferguson, Wolfgang Fiedler, Aaron Fisk, Jérôme Fort, Alastair Franke, Mark R Fuller, Stefan Garthe, Gilles Gauthier, Grant Gilchrist, Petr Glazov, Carrie E Gray, David Grémillet, Larry Griffin, Michael T Hallworth, Autumn-Lynn Harrison, Holly L Hennin, J Mark Hipfner, James Hodson, James A Johnson, Kyle Joly, Kimberly Jones, Todd E Katzner, Jeff W Kidd, Elly C Knight, Michael N Kochert, Andrea Kölzsch, Helmut Kruckenberg, Benjamin J Lagassé, Sandra Lai, Jean-François Lamarre, Richard B Lanctot, Nicholas C Larter, A David M Latham, Christopher J Latty, James P Lawler, Don-Jean Léandri-Breton, Hansoo Lee, Stephen B Lewis, Oliver P Love, Jesper Madsen, Mark Maftei, Mark L Mallory, Buck Mangipane, Mikhail Y Markovets, Peter P Marra, Rebecca McGuire, Carol L McIntyre, Emily A McKinnon, Tricia A Miller, Sander Moonen, Tong Mu, Gerhard JDM Müskens, Janet Ng, Kerry L Nicholson, Ingar Jostein Øien, Cory Overton, Patricia A Owen, Allison Patterson, Aevar Petersen, Ivan Pokrovsky, Luke L Powell, Rui Prieto, Petra Quillfeldt, Jennie Rausch, Kelsey Russell, Sarah T Saalfeld, Hans Schekkerman, Joel A Schmutz, Philipp Schwemmer, Dale R Seip, Adam Shreading, Mónica A Silva, Brian W Smith, Fletcher Smith, Jeff P Smith, Katherine RS Snell, Aleksandr Sokolov, Vasiliy Sokolov, Diana V Solovyeva, Mathew S Sorum, Grigori Tertitski, JF Therrien, Kasper Thorup, T Lee Tibbitts, Ingrid Tulp, Brian D Uher-Koch, Rob SA van Bemmelen, Steven Van Wilgenburg, Andrew L Von Duyke, Jesse L Watson, Bryan D Watts, Judy A Williams, Matthew T Wilson, James R Wright, Michael A Yates, David J Yurkowski, Ramūnas Žydelis, Mark Hebblewhite. Ecological insights from three decades of animal movement tracking across a changing Arctic. // Science. – 2020. – V. 370. – Issue 6517. – P. 712-715. DOI: 10.1126/science.abb7080 (https://science.sciencemag.org/content/370/6517/712.abstract (WoS, Scopus, РИНЦ))

Franke A., Falk, K., Hawkshaw K., Ambrose S., Anderson D. L., Bente P. J., Booms T., Burnham K.K., Ekenstedt J., Fufachev I., Ganusevich S., Johansen K., Johnson J. A., Kharitonov S., Koskimies K., Kulikova O., Lindberg P., Lindström B.-O., Mattox W. G., McIntyre C. L., Mechnikova S., Mossop D., Møller S., Nielsen O.K., Ollila T., Østlyngen A., Pokrovsky I, Poole K., Restani M., Robinson B. W., Rosenfield R., Sokolov A., Sokolov V., Swem T., Vorkamp K. Status and trends of circumpolar peregrine falcon and gyrfalcon populations // Ambio. – 2020. – V. 49. – №. 3. – P. 762-783. DOI: 10.1007/s13280-019-01300-z.

Соковнина (Абдульманова) С.Ю., Эктова С.Н. Прирост кормовых видов лишайников рода Cladonia (Cladoniacea) на пастбищах домашнего северного оленя // Растительные ресурсы. 2020. Т. 56, № 3. С. 221–240. DOI: 10.31857/S0033994620030085.

Источники финансирования работы: полевые и камеральные работы выполнены в рамках государственного задания Института экологии растений и животных УрО РАН, обработка и анализ полученных данных проведена в рамках гранта РФФИ (18-34-00327 – Оценка продукции напочвенных лишайников на севере Западной Сибири).

Продуктивность на верхней границе леса

Несмотря на то, что верхняя граница леса в Уральских горах приурочена к высотам с одинаковой теплообеспеченностью вегетационного периода (554±9 град./дней), фитомасса и продуктивность древостоев, произрастающих на этом рубеже, снижается с юга на север в 3–5 раз. Выявлено несколько объясняющих такую тенденцию факторов, которые также изменяются с широтой в этих условиях – продолжительность вегетационного периода, интенсивность солнечной света, температура воздуха в зимний период и количество доступного растениям азота и фосфора. Отмечено, что несмотря на сложность выделения одного ведущего драйвера, плодородие почвы, зависящее от температурного режима почв в зимний период и близости залегания вечной мерзлоты, играет одну из ключевых и пока еще малоизученных ролей в биопродукционных процессах вблизи границы леса после снятия низкотемпературного ограничения в росте древесных видов.

Hagedorn F., Dawes M.A., Bubnov M.O., Devi N.M., Grigor'ev A.A.,Mazepa V.S., Nagimov Z.Y., Shiyatov S.G., Moiseev P.A. (2020). Latitudinal decline in stand biomass and productivity at the elevational treeline in the Ural mountains despite a common thermal growth limit. Journal ofBiogeography, 47.P.1827–1842. https://doi.org/10.1111/jbi.13867 - Q1

Элиминация генома у лягушек

Впервые в России исследована элиминация генома у диплоидных гибридов озерной и прудовой лягушек. Прямыми молекулярными методами (ПЦР, определение нуклеотидной последовательности) показано, что элиминация ядерного генома сопровождается элиминацией соответствующего митохондриального генома. Установлено, что гибридогенез может быть направлен как на элиминацию L-генома, так и R-геномапри преимущественнй элиминация ядерного генома lessonae. Обнаружены (3) гибридные особи без элиминации генома. Отмечен уникальный гибридный самец, продуцирующий R или Lсперматозоиды. Данная особь обладает митохондриальным геномом lessonae (L), в отличие от остальных, несущих митохондриальный геном ridibundus (R). Этот эксклюзивный вариант можно рассматривать как пример смены системы элиминации L-генома на систему элиминации R или L-генома. Вероятно, этот феномен, связан с влиянием митохондриального генома (lessonae (L)) на сдвиг в магистральной схеме элиминации ядерного генома.

Ikuo Miura, Ivan Sitnikov, Vladimir Vershinin and Andrei Lebedinskii Hybridogenesis in the water frog Pelophylax esculentus from Russia // Bulletin of the herpetological society of Japan. 2018. №.1. P. 128-129. ISSN 1345-5826 (in Japanese)

Miura I., Vershinin V., Vershinina S., Lebedinsky A. and Stinikov I.The genome elimination mechanisms and population structures in the water frog Pelophylax esculentus from Ural region, Russia. // Bulletin of the herpetological society of Japan. 2020. №1. P. 109. ISSN 1345-5826 (in Japanese)

Miura I., Vershinin V., Vershinina S., Lebedinsky A., Sitnikov I. and Trofimov A. Genome elimination mechanisms and population structures in the water frog Pelophylax esculentus from Ural region, Russia // Genes. (in litt.)

Половой диморфизм зуба у полевок

Впервые методами геометрической морфометрии на примере географически удаленных горных популяций красно-серой полевки (Craseomys rufocanus) установлено возрастание степени полового диморфизма в строении третьего верхнего щёчного зуба (M3) от Южного до Полярного Урала. Усиление полового диморфизма M3 к северу и в нетипичных низкогорных биотопах соответствует проявлению "принципа компенсации" Ю.И. Чернова на внутри- и межпопуляционном уровнях, способствуя снижению трофической конкуренции самцов и самок за счет усиления морфофункциональной специализации их зубов. Переключение морфогенеза щёчных зубов красно-серой полевки и их морфофункциональная специализация у самцов и самок позволяют виду сохранить популяционную устойчивость в климатически неблагоприятные годы, а также в форпостных поселениях нетипичных ландшафтов низкогорий Среднего Урала и в более суровых условиях гор Полярного Урала с ограниченными трофическими ресурсами. Выявленный феномен морфогенетической пластичности зубов полевок и потенциальной возможности их адаптивной морфологической специализации необходимо учитывать в палеоэкологических реконструкциях и эволюционной синэкологии как эффект "принципа компенсации" Ю.И. Чернова на внутри- и межпопуляционном уровнях.

Васильев А.Г., Большаков В.Н., Васильева И.А. Внутри- и межпопуляционная одонтологическая изменчивость красно-серой полевки (Craseomys rufocanus) и принцип компенсации Ю. И. Чернова // Экология. 2020. № 1. С. 5–15. DOI: 10.31857/S0367059720010138

Боярышница

Изучение взаимодействия насекомых-фитофагов и их кормовых растений актуально и необходимо как в теоретической экологии популяций и сообществ, так и в прикладных дисциплинах (сельскохозяйственной и лесной энтомологии, защиты и карантина растений). Как правило, хозяйственно значимые виды насекомых-фитофагов привлекают внимание исследователей во время вспышек массового размножения. Изучение популяций насекомых на низком уровне плотности необходимо для выяснения механизмов возникновения вспышек и их дальнейшего прогнозирования. Данная работа является результатом многолетних наблюдений взаимоотношений насекомого-фитофага (боярышницы Aporiacrataegi L.) с кормовыми растениями и анализом фенотипической пластичности имаго в период низкой плотности популяции, обитающей в Свердловской области. С момента вспышки массового размножения, закончившейся в 2013 г., спектр кормовых растений гусениц боярышницы сужался от нескольких видов до одного наиболее предпочитаемого (черемуха), т.е. осуществлялся постепенный переход фитофага от олигофагии к монофагии. При сравнении уровня смертности гусениц, развивавшихся на разных кормовых растениях, минимальным он оказался при питании черемухой. Имаго боярышницы, развивающиеся на черемухе, не только крупнее, но и растут быстрее, чем, на рябине, что является одной из причин наблюдаемой хронографической изменчивости размеров в ходе лёта генерации и свидетельствует об адаптивном характере постепенного перехода к монофагии в период низкой плотности.

Захарова Е.Ю., Шкурихин А.О., Солонкин И.А., Ослина Т.С. Влияние кормовых растений на жизнеспособность боярышницы Aporia crataegi L. при низкой плотности природной популяции // Экология. 2020. № 6. С. 450-456.DOI: 10.31857/S0367059720060104

Проведен анализ конфликтных взаимоотношений бурого медведя и человека на большей части ареала хищника за период с 2000 по 2015 гг. Выделены общие черты и местные особенности в сценариях атак между географическими районами с различной историей сосуществования человека с бурым медведем, разными стратегиями ведения охотничьего хозяйства и охраны природы. Отмечен рост числа нападений медведя на человека, наиболее заметный в Европе. Частота нападений положительно коррелирует с плотностью населения медведя и отрицательно – с плотностью населения человека. Подробно рассмотрены обстоятельства и возможные причины нападений. Население людей в мире растет и рекреационная нагрузка на местообитания медведей увеличивается, поэтому знание триггеров реализации крайне агрессивного поведения медведя приобретает в современных условиях огромное значение/

На основе высокопроизводительного секвенирования ДНК почвенных грибов, обитающих в районах воздействия двух медеплавильных заводов, впервые обнаружен филогенетический сигнал в реакции наземных организмов на токсическую нагрузку – существование связи устойчивости к промышленному загрязнению со степенью родства между видами (в пределах класса Agaricomycetes). Впервые экспериментально подтверждена гипотеза, что вступающие в симбиоз с корнями древесных растений представители Agaricomycetes более устойчивы к загрязнению среды по сравнению с видами, которые питаются исключительно за счет разложения мертвого органического вещества. Результаты важны для понимания закономерностей функционирования почвенной биоты в экстремальных местообитаниях, а также для целей биотехнологии и рекультивации загрязненных почв. Наиболее перспективные подходы к рекультивации почв включают микоремедиацию – инокуляцию почвы устойчивыми к избытку тяжелых металлов видами грибов. Наличие филогенетического сигнала позволяет подбирать виды грибов, для которых доказана повышенная устойчивость к длительному промышленному загрязнению. Знание о чувствительных к загрязнению группах позволяет прогнозировать, какие виды могут представлять «слабые звенья» в процессах деструкции мертвого органического вещества в экстремальных условиях.

Впервые на русском языке в монографии «Геометрическая морфометрия: от теории к практике» обобщены традиционные и новейшие методы геометрической морфометрии и предложен новый подход – фенограмметрия, позволяющий применять методы геометрической морфометрии для анализа качественных признаков. Этот подход расширяет возможности для решения задач популяционной феногенетики, фенетики, таксономии и экологии

На основе ежегодных регистраций в течение 25 лет исследована многолетняя динамика содержания тяжелых металлов в корме и организме мелких млекопитающих, обитающих в зоне воздействия крупного медеплавильного завода. Установлено, что многократное сокращение промышленных выбросов в последнее десятилетие не привело к эквивалентному снижению концентраций ни эссенциальных (Cu, Zn), ни токсичных (Pb, Cd) элементов ни в корме, ни в организме животных. Более того, в импактной зоне концентрация Cd в корме и организме даже увеличилась по сравнению с исходным уровнем. Этот феномен может быть связан как с отсутствием выноса тяжелых металлов из верхних почвенных горизонтов из-за снижения их кислотности, так и с элементоспецифичностью гомеостатических барьеров на пути поступления тяжелых металлов в организм, которые для Cd неэффективны

Проверены гипотезы об особенностях строения тонких корней и корневых симбиозов у инвазивных растений в сравнении с аборигенными видами. В результате мета-анализа установлено, что отсутствуют различия асимбиотических поглощающих корней, но у инвазивных растений корневые симбиозы (арбускулярная микориза и темные септированные эндофиты) формируются менее активно, чем у аборигенных

В соавторстве с зарубежными коллегами опубликована обобщающая сводка «Studies on Anomalies in Natural Populations of Amphibians», в которой изложены терминология и синонимика морфологических аномалий, выполнен анализ распространения, спектров и встречаемости аномалий в природных популяциях земноводных мира

С использованием микросателлитных маркеров ядерной ДНК в импактных ценопопуляциях горицвета (Lychnis flos-cuculi), произрастающих на территориях, сильно загрязненных промышленными выбросами, выявлен эффект основателя в отдаленном прошлом и повышение ауткроссинга в последних поколениях. Установлено, что самоопыление у этого вида не служит механизмом фиксации аллелей устойчивости к загрязнению и изоляции от неустойчивых ценопопуляций

С помощью тетрациклиновой метки проведена оценка дистанций расселения мышевидных грызунов и их способности к преодолению разнообразных препятствий в урбанизированной среде (на примере г. Екатеринбурга). Максимальная дистанция перемещения для малой лесной мыши (Sylvaemus uralensis Pall.) составила 3000 м по прямой, для рыжей полевки (Clethrionomys glareolus Schr.) – 2030 м. Обнаружено, что малые лесные мыши способны успешно пересекать разные типы ландшафтных неоднородностей (просеки, пустыри, дороги, городская застройка)

Впервые для территорий, сильно загрязненных выбросами промышленных предприятий, на основе анализа пространственных автокорреляций показано, что даже при высокой вариабельности токсичности почвы пространственная структура ценопопуляций травянистых растений в первую очередь обусловлена действием биоценотических факторов и характером распространения диаспор.

На основе двух регистраций присутствия дождевых червей и европейского крота в одних и тех же точках, выполненных с интервалом в 20 лет, оценен характер смещения техногенных границ их распространения в импактном регионе в период сокращения выбросов медеплавильного завода. За 20 лет площадь «кротовой пустыни» уменьшилась на 40 %, «люмбрицидной пустыни» – на 75%. Наиболее существенно (на 5–10 км ближе к заводу) граница распространения крота сдвинулась на участках с почвами легкого механического состава, где выше скорость очищения верхних почвенных горизонтов от тяжелых металлов, тогда как на участках с почвами тяжелого состава смещение границы отсутствует

С помощью разработанной методики полевого измерения скорости дыхания лесной подстилки показано, что сильное промышленное загрязнение практически не влияет на эмиссию углекислого газа из органогенного горизонта. Раскрыт механизм этого феномена: стабильность дыхания подстилки в градиенте загрязнения обусловлена взаимодействием двух разнонаправленных процессов – уменьшением ее удельной дыхательной активности (дыхание единицы массы) из-за угнетения обитающих в ней микроорганизмов и увеличением запаса подстилки

Впервые для бореальной и тундровой зон Западной Сибири оценена скорость роста кустисто-разветвленных лишайников в различных средовых градиентах и при восстановлении напочвенного покрова после пожаров. Показано, что в наибольшей степени скорость роста определяют климатические факторы, влияние которых может быть сглажено особенностями вертикальной и горизонтальной структуры сообщества и положением в рельефе

Изучено изменение размеров черепа и плотности населения обыкновенной лисицы (Vulpesvulpes L.) вдоль восточного макросклона Уральского хребта. Обнаружено синхронное изменение показателей плотности населения и размеров тела с максимумом в подзонепредлесостепи. К северу и югу от срединной части ареала как размеры тела, так и плотность населения вида значимо уменьшаются. Полученные результаты однозначно свидетельствуют об изменении размеров и плотности населения в соответствии с правилом оптимума, а не правилом Бергмана. Синхронность изменений говорит об однонаправленных процессах селективных изменений в параметрах выживаемости и плодовитости, определяющих как уровень плотности населения вида, так и размеры черепа и тела. Результаты исследования вносят значительный вклад в развитие теоретических представлений о природе внутривидовой географической изменчивости.

Korytin N.S., Goskov A.M. Red Fox Skull Size Variability Along the Ural’s Meridian: Bergmann’s Rule or the Optimum Rule? // Russian Journal of Ecology. 2024. Vol. 55. № 1. Р. 52–59. DOI: 10.1134/S1067413624010041(УБС2, WoS Q3, IF(JCR)=1.0, Scopus Q4)

Рассматривается генетическая основа дихроматизма самок обыкновенной и глухой кукушек, реконструируется его эволюционная история. Показано, что цветовые морфы самок определяются геномом женской хромосомы. Цветовой полиморфизм у обоих видов кукушек имеет общую биохимическую основу, видовые различия обусловлены скоростью отложения пигмента феомеланина. Реконструкция филогенетической истории показала, что предки рыжей морфы кукушек общие, существовали до времени разделения видов – около 140 тыс. лет назад. Образование дихроматических гаплотипов произошло более 1 млн лет назад.

Evolution and genetic architecture of sex-limited polymorphism in cuckoos / J. Merondun, C.I. Marques, P. Andrade, S. Meshcheryagina, I. Galvan, S. Afonso, J.M. Alves, P.M. Araujo, G. Bachurin, J. Balacco, M. Ban, O. Fedrigo, G. Formenti, F. Fossoy, A. Fulop, M. Golovatin, S. Granja, Ch. Hewson, M. Honza, K. Howe, G. Larson, A. Marton, C. Moskat, J. Mountcastle, P. Prochazka, Y. Red'kin, Y. Sims, M. Sulc, A. Tracey, J.M.D. Wood, E.D. Jarvis, M.E. Hauber, M. Carneiro, J.B.W. Wolf] // Science advances. 2024. Vol. 10, № 17. Art. Ead l5255. С. 1–13 DOI: 10.1126/sciadv.adl5255 (УБС1, WoSQ1, IF(JCR)=11.7, ScopusQ1

На примере двух близкородственных видов крупных соколов – кречета Falco rusticolus и балобана F. cherrug показан генетический механизм адаптации животных к условиям высокогорья в период климатических изменений. Используя методы геномики, эпигеномики и функциональной геномики, исследован процесс быстрой колонизации балобаном холодного Цинхай-Тибетского нагорья за счет генов, полученных при гибридизации с кречетом, обитающим в Арктической зоне. Механизм возникновения ключевых генов, обеспечивающих приспособление животных к низким температурам, раскрывает важную роль мутаций в регуляции экспрессии генов, связанных с гипоксией, липидным обменом и адаптацией к ультрафиолетовому излучению. Полученные сведения вносят существенный вклад в понимание того, как животные могут адаптироваться к экстремальным условиям обитания. 

L. Hu, J. Long, Y. Lin, Zh. Gu, H. Su, X. Dong, Zh. Lin, Q. Xiao, N. Batbayar, B. Bold, L. Deutschová, S. Ganusevich, V. Sokolov, A. Sokolov, H.R. Patel, P.D. Waters, J.A.M. Graves, A. Dixon, Sh.Pan, X. Zhan. Arctic introgression and chromatin regulation facilitated rapid Qinghai-Tibet Plateau colonization by an avian predator // Nature Communications. 2022. V.13. 6413. DOI.org/10.1038/s41467-022-34138-3 (WoS Q1, IF =17.694, Scopus Q1).

Исследована оценка динамики мощности дозовых нагрузок на ихтиофауну водоема-охладителя Белоярской АЭС за 45-летний период эксплуатации (с 1977 г.). За это время на АЭС эксплуатировались реакторы разных типов: на первом этапе работали два блока с тепловыми реакторами АМБ-100 и АМБ-200;с 1989 г. по 2016 г. – один энергоблок БН-600;в настоящее время – два энергоблока с быстрыми нейтронными реакторами БН-600 и БН-800. Изменение мощности дозовых нагрузок по временным отрезкам совпадает с работой энергоблоков разных типов. Более высокие дозовые нагрузки отмечались во время работы первых двух энергоблоков. При этом следует отметить, что даже в этот период они не превышали безопасный предел 10 мкГр/ч. Минимальный уровень дозовых нагрузок на рыбу совпал с работой энергоблоков БН-600 и БН-800. Улучшение радиоэкологической ситуации в водоеме-охладителе Белоярской АЭС связано с тем, что при переходе на эксплуатацию энергоблоков на быстрых нейтронах содержание гамма-излучающих радионуклидов (⁶⁰Со и ¹³⁷Сs) в воде снизилось в сотни раз. При этом дозовые нагрузки на ихтиофауну уменьшились в 2–11 раз. Сохранение нагрузок в большей степени определяется остатками внутреннего облучения. 

Городецкий В.Г., Трапезников А.В., Трапезникова В.Н., Коржавин А.В. Динамика дозовых нагрузок на ихтиофауну водоема-охладителя Белоярской АЭС // Атомная энергия, 2022, т. 132, вып. 5 с. 297–302 (WoS Q4, IF =0.330, Scopus Q3)

Как влияет изменение климата на миграционные пути и места гнездовий соколов-сапсанов

Изучены пути миграции 56 сапсанов (Falcoperegrinus) из 6 популяций, гнездящихся в Евразийской Арктике. Полученные данные сопоставлены с результатами секвенирования 35 геномов из 4 из этих популяций. Установлено, что сапсаны использовали пять миграционных маршрутов через Евразию, которые, вероятно, сформировались в результате долготных и широтных сдвигов в местах их размножения во время перехода от последнего ледникового максимума к эпохе голоцена. Обнаружено, что ген ADCY8 связан с популяционными различиями в расстоянии миграции. Изучение механизма регуляции этого гена показало, что наиболее вероятным селективным агентом для дивергенции ADCY8 между популяциями сапсана является долговременная память. Согласно прогнозам, глобальное потепление повлияет на миграционные стратегии и сократит ареалы размножения сапсанов в Евразийской Арктике. Результаты расширяют представления о формировании, поддержании и будущем миграционных маршрутов арктических птиц (ИЭРиЖ УрО РАН, к.б.н. Соколов В.А., к.б.н. Соколов А.А., к.б.н. Покровский И.Г.)

Z. Gu, S. Pan, Z. Lin, L. Hu, X. Dai, J. Chang, Y. Xue, H. Su, J. Long, M. Sun, S. Ganusevich, V. Sokolov, A. Sokolov, I. Pokrovsky, F. Ji, M. W. Bruford, A. Dixon and X. Zhan / Climate-driven flyway changes and memory-based long-distance migration. Nature, 2021.Vol. 591, No. 7849, p. 259-264. DOI: 10.1038/s41586-021-03265-0, Q1,IF=49.962

Выживаемость личинок налима в нерестовых притоках и пойме Оби

На основе многолетних данных оценена выживаемость личинок налима в нерестовых притоках и пойме Оби. Впервые установлено, что смертность ранних личинок налима от вылупления до полного перехода на экзогенное питание составляет 99 %, а абсолютная численность молоди на местах нагула в пойме Оби зависит от общего количества личинок, скатившихся с нерестилищ. Выявлена зависимость выживания личинок налима от ряда факторов среды (период от затопления поймы до начала нагула; средняя температура воды до начала нагула и количество суток до прогрева воды выше 5 °С). Оценка и прогноз успешности выживания личинок важны для понимания процессов устойчивости изучаемых популяций рыб, разработки мер по их охране и воспроизводству.

Копориков А.Р., Богданов В.Д. Выживание ранних личинок налима (LotalotaL., 1758) в пойме Оби // Экология. 2021. № 6. С. 420–429. DOI: 10.31857/S0367059721060068, Q4, IF=0.684

Адаптационные взаимодействия при облигатном гнездовом паразитизме между паразитом – глухой кукушкой и ее хозяином – пеночкой-зарничкой

Для выяснения причин внутривидового разнообразия у облигатных гнездовых паразитов рассмотрены адаптации глухой кукушки Cuculusoptatus против дискриминационного поведения со стороны вида-хозяина – пеночки-зарнички Phylloscopus inornatus. Глухая кукушка специализируется на эксплуатации мелких воробьиных птиц – пеночек, среди которых зарничка – одна из самых маленьких. В трех географических районах с разным уровнем гнездового паразитизма глухой кукушки провели экспериментальное изучение дискриминационного поведения пеночки-зарнички путем подкладывания чужеродных яиц разного размера. Показано, что принятие или отвержение инородного яйца определяется соотношением диаметров яйца «паразита» и хозяина. При этом имеет также значение средний размер яиц в индивидуальной кладке хозяина. Это дает основание полагать, что распознавание яйца паразита происходит путем тактильного контакта самки с неровной поверхностью кладки. У глухой кукушки, как паразита, выработалась соответствующая адаптация – средний диаметр ее яиц, существенно меньше величины, при которой вероятность отвержения яйца равна вероятности принятия. У глухой кукушки, паразитирующей на зарничке, этот показатель ниже, чем у других рас глухой кукушки, что свидетельствует о специализации гнездового паразита к конкретному виду-хозяину. Таким образом, адаптация гнездового паразита против дискриминационного поведения вида-хозяина является основой внутривидовой дифференциации при облигатном гнездовом паразитизме.

Meshcheryagina S.G., Bachurin G.N., Bourski O.V., Golovatin M.G. Egg size as the main stimulus to discriminatory behavior of the Yellow-Browed Warbler (Phylloscopus inornatus, Phylloscopidae) under brood parasitism of the Oriental Cuckoo (Cuculus optatus, Cuculidae) // Biology Bulletin. 2020. V. 47. № 7. P. 115–129. DOI: 10.1134/S1062359020070109

Нерестовые миграции налима

Миграции – приспособление к изменяющимся условиям среды. Нерестовые миграции – ответ производителей на изменяющиеся условия внешней среды, которые происходили как в историческом масштабе времени, так и в наблюдаемом. На флуктуацию миграционного поведения рыб могут влиять успешность нагула, водность, температура, доступность нагульных и нерестовых участков и т.д. Протяженность миграционного хода производителей и выбор ими нерестовых участков влияет на выживание и поведение молоди. Таким образом, задолго до момента размножения условия среды определяют численность и условия развития будущей генерации. Возможность прогнозирования миграций позволяет оценить потенциальную успешность промысла взрослых особей и определить вероятное развитие популяции.

На основе многолетних (2000–2017 гг.) данных учета вклада уральских нерестовых притоков Оби (реки Северная Сосьва, Сыня, Войкар, Собь) в генерации полупроходного налима провели реконструкцию протяженности нерестовых миграций производителей. Была показана зависимость миграционной активности производителей от продолжительности затопления низкой поймы. Оценена динамика вклада северных и южных притоков в связи с возможным изменением температурного режима на протяжении указанного периода времени. Установили, что при длительной миграции с мест зимовок к местам нереста (протяженность 1000 км и более) производители налима вынуждены пропускать нерестовый сезон.

Копориков А. Р., Богданов В. Д. Оценка изменений протяженности нерестовых миграций производителей полупроходного налима (Lota lota L., 1758) по многолетним данным учета покатной молоди // Экология. 2020. № 6. С. 441–449. [Koporikov A. R., Bogdanov V. D., Assessment of changes in the distance of spawning migrations of semianadromous burbot (Lota lota L., 1758) spawners based on long-term records of the abundance of downstream migrating larvae // Russ. J. Ecol. 2020. V. 51. № 6. P. 541–549. doi: 10.1134/S106741362006003X] https://doi.org/10.31857/S0367059720060037

Вышло из печати 2-е издание Красной книги Свердловской области. Книга содержит обновленные сведения о распространении, численности, особенностях биологии, лимитирующих факторах и необходимых мерах охраны млекопитающих, птиц, рептилий, амфибий, рыб, членистоногих, покрытосеменных, папоротниковидных, мохообразных, лишайников и грибов. Определен охранный статус 343 таксонов. Книга является официальным документом, характеризующим состояние редких и находящихся под угрозой исчезновения видов дикой флоры и фауны.

На основе 19-летних наблюдений в субарктических тундрах Ямала обнаружены изменения трофических связей в экосистеме. За период исследований на фоне климатических изменений существенно трансформировался один из ключевых компонентов пищевой цепи тундры – сообщество грызунов. Снизилась амплитуда колебаний численности грызунов, в структуре населения уменьшилась доля леммингов и увеличилась доля полевок. Лемминги – наиболее предпочитаемая жертва тундровых хищников. Спад численности леммингов вызвал снижение плотности гнезд зимняка – модельного вида хищника. Однако после изменений в сообществе грызунов среднее число птенцов в гнезде зимняка относительно численности мелких грызунов возросло. За короткий промежуток времени популяция зимняков смогла адаптироваться к изменениям основного кормового ресурса. Результаты важны для понимания происходящих изменений структуры и механизмов трофических взаимодействий в сообществах тундр, без которого невозможен надежный прогноз реакций арктических экосистем на глобальные изменения климата.

Впервые для территории Западно-Сибирской Арктики на основании обобщения почти 30-летних исследований фитопланктона составлен атлас-определитель диатомовых водорослей, включающий краткие описания, синонимику, распространение и оригинальные микрофотографии (1211) 909 видов, разновидностей и форм диатомовых водорослей из 94 родов, 19 семейств, 6 порядков, 2 классов. Среди них 462 – новые виды для флоры Крайнего Севера Западной Сибири, 103 – России и 179 форм, определенных только до рода. Первый атлас-определитель диатомовых водорослей Западно-Сибирской Арктики может быть использован для идентификации диатомей при проведении альгологических, систематических, гидробиологических, экологических и палеолимнологических исследований

Показана конфликтность ситуации в области традиционного хозяйства коренного населения (оленеводство) на п-ове Ямал, связанная с консервативностью и инертностью социального уклада ненцев, сформированного при избыточном количестве природных ресурсов, с одной стороны, и возможностями существования и функционирования экосистем, с другой стороны. В результате перехода экосистем в критическое состояние и с учетом жесткой зависимости ненцев от оленеводства как источника их жизнеобеспечения возникает угроза их существованию как этносу

Впервые проведено комплексное исследование эколого-морфологического и генетического разнообразия налима Обь-Иртышского и Тазовского речных бассейнов. Показано, что между группировками налима Западной Сибири, имеющих разный миграционный статус, наблюдается морфологическая дифференциация. Наблюдаемое при этом высокое генетическое разнообразие, в совокупности с низким уровнем генетических различий между разными группировками, свидетельствует о значительном межгрупповом потоке генов внутри рассматриваемого региона

Исследованы фенотипический состав популяций и изменчивость песен двух видов овсянок у западной границы зоны симпатрии. Показано, что при расширении на запад ареала белошапочной овсянки (Emberiza leucocephalos) в лесостепном Зауралье доля фенотипических гибридов с аборигенным родственным видом – обыкновенной овсянкой (E. citronella) – достигает 50%. По мере продвижения вглубь зоны симпатрии доля гибридов быстро снижается вследствие их вовлечения в возвратные скрещивания с родительскими видами 

На основе обобщения результатов многолетних работ издана монография «Дневные бабочки Казахстана (Lepidoptera, Rhopalocera)», в которой приведены полные данные о распространении, морфологии и экологии 370 видов

Обобщены данные о состоянии биологических ресурсов Севера Западной Сибири и Урала в районе газовых месторождений. Показано, что оленьи пастбища интенсивно деградируют, запасы ценных видов рыб сокращаются. Основной причиной стало неспецифическое антропогенное воздействие (перевыпас и перелов), тогда как специфическое воздействие промышленной добычи газа менее существенно и связано, в основном, с изъятием территорий под объекты и загрязнением водоемов

Под названием рододендрон камчатский понимают два близкородственных вида относящихся к роду Therorhodion (подроду согласно старой номенклатуре). Данные виды T. camtschaticum и T. glandulosum близкородственны, второй имеет спорный таксономический статус и часто принимается за подвид первого. Оба вида имеют амфибернгийское распространение, т.е. произрастают как в Северной Америке (Аляска), так и в Северо-Восточной Азии. Анализ изменчивости фрагментов хлоропластной ДНК и ядерных микросателлитов выявил высокую генетическую дифференциацию как между видами, так и в пределах каждого из них, подтверждая таксономическую самостоятельность указанных видов. Получены оценки параметров внутрипопуляционной генетической изменчивости, выявлены особенности биогеографии данных видов, получены оценки времени дивергенции.

Polezhaeva M.A., Modorov M.V., Mochalova O.A., Ickert-Bond S.M., The migration history of the Kamchatka rhododendron (Therorhodion camtschaticums.l.) indicates two distinct dispersal routes towards Eastern Beringia // Botanical Journal of the Linnean Society. 2024, boae041, DOI: 10.1093/botlinnean/boae041 (УБС1, WoSQ2, IF(JCR)=2.3, ScopusQ1)

Проведен филогенетический анализ рододендрона золотистого (Rhododendron aureum)

Проведен филогенетический анализ рододендрона золотистого (Rhododendron aureum) – альпийского кустарника, распространенного от Алтая до Чукотки. Выявлено три основные генетические группы: Сибирская, Северо-Восточная и Северотихоокеанская. В Северотихоокеанскую группу вошли популяции Камчатки, юга Дальнего Востока России и территорий, близких к центральной Японии. Эта группа наиболее разнообразна и является предковой к группам Сибири и Северо-Востока. Демографический анализ показал, что расхождение между этими группами предшествовало последнему ледниковому максимуму около 113–165 тыс. лет назад. Моделирование экологической ниши вида предсказывает расширение его ареала в период похолодания. Структура генетического разнообразия R. Aureum свидетельствует о выживании этого вида в высоких широтах в течение плейстоцена с ограниченным вкладом южных популяций в распространение вида в Северо-Восточный регион и Сибирь. Результаты согласуются с ранее полученными данными по филогеографии других древесных видов северо-восточной Азии (ИЭРиЖ УрО РАН, к.б.н. Полежаева М.А., к.б.н. Модоров М.В., к.б.н. Ранюк М.Н., д.б.н. Семериков В.Л.).

Polezhaeva M.A., Tikhonova N.A., Marchuk E.A., Modorov M.V., Ranyuk M.A., Polezhaev A.N., Badmayeva N.K. &Semerikov V.L. / Genetic structure of a widespread alpine shrub Rhododendron aureum (Ericaceae) across East Asia // Journal of Plant Research. 2021. 134.P. 91–104. DOI: 10.1007/s10265-020-01241-9,Q2, IF=2.629

На основе изучения распространения гаплотипов митохондриальной ДНК пихты сибирской (Abies sibirica Ledeb.) показано, что вид расселялся из нескольких ледниковых рефугиумов, располагавшихся в основных горных системах юга Сибири и Урала. Сопоставление результатов с филогеографией ранее изученной лиственницы сибирской (Larix sibirica Ledeb.) выявило четкую дифференциацию между различными географическими регионами юга Сибири и Урала, что указывает на послеледниковую реколонизацию из нескольких источников. Северная часть ареала обоих видов генетически однородна, что, вероятно, связано с ее недавней колонизацией из ледникового рефугиума. Этот вывод согласуется с опубликованными палеоданными по пыльце и макрофоссилам пихты сибирской. Реконструкция экологических ниш показала резкое сокращение ареала и вероятное выживание пихты в некоторых южных районах во время последнего ледникового максимума (21 тысяч лет назад). Тем не менее, по палеонтологическим данным в это время ареал вида немногим отличался от современного. Историко-демографические исследования показывают, что экспансия лиственницы сибирской произошла до последнего ледникового максимума.

На основании данных об изменчивости двух маркеров – гена цитохрома b и фрагмента контрольного региона митохондриальной ДНК проанализировано генетическое разнообразие обыкновенной полевки Microtus arvalis Pall., 1778 формы obscurus от Крымского п-ова до северного Алтая. По результатам анализа последовательностей гена цитохрома b все особи M. arvalis формы obscurus из рассматриваемых регионов отнесены к ранее выделенной Сино-Русской кладе, распространенной в основной части ареала формы obscurus. По объединенным последовательностям двух маркеров выявлена внутренняя структура Сино-Русской клады и выделены две субклады – Крымская и Евразийская. Родственные гаплотипы в Евразийской субкладе формируют несколько географически локализованных групп. Результаты позволяют сделать вывод, что история Сино-Русской клады M. arvalis формы obscurus имеет региональную специфику. Гаплотипы, обнаруженные в семи локалитетах на п-ове Крым, представляют результат единовременной экспансии, тогда как для Евразийской субклады можно предполагать несколько последовательных волн экспансии

На основе анализа изменчивости хлоропластной ДНК у ольхи зеленой выявлены две эволюционные линии: сибирская (широко распространенная по всей Сибири и на Урале) и дальневосточная (за Верхоянским хребтом). Низкое разнообразие западной группы популяций указывает на ее недавнее распространение из одного источника, вероятно после ледникового максимума

Впервые реконструирована история расселения можжевельника обыкновенного (Juniperus communis) в послеледниковые периоды на евразийском ареале. Выявленные закономерности не соответствуют ни одному известному сценарию постгляциальных расселений древесных видов растений

Впервые с использование микросателлитных маркеров оценено генетическое разнообразие сибирской косули (Capreolus pygargus). Установлено наличие генетических различий между западными (Урал и Западная Сибирь) и восточными (Забайкалье и Дальний Восток) группировками вида, которые, возможно, отражают географию размещения подвидов

С помощью изоферментных маркеров проведена таксономическая ревизия и определено филогенетическое родство трех азиатских видов астрагалов (Astragalus L.) внутри секции Cenantrum (Fabaceae). Результаты аллозимного анализа подтверждают естественное деление секции на подсекции по морфологическим признакам и указывают на недавнюю дивергенцию морфологически разных видов (A. mongholicus и A. sericeocanus)

Пещерные львы

На основе анализа ископаемой ДНК впервые проведена реконструкция эволюционной истории пещерного льва на территории Голарктики в плейстоцене. Установлено, что пещерные львы отделились от современных львов в начале плейстоцена (1,85 млн. лет назад). Вымерший вид был представлен двумя кладами, которые отличались морфологически: одна обитала в Берингии, другая преобладала в Западной Евразии. Их дивергенция (расхождение) произошла в среднем плейстоцене (примерно 578 тыс. лет назад).

David W G Stanton, Federica Alberti, Valery Plotnikov, Semyon Androsov, Semyon Grigoriev, Sergey Fedorov, Pavel Kosintsev et al. Early Pleistocene origin and extensive intra-species diversity of the extinct cave lion // Scientific Reports. 2020. V. 10: 12621. doi: 10.1038/s41598-020-69474-1

Желтогорлая мышь

Описана история формирования ареала желтогорлой мыши (Apodemus flavicollis Melch., 1834) на Урале на основании морфологической изменчивости одонтологических характеристик, а также с учетом данных по генетической изменчивости данного вида. Выбор данного стенотопного вида, являющегося маркером широколиственной флоры и важным элементом палеореконструкций, позволил получить новые данные по динамике экосистем на Урале. Сравнительный анализ изменчивости желтогорлой мыши оценивали по размерным и морфотипическим характеристикам щечных зубов, это позволило сопоставить современные популяции позднечетвертичные остатки из отложений Уральского региона, а также привлечь для обобщения имеющиеся данные по европейской части ареала данного вида. Данный подход позволил оценить степень морфологического сходства позднечетвертичных и современных представителей желтогорлой мыши из локалитетов восточного края и центральной части ареала в контексте филогеографии данного вида.

Zykov S., Izvarin E. Variations in dental morphologies of yellow-necked mouse (Apodemus flavicollis Melchior, 1834) from Nizhneirginsky Grotto sediments (Middle Urals) in a phylogeographical context// Quaternary International. 2020. V. 546. P. 152-159.

С целью повышения точности палеоэкологических реконструкций характеристик наземных сообществ обобщены данные по преобразованию информации при переходе мелких млекопитающих из объектов биоценозов в субфоссильное состояние через стадию жертв сов-миофагов. Предложены критерии выделения трех групп жертв: 1) основные жертвы – составляют большую долю рациона, как по количеству добытых особей, так и по их массе и доминируют в отложениях; 2) альтернативные жертвы достигают существенной доли в питании периодически; 3) сопутствующие жертвы – либо обитают в биотопах, редко облавливаемых птицей, и/либо выходят за пределы предпочитаемого диапазона по массе. Впервые проведена экспериментальная оценка степени изменений характеристик моляров узкочерепной полевки (Microtus gregalis) из погадок сов. На одних и тех же образцах показано, что после прохождения через пищеварительную систему совы размеры зубов уменьшаются уже на начальных стадиях переваривания, что может внести погрешность при реконструкции размеров животных. Разрушение поверхностных слоев эмали и дентина жевательной поверхности приводит к почти полной утрате данных о микростачиваниях зубов. 

Получены данные, которые кардинально меняют представления о времени и причинах вымирания гигантских растительноядных млекопитающих Евразии (мамонт, шерстистый носорог и др.) на рубеже плейстоцена и голоцена. Установлено, что гигантский носорог эласмотерий вымер около 36 тыс. лет назад, практически на двести тысяч лет позже, чем считалось ранее. Вымирание гигантских растительноядных млекопитающих началось задолго до потепления климата и глобального расселения современного человека, датируемых 12–15 тыс. лет назад. Вымирание эласмотерия произошло вследствие экосистемных изменений, которые отразились на особенностях его питания, и не было вызвано потеплением климата или деятельностью современного человека, как это принято считать

Сравнение климатических сигналов в индивидуальных хронологиях сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.), произрастающей в сухих и сырых местообитаниях на северной границе распространения, показало, что с продвижением на восток в теплые сухие климатические периоды сигнал в ширине годичного кольца и максимальной плотности древесины ослабевает у сосны, произрастающей в сухих местообитаниях. В сырых местообитаниях даже в сухие теплые периоды теснота связи остается высокой

Разработана новая классификация экологических групп полевок (Arvicolinae, Rodentia) для палеоэкологических реконструкций условий природной среды позднего плейстоцена и голоцена Северной Евразии. Новизна подхода – в сужении критериев выделения групп по характеристике почвенного и растительного покрова (только стаций переживания и размножения, а не всей области распространения вида) с привлечением данных по трофической специализации и условиям норения

Впервые на основе анализа палео-ДНК выделены три генетических вида-двойника в группе крупных быков рода Bison на территории Северной Евразии в позднем плейстоцене: первобытный бизон (Bison priscus), зубр (Bison bonasus) и новый вид (Bison X), который возник в результате гибридизации первобытного бизона и предковой формы тура

На основе анализа разновременных ландшафтных снимков проведена реконструкция климатогенной динамики древесной и тундровой растительности в экотоне верхней границы леса за последние 110 лет на хребте Большой Таганай (Южный Урал). Показано, что верхняя граница произрастания березово-еловых редколесий и сомкнутых лесов поднялась выше в среднем на 40–100 м. Это обусловлено удлинением вегетационного периода, повышением температуры воздуха и мощности снежного покрова

На основе дендрохронологического анализа образцов плавниковой древесины выявлены источники, условия и время ее дрифта с Евразийского и Американского континентов в бассейн Северного ледовитого океана.

Впервые на Южном Урале обнаружены ископаемые остатки красного волка (Cuon alpinus), который в настоящее время обитает в горах Восточной Азии от Алтая и Приморья на севере до Индостана и Индокитая на юге. Эта находка, наряду с дикобразом, пещерными львом и гиеной, сближает фауну крупных млекопитающих Урала первой половины позднего плейстоцена с синхронными фаунами гор Южной и Средней Европы

Ольховские болота

Обобщены многолетние исследования Ольховской болотно-речной системы (ОБРС) используемой Белоярской АЭС в качестве естественного фильтра на пути жидких сбросов. Создана концептуальная модель радиоэкологического мониторинга зоны влияния жидких сбросов Белоярской АЭС. Показано, что за 35 летний период уровень загрязнения верхних слоев донных отложений Ольховского болота снизился за счет перераспределения радионуклидов с поверхностным стоком, миграции в глубину и естественного радиоактивного распада. После реконструкции сбросов в 2007 году вынос радионуклидов в открытую гидрографическую сеть снизился в 2–3 раза и составил для ⁹⁰Sr – 48,2∙10⁶ Бк∙год^–1, а ¹³⁷Cs – 94,8∙10⁶ Бк∙год^–1.Миграция радионуклидов на сопредельные с ОБРС территории ограничена прибрежной полосой затапливаемых почв. Радиоэкологическая ситуация, сложившаяся в ОБРС потенциально опасна. Развитие миграционных процессов (перемещение фронта загрязнения по вектору стока) может привести к увеличению выноса радионуклидов в открытую гидрографическую сеть и требует постоянного контроля.

Михайловская Л.Н. Коржавин А.В. Трапезникова В.Н., Трапезников А.В.Концептуальная модель и многолетние результаты радиоэкологического мониторинга зоны влияния жидких сбросов Белоярской атомной электростанции // Медико-биологические и социально-психологические проблемы безопасности в чрезвычайных ситуациях. 2020. №3. с. 68-75DOI 10.25016/2541-7487-2020-0-3-68-75

Обобщены данные о гетерогенности загрязнения почв и травянистых растений ⁹⁰Sr в зоне Восточно-Уральского радиоактивного следа в разных пространственных масштабах. Основные запасы ⁹⁰Sr (253–316 ТБк) сосредоточены в почвах центральной оси следа. Показано, что изменчивость коэффициентов накопления ⁹⁰Sr в травянистых растениях на 54% определяется их видовыми особенностями. На основании многолетних исследований дано научное обоснование новых возможностей рационального проведения мониторинга в зонах радиоактивного загрязнения.

На основе обобщения цикла радиоэкологических исследований впервые дана сравнительная характеристика пространственного распределения ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs и ^239,240Pu в почвенно-растительном покрове Приморского Края, острова Сахалин и полуострова Камчатка. Выявлена положительная зависимость запасов ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs в почвах от величины атмосферных осадков. Вклад ¹³⁷Cs от аварии на АЭС «Фукусима» составил от 1 до 22% от общего содержания радионуклида в почвах

Разработана методология оценки горизонтального распределения и миграции ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs, ^239,240 Pu в воде и пойменных почвах пресноводных водотоков, относящихся к Обь-Иртышскому бассейну

Обобщены результаты исследований генетической изменчивости у трех видов грызунов, обитающих в зоне Восточно-Уральского радиоактивного следа. Набор и частоты аллелей не различаются между выборками с ВУРСа и фоновых территорий, что, вероятно, обусловлено незначительным уровнем современных доз облучения