Основные достижения ИЭРиЖ за 2017 г.

Публикуем на сайте основные достижения Института, вошедшие в научный отчет за 2017 г.

Важное место среди них занимает детальный разбор с позиций экологии критической ситуации, сложившейся на Ямале, где многолетний перевыпас домашних оленей привел к катастрофическому истощению и деградации пастбищных тундровых экосистем, что неизбежно ставит под угрозу само существование на этой территории традиционной этнической формы хозяйствования. Рассмотрены причины и обстоятельства развития конфликта между ненецким оленеводством и существующими природными механизмами сохранения целостности экосистем. Показано, что сложившаяся в ЯНАО оленеводческая система близка к коллапсу, а попытки ее поддержания без учета экологических ограничений обречены на провал.

Заметных результатов удалось достичь в изучении морфофизиологических особенностей инвазивных видов животных (на примере восточноевропейской полевки) и растений (в частности клена ясенелистного и борщевика Сосновского), раскрыты некоторые механизмы, влияющие на успех их внедрения в новые местообитания.

Часть достижений важны с методической точки зрения, поскольку позволяют:

Интересные результаты удалось получить при изучении грызунов, обитающих в районах хронического химического и радиационного загрязнения на Урале.

Совместно с коллегами из ФНЦ Биоразнообразия ДВО РАН обобщены сведения по пространственному распределению техногенных радионуклидов в почвенно-растительном покрове Дальневосточного региона России и оценен вклад в загрязнение этих территорий аварийных выбросов от АЭС «Фукусима» в 2011 г.

В соавторстве с зарубежными коллегами опубликована обобщающая сводка «Изучение аномалий в естественных популяциях амфибий» (на английском языке)

Среди направлений исследований, по которым в 2017 г. был достигнут существенный прогресс - изучение экологической и эволюционной обусловленности географического распределения различных таксономических групп живых организмов:

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)


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)



Обобщены данные многолетнего исследования (22 года) динамики структуры и обилия сообществ мелких млекопитающих до и после аномальной засухи 2010 г. в лесостепной зоне Южного Урала. Обнаружено, что засуха стала триггером быстрых качественных и количественных экосистемных изменений. Зарегистрированы резкое обеднение видового состава сообщества и широкий спектр ответов видовых популяций: от сохранения стабильной динамики численности до полного ее краха. Результаты показывают, что последствия подобных экстремальных событий длительно простираются во времени, закрепляясь в чреде поколений. Результаты вносят вклад в понимание реакции биоты на экстремальные климатические события. Использование результатов в прикладной области важно для расширения теоретической базы экологического мониторинга.

Grigorkina E.B., Olenev G.V. Long-term changes in small mammals population of forest-steppe zone (Southern Urals) caused by extreme drought // Russian Journal of Ecology. 2024. № 6. (в печати) (УБС2, WoSQ3, IF(JCR)=1.0, ScopusQ4)


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)


В связи с необходимостью выполнения поручения Президента России (№ Пр-464) по разработке Программы восстановления ценных видов сиговых рыб Обь-Иртышского бассейна выполнена оценка состояния воспроизводства чира Оби. На основании данных о численности генераций, полученных в 1981–2023 годах на основных нерестовых реках, сделаны выводы о демографической ситуации в популяции чира, о влиянии антропогенных факторов и водности поймы Оби на воспроизводство. Установлено, что решающее значение в воспроизводстве чира в 80-х и 90-х годах  принадлежало реке Северная Сосьва. В последние годы резко возросла роль северных нерестовых притоков Войкар и Собь. Данные по естественному воспроизводству за многолетний период показывают, что обской чир в настоящее время нуждается гораздо больше в охранных мероприятиях, нежели в искусственном воспроизводстве. Основным гарантом сохранения чира служат ненарушенные нерестилища в уральских притоках Нижней Оби, обеспечивающие высокое выживание икры в условиях образования обильных зажоров.

Bogdanov V.D., Koporikov A.R., Melnichenko I.P., Kshnyasev I.A., Goskova O.A., KizhevatovYa.A. Abundance Dynamics of Broad Whitefish (Coregonus Nasus (Pallas, 1776)) Generations Inhabiting the Lower Reaches of the Ob River in the Period of 1981–2023 // Russian Journal of Ecology. 2024. Т. 55. № 5. С. 371–381. DOI: 10.1134/S1067413624602665 (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


Исследование малоизученных групп бабочек позволило обнаружить и описать 4 новых для науки вида, включая 1 род и 1 подрод. Скорректирована систематика малоизученных групп бабочек, проиллюстрированы диагностические признаки видов, сделаны уточнения ареалов и особенностей распространения.

Korb S.K., Gorbunov P.Yu., Melyakh S.F. New data on the systematics and distribution of snout moths of the genus EvergestisHübner, [1825] in Kyrgyzstan (Lepidoptera: Crambidae) // Zootaxa, 2024. № 5477 (1). P. 066–072. DOI: 10.11646/zootaxa.5477.1.4(УБС2, WoSQ3, IF(JCR)=0.8, ScopusQ2)

Volynkin A.V., Dûda J., Saldaitis A., Benedek B., Titov S.V., Kalashian M., MatovA.Yu., Gorbunov P.Yu., Tóth B. On the taxonomy of the genus Cteipolia Staudinger (Lepidoptera: Noctuidae: Noctuinae) with descriptions of two new species from Transcaucasia and Central Asia // Ecologica Montenegrina, 2024. № 77. P. 146–160. DOI: 10.37828/em.2024.77.15(УБС2, ScopusQ2IF(SJR)=0.49)

Titov S.V., Gorbunov P.Yu., Chernila M., Matov A.Yu., Volynkin A.V. New data on the distribution of Cteipoliamurina (Ménétriés, 1848) (Lepidoptera: Noctuidae: Noctuinae: Xylenini) // Ecologica Montenegrina. 2024. № 71. P. 269–283. DOI: 10.37828/em.2024.71.29

Makhov I.A., Gorbunov P.Yu., Lukhtanov V.A. Lythria (Microlythriasubgen. nov.) venustata Staudinger, 1882 (Lepidoptera: Geometridae): distribution and description of the female, with a brief review of the genus // Zootaxa, 2024. – № 5448 (1). – Pp. 029-048. DOI: 10.11646/zootaxa.5448.1.2

Beljaev E.A., Gorbunov P.Yu., Korb S.K. A new genus and species of lappet moths (Lepidoptera: Lasiocampidae) from Central Asia with notes on the systematics of the family // Zootaxa, 2024.(в печати)


Под названием рододендрон камчатский понимают два близкородственных вида относящихся к роду Therorhodion (подроду согласно старой номенклатуре). Данные виды Tcamtschaticum и Tglandulosum 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)


Впервые генетическими маркерами показано разделение близких видов дубов крымско-кавказского региона (секц. Quercus) со сложной систематикой. С помощью 18 ядерных микросателлитных локусов исследована дифференциация семи таксонов дуба из 29 популяций Северного Кавказа, Закавказья, Крыма и северо-восточной Европы. Показана возможность диагностировать таксономическую принадлежность индивидуумов, выявляя при этом гибридные образцы. Уточнен статус ряда спорных таксонов. Выделенные генетические кластеры могут быть использованы как типовые образцы для дальнейших популяционно-генетических исследований дубов – при изучении процессов гибридизации, установления видовой принадлежности, уточнения распространения таксонов, их экологических особенностей, а также ведения лесного хозяйства и создания программ сохранения генетических ресурсов в южных регионах страны.

Семерикова С.А., Алиев Х.У., Семериков В.Л. Дифференциация и таксономическая идентификация робуроидных дубов крымско-кавказского региона по ядерным микросателлитным маркерам // Генетика. 2024. Т. 60, № 8, с. 28–47. DOI:10.31857/S0016675824080035 [Semerikova S.A., Aliev K.U., Semerikov V.L. Differentiation and Taxonomic Identification of Roburoid Oaks in the Caucasian and Crimean Regions Using Nuclear Microsatellite Markers // Russian Journal of Genetics. 2024. V. 60. P.1022–1039.DOI: 10.1134/S1022795424700492 (УБС3, WoS Q4, IF(JCR)=0.6, Scopus Q4)

Семерикова С. А., Семериков В. Л. Молекулярная систематика робуроидных дубов (Quercus L. секция Quercus, Fagaceae) Кавказа и прилегающих регионов: сравнение данных по изменчивости ядерного генома с морфологическими данными // Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии. Специальный выпуск «Камелинские чтения». Т. 23, №1. Барнаул: изд-во Алт. ун-та, 2024. Т. 23. №. 1. С. 251–255. DOI:0.14258/pbssm.2024045 (IF(РИНЦ)=0.2)


Для оценки хода естественного восстановления лесов в зоне Восточно-Уральского государственного заповедника (ВУГЗа) проведена верификация и актуализация таксационных параметров. Были разработаны модели динамики роста деревьев и актуализированы современные таксационные характеристики для всей территории заповедника. Создана серия карт уровней загрязнения почв заповедника 90Sr (основной загрязнитель), разнообразия биоценозов, запаса древесины,видового и возрастного состава лесов. На основе данных о плотности загрязнения почв 90Sr и коэффициентов его перехода в древесину, кору, ветки и листья/хвою были рассчитаны запасы 90Sr в лесах. Основной запас 90Sr накоплен в почвах (~97.9%), в древостоях он составляет ~2.1% от общего содержания радионуклида в лесах. Показано, что лесная продукция на большей части заповедника, согласно санитарным правилам, не может быть использована в практических целях. (ИЭРиЖ УрО РАН, д.б.н. Позолотина В.Н., к.б.н. Модоров М.В., к.б.н. Михайловская Л.Н., к.т.н. Шалаумова Ю.В., к.с-х.н. Григорьев А.А., 8(343)210-38-58 (доб.1118), pozolotina@ipae.uran.ru).

Pozolotina V.N., Shalaumova Y.V., Lebedev V.A., Grigor’ev A.A., Modorov M.V., Mikhaylovskaya L.N., Tarasov O.V. Forests in the East Ural Radioactive Trace: structure, spatial distribution, and the 90Sr inventory 63 years after the Kyshtym accident // Environmental Monitoring and Assessment. 2023. 195(6). Art. 632. DOI: 10.1007/s10661-023-11300-y (WoS Q3, IF=3.0, Scopus Q2, УБС2)


Впервые исследованы иммуногематологические параметры бореального оседлого вида рукокрылых Урала прудовой ночницы Myotis dasycneme в сезонные периоды жизненного цикла. Обнаружено, что в условиях гибернации (спячки) наблюдается значительный лимфоцитарный профиль (50.6–53.5%), что обеспечивает иммунный «надзор» и специфически реактивную активацию приобретенного адаптивного иммунного ответа. Показано отсутствие значимых половых различий по исследованным параметрам красной крови, что отражает универсальность адаптивной реакции.При изучении репродуктивной стратегии популяций охраняемого вида – северного кожанка Eptesicus nilssonii на Среднем Урале детально описаны полевые признаки особей разных репродуктивных и возрастных групп, получены уникальные сведения о сезонных особенностях гона данного вида. Результаты позволят существенно оптимизировать меры долговременного мониторинга при решении задач сохранения популяций летучих мышей. (ИЭРиЖ УрО РАН, акад., д.б.н. Большаков В.Н., д.б.н. Ковальчук Л.А., к.б.н. Черная Л.В., к.б.н. Первушина Е.М., Мищенко В.А. 8(343)266-11-42,vladimir.bolshakov@ipae.uran.ru).

Ковальчук Л.А., Мищенко В.А., Черная Л.В., Снитько В.П., Большаков В.Н. Сезонная изменчивость иммуногематологических параметров периферической крови прудовой ночницы Myotis dasycneme (Boie, 1825), обитающей на Урале // Доклады Российской Академии наук. Науки о жизни. – 2023. – Т. 510. – № 1. С. 278–282. DOI: 10.31857/S2686738922601072 (WoS N/A, IF=0.771, Scopus Q3, УБС2)

Первушина Е.М., Большаков В.Н. Особенности биологии северного кожанка (Eptesicus nilssonii, Vespertilionidae, Chiroptera) на Среднем Урале // Зоологический журнал. 2023, том 102. № 4. С. 466–474. DOI: 10.31857/S0044513423040116 (WoS Q4, IF=0.5, Scopus Q4, УБС2)

,

Выявлены принципиальные отличия отдаленных последствий хронического радиационного и химического воздействия, оцененные по изменчивости жизнеспособности семенного потомства, а также про- и антиоксидантного статуса подорожника большого в череде поколений. Признаки стимуляции роста корней и повышения маркера окислительного стресса – малоновогодиальдегида (МДА) обнаружены у потомков подорожника из зоны ВУРСа в трех поколениях после снятия стресса. Активность супероксиддисмутазы (СОД) нормализовалась со второго поколения. У семян из зоны ВУРСа отмечено увеличение концентрации низкомолекулярных антиоксидантов (НМАО), но трансгенерационного эффекта не наблюдалось. Обнаруженный в зоне КМЗ эффект коротких корней сохранился до третьего поколения. Биохимические показатели в зоне КМЗ нормализовалась после первого поколения. (ИЭРиЖ УрО РАН, д.б.н. Позолотина В.Н., к.б.н. Шималина Н.С., к.б.н. Антонова Е.В., 8(343)210-38-58 (доб.1118), pozolotina@ipae.uran.ru).

Shimalina N.S., Pozolotina V.N., Orekhova N.A. Stress memory in two generations of Plantago major from radioactive and chemical contaminated areas after the cessation of exposure // International Journal of Radiation Biology. 2023. Vol. 99(8). P. 1228-1238. DOI: 10.1080/09553002.2023.2146232 (WoS Q1, IF=2.6, Scopus Q2, УБС2)


С помощью измерения рН корки сосны в лесах Екатеринбурга исследован краевой эффект: на какое расстояние в глубину леса проникает атмосферное загрязнение от дорог и городского окружения. В лесопарках и в пригородных лесах подщелачивание корки было заметно на одинаковых расстояниях от края леса – 70–160 м, в среднем, около 100 м. В городе из-за повышенного атмосферного загрязнения сила эффекта больше примерно в 2 раза, чем в пригородных лесах. Работа имеет практическое отношение к оценке ширины защитной полосы леса. Для защиты от атмосферной пыли городов она должна быть не менее 100 м. Результаты могут быть рекомендованы для представления в Департамент архитектуры, градостроительства и регулирования земельных отношений Администрации города Екатеринбурга и Департамент Федеральной службы по надзору в сфере природопользования по Уральскому федеральному округу. (ИЭРиЖ УрО РАН, проф. РАН, д.б.н. Веселкин Д.В. 8(343)266-64-84, veselkin_dv@ipae.uran.ru)

Veselkin D.V. Urbanization increases the range, but not the depth, of forest edge influences on Pinus sylvestris bark pH // Urban Forestry & Urban Greening. 2023. V. 79. 127819; DOI: 10.1016/j.ufug.2022.127819 (WoS Q1, IF=6.4, Scopus Q1, УБС1)


X