СО РАН

Экологические, генетические и эволюционные основы рационального использования, воспроизводства и охраны биологических ресурсов.

 Россия

В оглавление. Далее.

Центральным сибирским ботаническим садом завершено создание фундаментальной сводки "Флора Сибири", не имеющей аналогов в отечественной ботанике. К настоящему времени опубликовано 9 томов (из 14), находятся в издательстве 3, в 1996 году будут сданы последние 2 тома. Обработаны данные по таксономии и распространению в Сибири 145 семейств растений (расположенных по системе Энглера). Обнаружены и описаны 50 новых для науки видов, среди них копеечник чайный, остролодочник каспинский, горькуша оргаадай, безшипник Турчанинова.
Собрана крупнейшая коллекция видов рода Шалфей: ценных декоративных, лекарственных и пряно-ароматических растений. Исследованы биологические особенности 36 видов: онтогенез и сезонные ритмы развития, морозоустойчивость, способность к плодоношению, поврежденность болезнями и вредителями и др. В ассортимент декоративных растений для озеленения населенных пунктов Сибири включены 27 новых видов.
Произведена экспертная оценка состояния всех видов растений Новосибирской области по методике Международного союза охраны природы. Согласно этой методике 12 видов, ранее зарегистрированных в области, по-видимому, исчезли; 47 находятся на грани исчезновения, еще 50 в любой момент могут перейти в разряд исчезающих. Зарегистрировано около 200 редких видов и выявлены места их концентрации - это районы Салаира и Предсалаирья, долина р.Оби, юг Карасукского района.
Составлена также "Карта растительности Новосибирской области" в М1:500000. Сочетание детальных наземных исследований и дешифрование аэро- и космических снимков позволило выявить все разнообразие растительных сообществ и пространственную неоднородность растительного покрова.
Якутским институтом биологии совместно с Международным фондом охраны журавлей и Исследовательским центром общества диких птиц Японии проведена оценка состояния индигирской популяции сибирского белого журавля-стерха. В 1995 г. зарегистрирован наивысший прирост популяции - 3 птенца на 10 взрослых особей птиц - который объясняется хорошими гнездовыми условиями года и оптимизацией демографической структуры популяции (в воспроизводственный цикл включалось большое число птиц нового поколения половозрелого возраста). Впервые апробированный в Якутии наземный метод учета птиц показал целесообразность его дальнейшего применения не только на локальных территориях, но и при корректировке необходимых широкомасштабных авиаучетов.
Этим же Институтом совместно с Фондом охраны дикой природы (WWF-Швеция) и Министерством охраны природы Республики Саха открыта международная биологическая станция "Лена-Норденшельд" в дельте реки Лены. На станции планируется проведение исследований по вопросам экологического мониторинга, включающего проблемы загрязнения биоты, продуктивности экосистем, состояния редких и исчезающих видов и генофондов в целом и других научных и прикладных тем по якутскому сектору Арктики.
Выходит из печати "Атлас-определитель пелагобионтов озера Байкал с очерками по их экологии". Лимнологами собраны описания всех известных животных, обитающих в открытом Байкале, от простейших до рыб. В атласе впервые опубликованы диагнозы, определительные таблицы и очерки по экологии таких крупных групп животных, играющих большую роль в круговороте веществ и энергии в Байкале, как свободно живущие инфузории (84 вида) и жгутиконосцы (59 видов). Впервые подробно описана и проиллюстрирована морфология возрастных стадий доминирующих рачков пелагиали эпишуры, циклопа, макрогектопуса. Издание важно для развития международного научного сотрудничества на Байкале и для подготовки молодых биологов.
В том же Институте впервые на Байкале применен новый метод исследования таксономического разнообразия микроорганизмов, основанный на современных молекулярно-биологических подходах. Ранее доступной для изучения была лишь та небольшая часть природных популяций и сообществ микробов, которую удавалось культивировать в лабораторных условиях. В рассматриваемом исследовании большой объем воды, взятой в Байкале с глубины 1200 м, пропускали через ядерный фильтр с размером пор 0,2 мкм. Из собранных на фильтре микробов выделяли суммарную ДНК, амплифицировали эту ДНК с помощью полимеразной цепной реакции с универсальными праймерами к участку гена 16S pРНК, и клонировали полученный фрагмент. Секвенирование клонов выявило удивительно большое разнообразие: сравнение последовательностей с данными EMBL-банка показало, что в Байкале на больших глубинах присутствуют микроорганизмы, родственные протеобактериям, флавобактериям, планктомицетам, грамположительным бактериям. Всего в одном опыте было получено 48 различающихся по последовательности клонов из пробы объемом 1 литр. Это свидетельствует о том, что глубоководная часть Байкала, несмотря на характерную для нее гомогенность и постоянство экологических условий, имеет множество различных экологических ниш для микробов. По-видимому, в качестве таких ниш выступают седиментирующие из трофогенного слоя частицы разного состава и генезиса.
На Карасукском стационаре Института систематики и экологии животных совместно с Новосибирским зоопарком создан питомник для разведения редких (занесенных в Красную книгу) и хозяйственно- полезных видов животных. В настоящее время здесь изучаются биология, способы содержания, кормления и разведения нескольких видов зверей и птиц. Получен приплод от речной выдры, русской норки, беркутов, горных гусей. Впервые в стране в течение нескольких лет в вольерных условиях размножается азиатская дикуша. Накоплен опыт отлова, передержки и транспортировки птиц. Впервые создано маточное поголовье. Изучены брачный ритуал, яйцекладка, насиживание, естественная и искусственная инкубация яиц, рост и развитие молодняка. Получен сравнительный материал по размножению "диких" (отловленных в природе) и "домашних" (рожденных в питомнике) птиц.
В Институте систематики и экологии животных продолжены исследования по изучению систем коммуникации животных на примере муравьев. Экспериментально показано, что они обладают развитым символическим языком, могут не только передавать информацию, но и осуществлять арифметические действия: отнимать и прибавлять в пределах пяти.
Использовалась установка с 40 ветками, на одной из которых была кормушка. Ранее было установлено, что время контакта муравьев-разведчиков с фуражирами прямо пропорционально номеру (i) ветки с кормушкой, и I этап эксперимента соответствует этой ранней схеме, когда кормушка появляется на любой ветке случайно. На II этапе кормушка появляется на двух "особых" ( "А" и "В") ветках в 16 раз чаще. На III этапе кормушка снова появляется случайно на любой ветке, но время передачи информации резко сокращается, т.к. муравьи отсчитывают номер ветки с кормушкой не от начала установки, а от "особой" ветки, т.е. прибавляют и отнимают небольшие числа.
Институтом леса в рамках совместного российско-американского проекта "Экосис-темное управление лесами" создана автоматизированная система для анализа информации о состоянии лесов на локальном уровне, апробированная на примере одного из лесхозов Красноярского края. С помощью технологий ГИС осуществляется подбор участков леса для проведения полного цикла лесохозяйственных работ (рубки, естественное и искусственное лесовосстановление, уход за лесом, охрана от пожаров, защита от вредителей и болезней) с учетом требований экосистемного управления лесами. Полученные результаты являются необходимой основой для перехода лесного хозяйства на экологические принципы лесопользования, обеспечивающие устойчивое функционирование лесного комплекса.
Оптимизация мониторинга насекомых-вредителей одна из проблем организации рационального лесопользования. Институтом физиологии и биохимии растений впервые для обширной территории Азиатской России обобщена информация, картографически и в виде монографии, в системе "насекомое - дерево - растительное сообщество".
Институтом леса на примере ряда видов лиственниц и их вредителей - лиственничных почковых галлиц Палеоарктики - выяснено, что успешное заселение деревьев зависит от выработки галлицами приспособлений к физиологическим и фенологическим особенностям растения-хозяина. Микроэволюционные процессы идут на уровне локальных популяций - группировок галлиц, обитающих на каждом дереве. Показано, что крайняя степень специализации галлиц к индивидуальным особенностям деревьев - тупиковое направление взаимоотношений в системе дерево-насекомое. Она не позволяет галлицам из одной локальной популяции выжить на другом дереве. Результаты исследований легли в основу нового подхода к защите лесосеменных участков лиственницы от повреждений галлицами.
Институтом экологии природных комплексов изучаются онтогенетические аспекты развития генеративных ярусов кроны лесных хвойных растений, как структурной основы формирования их урожая.
На основе анализа расположения и сезонной динамики морфогенеза побегов разработана пространственно-временная модель половой дифференциации кроны кедра сибирского . Разработанная модель позволяет следить за онтогенезом крон, вести целевую селекцию на преобладание мужской или женской генеративной деятельности, формировать кроны и плантации. Модель может быть использована как базовая для изучения крон других хвойных пород - сосны, ели, пихты и лиственницы при естественном учете видового разнообразия.
На рисунке видно, что закладка мужских органов происходит раньше и в средней части кроны, закладка женских позднее и в верхней части кроны. Между ними и в нижней части кроны располагаются бесполые ярусы. Женский ярус определяет урожайность кедра, мужской - опыление.
В Институте почвоведения и агрохимии при поддержке РФФИ создана база данных "Органический углерод в почвах Сибири". Почвенный покров Сибири, составляя 7,3% от почв биосферы, содержит 13,1% мирового почвенного запаса органического углерода (Сорг). Выявлено его географическое распределение в современном почвенном покрове Сибири. Наибольшие запасы Сорг в болотных (24%) и горно-лесных (25%) почвах, 31% приходится на тундровые, мерзлотно-таежные и горно- тундровые почвы. В степной же зоне, в черноземах и каштановых почвах, аккумулировано лишь 7%.
Основной фонд пахотных почв (19,4·106 га) расположен в Западной Сибири. Установлено, что за 100 лет культивации они потеряли 11,2·108 т С, то есть 29% исходного количества. Пахотные почвы теряют Сорг как за счет эрозии, так и за счет минерализации гумуса. Десятая часть потерь приходится на эрозию, остальное - на минерализацию, с выходом в атмосферу в виде CO2 (10,1·108 т).
Подсчитано, что болота Западной Сибири (30·106 га) в результате накопления торфа за те же 100 лет аккумулировали около 10·108 т С. Это свидетельствует о том, что Западная Сибирь является одним из двух, наряду с Канадой, географических регионов Земли, где почвенные потери и накопления органического углерода сбалансированы.
Этим же Институтом подготовлена к печати эколого-мелиоративная карта засоленных почв Барабинской низменности в масштабе 1:500000 и пояснительная записка к ней. Карта уникальна, базируется на комплексном ландшафтно-генетическом подходе и дает информацию о состоянии и перспективах устойчивости природных систем к мелиоративному воздействию. В качестве критерия устойчивости впервые предложен и использован эколого-мелиоративный потенциал территории ЭМПт.
Бурятским институтом биологии обобщены многолетние исследования по биогеохимии цинка (биофильного элемента, активно влияющего на рост и фотосинтез растений) в почвах Западного Забайкалья. Всего изучено 82% площади почв региона. Установлены особенности пространственной и вертикальной дифференциации цинка в почвах, а также видовая экологическая специфика его накопления в растениях. Выявлен 40-80% дефицит цинка в почвах региона и слабая обеспеченность им степной, луговой и культурной растительности.
Институт систематики и экологии животных совместно с Новосибирским институтом органической химии завершил работы по изучению репеллентной и акарицидной активности природных растительных соединений и их синтетических аналогов по отношению к имаго таежного клеща. В результате исследования более чем 200 образцов соединений выявлено, что летучие природные репелленты не обладают достаточной персистентностью и не могут быть использованы в качестве основных действующих веществ репеллентных препаратов. Впервые установлено, что секопроизводные циклические монотерпенов 3-карена и альфа-пинена оказывают парализующее действие на клещей. Среди этих соединений наиболее перспективным веществом для использования в качестве средств индивидуальной защиты от нападения клещей является хризантемовая кислота, обладающая мощным парализующим действием и длительно сохраняющая свою активность.

В оглавление. Далее.

СО