научный журнал по биологии Журнал общей биологии ISSN: 0044-4596

МАРТЫНЕНКО В.Б., МИРКИН Б.М., НАУМОВА Л.Г. — 2012 г.

РАКИТИН С.Б., ЧЕПРАКОВ М.И. — 2012 г.

Исследование взаимосвязи между уровнем хромосомных нарушений и демографическими параметрами было выполнено на особях из природной популяции рыжей полевки (Clethrionomys glareolus) из локалитета, находящегося на Среднем Урале в подзоне южной тайги (57°15' с.ш., 58°44' в.д.). С помощью рутинных методов цитогенетического анализа изучали изменчивость частоты структурных хромосомных аберраций, пробелов и изменений числа хромосом в клетках костного мозга рыжих полевок. Влияние демографических параметров: плотности популяции, возраста, пола и репродуктивного статуса на цитогенетические показатели – оценивали с помощью лог-линейного анализа. Обнаружено уменьшение доли особей с повышенной частотой клеток со структурными хромосомными нарушениями и пробелами с увеличением популяционной численности. Этот результат согласуется с представлением, что меньшее количество мутаций в соматических клетках благоприятно для повышения выживаемости организмов. В основе возникновения подобной закономерности может лежать естественный отбор, вызывающий перестройку генетической структуры популяции, либо эти изменения могут быть побочным результатом других процессов, протекающих в популяции в ходе динамики численности. Высокая популяционная плотность приводит к увеличению среди сеголеток доли особей, имеющих повышенную частоту клеток с нарушениями числа хромосом. Подобное возможно в результате асимметричной интерференционной конкуренции взрослых особей по отношению к сеголеткам. По нашим данным, доля животных, имеющих повышенную частоту соматических клеток со структурными хромосомными аберрациями и нарушениями числа хромосом, существенно увеличивается c возрастом, что согласуется как с теоретическими представлениями, так и с экспериментальными данными. Пол и участие в размножении не оказывают достоверного влияния на уровень цитогенетической нестабильности.

БАЯНОВ А.В., МИРКИН Б.М., НАУМОВА Л.Г., САЙФУЛЛИНА Н.М., ЯМАЛОВ С.М. — 2012 г.

В последние десятилетия выполнены многочисленные исследования динамики растительности и расширился спектр исследуемых объектов. Однако для анализа сукцессий практически не используется синтаксономия, которая позволяет выявлять закономерности изменений растительности. Перспективность приложения синтаксономии для изучения динамики растительности показана на примерах анализа сукцессий пастбищной дигрессии, изменений растительности под влиянием рекреации, восстановительных сукцессий на месте заброшенных поселений. Обсуждается особая роль, которую играет анализ синтаксономического спектра серийных растительных сообществ. Этот анализ позволяет оценивать сукцессионный статус сообществ по соотношению в их флористическом составе видов из ценофлор классов, представляющих разные сукцессионные стадии растительности.

ВИНАРСКИЙ М.В. — 2012 г.

Проявления географической изменчивости известны практически во всех группах организмов. Однако реальность географической изменчивости у пресноводных моллюсков (двустворчатых и брюхоногих) в прошлом нередко отрицалась. Считалось, что для этих животных характерна не ориентированная в пространстве изменчивость, когда в каждом конкретном местообитании фор- мируется своя локальная раса. Вплоть до начала 1970-х годов не существовало статистического подтверждения существования географических клин у пресноводных моллюсков. Однако до сих пор лишь небольшое число видов изучено в этом отношении, что не позволяет выявить какие-то общие закономерности географической изменчивости в этой группе. Для большинства изученных видов установлено статистически значимое сокращение размеров раковины в направлении с юга на север. По-видимому, это объясняется не прямым воздействием низких температур, а сокра- щением в высоких широтах теплого периода года, в течение которого возможен рост моллюсков. Некоторые виды пресноводных легочных моллюсков демонстрируют клинальную изменчивость пропорций раковины, что заставляет отказаться от разделения их на подвиды, поскольку границы между ними исчезают при детальном изучении географической изменчивости таксономически значимых признаков. Ещё меньше информации о географической изменчивости анатомических признаков. Однако по крайней мере у одного вида прудовиков (Lymnaea terebra) обнаружено кли- нальное изменение пропорций копулятивного аппарата в направлении с юга на север. Дальнейшие исследования географической изменчивости пресноводных моллюсков должны дать ответ на во- прос о том, являются ли географические клины истинно адаптивными, т.е. имеют ли они генетиче- ский базис, либо возникают вследствие модифицирующего воздействия условий обитания.

ГУДЕЙ А. ДЖ., КАМЕНСКАЯ О.Е., МЕЛЬНИК В.Ф. — 2012 г.

Как показали наши предыдущие исследования, гигантские простейшие (ксенофиофории и комокиации) являются одной из ключевых групп глубоководного мега- и макробентоса, доминируя в некоторых районах Мирового океана как по численности, так и по биомассе. Анализ 38 600 фотографий морского дна с 42 фоторазрезов и фауны из 30 бокскореров, взятых в Российском разведочном районе поля железомарганцевых конкреций в зоне разлома Кларион–Клиппертон, выявил разнообразную и обильную фауну этих организмов. Ксенофиофории были обнаружены на 70% фотографий морского дна. Их численность составляла в среднем 1600 экз/га (69% общей численности мегабентоса), тогда как численность следующей по обилию группы – актиний, не превышала 170 экз/га. Максимальная численность ксенофиофорий, определенная по фотографиям, составляла 12 особей на м 2 (или 120 000 особей на гектар). В бокскорерах ксенофиофории встретились приблизительно в 30% проб. Наиболее часто встречающейся группой макробентоса в бокскорерных пробах были комокиации. Они отмечены в 100% проб донных осадков. Ранее было показано, что в присутствии ксенофиофорий и комокиаций численность и видовое разнообразие других групп мега-, макро- и мейобентоса возрастает. Таким образом на площади Российского разведочного района гигантские простейшие являются образующими сообщество организмами и их изучение особенно важно в свете планируемой добычи полиметаллических руд в этом районе и для понимания хода восстановления донных сообществ после добычи. В исследованном материале мы нашли 6 видов ксенофиофорий, из которых 4 вида новые, а также 25 видов комокиаций, большая часть из которых ранее была неизвестна.

МЕЩЕРСКИЙ И.Г., ФЕОКТИСТОВА Н.Ю., ЧЕРНОВА О.Ф. — 2012 г.

С помощью молекулярно-генетического маркера (объединенные вместе последовательности гена цитохрома b и контрольного региона мтДНК) выявлены материнские линии видов рода Phodopus, послужившие исходным материалом для создания искусственных популяций этих одомашненных видов, в том числе их цветных форм, во многих странах мира. Животные были приобретены в зоомагазинах Европы, Юго-Восточной Азии и Северной Америки: девять особей (семь гаплотипов) Ph. campbelli, 17 зверьков (шесть гаплотипов) Ph. sungorus и пять (один гап- лотип) Ph. roborovskii. Полученные последовательности мтДНК сравнивали с 63 гаплотипами Ph. campbelli, 26 Ph. sungorus и 26 Ph. roborovskii, известных из природных популяций. Показа- но, что все цветные Ph. campbelli были получены от разведения диких особей Западной гапло- группы. Наиболее близки к гаплотипам цветных зверьков, гаплотипы хомячков из разных р-нов Тувы. Цветные Ph. sungorus разделяются на две группы. В Москве и Санкт-Петербурге содержат животных, полученных от особей из изолята в Минусинской котловине. В странах Европы и Юго- Восточной Азии - животных, происходящих от предков из Карасукского р-на Новосибирской обл. Цветные Ph. roborovskii - потомки животных из Зайсанской котловины, и их гаплотипы соответ- ствуют гаплотипу одного из отловленных нами в природе зверьков. У цветных хомячков, в отличие от хомячков с природным окрасом, нормальное состояние волосяного покрова нарушено. Об этом свидетельствуют его тусклость, разлохмаченность, свойлачиваемость, изменение соотношения волос разных категорий и их размерных характеристик, деформация стержня вплоть до переги- бания под прямым углом и расщепления верхних отделов, растрескивание кутикулы, изменение конфигурации и расположения сердцевины, неравномерное развитие коры. Предполагается, что эти деструктивные изменения связаны с генетическими особенностями цветных форм.

ИЛЬИНЫХ А.В., ПОЛЕНОГОВА О.В. — 2012 г.

Впервые продемонстрировано, что вирусная инфекция может формироваться у насекомых, выживших после инфицирования непарного шелкопряда в фазе гусеницы вирусом ядерного полиэдроза (ВЯП), и вызывать смертность особей, как минимум, в течение двух генераций (период наблюдения). Передача вируса дочернему поколению происходит как самцами, так и самками насекомых, выживших после инфекции. С помощью метода ПЦР показано, что уровень вирусоносительства у непарного шелкопряда в поколениях F 1 и F 2 выше, чем количество погибших от полиэдроза насекомых.

БАННИКОВА А.А., ЛЕБЕДЕВ В.С., МЕЩЕРСКИЙ И.Г., ПОПЛАВСКАЯ Н.С., СУРОВ А.В. — 2012 г.

Используя сочетание разных концепций вида в приложении к морфологическим, кариологическим, молекулярным и гибридологическим данным, в данной работе рассматриваются взаимоотношения трех хромосомных форм барабинских хомячков надвидового комплекса Cricetulus barabensis sensu lato (Cricetidae, Rodentia) - barabensis, pseudogriseus и griseus. Краниометрические данные демонстрируют скорее подвидовой уровень различий между кариоформами. Цитогенетические различия кариоформ также невелики и соответствуют уровню хромосомных рас в пределах одного вида. Анализ митохондриального гена цитохрома b (cytb) показал, что уровень различий между формами составляет 2.3-4.1%. Такой уровень различий может как соответствовать внутривидовому, так и характеризовать близкие виды. В результате опытов по экспериментальной гибридизации были получены гибридные выводки от разных комбинаций спаривания между тремя кариоформами, также была подтверждена плодовитость как гибридных самок, так и самцов. В природе существует несколько зон, в которых возможен контакт кариоформ barabensis и pseudogriseus. В одной из них в Центральной Монголии хромосомный анализ выявил двух самцов с нетипичным кариотипом. По числу и форме хромосом этот кариотип может соответствовать гибриду второго и последующих поколений, однако типирование гена cytb и интрона, локализованного в Y-хромосоме (DBY1), не выявило следов современной или древней гибридизации. Во второй зоне возможного контакта этих кариоформ в Южной Бурятии популяции barabensis и pseudogriseus разделены р. Чикой и расстояние между ними не превышает 5 км. Тем не менее ни в одной из этих популяций путем кариологического и молекулярного анализов не было выявлено хомячков с нестандартным кариотипом и следов генного потока. Результаты теста Таджимы, анализа распределения попарных различий и показатели нуклеотидного разнообразия, полученные на основе анализа полных последовательностей гена cytb, позволяют предположить, что обе исследованные зоны контакта сформировались достаточно давно и отсутствие потока генов не может объясняться их недавним возникновением. Таким образом, исследованные кариоформы представляют собой независимо развивающиеся эволюционные линии.

ГАЛИЦКИЙ В.В. — 2012 г.

Представлена секционная модель динамики биомассы ветвей всех порядков свободно растущего дерева, являющаяся расширением предложенной ранее секционной модели динамики биомассы дерева и демонстрирующая колоколообразную динамику биомассы ветвей дерева и соответственно ограниченность числа порядков ветвей. Важным элементом модели веточной системы является межмутовочная зеленая биомасса. Модель параметризована с использованием литературных данных о длительностях жизни ветвей разных порядков и возрасте, в котором достигается максимум биомассы скелетных ветвей ели обыкновенной Picea abies (L.) Karst. При дополнении модели динамики биомассы регулярной веточной системы известными особенностями роста ели – начальным торможением роста и наличием межмутовочных ветвей – получено хорошее приближение натурных данных модельными величинами. Описан возможный механизм появления межмутовочных ветвей – реакция на улучшение условий роста дерева и их функция в процессе роста дерева – замена регулярных ветвей, неспособных к такой реакции. Возможно, что пробуждение спящих/адвентивных почек, дающих начало межмутовочным ветвям, инициируется повышением давления ассимилятов во флоэмной системе дерева, о чем свидетельствуют также опубликованные результаты экспериментов по декапитации ветвей Wollemia nobilis (Araucariaceae).

КОРАБЛЁВ Н.П., КОРАБЛЁВ П.Н. — 2012 г.

Для изучения особенностей морфологической изменчивости в транслоцированных группах млекопитающих использованы два подвида бобра (Castor fi ber orientoeurоpaeus и Castor fi ber belorussicus) с документированной историей формирования популяций. Изменчивость количе- ственных и качественных признаков в сформированных популяциях не имеет однозначно выра- женной направленности. Основная тенденция - возрастание диверсификации адаптивных норм по размерам. Наблюдается слабо выраженное увеличение уровня флуктуирующей асимметрии, снижение полиморфизма неметрических признаков и возрастание доли редких аббераций, что может быть связано с близкородственным скрещиванием в период формирования прапопуляций. Результаты исследования позволяют считать внутривидовую дифференциацию следствием адап- тивной изменчивости (адаптациогенеза) или гибридизации подвидов. Стохастические же процес- сы (дрейф генов, эффект основателя) не оказывают существенного влияния на морфологическую изменчивость. Различия дискретных и размерных признаков свидетельствуют о своеобразии по- пуляционных группировок.

НЕПОМНЯЩИХ В.А. — 2012 г.

Поведению животных, в том числе беспозвоночных, присуща спонтанная, внешне произвольная изменчивость. Она является результатом стохастических процессов в нервной системе. Нелинейная динамика приводит к тому, что случайные флуктуации (например, флуктуации активности отдельных нейронов) усиливаются и приводят к изменениям в поведении животного. Ряд исследователей, в частности Бьорн Брембс, рассматривают эти стохастические процессы как механизм, позволяющий порождать разные варианты поведения. В результате у животного появляется возможность выбрать тот или иной вариант. Таким образом, по Брембсу, появляется естественнонаучная основа для объяснения свободы воли, до сих пор обсуждавшейся только в рамках философских наук. Согласно Брембсу, проявления свободы воли у животных разного эволюционного уровня, включая беспозвоночных, лишь количественно отличаются от её проявлений у человека. Мы рассматриваем аргументы Брембса и показываем, что стохастические процессы на деле не порождают одновременно разные варианты поведения и поэтому не предоставляют животному возможность реального выбора между вариантами. Соответственно нет и причин говорить о едином объяснении спонтанной изменчивости поведения беспозвоночных и свободы воли у человека.

ВОРОБЬЕВ Н.И., ПРОВОРОВ Н.А. — 2012 г.

Симбиозы - чрезвычайно удобные модели для изучения целостности биосистем, которая харак- теризует их структурно-функциональную организованность, позволяющую партнерам адекватно реагировать на изменения внешней среды. Анализ различных форм растительно-микробного и жи- вотно-микробного симбиоза показал, что качественное возрастание его целостности происходит при факультативных и экологически облигатных взаимодействиях партнеров, достигая кульми- нации при генетически облигатных взаимодействиях. С помощью математических моделей уста- новлено, что функциональная целостность N2-фиксирующего бобово-ризобиального симбиоза (согласованность изменений генотипических частот партнеров при флуктуациях факторов среды) коррелирует с его экологической эффективностью, которая возрастает под действием отбора. Его результатом является установление тесных регуляторных связей партнеров, которое приводит к их генетической интеграции - становлению симбиогенома. Генетическая целостность симбиоза определяет его высокий эволюционный потенциал, основанный на: а) эпигенетическом наследо- вании хозяином признаков симбиоза, которое может происходить в форме вертикальной переда- чи либо самих микросимбионтов, либо полученных от них генов; б) отношениях межвидового альтруизма, который связан с положительными обратными связями партнеров, определяющими экологическую эффективность мутуалистического взаимодействия. Реализация этого потенциала приводит к глубокой генетической интеграции изначально независимых партнеров, вплоть до их объединения в новые целостные организмы.

ЗЛОБИН Ю.А. — 2012 г.

МАРТЫНЕНКO В.Б., МИРКИН Б.М., НАУМОВА Л.Г. — 2012 г.

БУТОВСКАЯ М.Л., ВЕСЕЛОВСКАЯ Е.В., ЕРМАКОВА И.В., РОСТОВЦЕВА В.В., СЕЛЬВЕРОВА Н.Б. — 2012 г.

Настоящая работа представляет собой исследование в области ольфакторной коммуникации у человека. Обсуждаются результаты эксперимента по выявлению способности определять по запаху некоторые биологические и психологические характеристики. Женщинам-экспертам предлагали образцы запаха пота мужчин, различавшихся по набору антропометрических (межзрачковое расстояние, высота и ширина нижней челюсти и пр.) и поведенческих характеристик (черты личности по пятифакторному опроснику NEO, склонность к риску, психологическая оценка маскулинностифемининности, самооценка по агрессивности). Наряду с этим у мужчин определяли гормональный статус (тестостерон и кортизол). Полученные результаты подтвердили значимость информации, получаемой ольфакторным способом, для оценки качеств потенциального партнера. Женские оценки мужских запахов различались в зависимости от фазы месячного цикла.

ГРАБОВСКИЙ В.И. — 2012 г.

Первые этапы эволюции предостерегающей (апосематической) окраски, когда аберрантные по окраске особи редки, а у хищников еще нет ассоциации между окраской и несъедобностью, включа- ют область отрицательного отбора. Предлагается имитационная модель, в которой эта проблемная область преодолевается в небольшой однополой популяции посредством индивидуального отбора в направлении увеличения заметности окраски несъедобных жертв. Показано, что таким спосо- бом предостерегающая окраска развивается в широком диапазоне таких параметров, как плата за несъедобность, плата за окраску, степень повреждения несъедобной жертвы при поимке ее хищ- ником, вероятность обнаружения хищником криптически и апосематически окрашенных жертв, а также скорость обучения и длительность памяти хищника. Таким образом, для ранней эволю- ции предостерегающей окраски не требуется какого-либо редкого уникального стечения обстоя- тельств: апосематическая окраска и всегда сопутствующая ей бейтсовская мимикрия неизбежно возникают в широком диапазоне начальных условий. Потеря криптичности исходной формы (на- пример, вследствие смены кормовых предпочтений и, таким образом, структуры окрасочного фона, изменения структуры местообитания, мутаций окраски и т.д.) является одним из таких условий.

БАРИЧЕВА Э.М., ОМЕЛИНА Е.С., ФЕДОРОВА Е.В. — 2012 г.

Насекомые представляют собой удивительный по численности и многообразию таксон, предста- вители которого считаются одними из наиболее приспособленных и эволюционно успешных живых организмов. Насекомые отличаются разнообразием и обилием приспособлений к услови- ям окружающей среды, представители данного класса освоили разные экологические ниши, их можно обнаружить практически в любом уголке Земного шара, в том числе и в тесном соседстве с человеком. Среди насекомых встречаются такие, которые с давних пор приносят пользу человеку, с другими ведется активная борьба. Это определяет интерес человека к изучению особенностей их развития, а также приспособлений, выработанных насекомыми в ходе эволюции для обеспечения жизнеспособности. В работе представлены данные о морфологических особенностях структуры респираторных систем яйцевых оболочек насекомых, обеспечивающих дыхание развивающегося эмбриона. Показано разнообразие таких систем у разных видов насекомых в зависимости от усло- вий их обитания. В работе собрана информация о генах, контролирующих развитие респиратор- ных систем яиц дрозофил, показано наличие эволюционно-консервативных генов, участвующих в развитии таких систем у других видов насекомых.

ГИЛЯРОВ АЛЕКСЕЙ — 2012 г.

МОШКИН М.П., НОВИКОВ Е.А., ПАНОВ В.В. — 2012 г.

В популяции красной полевки (Myodes rutilus), обитающей в оптимальных для вида условиях (горная тайга, северо-восточный Алтай), в годы высокой численности происходит тотальное по- давление полового созревания сеголеток, которое считается у лесных полевок основным механиз- мом плотностно-зависимой регуляции численности. Увеличение локальной плотности популяции сопровождается повышением концентраций глюкокортикоидных гормонов в крови животных всех половозрастных групп. Это свидетельствует о том, что одним из механизмов регуляции числен- ности в данной популяции является активация гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой систе- мы животных. Популяция красной полевки, обитающая в окрестностях г. Новосибирска, имеет значительно меньшую относительную численность. Динамика демографических параметров и эндокринного статуса особей не коррелирует здесь с межгодовыми изменениями численности и плотности. Тем не менее нельзя исключать, что в отдельные годы локальная плотность в этой популяции может достигать пороговых значений, при которых запускаются механизмы внутрипо- пуляционной регуляции.

2012