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

АХМЕТЖАНОВА А.А., ОНИПЧЕНКО В.Г., СТОГОВА А.В., ТЕКЕЕВ Д.К., ЭЛЬКАНОВА М.Х. — 2011 г.

Растения, характерные для богатых почв, обычно имеют относительно тонкие листья с большой удельной листовой поверхностью. С другой стороны, на внутривидовом уровне при обогащении почв элементами минерального питания размеры листьев увеличиваются, что может снижать удельную листовую поверхность. Вопрос о том, насколько увеличение богатства почвы приводит лишь к увеличению размеров листьев и не меняет другие эколого-морфологические характеристики, остается открытым. Для оценки согласованности внутривидовой реакции растений на изменение богатства почвы с общими тенденциями изменения параметров листьев в различных по продукции сообществах проведен эксперимент в альпийских фитоценозах северо-западного Кавказа. Исследовано изменение свойств листьев альпийских растений в растительных сообществах четырёх типов после долговременного внесения элементов минерального питания (NP и известкование). Показано, что при обогащении почвы у всех видов, кроме бобового Hedysarum caucasicum, увеличиваются размерные характеристики листьев (площадь, влажная и сухая масса). Удельная листовая поверхность снижается у растений альпийских пустошей и возрастает у доминанта гераниево-копеечникового луга - Geranium gymnocaulon и у растений альпийских ковров. При коррекции удельной листовой поверхности, учитывающей изменения размеров листа, показано, что у большинства видов увеличение площади листа само по себе снижает этот показатель, а изменение структуры листа под влиянием внесения элементов минерального питания ведет к увеличению удельной листовой поверхности. Виды, показавшие увеличение удельной листовой поверхности, сильнее увеличивали свою биомассу при внесении элементов минерального питания в почву.

КАМЗОЛКИНА О.В., КУДРЯВЦЕВА О.А., МАЖЕЙКА И.С. — 2011 г.

The review deals mainly with gerontological processes that occur on the cellular-colonial level of organization in fungi and cellular-tissular level in other organisms. Aging and anti-aging mechanisms operating on these levels of organization can be considered as common ones for all living things. Fungi, as an object with tissular-like organization of thallus, afford a broad spectrum of possibilities as to solving the tasks of general gerontological import. Three basic (chronological, replicative, and cell-suicidal) and several auxiliary mechanisms of aging are singled out, the classification is given of stochastic aging factors accumulating in cells. It is shown that in complex multi-cellular organisms, aging and anti-aging mechanisms operate on the level of interactions between tissues, though in the base of their actions lie the aforesaid conservative basic mechanisms. Preliminary generalized conception of aging -the conception of scales -is put forward that is founded on the model of balanced and non-balanced counteractions between stressful impacts and various mechanisms of aging and anti-aging with different extent of genetic preprogramming. The importance is reaffirmed of mycological gerontology contribution to broadening of inferences on aging nature.-

ПАВЛИНОВ И.Я. — 2011 г.

Кратко обсуждаются проблемы, связанные с разработкой концепций рациональной систематики и рациональных классификаций (таксономических систем) в биологии. За основу взято допущение, что ключевой характеристикой рациональности в общем случае является дедуктивное выведение некоторых частных суждений о реальности, выделенной в качестве объекта исследования, из других суждений, которые считаются более общими и a priori истинными. Обозначены две формы рациональности - онтологическая и эпистемологическая: в первой свойства классификаций выводятся из общих (сущностных) свойств исследуемой реальности, во второй имеется в виду выведение частных правил суждения о классификациях из более общих (формальных) правил. Рассмотрены основные онтологически-рациональные концепции биологической систематики: "кристаллографический" подход, выведение упорядоченности разнообразия организмов из общих законов природы, понимание упорядоченности этого разнообразия как следствие упорядоченности эпигенетических процессов индвидуального развития, основанную на концепции естественного рода, на концепции системности, на идее периодических систем. Обобщением разных концепций онтологически-рациональной систематики можно считать представление о каузальной систематике, согласно которой основу всякой биологически осмысленной классификации составляет содержательная модель биологического разнообразия, включающая явное указание порождающих его общих причин. С каждой из категорий общих причин и соответствующих моделей может быть соотнесена частная онтологически-рациональная (каузальная) систематика как отдельная исследовательская программа. Основные концепции эпистемологически-рациональной систематики могут быть сведены к применению общих эпистемологических критериев обоснования научного статуса этой биологической дисциплины. Среди них: обоснование ее состоятельности с точки зрения применимости индуктивной и гипотетико-дедуктивной схем аргументации; таких общезначимых критериев естественности классификаций, как их прогностичность; выстраивание теории "общей таксономии" на основе "общей логики", включая элементы аксиоматического метода. Последняя концепция составляет один из основных пунктов программы общей классиологии; показана его несостоятельность ввиду отсутствия "общей логики". Утверждается, что разработка теории систематики как биологической дисциплины невозможна на формальных принципах эпистемологической рациональности. Она должна разрабатываться как онтологически-рациональная на основе биологически содержательных метатеорий о причинах биологического разнообразия.

МИХЕЕВ В.Н. — 2011 г.

Гипотеза адаптивного манипулирования поведением хозяев рассматривается на паразитах рыб с разным типом жизненного цикла. Она часто находила подтверждение на гетероксенных паразитах, в жизненный цикл которых включена передача по пищевой цепи. Среди макропаразитов рыб это трематоды и цестоды, которым рыбы часто служат промежуточным хозяином. Наряду с обзором эффектов, обусловленных влиянием гетероксенных паразитов, приводятся новые данные по модификациям поведения рыб, вызванным моноксенными эктопаразитическими ракообразными. Обсуждаются различия в модификациях поведения хозяев под влиянием гетероксенных и моноксенных паразитов. У гетероксенных паразитов манипулирование ведет к повышению доступности рыб хищникам, которые служат паразиту дефинитивным хозяином. На примере трематоды Diplostomum spathaceum, метацеркарии которой развиваются в глазах второго промежуточного хозяина - рыбы, показано, что вызванные паразитом модификации защитного поведения не только точно синхронизированы с развитием паразита, но и происходят по-разному в разных биотопах. У молоди лососевых рыб, обитающей в толще воды, нарушается комплекс стайного оборонительного поведения; у тех же рыб, ведущих территориальный образ жизни на мелководных участках, нарушается индивидуальное оборонительное поведение, связанное с использованием убежищ. На примере моноксенных эктопаразитических ракообразных Argulus spp. показано, что прикрепившиеся к рыбам паразиты вызывают у них снижение двигательной активности, агрессивности и образование плотных стай. Такое поведение облегчает этим паразитам поиск хозяев и партнеров. Экспериментальные данные позволяют считать, что основная стратегия манипулирования у гетероксенных паразитов заключается в нарушении оборонительного поведения хозяев, в частности распаде стай у рыб. Моноксенные паразиты способствуют уплотнению стай, что выгодно как паразитам, так и хозяевам. Наиболее убедительным критерием адаптивности манипулирования для паразита служит согласованность (во времени и пространстве) модификаций поведения хозяина с циклом паразита.

ЗАХАРОВ А.А. — 2011 г.

Ants are provided with a balanced system of reactions either to the original paucity of socia or to their secondary depopulation. This system can be defined as a strategy of population concentration. Both a successful reproduction of workers and queen fertilization are necessary conditions for ant communitiessurvival and development. Thus, the anthills must be large enough to ensure optimal conditions for reproduction. It is the strategy of population concentration that is directed to an accelerated attainment (or rehabilitation) by a socium of a state of stable development by way of concentrating the existent ant staff in an accessible number of viable nests. This strategy is realized throughout the life of ant communities by way of (a) fusing the starting family cells left by founder females, (b) fusing small anthills during artificial ant migrations, (c) uniting smaller socia or their joining other anthills, (d) reintegrating the secondary anthills (fragmentants) after an exogenous fragmentation of formicaries. Pooling and the attraction of deficient demographic resources from outside form the most efficient and quickest ways of reaching or restoring the threshold density levels. By realizing this strategy, the ants solve their paramount problems of anthill or settlement conservation at any particular time, as well as of providing some prospects for ant existence in the future. These problems are so vital for ant socia that they appear to hold priority over such other characteristics of utmost importance as genetic kinship or even species identity. The priority of social basics over genetic ones is unequivocally supported through mixed formicaries. A necessary condition for the realization of the strategy of population concentration is tolerance of highly developed social systems to the diversity of forms and to deviations from the norm. The use of one and the same mechanism at all stages of the life both of an individual socium and large ant settlements is evidence of the universality of this strategy, as well as of its unconditioned importance to the life of ant communities.-

ПАВЛИНОВ И.Я. — 2011 г.

МИРКИН Б.М., НАУМОВА Л.Г. — 2011 г.

АБДУЛЛИН Ш.Р., МИРКИН Б.М. — 2011 г.

ПАВЛИНОВ И.Я. — 2011 г.

A brief review of the contemporary theoretical concepts of homology being developed basically in systematics and phylogenetics as well as in developmental biology is presented. Ontologically, both homology and analogy represent a kind of correspondence considered from the standpoint of nominalism, realism, and conceptualism. According to their nominalistic treatment, both are described by a set-theory approximation which makes them classes (in the logical sense). The realistic treatment provides their holistic view according to which a homologue is an anatomical or evolutionary singular while analogue remains a class. The conceptualistic treatment means that there are real (objective) correspondences existing among real (objective) entities while fixation of any of them is based on certain theoretical presumptions adopted by a researcher; homology as a natural kind (including homeostatic property cluster) seems to be most consistent with such a treatment. Realistic view of homology makes it absolute, while two others make discrimination of homology and analogy strictly relative. Two basic general homology concepts have been developed in recent literature -taxic and transformational ones; the first considers respective correspondences as structure relations, the second as process relations. The taxic homology is nearly the same as classical typological one (Owen), while transformational homology unites all its phylogenetic, ontogenetic (developmental) and transformation-typological definitions. Process-structuralistic approach seems to unite both taxic and transformational ones. The latter makes it possible to apply general homology concept not only to structures but to processes as well. It is stressed that homology is not identical to the similarity, the latter being just the means for revealing the former. Some closer consideration is given to phylogenetic, ontogenetic and genetic treatments of homology; significant uncertainty is shown to exist between them which causes the homology problem. Epistemologically, any homology statement has a status of hypothesis which makes such a statement theory-dependent according to the hypothetic-deductive argumentation scheme. This dependence allows to stress once more the relative nature of homology and analogy correspondences. Some questions concerning operational concepts and criteria of homology are considered. A hierarchical concept of homology seems to be the most promising prospect of future development of the homology problem.

ЖДАНОВА О.Л., ФРИСМАН Е.Я. — 2011 г.

Работа продолжает серию исследований, посвященных изучению эволюции природной популяции с выраженной сезонностью жизненного цикла. Проведен модельный анализ связи между продолжительностью онтогенеза и характером динамического поведения изолированной популяции (т.е. структурой и размерностью возникающих хаотических аттракторов). Для нелинейных моделей динамики популяций с возрастной структурой (и продолжительным онтогенезом) показано, что возрастание репродуктивного потенциала приводит к возникновению хаотических аттракторов, структура и размерность которых меняются при изменении параметров модели. Увеличение продолжительности и сложности онтогенеза "в среднем" не увеличивает степень хаотизации наблюдаемых аттракторов. При продолжительном онтогенезе выявлены достаточно большие области биологически содержательных значений параметров рождаемости и смертности (соответствующих достаточно высокому репродуктивному потенциалу популяции), которые обеспечивают окна полной или частичной регуляризации в хаотической динамике.

БУРСКИЙ О.В. — 2011 г.

Метод вероятностного моделирования служит для корректного разделения "процента возврата" меченых животных на составляющие: выживаемость (φ) и вероятность обнаружения (p). Использование метода облегчается программой MARK, свободно распространяемой авторами через Интернет (Cooch, White, 2009). В качестве исходных данных программа использует "истории" обнаружения меченых животных: строки из единиц и нулей, соответствующих наличию или отсутствию встреч данной особи в последовательные сезоны наблюдения. Вероятность любой истории является произведением биномиальных вероятностей φ, p или их дополнений (1 - φ) и (1 - p) за каждый год наблюдений за особью. Задавая определенные значения параметрам φ и p, можно предсказать сочетание историй всех помеченных особей и оценить правдоподобность предсказания. Параметры выживаемости можно задать одинаковыми или различными для разных лет наблюдения и групп особей; параметры обнаружения также можно задать различными способами. Исследователь имеет возможность задать соотношения между параметрами, удовлетворяющие его гипотезе, в виде конкретной модели. В пределах заданных ограничений программа подбирает такие значения параметров, которые описывают наблюдаемое сочетание историй наиболее правдоподобно. Она рассчитывает оценки каждого параметра, их ошибки и правдоподобие всей модели. Ряд тестов проверяет соответствие выбранной модели данным при допущении, что судьбы отдельных особей независимы и их выживание равновероятно. Другие тесты помогают из разнообразия возможных моделей выбрать ту, которая описывает факты наиболее подробно и точно. Метод использован для определения выживаемости взрослых особей в популяциях четырех видов дроздов (роды Turdus, Zoothera) по 20-летним данным отлова, мечения и наблюдений на средне-таежном участке поймы р. Енисей. Вероятность обнаружения слабо зависела от интенсивности наблюдений, но существенно различалась у видов и полов. Полученные оценки выживаемости у мигрирующих популяций сибирских видов дроздов ниже, чем у оседлых видов из тропических или из средних широт с морским климатом (данные Ricklefs, 1997). Широтная зависимость выживаемости с наибольшей полнотой (R2 = 0.90) согласуется с двумя факторами: средней годовой температурой, влиянию которой подвержены птицы с учетом их перемещений, и сезонностью климата (различием температур лета и зимы) в гнездовой области. Итоговая выживаемость мигрантов отражает компромиссный результат адаптации жизненного цикла к использованию сверхобильных летних ресурсов в гнездовом ареале ценой избегания суровых условий зимы.

ЛИСИЦЫНА Т.Ю., НИКОЛЬСКИЙ А.А. — 2011 г.

Параллелизмы коммуникативного поведения в стаде домашних овец и северных морских котиков сопровождаются параллелизмами параметров звукового сигнала (зовущего крика), посредством которого на большом расстоянии осуществляется связь между детёнышами и их матерями. Основу параллелизмов составляет амплитудная модуляция (АМ) двух уровней: АМ непосредственно несущей частоты и АМ модулирующего несущую частоту колебания. Параллелизмы колебательного процесса сигнала приводят к соответствующим параллелизмам в структуре его частотного спектра.

КИМ М.В., САВИЦКИЙ В.Ю., САВИЦКИЙ М.Ю., ТКАЧУК А.П. — 2011 г.

Methods of biocontrol are widely used for suppression of pests and human disease vectors. One of the key methods is insects sterilization (sterile insect technique - SIT), which currently is accomplished by irradiation. Radiation-exposed insects have reduced fitness so theis competitive abilities are diminished as compared to insects from wild populations. Modern bioengineering is capable of producing transgenic insects with predetermined traits, and by now the schemes for getting sterile insects without exposure to radiation are developed. Another area of modern studies is producing insects that are unable to transmit diseases malaria, for example. In the present review the implementation and perspectives are outlined for replacement of Anopheles wild populations with transgenic mosquitos. The main way for delivering the genetic material to recipients genome is using transposon-based constructs. The markers of transgenesis are described. The potential danger for the environment of transgenic constructs remobilization and the necessity of their stabilization within the genome are emphasized. The existing methods of stabilization which involve the deletion of transposon terminal inverted repeats are described.-

ЕРОФЕЕВА М.Н., НАЙДЕНКО С.В. — 2011 г.

In all Felidae species, females are able to mate with several males during the estrus. Promiscuity mating system is the most typical of the solitary living species that have large home ranges. Females are usually widely distributed over the area and males move actively searching for the receptive females and defending them during the estrus period. Mating with few males is usually considered as a possibility to improve the quality of the offspring. In this article, some characteristics of home range use, marking and acoustic activity, traits of physiology which may result in promiscuity mating in felids are considered. An adaptive significance of mating few males is also discussed.-

2011

ЧЕРТОПРУД М.В. — 2011 г.

На оригинальных данных предпринята попытка описать разнообразие всего спектра донных и зарослевых сообществ текучих вод средней полосы Европейской России. С помощью метода Браун-Бланке выделено 39 типов сообществ, описана их таксономическая и структурная специфика, проведена ассоциация с биотопами и предложена биотопическая номенклатура. Все сообщества разделены на четыре биотопических класса: кренали (ручьев со смешанными субстратами), ритрали (плотных грунтов), фитали (зарослей макрофитов) и пелали (мягких грунтов). Описаны также интербиотопные сообщества, связанные с резким доминированием эврибионтных видов Viviparus viviparus и Dikerogammarus haemobaphes (в отличие от сообществ насекомых с неустойчивым доминированием и более четкой приуроченностью к биотопу). Обсуждаются влияние масштаба рассмотрения на выделение сообществ, а также проблемы, связанные с динамикой этих сообществ.

ЗЛОБИН Ю.А. — 2011 г.

Проанализирована система понятий, используемых при оценке редкости растений, и выделены основные категории редкости: истинная, диффузная, периферийная и темпоральная. Показана недостаточность научной информации об экологических и ценотических связях редких растений и обоснована необходимость комплексной оценки системы популяций редкого вида растения. Рассмотрена ценность и ограниченность информации о редких растениях, приводимой в Красных книгах и Красных списках, для фитосозологической практики.

АКАТОВ В.В., ПЕРЕВОЗОВ А.Г. — 2011 г.

ЯСКИН В.А. — 2011 г.

Гиппокамп млекопитающих и птиц вовлечен в обработку пространственной информации об окружающей среде обитания, его размеры положительно коррелируют с пространственной активностью, в частности с величиной индивидуальных участков, при сравнении близкородственных видов как у млекопитающих, так и у птиц. Может ли подобная закономерность проявляться также и в онтогенезе - индивидуальной жизни животных, при циклических сезонных изменениях пространственного поведения, характерных для многих видов млекопитающих и птиц? Представлен краткий обзор фактов, полученных как путем наблюдений за природными популяциями, так и по результатам лабораторных экспериментов, свидетельствующих о возможности параллельной фенотипической сезонной изменчивости морфологии гиппокампа и пространственного поведения. Показана статистически значимая положительная корреляция размера гиппокампа, величины индивидуальных участков, показателей локомоторной и исследовательской активности мелких млекопитающих в их сезонной динамике. Появились первые данные, характеризующие сезонную изменчивость гиппокампа и пространственного поведения, связанного с запасанием корма, а также гнездовым паразитизмом у ряда видов птиц. Большой объем фактов, полученный на представителях разных таксономических групп животных, свидетельствует об однонаправленных взаимосвязанных циклических сезонных изменениях пространственного поведения и морфологии отдела мозга, функционально обусловливающего это поведение, в онтогенезе животных. Проанализированы морфофизиологические механизмы сезонной изменчивости гиппокампа.

ЗИНЧЕНКО Т.Д., ШИТИКОВ В.К. — 2011 г.

Рассмотрена система показателей, оценивающих различные статистические закономерности организации таксономической структуры сообществ: вложенность (nestedness), взаимное исключение и сопряженность встречаемости видов. На основе конкретных данных гидробиологического мониторинга проанализированы процедуры рандомизации и типовые нуль-модели, используемые для проверки гипотез о внутренней структурной детерминированности экосистем. Обсуждается сравнительная эффективность различных индексов и методик их оценки на примере сообществ макрозообентоса малых рек бассейна Нижней Волги. Анализируются причины недостаточной адекватности существующих методов применительно к водотокам, имеющим четко выраженный продольный градиент природных условий. Показана зависимость статистических выводов от степени детализации исходных данных, масштаба и уровня агрегирования отдельных блоков экосистемы.