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

ПОЗДНЯКОВ А.А. — 2011 г.

КАЛЮЖИН В.А. — 2011 г.

Дрожжи Sacchаromyces cerevisiae в природных условиях в основном размножаются на поверхности твердого или жидкого субстрата. На жизненный цикл таких популяций оказывает существенное влияние суточное изменение температуры. Экспериментально установлена закономерность ответной реакции нелимитированной культуры дрожжей S. cerevisiae на изменение температуры культивирования, заключающаяся в том, что при смене температуры культивирования от диапазона (12-36) ºС к диапазону (37.5-40) ºС и при отсутствии внешних ограничений на функционирование хемиосмотической биоэнергетической системы клетки популяция дрожжей проявляет свойство терморезистентности, позволяющее популяции в переходных условиях в течение 1-4 периодов удвоения численности клеток сохранять скорость генерации в 1.5-2 раза выше, чем в стационарных условиях, что обусловлено адаптивной активностью хемиосмотической системы клетки, приобретенной в процессе эволюции, причем после исчерпания адаптивных ресурсов свойство терморезистентности у популяции дрожжей полностью восстанавливается при температуре 12-36 ºС в течение одного поколения как в нелимитированных, так и в лимитированных по источникам питания условиях. Адаптивное значение такой терморезистентности очевидно: она позволяет дрожжам сохранять высокую скорость размножения при кратковременном послеполуденном максимуме температуры.

ЛЯПКОВ С.М., ФОМИНЫХ А.С. — 2011 г.

С помощью группового мечения завершивших метаморфоз особей и повторных отловов изучали многолетнюю динамику генераций популяции озерной лягушки, населяющей небольшой подогреваемый водоем-отстойник Нижнетагильского металлургического комбината. В зависимости от сроков завершения метаморфоза выделяли три группы особей: ранних (группа I), средних (группа II) и поздних, которые зимуют на личиночных стадиях и проходят метаморфоз в мае следующего после рождения года (группа III). Особи группы I по завершении метаморфоза были достоверно крупнее особей группы II, а особи обеих этих групп были достоверно мельче особей группы III. Неполовозрелые особи группы I после первой зимовки были достоверно крупнее особей группы II, а также завершивших метаморфоз (после первой зимовки) особей группы III, однако скорость роста последних была достоверно выше, чем у групп I и II, причем эти различия наблюдались как у неполовозрелых, так и у половозрелых особей. Выживаемость за период от завершения метаморфоза до окончания первой зимовки была достоверно выше у особей группы I и не различалась между группами II и III. Среди половозрелых особей максимальную выживаемость наблюдали у особей группы III, минимальную - у группы II, и эти различия воспроизводились в каждом из возрастов, вплоть до четвертой зимовки. Однако в возрасте 4 и 5 зимовок максимальную выживаемость наблюдали у группы II, что можно рассматривать как компенсацию сравнительно низкой выживаемости этой группы в более младших возрастах. Все описанные в литературе случаи зимовки головастиков этого вида (за исключением зимовок в других термальных водоемах) представляют собой редкое отклонение от нормального пути развития. Поэтому выявленное формирование в каждой из генераций многочисленной группы зимующих головастиков - новая адаптация, смысл которой состоит в снижении конкуренции между группами головастиков при практически круглогодичном использовании ими ресурсов термального водоема, отличающегося высокой продуктивностью. Преимущество в размерах и темпах роста не только личинок, но и завершивших метаморфоз неполовозрелых и половозрелых особей группы III указывает на то, что и после прохождения метаморфоза стратегия этой группы остается во многом более выигрышной. Причина этого - необычно крупные размеры по завершении метаморфоза, обеспечивающие также более высокую постметаморфозную выживаемость и более высокую плодовитость самок.

МИРКИН Б.М., НАУМОВА Л.Г. — 2011 г.

НГУЕН ТХИ НГА, ОЛЬШАНСКИЙ В.М., СОЛДАТОВА О.А. — 2011 г.

Эксперименты последних лет позволили существенно расширить список слабоэлектрических рыб с эпизодическими разрядами и спектр поведенческих ситуаций, в которых эти разряды наблюдаются. Так, азиатские клариевые сомы генерируют эпизодические разряды при агрессивных взаимоотношениях и нересте. Генерация особой пачки электрических разрядов самкой азиатского C. macrocephalus является частью ритуала спаривания. Эта пачка не может служить приглашением к нересту или совместному выбросу половых продуктов, поскольку генерируется уже после выброса спермы. Если самке для выброса икры необходима помощь самца, то можно предположить, что разряды нужны для координации их совместных усилий. Поскольку напряженность поля вблизи рыб во время генерации превышает пороги неспециализированного электровосприятия водных организмов, то возможны и не коммуникационные гипотезы. Одним из необходимых направлений будущих исследований представляется разработка новых аппаратных и программных средств исследований, позволяющих визуализировать позицию источника и тонкие особенности распределения электрических полей тестируемых особей.

ВАСИЛЬЕВА Н.Ю., ХРУЩОВА А.М. — 2010 г.

На хомячке Кэмпбелла (Phodopus campbelli), у которого самец участвует в выращивании детенышей, проверяли гипотезу, согласно которой секреты кожных желез, среднебрюшной (СБЖ) и дополнительных мешочков в устье защечных мешков (ДМ) самца-отца могут обеспечивать выживаемость детенышей подсосного возраста в отсутствие самки. Сравнивали выживаемость и темпы роста детенышей, часть которых в возрасте 7 или 8 дней оставляли с самкой-матерью, другую - с самцом-отцом. В работе использовано 128 детенышей, полученных от 26 пар хомячков, в которых у самца оперативным путем были удалены СБЖ и ДМ (группа ОП), и 189 детенышей от 37 пар с ложно оперированными самцами (группа Л/О). Проведено сравнение экспериментальных групп с контрольной, где детеныши росли в присутствии обоих родителей (28 пар, 166 детенышей). У детенышей, оставленных с отцами, в первые дни с момента начала эксперимента наблюдали снижение массы тела, более выраженное в группе ОП. Значительная часть детенышей, отсаженных в 7- и 8-дневном возрасте (92.3 и 52.6% соответственно), была возвращена к самкам ("погибшие") из-за угрожающего жизни истощения, в то время как в группе Л/О количество "погибших" особей было значительно меньше (43.5 и 21.65% соответственно, P < 0.001). Полученные данные свидетельствуют о том, что наличие у самца-отца СБЖ и ДМ является фактором, определяющим выживание и рост детенышей. Очевидно, что секрет желез выступает в качестве резервного источника питательных веществ для детенышей раннего возраста, не имеющих возможности получать материнское молоко.

2010

ГЕРЛИНСКАЯ Л.А., КОНДРАТЮК Е.Ю., ЛИТВИНОВА Е.А., МОШКИН М.П. — 2010 г.

Ранее в опытах на лабораторных мышах нами было показано, что введение эритроцитов барана (ЭБ), активирующих специфический иммунный ответ, снижает запаховую привлекательность самцов для интактных самок. Но снижение привлекательности однозначно редуцирует репродуктивную эффективность самцов только при свободном выборе партнеров, который не всегда осуществим в условиях социальных демов. В данной работе, выполненной на мышах аутбредной линии ICR, мы исследовали половое поведение и репродуктивный выход при совместном содержании интактных самок с антигенстимулированными самцами. Для этого самцам вводили эритроциты барана. При практически одинаковом числе фертильных покрытий спаривание с антигенстимулированными самцами характеризовалось большей потенциальной (число овулировавших яйцеклеток) и фактической плодовитостью самок. Причем основные репродуктивные эффекты антигенной стимуляции самцов приходились на 3-5-е сут после введения ЭБ, т.е. на период, соответствующий началу специфического антителообразования. Именно на этой стадии иммунного ответа запах самцов воспринимается самками как менее привлекательный. На основе результатов, представленных в данной работе и опубликованных нами ранее, предлагается гипотеза, согласно которой самки стремятся максимизировать репродуктивный выход при безальтернативном спаривании с партнером, чьи шансы на повторное размножение скомпрометированы активацией иммунной защиты - неизбежного спутника любого заражения. Этот перекликающийся с библейским сюжетом о дочерях Лота механизм эволюционно оправданной "ответственности" за продолжение рода может вносить весомый вклад в обеспечение устойчивого существования видов на фоне паразитарного пресса.

ЖЕЛТУХИН А.С., ПУЗАЧЕНКО Ю.Г., САНДЛЕРСКИЙ Р.Б. — 2010 г.

На примере лесной куницы (Martes martes L., 1758) демонстрируются возможности применения дискриминантного анализа для оценки параметров экологической ниши через анализ зависимости встречи ее следов от форм рельефа и свойств среды, отображаемых через дистанционную информацию, и расчета ожидаемой вероятности встреч по территории Центрально-лесного биосферного заповедника и его буферной зоны. Анализ, проведенный отдельно для каждого из 11 месяцев трехлетних наблюдений, показал, что мера связи вида с условиями среды и характер размещения во многом определяются погодными условиями. При неблагоприятных условиях общая связь с условиями среды увеличивается. Показаны методы интеграции ежемесячных результатов анализа в общую карту типов местообитания. Отмечаются широкие возможности применения представленной технологии для исследования экологии популяций и решения соответствующих задач.

МАРТЫНЕНКО В.Б., МИРКИН Б.М., НАУМОВА Л.Г., ШИРОКИХ П.С. — 2010 г.

Проанализировано влияние фактора теплообеспеченности (высоты над уровнем моря и экспозиции), увлажнения и богатства почв на видовое богатство и фитосоциологический спектр растительных сообществ трех классов коренных лесов Южного Урала - Querco-Fagetea (неморальные леса), Vaccinio-Piceetea (бореальные леса) и Brachypodio-Betuletea (гемибореальные леса). Факторы среды оценивали по шкалам Е. Ландольта. Использовался градиентный фитосоциологический анализ изменения синтаксонов ранга ассоциации. В фитосоциологическом спектре кроме ценофлор трех исследованных классов оценивалась представленность видов степей (класс Festuco-Brometea), ксеротермных опушек (класс Trifolio-Geranietea) и лугов (класс Molinio-Arrhenatheretea). В боре-альных и гемибореальных лесах зависимость видового богатства сообществ от факторов среды носит параболический характер с максимумом в средней части градиента, а в неморальных лесах видовое богатство уменьшается при повышении значений оценок факторов. Максимальному видовому богатству соответствует наибольшее участие в составе сообществ видов своего класса. Вклад экотонного эффекта (включения в состав сообществ видов других классов) возрастает при снижении видового богатства.

ЧЕРТОПРУД М.В. — 2010 г.

На собственном и литературном материале по водным насекомым, ракообразным и моллюскам 27 регионов (в общей сложности около 8800 видов) проанализирована географическая изменчивость пресноводных фаун Евразии. На основе показателей фаунистического сходства построены схемы зоогеографического районирования для девяти основных таксонов макробентоса. Обсуждаются принципиальные различия в распределении трех разных эколого-систематических групп (лимнофильные насекомые, реофильные насекомые, ракообразные и моллюски). Построена обобщенная схема районирования пресных вод Евразии, включающая две области (Палеарктическую и Ориентальную) и восемь подобластей, а также проведено предварительное разделение на провинции.

ГИЛЯРОВ А.М. — 2010 г.

Импульсом для наблюдающегося сейчас возрождения интереса к изучению структуры сообществ послужила концепции нейтрализма, позволившая по-новому взглянуть на проблему сосуществования видов, конкурирующих за общий ресурс. Если, согласно традиционной точке зрения такие виды должны обязательно занимать разные экологические ниши, нейтралистская концепция этого вовсе не требует. Более того, сосуществование конкурирующих видов, согласно нейтрализму, может достигаться как раз за счёт их экологического сходства, близости значений удельной (в расчете на особь) скорости размножения, вымирания и заселения свободного пространства. Анализ обширной литературы, посвященной новой концепции, позволил сформулировать следующие вопросы: 1) что следует понимать под сосуществованием видов? 2) как объяснить наличие в сообществе множества видов редких при очень малом числе видов массовых? 3) имеют ли редкие виды какие-нибудь преимущества в сравнении с массовыми видами? 4) могут ли по отношению к одному и тому же сообществу применяться нейтралистская и нишевая концепции его устройства? Пытаясь найти ответы на эти вопросы, автор приходит к необходимости: 1) отказа от считавшего обязательным во всех моделях требования неограниченно долгого сосуществования видов; 2) признания, что наблюдаемое в сообществах соотношение относительных обилий разных видов (множество редких видов при малом числе массовых) есть результат не только экологических процессов (расселение, конкуренция и др.), но и эволюционных (образование исходного пула видов); 3) признания определенных преимуществ редких видов в выживании по сравнению с массовыми; 4) признания, что в любом многовидовом сообществе виды могут сосуществовать как за счёт расхождения экологических ниш, так и за счёт достижения ими экологического сходства. Несмотря на прогресс, достигнутый в понимании общих принципов устройства сообществ, вопрос "Почему так много видов животных?", заданный 50 лет тому назад Дж.Э. Хатчинсоном, по-прежнему остается без ответа.

ВОЛКОВ О.И. — 2010 г.

На основании анализа литературных данных о выделительной деятельности корневых окончаний травянистых растений и роли катионов поливалентных металлов в стабилизации гумусовых веществ органо-минерального комплекса почв предложена рабочая гипотеза влияния корневых окончаний на фракционный состав органических компонентов почвы. Для выявления таких изменений состава гумусового вещества (ГВ) почвы был выбран метод фракционирования в хроматографической колонке путем последовательного растворения непосредственно из навески почвы щелочными растворами солей LiCl и Li2SO4 уменьшающихся концентраций. В качестве образцов для анализа были взяты смывы почвенных агрегатов, прилипших к корневым окончаниям прорастающих семян ячменя (Hordeum vulgare L.). В ходе эксперимента были выявлены изменения в оптической плотности и содержании органического углерода ГВ в темно-серой лесной почве и черноземе, выщелоченном при проращивании семян растений ячменя через короткие промежутки времени (1-2 дня).

ГЛАЗУНОВА К.П., СОЛНЦЕВА М.П. — 2010 г.

Приведен обзор исследований, посвященных изучению влияния антропогенного загрязнения среды на функционирование репродуктивных и в сравнительном плане вегетативных органов семенных растений, выполненных преимущественно на территории европейских стран за последние 30 лет. Рассмотрены работы, в которых изучено воздействие типичных агентов промышленного и транспортного загрязнения (соединений железа, цинка, меди, свинца, хрома, фтора, кадмия, а также диоксида серы, озона, полициклических ароматических углеводородов) на растения через почву, воду, газовый состав воздуха и осадки. Особое внимание уделено воздействию тяжелых металлов на эмбриологические структуры и процессы (археспорий, мейоз, спорогенез, гаметофитогенез, морфология и функционирование гаметофита, эндоспермогенез, эмбриогенез) мужской и женской репродуктивных сфер растений. Негативное воздействие антропогенного загрязнения на репродуктивную сферу семенных растений выражается в нарушении процессов деления и дифференциации клеток, нарушениях развития структур на ранних стадиях морфогенеза, расширении спектра аномалий, снижении фертильности пыльцы, нарушениях семеношения и прорастания семян.

ГОНЧИКОВ Г.Г. — 2010 г.

Предлагается новый сценарий возникновения эукариот, объясняющий генезис клеточного ядра как структуры типа "клетка в клетке" и цитоскелета. Он основан на уникальных для прокариот особенностях строения и жизненного цикла спороносных фирмикут. Предполагается, что "оголенный" спорангий древней полиэндоспорогенной и эндоскелетной клостридии - носителя микротрубчатых придатков эндоспор посредством "абортивного" проспорового ингалфмента "поглотил" клетку эуриархеи. В результате ингалфмента эуриархеи возникла новая движущая сила клеточных транзиций, связанная с компартментализацией прокариотных хромосом. Последующая рекомбинация хромосом превратила эуриархею в истинное клеточное ядро, а микротрубчатые придатки эндоспор - в митотический аппарат ядра. Саморепродуцирующиеся в клетке органеллы - митохондрия и пластиды - появились позже. Предстоящие полногеномные исследования эндоскелетных фирмикут - носителей микротрубчатых придатков эндоспор и некоторых эукариот вскроют интригующие тайны возникновения первой истинно ядерной клетки.

ЛЯПКОВ С.М., ЧЕРДАНЦЕВ В.Г., ЧЕРДАНЦЕВА Е.М. — 2010 г.

В течение многих лет исследовали размерно-возрастной состав и морфологические характеристики самцов и самок нескольких локальных популяций из южной части ареала остромордой лягушки (Украина) и сравнивали их с аналогичными данными, полученными ранее для самцов и самок из одной подмосковной популяции. Несмотря на близкое расстояние между местообитаниями этих локальных популяций (не более 40 км), между ними были выявлены достоверные различия как по средней длине тела, так и по возрасту, причем в большинстве популяций эти характеристики были меньше значений, наблюдаемых в популяции Московской области (Звенигородская биостанция МГУ - ЗБС). В целом в южных популяциях доля самок, впервые размножающихся уже после второй зимовки, выше, чем у самцов, доля 2-летних половозрелых особей каждого пола существенно выше, а доля старших возрастов ниже, чем в популяции ЗБС. Такая географическая изменчивость в возрастном составе обусловливает достоверно меньшие средние значения возраста и длины тела особей южных популяций. Несмотря на более длительный сезон активности в южных популяциях, темпы роста 2- и 3-летних особей ниже, и лишь в возрасте 4 лет они становятся крупнее, чем в популяции ЗБС. Эти различия связаны с более высокими репродуктивными тратами не только самок, но и самцов южных популяций. Наиболее сильные половые различия по морфологическим признакам выявляются по длине голени и бедра, абсолютные и относительные значения которых больше у самцов южных популяций, а также у особей каждого пола в сравнении с популяцией ЗБС. Половые различия по совокупности абсолютных и относительных значений признаков в популяции ЗБС сильнее, чем в южных популяциях. Выявленная в популяции ЗБС направленность полового диморфизма (самцы крупнее самок) в южных популяциях сохраняется, а его выраженность усиливается. Географические размерные различия между самками оказываются сильнее, чем между самцами, что соответствует более сильным размерным половым различиям в южных популяциях. Причиной такого изменения выраженности полового диморфизма является различие в репродуктивных стратегиях: в популяции ЗБС средний возраст размножающихся впервые самцов ниже, чем у самок, а в южных популяциях самцы размножаются впервые в более старшем возрасте, чем самки (и соответственно при более крупных размерах), что обеспечивает им больший репродуктивный успех.

НЕДОРЕЗОВ Л.В., САДЫКОВ А.М., САДЫКОВА Д.Л. — 2010 г.

Рассматривается математическая модель динамики численности изолированной популяции с неперекрывающимися поколениями, в которой процесс рождаемости особей имеет дискретный характер (появление особей новых генераций осуществляется в некоторые фиксированные моменты времени), а смертность особей непрерывна. Предполагается, что плодовитость особей зависит от числа выживших к моменту размножения и эта зависимость немонотонна: существует оптимальное значение численности, при которой плодовитость достигает своего максимума (принцип Олли). Анализ дискретно-непрерывных моделей показывает, что каждая из полученных моделей обладает богатым набором динамических режимов. Новые модели сравниваются с рядом известных моделей (в том числе с моделями Скеллама, Морана - Риккера, Хасселла, Мэйнарда Смита -Слаткина и другими) при аппроксимации данных по колебаниям численности зеленой дубовой листовертки (Корзухин, Семевский, 1992). Показано, что ни одна из моделей не дает удовлетворительного описания динамики численности листовертки. Также показано, что использование дискретно-непрерывных моделей для аппроксимации данных позволяет найти ряд важных популяционных параметров, определение которых с помощью традиционных дискретных моделей невозможно и/или крайне затруднено.

ЛЮБАРСКИЙ Г.Ю. — 2010 г.

ПАВЛИНОВ И.Я. — 2010 г.

Кратко охарактеризовано содержание биоморфики (экоморфологической систематики) как одного из разделов биологической систематики. Показаны основные принципы разработки классификаций биоморф (жизненных форм), их соотношение с классификациями, разрабатываемыми другими разделами систематики (филогенетика, типология, фенетика и др.).

МИРКИН Б.М., НАУМОВА Л.Г. — 2010 г.