научный журнал по биологии Успехи современной биологии ISSN: 0042-1324

ЗАХАРОВ И.А. — 2014 г.

Внутриклеточные бактериальные симбионты широко распространены среди насекомых. Так, симбиотическая бактерия Wolbachia инфицирует не менее чем 40% видов насекомых. Некоторые симбионты обеспечивают своих хозяев питательными веществами, которые те не получают со своей пищей: так, Buchnera снабжает тлей незаменимыми аминокислотами, Wolbachia снабжает постельного клопа витаминами группы В. Симбионты многих видов насекомых (Wolbachia, Spirolasma и др.) вызывают гибель самцов, изменяя соотношение полов в популяциях хозяина. Многие симбионты передаются трансовариально, также как и цитоплазматические органеллы. Их совместная передача с митохондриями приводит к тому, что симбионты влияют на митохондриальный генофонд хозяина. Теория хологенома Е. и И. Розенбергов предполагает, что геном хозяина вместе с геномами всех его симбионтов являются единицей естественного отбора.

ПРОВОРОВ Н.А., ТИХОНОВИЧ И.А. — 2014 г.

Рассмотрены популяционные и молекулярные механизмы симбиотических адаптаций, основанных на структурно-функциональной и генетической интеграции неродственных организмов. Они определяются групповым отбором, действующим на целостные надвидовые комплексы (холобионты), а также на входящие в их состав микробные сообщества. Этот отбор обеспечивает повышение интегрированности симбиоза, которая на ранних этапах коэволюции партнеров определяется их сигнальными взаимодействиями (перекрестной регуляцией генов), а на поздних этапах - перераспределением между партнерами наследственного материала (эндосимбиотическим переносом генов). При этом повышение адаптивного потенциала симбиосистем достигается посредством: а) внутри- и межвидового альтруизма партнеров, являющегося результатом их мутуалистического взаимодействия; б) наследования хозяевами микросимбионтов как детерминант, "благоприобретенных" из внешней среды в процессе адаптивной эволюции. Первый механизм определяется участием хозяев в кооперативных отношениях, складывающихся в микробных популяциях и сообществах при инокуляции и колонизации симбиотических ниш. Второй механизм связан с реализацией временной гипотезы пангенезиса, предложенной Ч. Дарвином в качестве возможного способа прямой адаптации, альтернативного отбору. В процессе симбиогенеза адаптация может осуществляться на основе онтогенетических программ, обеспечивающих переходы от нестабильной (псевдовертикальной) передачи факультативных симбионтов в поколениях хозяина к стабильному (тран-совариальному, цитоплазматическому) наследованию им облигатных симбионтов и клеточных органелл.

МГЛИНЕЦ В.А. — 2014 г.

У многоклеточных организмов существует определенный ассортимент морфологически и функционально различающихся механосенсорных рецепторов, избирательно настроенных отвечать на разнообразные механические стимулы, такие как: вибрация, растягивание, давление, а также боль и зуд. Эти стимулы воспринимаются свободными нервными окончаниями или рецепторами легких прикосновений, обладающими целым рядом морфологически сложных концевых органов. Возбуждающие ионные каналы являются центральными для тактильной рецепции.

ИЗВЕКОВА Г.И., КУКЛИНА М.М. — 2014 г.

Обобщены полученные ранее данные по влиянию заражения цестодами на активность основных пищеварительных гидролаз рыб и птиц. Обнаружена связь между строением прикрепительных образований цестод и активностью пищеварительных ферментов хозяев. Уровни изменений активности пищеварительных ферментов при заражении у разных хозяев различны. У животных, зараженных цестодами без прикрепительных образований или с присасывательными аппаратами, снижается активность протеиназ и увеличивается коэффициент Г/П по сравнению с незаражен-ными особями. Паразитирование цестод с заякоривающими прикрепительными образованиями, напротив, вызывает увеличение активности протеолитических ферментов хозяев и уменьшение коэффициента Г/П. Очевидно, обнаруженные различия связаны с характером повреждений слизистой кишечника прикрепительными образованиями цестод.

ДАНИЛЕНКО В.Н., ФЕДОРОВА И.А. — 2014 г.

Рассмотрены основные лиганды пробиотических микроорганизмов, индуцирующие иммунный ответ, значение видовой и штаммовой специфичности Lactobacillus и Bifidobacterium в формировании иммуномодулирующих эффектов. Штаммы лактобацилл и бифидобактерий ингибируют продукцию цитокинов, вызывающую воспаление при гастроэнтеритах, колите, болезни Крона, диабете II типа. Важным направлением в исследовании иммуномодулирующих эффектов является выявление и анализ механизмов действия бактериальных генов, ответственных за взаимодействие бактерий с организмом хозяина.

КШНЯСЕВ И.А., ОРЛОВ О.Л., ОРЛОВА М.В. — 2014 г.

Проведен ареалогический анализ находок кровососущей мухи Penicillidia monoceros Speiser, 1900 (Diptera, Nycteribiidae), эктопаразита летучих мышей, уточняющий предпочтения кровососок в отношении видов-хозяев, и исследован ряд факторов изменчивости зараженности рукокрылых в период их зимовки. Установлено, что самки прудовой ночницы (Myotis dasycneme (Boie, 1825)) характеризуются как в два раза более высокой вероятностью инвазии (95% ДИ: 1.22-3.28), так и в 2.3 раза более высокой средней численностью P. monoceros (95% ДИ: 1.5-3.7). Снижение численности эктопаразита в течение зимовки хозяина имеет особенность типа "ступенька", временная локализация которой сопоставляется со сроками спаривания хозяина - M. dasycneme.

ЗЕМСКОВ А.М., ЗЕМСКОВ В.М. — 2014 г.

Обсуждается проблема регуляции иммунной реактивности, подробно рассматривается роль различных неспецифических внутренних и внешних факторов, влияние клинического течения заболеваний и их характера, патогенеза, органной и тканевой локализации, стадии, развития, ал-лергизации, ассоциации различных заболеваний, включая сочетанную патологию однотипного и различного генеза, проводимого лечения на развитие иммунопатологии и на эффективность имму-нокорригирующей терапии. Рассматриваются виды адресной иммунокоррекции.

ЖИГАЛЬСКИЙ О.А., ТАРАХТИЙ Э.А. — 2014 г.

Представлены данные о количественных и морфологических характеристиках клеток крови и кроветворных органов мелких млекопитающих с территорий условно чистых и низким уровнем радиоактивного загрязнения. Установлено изменение состава клеток крови, структуры эритроцитов, митотической активности и скорости созревания клеток в кроветворной ткани у животных с загрязненных территорий. Степень изменения системы крови зависит от уровня загрязнения и имеет видовую специфику. Выявленная видоспецифическая реакция животных на радиационное загрязнение свидетельствует о разных путях приспособления.

ВОЙЦЕХОВСКАЯ О.В., ИВАНОВА А.Н., ТЮТЕРЕВА Е.В. — 2014 г.

Исследовали мутанты ячменя chlorina3613, лишенные хлорофилла b, от стадии семени до естественного завершения онтогенеза в условиях открытого грунта при естественном освещении. На различных стадиях онтогенеза растения затеняли в течение одной недели и исследовали влияние этого воздействия на последующий рост растений. Исследования показали, что растения chlorina3613 характеризовались крайне низкой вегетативной и семенной биомассой по сравнению с диким типом (сорт Donaria). Однако отсутствие хлорофилла b, при условии, что были индуцированы структурно-функциональные перестройки фотосинтетического аппарата на стадии выхода растений в трубку, не мешало chlorina3613 на последующих стадиях онтогенеза достигать высокой продуктивности.

ГОМАЗКОВ О.А. — 2014 г.

Исследования последней четверти ХХ века утвердили положение, что долговременные изменения, происходящие в синаптической системе мозга, составляют основу фиксации и сохранения внешней информации. Физиологическим выражением этих процессов являются процессы обучения и памяти. В результате огромного комплекса таких работ была определена материальная база процессов, начинающихся передачей медиаторного сигнала в синапсе и завершающихся активацией эпигенетических структур ядра нейрона. В центре этих событий - коордированная система сигнальных путей, включающая трансдукторные, транскрипционные и регуляторные (нейротрофические) белки. Последовательная временная и пространственная активация этих структур служат “материальной” основой формирования памяти и когнитивных функций. Синаптическая пластичность, как первичный механизм памяти, и многоуровневая система управления сигнальных молекул составляют сущность организации различных форм памяти. Нарушение нейрохимических механизмов оказывается исходной причиной когнитивной дисфункции и психопатологических расстройств. В то же время сигнальные молекулы могут рассматриваться как конкретные мишени для коррекции таких состояний.

ВАРТАПЕТОВ Л.Г., ЛАРИОНОВ А.Г. — 2014 г.

На основе многолетних учетов птиц во всех типах ландшафтов Центрально-Якутской равнины впервые составлена классификация и выявлена пространственно-типологическая структура их летнего населения. Установлено, что пространственная неоднородность сообществ птиц в наибольшей степени определяется совместным воздействием облесенности, зональности, обводненности и застроенности. Менее значимо влияние увлажненности, закустаренности, пойменного режима, проточности водоемов, а также сложности породного состава и ярусности лесов. Наиболее многообразно проявляется антропогенное воздействие в таких формах, как этажность, площадь, плотность и тип застройки (городской или сельский); характер хозяйственного использования луговых экосистем (для сенокошения или выпаса); стадии лесных сукцессий после пожаров и вырубок; беспокойство и охотничье преследование птиц на водоемах. В результате отмеченная ранее антропогенная деградация и конвергенция лесных, кустарниковых и лугово-полевых растительных сообществ приводит к сходным явлениям в формировании орнитокомплексов.

АБАТУРОВ Б.Д. — 2014 г.

Различие морфологической структуры травянистых и древесных форм растений - условие неодинаковой реакции деревьев и трав на обеспеченность влагой и светом в аридных и гумидных климатических зонах. Отсутствие или сведение к минимуму опорных (скелетных) органов у трав компенсируется увеличением корневой массы, что обеспечивает травам выигрыш в конкуренции за влагу и господство в степной (аридной) зоне. В гумидных зонах при росте влагообеспеченности и увеличении листовой поверхности до предельных величин (индекс листовой поверхности > 4) недостающим ресурсом становится свет. В таких условиях опорные органы (древесный ствол) обеспечивают деревьям преимущество в использовании света, доминирование в растительном сообществе и формирование сомкнутых лесных сообществ.

ЛИНЬКОВА Н.С., РЫЖАК Г.А., ТУТЕЛЬЯН В.А., ХАВИНСОН В.Х. — 2014 г.

Изложены физиологические и молекулярные механизмы метаболизма коротких пептидов в организме и их роль в поддержании гомеостаза. Многие короткие пептиды при пероральном введении не расщепляются в желудочно-кишечном тракте и всасываются в неизмененном виде. Эти пептиды, не гидролизуясь в ЖКТ, попадают в плазму крови, а затем в различные ткани и органы. Короткие пептиды проникают через цитоплазматическую мембрану в ядро и ядрышко клеток, где могут связываться с ДНК и эпигенетически регулировать экспрессию генов. Взаимодействие ДНК-пептид, вероятно, является древнейшим в эволюции. Это может объяснять высокую биологическую активность коротких пептидов, их полную безвредность и успешное применение в качестве веществ, обладающих значительным физиологическим действием.

ТИХОДЕЕВ О.Н. — 2014 г.

Проведен критический анализ традиционных представлений о мутациях. Показано, что понятие "мутация" используется в современной генетике неадекватно, охватывая слишком широкий спектр явлений. Предложена строгая трактовка данного понятия, позволяющая четко отграничивать мутации от всего разнообразия других проявлений изменчивости. Рассмотрены важнейшие принципы классификации мутаций. Уточнено значение понятия "комбинативная изменчивость".

УТКИН О.В., ФИЛАТОВА Е.Н. — 2014 г.

Культуры клеток являются современным инструментом, позволяющим in vitro воспроизводить реакции живого организма в ответ на инфекцию разной этиологии. В настоящем обзоре описаны основные подходы к моделированию инфекционных процессов с применением клеточных культур, представлены их преимущества и недостатки. Рассмотрены модели, использующие в своей основе монокультуры и смешанные культуры клеток различного типа, а также первичные культуры и постоянные клеточные линии, обладающие двухмерной и трехмерной пространственной структурой. Обсуждаются проблемы интерпретации и соответствия результатов, полученных с помощью моделей in vitro, процессам, протекающим при инфицировании in vivo.

АБАТУРОВ Б.Д., ЛОПАТИН В.Н. — 2014 г.

Разработана математическая модель взаимодействия популяции растительноядных млекопитающих с растительностью. Модель описывает основные биологические процессы, протекающие в растительном покрове и в популяции млекопитающих. Субмодель растительности связывает динамику продуктивности с экологическими факторами среды. Она описывает воздействие потока солнечной радиации и почвенной влаги на материальный, энергетический и водный балансы, а также на продуктивность растительности. Субмодель популяции животных связывает запасы кормовой растительности с потреблением, весом, плодовитостью и смертностью животных, а также с численностью и продукционными показателями популяции. Трофический тип регуляции приводит в соответствие численность к кормовым условиям среды, вместе с тем популяция оказывает регулирующее воздействие на нижний трофический уровень - растительность. На основе разработанной модели проведено исследование воздействия популяционных параметров и растительности на продукционные показатели популяции в условиях достаточного увлажнения. Исследование показало, что увеличение плодовитости или снижение элиминации особей при высокой плотности кормовой растительности ведет к снижению продуктивности популяции, тогда как при низкой плотности - к повышению.

БЕРЕСТЯНАЯ А.Н. — 2014 г.

Рассмотрены функции метилирования - химической модификации ДНК, принимающей участие в ряде клеточных процессов. Отмечены общие черты метилирования для животных и растительных организмов. Описываются ферменты, обеспечивающие сохранение и передачу паттернов метилирования ДНК. Рассмотрены механизмы регуляции экспрессии генов. Приводятся особенности изменений эпигенома в ходе онтогенеза. Обсуждается взаимосвязь деметилирования и деградаци-онных процессов, сопровождающих старение эукариотической клетки.

ЗАБОТКИНА Е.А., КОПЫЛОВ А.И., КОСОЛАПОВ Д.Б., РЫБАКОВА И.В. — 2014 г.

Определена численность и биомасса основных компонентов микробного сообщества (вирусов, гетеротрофных бактерий и жгутиконосцев, пикоцианобактерий, амеб и микроскопических грибов) в обрастаниях шести массовых видов высших водных растений Рыбинского водохранилища. Оценена роль вирусов в смертности прокариотных микроорганизмов. Общая биомасса эпи-фитных микробных сообществ на разных растениях изменялась в пределах 0.152-2.298 мкг С/ см 2. Наиболее многочисленным компонентом микробного сообщества были вирусы ((17-106) х х 10 6 частиц/см 2). Количество гетеротрофных бактерий ((1.7-43.1) х 10 6 кл/см 2) было в 1.6-9.6 раза ниже численности вириоэпифитона, но их биомасса (0.082-1.760 мкг С/см 2) занимала основную часть (51.9-88.3%) общей биомассы микробного сообщества. Инфицированные вирусами клетки составляли в среднем 5.3% и 2.7% численности гетеротрофных бактерий и пикоцианобактерий соответственно. Это существенно ниже значений этих параметров в воде зарослей макрофитов, где они составляли 19.3% и 7.6% соответственно. Вирусы играли незначительную роль в контроле численности и продукции эпифитных прокариотов. Доля лизогенных бактерий в бактериоэпифи-тоне составляла 0-16.9%.

ЕСЬКОВ Е.К. — 2014 г.

Систематизировано влияние гипер- и гипотермии на жизнеспособность, физиологическое состояние и развитие рабочих особей маток и трутней медоносной пчелы. Выявлены различия в уровне толерантности к перегреву и охлаждению развивающихся и взрослых пчел. Обсуждается развитие адаптаций к широкому диапазону температур в процессе освоения зон умеренного и холодного климата. Показано, что приобретение семьей медоносной пчелы эвритермности связано с развитием социальности и превращением семьи в эволюционирующую биологическую единицу, а стенотермность расплода обусловливается регуляцией взрослыми пчелами внутригнездовой температуры.

КАЛЯКИН В.Н. — 2014 г.

Рассматриваются причины и последствия вымирания мамонта и разрушения мамонтовой фауны в конце четвертичного периода и на протяжении голоцена. При огромных ареалах мамонтов (почти вся Голарктика) климатические факторы не могли быть исходной причиной их вымирания. Гипотеза о гигантских покровных оледенениях становится все более и более противоречивой и не может быть принята. Поскольку отмеченное вымирание совпадает по времени с расселением по всему миру человека (вместе с собакой - прирученным волком), вероятно их истребление охотниками на мамонтов. Возможно, именно приручение волка способствовало повышению эффективности и безопасности первобытных охот, увеличению продолжительности жизни первобытных охотников и появлению у них свободного времени, что позволило совершенствовать орудия и оружие, мастерство, первобытное искусство и развивать культуру в целом. Поскольку мамонты были главными эдификаторами пастбищных экосистем Голарктики, истребление их и ряда других крупных фитофагов обусловило разрушение пастбищных экосистем на гигантских территориях и формирование вместо них современных “природных” зон к концу голоцена. С приручением волка антропогенный фактор становится основным для дальнейшей судьбы пастбищных экосистем, а климатические флуктуации при регрессиях и трансгрессиях океана либо тормозят, либо усиливают его воздействие. Исчезновение и изменение исходной структуры пастбищных экосистем на большей части их ареала не могло оставаться климатически нейтральным.