Мониторинг альгофлоры отдельных регионов России как вклад в рациональное природопользованиеНИР

Monitoring of the algal flora of certain regions of Russia as a contribution to a proper environmental management

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Мониторинг альгофлоры отдельных регионов России как вклад в рациональное природопользование
Результаты этапа: 1. Были получены новые данные о видовом разнообразии, морфологии и распространении водорослей Северных морей. Получены новые данные о морфологии и анатомических особенностях форм и экад Fucus vesiculosus L. в Кандалакшском заливе Белого моря. Несмотря на значительные морфологические отличия, общий план анатомического строения талломов сохраняется у представителей всех исследованных форм и экад. Однако внутреннее строение таллома неприкрепленных форм упрощено по сравнению с типичными прикрепленными формами за счет отсутствия зон вторичного роста. Наименьшие размеры клеток медулы обнаруживаются у ecad muscoides. Размер клеток эпидермиса является наиболее изменчивым признаком анатомического строения форм и экад F. vesiculosus. Талломы прикрепленных форм F. vesiculosus защищенных местообитаний шире; их приросты, рецептакулы и пузыри больше, чем у талломов из прибойных местообитаний. Строение как вегетативной, так и репродуктивной частей таллома F. vesiculosus f. giganteus значительно отличается от остальных исследованных образцов, поэтому представители этой формы, возможно, генетически изолированы от остальных симпатрических популяций этого вида. 2. Начато создание каталога гербарных образцов водорослей-макрофитов коллекции кафедры микологии и альгологии и базы данных по гербарным коллекциям водорослей-макрофитов кафедры микологии и альгологии. Была проведена инвентаризация 500 гербарных образцов исторической части гербария. Произведено пополнение коллекции водорослей-макрофитов из сборов прошлых полевых сезонов (Японское, Белое и Черное моря, всего 36 гербарных листов). Сборы новых образцов для коллекции проведены в различных экотопах залива Великая салма (Кандалакшский залив, Белое море): в сублиторали (на глубинах 0-10м), в различных подзонах литорали и в зоне заплеска. Большая часть образцов принадлежит отделу Ochrophyta, также отобраны образцы из других отделов водорослей. На основе собранных образцов водорослей-макрофитов подготовлено 56 новых гербарных листов. 3. Были получены новые данные о систематическом составе диатомовых водорослей из различных биотопов разных географических регионов. Были получены новые данные по тонкому строению панцирей диатомовых водорослей с целью выяснения и уточнения их систематического положения. 1) Продолжены исследования, касающиеся изучения диатомовых водорослей озера Глубокого (Московская область). В результате исследований, список современных и ископаемых диатомовых водорослей озера включает сведения о 400 таксонах низшего ранга (видах, разновидностях и морфотипах), относящихся к 3 классам, 15 порядкам, 27 семействам и 71 роду. Сравнивая полученные нами данные с литературным, можно сделать вывод, что 209 названий таксонов низшего ранга приводятся нами для озера впервые (в том смысле, что они не являются гомотипными синонимами названий, содержащихся в базе литературных данных). Если сравнивать оригинальные и литературные данные по современной флоре озера, то впервые отмечены будут 124 таксономические единицы, а подтверждены находки только для 91 таксона. Результаты работы опубликованы в виде научной монографии при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (Чудаев, Гололобова, 2016). 2) Впервые были исследованы навикулоидные диатомовые Мелеевского ручья (ЗБС МГУ, Московская область). В эпипелоне ручья было выявлено 98 видов, разновидностей и морфотипов навикулоидных диатомовых водорослей, принадлежащих к 18 родам. Наибольшим таксономическим богатством оказались представлены роды Pinnularia (23 таксона), Sellaphora (17) и Stauroneis (13). Новыми для флоры ЗБС являются 3 рода (Fallacia, Geissleria, Mayamaea), а также 47 видов и разновидностей; 21 вид указан впервые для Москвы и Московской области. Ряд неидентифицированных видов, с большой долей вероятности могут оказаться новыми для науки, и требуют дальнейших более детальных и внимательных микроморфологических и таксономических исследований. Результаты работы опубликованы в научной статье (Чудаев, 2016). 3) Били исследованы виды рода Navicula s.str. в реках Мурманской области. В результате исследований было выявлено 23 вида рода Navicula s.str. Один из встреченных видов оказался новым для науки таксоном (Navicula pseudowiesneri Chudaev et Kulikovskiy). Из всего разнообразия изученных видов, максимальное видовое богатство Navicula отмечено в реках Кола (20 таксонов) и Ура (14 таксонов). Минимальное видовое богатство (6 таксонов) выявлено в р. Белая. Наибольшее распространение в исследованных реках имеют N. cryptocephala и N. radiosa, эти два вида отмечены во всех исследованных водотоках. Редкими (встреченными только в одной реке) являются N. eidrigiana, N. irmengardis, N. pseudotenelloides, N. tenelloides, N. vaneei и N. venerablis. Новыми для флоры России являются 4 вида, еще 8 оказались новыми для исследованного региона. Результаты работы опубликованы в научной статье (Чудаев и др., 2016). 4) Были проведены исследования диатомовых водорослей высокогорных озер Тибета (Китай), в частности, представителей рода Navicula s.str. На основании проведенных исследований был описан новый для науки вид и предложена новая разновидность для одного из видов этого рода. Результаты работы опубликованы в научной статье (Chudaev, Georgiev, 2016). 4. Были проведены исследования, связанные с применением диатомовых водорослей для палеореконструкций. Для этого были исследованы диатомовые водоросли из торфяного отложения McDonald Point (восточная часть о-ва Шемья, Алеутские о-ва, США). В результате исследования 76 образцов из торфяного отложения было обнаружено 63 таксона диатомовых водорослей видового и внутривидового рангов. Был проведен экологический и географический анализ диатомовых водорослей из исследованного отложения. По предварительным результатам можно сказать, что большинство отмеченных в отложениях таксонов являются космополитами по своему распространению, однако, отмечены также и бореальные виды. По приуроченности к экологической группе, большинство выявленных видов являются бентосными организмами, в то время как планктонные виды встречаются в материале единично. Большинство таксонов являются видами, предпочитающими среды с пониженными значениями pH (ацидобионтами и ацидофилами) и низкой минерализацией. По-видимому, на месте исследованного разреза в раннем голоцене (9550 л.н.) произошло формирование мелководного заболоченного олиготрофного водоема с относительно низким значением рН. Результаты работы отображены в сборнике работ IV Всероссийской научной конференции с международным участием "Динамика современных экосистем в голоцене" (Пущино, Россия, 17-20 октября 2016) (Неплюхина и др., 2016). 5. Была собрана и проанализирована литература: а) по возможностям использования микроводорослей в биотехнологии; б) по почвенным водорослям; в) по углеводам бурых водорослей. 1) Была собрана и проанализирована литература, касающаяся возможностей использования микроводорослей в биотехнологии (на эту тему студенткой кафедры Голубевой А.И. была защищена литературная курсовая работа (рук. М.А. Гололобова); по этой теме начаты практические исследования; 2) была собрана и проанализирована литература, касающаяся исследований почвенных водорослей (на эту тему студенткой кафедры Буевич Т.А. была защищена литературная курсовая работа (рук. М.А. Гололобова); по этой теме начаты практические исследования; 3) была собрана и проанализирована литература, касающаяся исследований углеводов бурых водорослей (на эту тему студенткой кафедры Неудахиной М.А. была защищена литературная курсовая работа (рук. М.А. Гололобова); по этой теме начаты практические исследования. 6. Была пополнена кафедральная коллекция новыми альгологическими пробами и гербарными образцами, а также накопительными культурами и чистыми культурами водорослей; поддержаны штаммы из существующей коллекции. В течение года кафедральная коллекция была пополнена новыми альгологическими пробами из разных регионов России и других стран, а также были получены новые накопительные и чистые культуры микроводорослей. 7. Помимо этого, с помощью cпектpоcкопии комбинационного pаccеяния и инфpакpаcной cпектpоcкопии были исследованы каpотиноиды зеленой водоpоcли Cladophora rivularis. Было установлено, что пpи ноpмальном функциониpовании водоpоcли (увеличении pН c 8,0 до 9,0) возpаcтает cодеpжание каpотиноидов и меняетcя конфоpмация молекулы: cнижаетcя вклад cвязей –C=C– полиеновой цепочки молекулы каpотиноида (cпектpоcкопия комбинационного pаccеяния), а также метильныx гpупп (~ 2940 cм–1) и аpоматичеcкиx C–Н-плоcкоcтныx дефоp- мационныx колебаний (полоcа 1050 cм–1) молекул каpотиноидов (инфpакpаcная cпектpоcкопия). По-мнению автоpов, изменение экcтpаклеточного pН в ноpме не влияет на cодеpжание xлоpофиллов а и b, но увеличивает cодеpжание и меняет либо конфоpмацию, либо cоcтав молекул каpотиноидов (Шутова и др., 2016). 8. В связи с проведением в 2015 г. на ЗБС МГУ XIV Международной научной конференция диатомологов, посвященная 160-летию К.С.Мережковского, в работе которой приняли участие 48 ведущих специалистов, студентов, аспирантов и молодых ученых из 33 научно-исследовательских и высших учебных заведений 6 стран, была обнародована резолюция (Анисимова и др., 2016). 9. В связи со 120-летием выдающегося альголога Бориса Васильевича Скворцова был собран и проанализирован обширный архивный материал, касающийся его жизни и научной работы. Краткая биография его жизни и жизни его семьи, а также его научное наследие представлены в статье (Williams et al., 2016). 10. В связи с многочисленными проблемами, с которыми сталкиваются ученые, занимающиеся систематикой разных групп таксонов, была обнародована статья, касающаяся общих проблем (как зоологов, так и ботаников) в области таксономии (Kotov, Gololobova, 2016).
2 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Мониторинг альгофлоры отдельных регионов России как вклад в рациональное природопользование
Результаты этапа: 1. Работа, связанная с гербарием водорослей-макрофитов кафедры микологии и альгологии. Была продолжена инвентаризация исторической части гербария водорослей-макрофитов (обработано 300 гербарных листов); 2) гербарий был пополнен новыми образцами (25 гербарных образцов); 3) расширена база данных гербария водорослей-макрофитов кафедры микологии и альгологии за счет инвентаризации листов исторической части гербария и подготовки новых гербарных листов из современных сборов; 4) проведена проверка корректности определения таксономического статуса инвентаризованных образцов; 5) проведена реставрация гербарных листов и обновление этикеток; 6) начато формирование базы иллюстраций к объектам, имеющимся в гербарии (А.А.Георгиев). 2. Исследования, связанные с изучением полисахаридов бурых водорослей. Получены новые данные по содержанию основных полисахаридов клеточной стенки (фукоиданов и альгинатов) у различных экологических форм Fuсus vesiсulosus L. и некоторых других представителей порядка Fucales, произрастающих в зоне литорали Кандалакшского залива Белого моря. Было определено содержание фукоиданов и альгинатов в талломах трех видов бурых водорослей: F. vesiculosus L. (15 образцов), Ascophyllum nodosum (L.) Le Jolis (14 образцов) и Pelvetia canaliculata (L.) Decaisne & Thuret (2 образца), развивающихся в разных условиях. Содержание фукоиданов в талломах F. vesiculosus составляет в среднем 11,8% от сухого веса; в A. nodosum – 9% и P. canaliculata – 9,2%. Наибольшее содержание альгинатов выявлено в талломах A. nodosum и составляет в среднем 32,4% от сухого веса. Для талломов P. canaliculata и F. vesiculosus средние значения составили 20,0% и 21,9% соответственно. Содержание фукоиданов в разных формах A. nodosum и F. vesiculosus не имеет значительных отличий от основных форм. В то же время, содержание альгинатов в различных формах F. vesiculosus варьирует в широких пределах: F. vesiculosus f. giganteus имеет на треть меньшее количество альгинатов, чем основная форма F. vesiculosus, а F. vesiculosus еcad. muscoides содержит большее их количество. Разброс полученных данных по содержанию альгинатов и фукоиданов в талломах, даже произрастающих в схожих условиях, оказался большой, поэтому в рамках работы нельзя сделать обоснованных выводов о влиянии условий произрастания на содержание этих полисахаридов. По этой теме М.А.Неудахиной был защищен диплом бакалавра (рук. А.А.Георгиев совм. с М.И.Билан, А.И.Усовым). 3. Исследования, связанные с изучением водорослей-макрофитов. 3.1. Изучение пресноводных водорослей-макрофитов. Была изучена морфология редкого вида пресноводной красной водоросли Thorea hispida (Thore) Desv., обнаруженного в р. Москва на территории г. Москвы. Был изучен вопрос о распространении и встречаемости данного вида в р. Москве и обсужден природоохранный статус этого вида (А.А.Георгиев, Г.А.Белякова, Д.А.Чудаев, М.А.Гололобова в соавт. с М.Л.Георгиевой). 3.2. Изучение морских водорослей-макрофитов. В ходе проведения учебной зональной практики студентов 2 курса биологического факультета МГУ (16 – 26 июня, 2016 г.) на прилегающих к территории Кандалакшского заповедника окрестностях села Лувеньга (Кандалакшский р-н Мурманской обл.) и в заповедном участке «Порья Губа» (остров Горелый, Терский район Мурманской области) были обследованы литоральная зона и штормовые выбросы Белого моря. В результате исследования составлен список видов водорослей-макрофитов (Д.А.Чудаев в соавт. с В.И.Гмошинским). 4. Исследования, связанные с изучением микроводорослей из различных местообитаний разных географических регионов. 4.1. Начаты исследования по изучению разных групп микроводорослей Красноярского края. Работа связана с комплексной характеристикой штаммов микроводорослей, изолированных из cоленого меромиктического озера Шира (Хакасия). Были собраны планктонные пробы из данного водоема и изолированы альгологически чистые штаммы микроводорослей из накопительных культур с целью проведения дальнейших морфологических, физиолого-биохимических и молекулярно-генетических и исследований (для выяснения таксономического положения штаммов и выяснения их биотехнологического потенциала). По этой теме З.В.Кривовой ведутся исследования в рамках выполнения магистерской диссертации (рук. А.А.Георгиев совм. с М.А.Синетовой). 4.2. Продолжены исследования, связанные с изучением диатомовых водорослей из различных местообитаний разных географических регионов. 4.2.1. На основании материалов, предоставленных сотрудниками ИБВВ РАН, получены диапазоны значения метрических признаков 25 видов рода Navicula (255 популяций) из континентальных водоемов Индокитая для проведения в дальнейшем таксономической идентификации. Подробно описана морфология створок N. escambia (R.M.Patrick) Metzeltin & Lange-Bertalot и N. simulata Manguin, сделан вывод о том, что эти таксоны должны рассматриваться как самостоятельные виды. По результатам работы сделан стендовый доклад на XV Международной научной конференции альгологов «Диатомовые водоросли: современное состояние и перспективы исследований» (19 – 24 августа 2017 года, Борок) (Д.А.Чудаев в соавт. с М.С.Куликовским, А.М.Глущенко). 4.2.2. На основании результатов по изучению диатомовых водорослей озера Глубокого (Московская область) был представлен устный доклад на XV Международной научной конференции альгологов «Диатомовые водоросли: современное состояние и перспективы исследований» (19 – 24 августа 2017 года, Борок) (Д.А.Чудаев, М.А.Гололобова). 4.2.3. По результатам изучения диатомовых водорослей одной из самых крупных рек Узбекистана – реке Зарафшан, найден новый для данного региона вид диатомовой водоросли – Pleurosira laevis (Ehrenberg) Compère (. Популяции из Узбекистана были изучены с помощью световой и электронной микроскопии. Предполагается, что этот вид диатомовой водоросли мог быть занесен в Узбекистан случайно при преднамеренной интродукции других организмов или мог проникнуть из водоёмов соседних стран, куда попал ранее (М.А.Гололобова в соавт. с К.С.Маманазаровой). 4.2.4. Начаты работы по изучению диатомовых водорослей родов Hannaea и Navicula в материалах из Телецкого озера (Алтай, РФ). Изготовлены постоянные препараты для световой микроскопии, проведена микрофотосъемка створок изучаемых водорослей, получено около 1900 световых микрофотографий (М.А.Гололобова, Д.А.Чудаев). На основании результатов по изучению разнообразия видов Hannaea был представлен стендовый доклад на XV Международной научной конференции альгологов «Диатомовые водоросли: современное состояние и перспективы исследований» (19 – 24 августа 2017 года, Борок) (М.А.Гололобова в соавт. с О.В.Анисимовой). 4.2.5. Начаты исследования по изучению распределения волютина в клетках четырех видов диатомовых рода Navicula. Полученные данные позволяют сделать вывод, что характер распределения волютина в клетках Navicula не единообразен, и является, таким образом, таксономически значимым признаком. 4.3. Изучение почвенных водорослей. Были проведены исследования водорослей ризосферы и ризопланы грушанки (род Pyrola), а также водорослей из разных типов почв на территории ЗБС МГУ. В ходе выполнения работы 1) впервые было показано наличие водорослей в ризосфере и ризоплане рода Pyrola; также было показано, что 2) многие методы изучения водорослей ризосферы и ризопланы имеют существенные ограничения в применении в связи с тем, что хорошо отработаны для изучения водорослей, развивающихся в основной почве, но не в прикорневой зоне растений; 3) выявленный видовой состав диатомовых водорослей ризосферы изученных видов рода Pyrola согласуется с экологией этих растений; 4) условия в ризосферной почве более благоприятные для развития большинства видов диатомовых водорослей по сравнению с основной почвой; 5) для сообщества почвенных диатомовых водорослей характерны сезонные изменения в видовом составе; 6) по-видимому, состав сообщества почвенных диатомовых водорослей может зависеть не только от абиотических факторов, но и от типа растительного сообщества; 7) ризоплана представляет собой более перспективный источник для получения чистых культур водорослей по сравнению с ризосферой. По этой теме Т.А.Буевич был защищен диплом бакалавра (рук. М.А.Гололобова, Д.А.Чудаев). 4.4. Изучение фитопланктона арктических морей. Были начаты исследования по изучению фитопланктона арктических морей и получены новые данные о фитопланктоне Восточно-Сибирского моря. Видовое разнообразие представлено 36 таксонами; преобладают диатомовые (отд. Ochrophyta, кл. Bacillariophyceae) и динофитовые (отд. Dinophyta) водоросли. Показатели численности и биомассы фитопланктона значительно варьируют от точки сбора и горизонта. В ходе исследования был обнаружен довольно редкий для планктона фаготрофный вид динофитовых Actiniscus pentasterias (Ehrenberg) Ehrenber, а также впервые обнаружена в арктических морях Meringosphaera mediterranea Lohmann (отд. Ochrophyta, кл. Xanthophyceae). Поскольку среди арктических морей России Восточно-Сибирское море остается самым малоисследованным, полученные данные по фитопланктону, как одному из основных компонентов водных экосистем, вносят вклад не только в изучение биоразнообразия арктического региона, но и позволяют дополнить экологию отдельных таксонов. Предварительные результаты работы были доложены на VI Международной научно-практическая конференции "Морские исследования и образование: MARESEDU-2017" (30 октября – 2 ноября 2017 года, Москва) (А.А.Георгиев в соавт. с М.Л.Георгиевой). 5. Исследования, связанные с применением диатомовых водорослей для палеореконструкций. 5.1. Получены новые данные по диатомовым водорослям в торфяных отложениях раннего и позднего Голоцена Алеутских островов (США). Была обработана колонка торфяного отложения с о-ва Карлайл, мощностью 340 см. Для изучения диатомовых водорослей при помощи световой микроскопии изготовлено 70 постоянных препаратов. Некоторые горизонты колонки изучены при помощи электронной микроскопии. По этой теме А.А.Неплюхиной ведутся исследования в рамках выполнения магистерской диссертации (рук. М.А.Гололобова, Д.А.Чудаев). На XV Международной научной конференции альгологов «Диатомовые водоросли: современное состояние и перспективы исследований» (19 – 24 августа 2017 года, Борок) был представлен стендовый доклад по результатам изучения разнообразия рода Pinnularia из торфяного отложения острова Шемья (Алеутские острова) (А.А.Неплюхина, Д.А.Чудаев, М.А.Гололобова). Основываясь на уникальном сочетании морфологических признаков, новый вид шовной пеннатной диатомовой водоросли рода Pinnularia был описан из торфяного отложения MacDonald Point (о-в Шемья, Аляска, США). По результатам работы написана статья, которая принята к печати в журнале "Новости систематики низших растений" (А.А.Неплюхина, Д.А.Чудаев, М.А.Гололобова). 5.2. По результатам диатомового анализа донных отложений озера Каракель (Центральный Кавказ) был представлен устный доклад на XV Международной научной конференции альгологов «Диатомовые водоросли: современное состояние и перспективы исследований» (19 – 24 августа 2017 года, Борок) (Д.А.Чудаев, М.А.Гололобова в соавт. с Л.В.Разумовским, В.Л.Разумовским). 6. Исследования, связанные с изучением антибиотической активности и липидов микроводорослей. Проведен первичный скрининг микроводорослей из коллекции кафедры микологии и альгологии на наличие веществ, проявляющих антибиотические и антифунгальные свойства и нейтральных липидов. В ходе выполнения работы было показано, что: 1) не все микроводоросли можно выделить в аксеничную культуру, что, вероятно, определяется их ассоциацией с бактериями; 2) исследованные штаммы микроводорослей (28) не показали антифунгальную активность; 3) антибиотическая активность микроводорослей была показана для 14 штаммов из 28 исследованных и характеризовалась низким уровнем; 4) наиболее эффективными методами исследования антибиотической и антифунгальной активностей были метод лунок и глубинного культивирования; 5) в результате первичного скрининга 9-ти исследованных штаммов микроводорослей 6 показали наличие липидов в клетках. По этой теме А.И.Голубевой был защищен диплом бакалавра (рук. М.А.Гололобова совм. с О.В.Ефременковой). 7. Работа, связанная с коллекцией проб и культур микроводорослей кафедры микологии и альгологии. Кафедральная коллекция пополнена новыми альгологическими пробами, а также накопительными культурами и чистыми культурами водорослей; поддержаны штаммы из существующей коллекции (Гололобова, Чудаев). 8. Теоретические исследования, связанные с общими проблемами систематики и таксономии водорослей. В связи с многочисленными проблемами, с которыми сталкиваются ученые, занимающиеся систематикой разных групп таксонов, была обнародована статья, касающаяся базы данных (БД) Zobodat, которая относится к одному из наиболее ценных источников для поиска и получения доступа к естественнонаучной литературе (как старой, так и современной). Эта БД является партнером Biodiversity Heritage Library (BHL Europe). Все чаще ссылки на Zobodat как место размещения сканированного первоисточника описания того или иного таксона можно найти во Всемирном Регистре Морских Видов (WoRMS) (М.А.Гололобова в соавт. с А.А.Котовым).
3 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. Мониторинг альгофлоры отдельных регионов России как вклад в рациональное природопользование
Результаты этапа:
4 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Мониторинг альгофлоры отдельных регионов России как вклад в рациональное природопользование
Результаты этапа:
5 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Мониторинг альгофлоры отдельных регионов России как вклад в рациональное природопользование
Результаты этапа:
6 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Мониторинг альгофлоры отдельных регионов России как вклад в рациональное природопользование
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".