Комплексные исследования закономерностей функционирования естественных экосистем и их роль в сохранении регионального разнообразия флоры и фауныНИР

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
14 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. Комплексные исследования закономерностей функционирования естественных экосистем и их роль в сохранении регионального разнообразия флоры и фауны
Результаты этапа: В результате исследований терморегуляции было показано, что ключевое значение гомойотермии состоит не только в поддержании высокой температуры тела, но в усилении аэробного метаболизма и такого уровня метаболизма, который обеспечивает мобильное функционирование подсистем организма в состоянии покоя. Проведен аллометрический анализ данных о минимальной (n=436) и максимальной (n=218) степени изменения теплоотдачи в покое (теплопроводности) у птиц. Показано, что при адаптации виды могут изменять удельную теплопроводность, толщину покровов и соответственно теплопроводность. Теплопроводность млекопитающих на 40-50% выше, чем у птиц, что указывает на лучшую физическую изоляцию птиц, чем млекопитающих той же массы тела. Расчеты показывают, что рептилии, которые имеют метаболизм на порядок ниже, чем гомойотермные животные, если их «одеть» в теплоизолирующие покровы, не способны поддерживать устойчивую гомойотермию. Теплоизолирующие покровы становятся эффективными только при значительном увеличении теплопродукции. Изучены затраты энергии за гнездовой период и максимальная продолжительность жизни куликов с разными брачными и родительскими отношениями с целью сопоставления репродуктивных усилий разных партнеров в разных системах воспроизводства потомства. Использованы собственные исследования затрат энергии куликов за весь период размножения и литературные данные о максимальной продолжительности жизни куликов в природе. Наиболее дорогостоящей социальной системой у куликов является моногамия, при которой оба партнера заботятся о выводке. Полигиния оказывается относительно более дешевой, по сравнению с моногамией, поскольку при этой системе уменьшается энергетический вклад в потомство одного из партнеров. Можно предположить, что пара птиц значительно лучше заботится о потомстве, чем одна, и, возможно, потомство формируется с лучшими морфофизиологическими качествами, что приводит к увеличению их максимальной продолжительности жизни. Сравнение зимних и летних значений энергетического метаболизма покоя и дыхательного коэффициента у лазоревок (Cyanistes caeruleus, Aves) показало, что базальный метаболизм лазоревок в зимний период достоверно ниже, чем в летний период. Значения дыхательного коэффициента в зимний период недостоверно выше, чем в летний период. Энергетический обмен в покое и дыхательный коэффициент у лазоревок имеют суточные ритмы с минимальным значением в ночные часы и с одним пиком в дневные часы. Максимальная разница между значениями энергетического обмена покоя днем и ночью составила 45 % зимой и 15 % — летом. В результате исследования показано, что иммунизация нереплицирующимся антигеном приводит к изменениям характеристик песни и уровня кортикостерона у воробьиных птиц. Фонетическая сложность отдельных слогов песни, а также быстрый темп исполнения отдельных фраз может нести более важную информацию о «качестве» самца, чем объем его песенного репертуара. До настоящего времени не было показано изменений в частотно-временных характеристиках песни в ответ на стрессирующие воздействия. В песнях канарейки были выделены три основных категории фраз: свисты, быстрые трели и бифонические трели. Введение неспецифического антигена приводит к значимому (относительно контрольной группы) повышению уровня кортикостерона (p<0,001). Уровень тестостерона снижается по ходу эксперимента, как в контрольной, так и в экспериментальной группах. Изучено влияние весенних температур на интенсивность рекламного поведения и уровень базального метаболизма ярких и криптически окрашенных самцов мухоловки-пеструшки (Ficedula hypoleuca). И в томской, и в подмосковной популяции самцы криптической окраски резко снижали интенсивность рекламного поведения при низкой температуре. Активность ярких самцов оставалась высокой в широком диапазоне температур. При похолодании самки делали выбор в пользу толерантных к температуре ярких самцов. В опытах по краткосрочной акклимации птиц из природной популяции при 3–5 и 22–25°С самцы криптической окраски, в отличие от ярких птиц, повышали уровень базального метаболизма (BMR) в ответ на экспериментальное похолодание. Предполагается, что криптически окрашенные самцы, выигрывая за счет увеличения BMR в физиологической устойчивости к холоду, вынуждены экономить энергию на репродуктивное поведение, что негативно сказывается на их брачных перспективах. Несмотря на сходство мухоловок из двух регионов в проявлении температурной реакции, весенние температуры оказывали разное воздействие на соотношение морф в репродуктивной части двух популяций. В томской популяции, в прямом соответствии с результатами экспериментов, представительство малочисленных здесь ярких самцов многократно возрастало в годы с наиболее холодными веснами. В Подмосковье этот эффект отсутствовал. В результате обработки сборов 2013 г. в Филинском болоте Московской области (Химкинский район) было обнаружено 88 таксонов видового и внутривидового ранга из класса Conjugatophyceae. 13 представителей порядка Desmidiales, впервые отмечены для региона. В результате исследования проб обрастаний из болотного массива Павлово-Посадского района Московской области выявлен 141 вид и разновидность десмидиевых водорослей, принадлежащих 20 родам, из 4 семейств. В их числе, 30 видов и разновидностей – новые для флоры Московской области и 7 – новые для России. Исследование орнаментации клеточной стенки сложных в таксономическом плане видов с использованием методов сканирующей электронной микроскопии позволило уточнить имеющиеся диагнозы. По данным литературы и собственным материалам было проведено изучение распространения видов из рода Мicrasterias C.Ag. (Conjugatophyceae) в болотах Московской области. В результате проведенных исследований проб водорослей из трех болотных массивов Московской области было обнаружено 16 видов и разновидностей водорослей из рода Micrasterias. Впервые для региона найдено 7 видов. Для всех новых таксонов выполнены оригинальные микрофотографии со светового и сканирующего электронного микроскопов, информация по морфологическим признакам и условия местообитаний данных таксонов внесены в базу данных Conjugatophyceae Московской области.
15 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. Комплексные исследования закономерностей функционирования естественных экосистем и их роль в сохранении регионального разнообразия флоры и фауны
Результаты этапа: 1. Продолжены исследования основ гомойотермии. Показано, что гомойотермные животные, расходующие на свое существование на порядок больше энергии и потребляющие соответственное количество пищи, завоевали практически всю пригодную для жизни часть биосферы, канализировали новые потоки энергии и вытеснили рептилий из магистральных ниш. Освоение умеренных и высоких широт в кайнозое осуществили птицы и млекопитающие. 2. Исследованы расход энергии и изменения массы тела в состоянии покоя у 2 видов птиц. Данные показали, что испарение минимальное при температуре ниже критической, и скорость испарения увеличивается при более низких или более высоких температурах. Полученные результаты свидетельствуют, что и воробьиные, и неворобьиные виды имеют одинаковую способность изменять неиспарительную теплопроводность. Испарение в значительной мере определяет потери массы тела. 3. Изучение ассоциации в межвидовых стаях куликов обнаружило следующие группировки: бурокрылой ржанкой и краснозобиком, дутышем и американским бекасовидным веретенником, дутышем и чернозобиком, тулесом и чернозобиком. Однако общее число птиц, образующих ассоциации, невелико. Изучение гнезд куликов показало, что размеры гнезд пропорциональны размерам куликов. Мелкие виды куликов имеют относительно более тяжелые гнезда. Гнезда расположенные во влажных местообитаниях, более укрыты, имеют большую глубину лотка и большую толщину подстилки. Наиболее открытые гнезда имеют наиболее крупные виды, у которых насиживают оба партнера; они же гнездятся в относительно сухом местообитании. Мелкие виды, у которых птицы насиживают в одиночку имеют более устроенные и более замаскированные гнезда, и они гнездятся в более влажных местообитаниях. Расположение, варианты укрытости и устройства гнезда связаны с социальной организация вида, а именно, с количеством партнеров насиживающих яйца. 4. Исследования зеленых пеночек в гнездовом ареале показали что имеется пять примерно равных временных интервалов. Зеленые пеночки в течение всего периода пребывания в гнездовом ареале стремятся поддерживать свою массу тела на примерно одном и том же уровне. Во все периоды жизненного цикла жировые резервы достоверно возрастают во второй половине дня. Зеленые пеночки покидают район гнездования с меньшей массой тела и меньшими жировыми резервами, чем они имеют в момент прилета. 5. Исследовано функциональное и сигнальное значение песен воробьиных птиц. Она отражает физиологическое (уровень гормонов) и психологическое (уровень стресса) состояние поющего самца. Описаны функции репертуара песен и причины его увеличения у разных видов птиц. Уделено внимание и пению самок, феномену сравнительно недавно привлекшему к себе внимание исследователей. Кроме того, было описано влияние тестостерона на пение и обучение пению у воробьинных птиц. Выявлено кратковременное увеличение уровня тестостерона в крови молодых пеночек-трещоток и славок черноголовок. Показано, что у иммунизированных самцов, наиболее сложные в исполнении бифонические фразы уменьшаются по длительности и по представленности в репертуаре, замещаясь на более простые. 6. В масштабах шести флористических провинций в приполярном и полярном регионах России проведен обзор литературы по исследованию Zygnematophyceae. Для северного региона известно 1013 видов конъюгат. Показано, что везде лидируют роды Cosmarium, Closterium, Staurastrum и Euastrum, их участие на разных территориях различны. Наблюдается тенденция к сокращению видового разнообразия рода Staurastrum в направлении с запада на восток. Подведены итоги обработки сборов 2013 и 2014 гг. в Филинском болоте Московской обл., где было обнаружено 88 видов и Павлово-Посадского района Московской области (141 вид) из класса Conjugatophyceae. 43 представителея порядка Desmidiales, впервые отмечены для Московской области и 7 видов - новые для России. Исследование орнаментации клеточной стенки сложных в таксономическом плане видов с использованием методов сканирующей электронной микроскопии позволило уточнить имеющиеся диагнозы. Предложена модификация пробоподготовки альгологического материала для изучения в СЭМ. Для всех обнаруженных видов выполнены оригинальные микрофотографии со светового и сканирующего электронного микроскопов, создана база данных с указанием условий местообитаний.

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".