Эволюция жизненного цикла дубровника Анализ многолетней динамики популяций дубровника – птицы, занесенной в Красный список МСОП со статусом «угроза вымирания» - позволяет утверждать, что его жизненный цикл за последнее тысячелетие претерпел быструю антропогенную эволюцию, связанную с культивацией риса в Юго-Восточной Азии (рис. 1). Отбор был направлен на увеличение выживаемости за счет снижения репродукции. Пример дубровника – вероятно, единственный документированный случай быстрой антропогенной эволюции комплекса взаимосвязанных параметров жизненного цикла среди наземных позвоночных. Современное угрожающее состояние вида, вероятно, связано с невозможностью быстрых обратных изменений в условиях браконьерского преследования и перехода к интенсивному ведению хозяйства (О.В. Бурский)
![Рис. 1 Демографические основы роста численности (черные рамки) повлекли изменения по трем основным направлениям: экспансия гнездового ареала (голубой), усиление территориальной регуляции (красный) и сокращение пребывания в гнездовом ареале (зеленый); изменение дополнительных параметров (оранжевый) поддерживало направление эволюции по принципу положительной обратной связи.](/sites/default/files/styles/max_325x325/public/2021-08/1_2.png?itok=uh2UpILi)
Рис. 1 Демографические основы роста численности (черные рамки) повлекли изменения по трем основным направлениям: экспансия гнездового ареала (голубой), усиление территориальной регуляции (красный) и сокращение пребывания в гнездовом ареале (зеленый); изменение дополнительных параметров (оранжевый) поддерживало направление эволюции по принципу положительной обратной связи.
Нестационарная пороговая динамика грызунов пастбищных экосистем под влиянием антропогенной трансформации ландшафта Многолетний (1994-2015) мониторинг пастбищных экосистем Калмыкии показал отложенный по времени пороговый ответ популяции грызунов на снижение поголовья скота в конце 80-90-х гг. прошлого века (рис. 2). Резкий переход от устойчивого состояния высокой численности к устойчивому состоянию низкой численности сопровождался скачкообразным ростом изменчивости структуры популяции, что может указывать на снижение ее устойчивости к изменению условий. Это редкий пример пороговой динамики и скачкообразной смены режимов функционирования природной популяции в ответ на трансформацию экосистемы, вызванную социально-экономическими преобразованиями. Полученные результаты важны как для понимания механизмов устойчивости биологических систем, так и для управления ими в изменяющемся мире (А.В. Чабовский, Л.Е. Савинецкая, Е.Н. Суркова).
![Рис. 2. Траектория движения популяции в пространстве двух осей: численности в предыдущий год и ее роста в последующий. Голубой и красный кружки показывают точки равновесия для периода высокой численности (1994-2003) и периода низкой численности (2003-2015) на пересечении линий нулевого роста (черная горизонтальная пунктирная линия) и средней многолетней численности по периодам (голубая и красные вертикальные линии). Резкий переход из одного устойчивого состояния в другое произошел в один год – в 2003 г.](/sites/default/files/styles/max_325x325/public/2021-08/2_0.png?itok=jD2dGUfp)
Рис. 2. Траектория движения популяции в пространстве двух осей: численности в предыдущий год и ее роста в последующий. Голубой и красный кружки показывают точки равновесия для периода высокой численности (1994-2003) и периода низкой численности (2003-2015) на пересечении линий нулевого роста (черная горизонтальная пунктирная линия) и средней многолетней численности по периодам (голубая и красные вертикальные линии). Резкий переход из одного устойчивого состояния в другое произошел в один год – в 2003 г.
Экологический сценарий происхождения и эволюции микроба чумы Разработан экологический сценарий происхождения и эволюции микроба чумы Yersinia pestis (рис. 3). Сценарий открывает широкие перспективы для эколого-молекулярно-генетического синтеза в инфектологии и подготавливает фактологические основы для создания современной теории происхождения и эволюции возбудителей природноочаговых болезней человека и животных. Выявленные закономерности создают теоретические предпосылки для разработки алгоритма искусственной селекции и культивирования чумоподобных микробов с заданными свойствами, необходимого для совершенствования системы биологической безопасности общества и контроля бактериологического оружия (В.В. Сунцов).
![Рис. 3. Сценарий происхождения, естественного распространения в Евразии и антропогенной мировой экспансии микроба чумы Yersinia pestis во время первой (I), второй (II) и третьей (III) пандемий. 1 – южная граница зоны “вечной” мерзлоты; 2 – Сахаро-Гобийская аридная зона; 3 – граница доминантного распространения в природе микроба Y. pseudotuberculosis O:1b; 4 – район происхождения микроба чумы и направления его естественной экспансии в Евразии; 5 – ареал первичных природных очагов; 6 – ареалы вторичных природ](/sites/default/files/styles/max_325x325/public/2021-08/3_0.png?itok=VG-E15wT)
Рис. 3. Сценарий происхождения, естественного распространения в Евразии и антропогенной мировой экспансии микроба чумы Yersinia pestis во время первой (I), второй (II) и третьей (III) пандемий. 1 – южная граница зоны “вечной” мерзлоты; 2 – Сахаро-Гобийская аридная зона; 3 – граница доминантного распространения в природе микроба Y. pseudotuberculosis O:1b; 4 – район происхождения микроба чумы и направления его естественной экспансии в Евразии; 5 – ареал первичных природных очагов; 6 – ареалы вторичных природных очагов; 7 – распространение представителя рода Tatera из тропической Африки на Азиатский континент в раннем плейстоцене. gly+ (gly–) – способность (неспособность) штаммов ферментировать глицерин. Точечными стрелками показаны пути антропогенного распространения подвида, обладающего признаком gly–, из индостанских популяций T. indica.
Жизненный цикл, репродуктивные решения и конфликт полов у желтого суслика На модели желтого суслика впервые для грызунов показано, что часть рецептивных самок не размножаются из-за дефицита самцов, что не характерно для млекопитающих и противоречит общепринятым следствиям теории конфликта полов (рис. 4). Участие в размножении самок определяется пространственно-временным распределением самцов, и, соответственно, соотношением полов на момент выхода из спячки. Впервые для самцов наземных беличьих установлено наличие альтернативных поведенческих тактик доступа к самкам во время гона: «активная» и «пассивная». Более успешной тактики - активного поиска самки и конкурентной борьбы - придерживаются взрослые самцы, первыми выходящие из спячки, в хорошем физическом состоянии и с высоким социальным статусом. Пассивная «тактика ожидания» без широких перемещений свойственна взрослым самцам в плохом физическом состоянии, а также молодым самцам, выходящим из спячки позже.
Кариотипическая изменчивость и пути послеледниковой экспансии обыкновенных бурозубок (Sorex araneus) Изучение распределения кариотипов в географическом пространстве позволяет представить себе предполагаемые пути послеледниковой экспансии обыкновенных бурозубок (Sorex araneus) и ранние этапы формирования современного распределения их хромосомных рас на территории России (рис. 5). У обыкновенных бурозубок выявлено два центра кариотипического разнообразия, которые, по-видимому, обозначают два рефугиума, на северо-западе в Прибалтике и около Байкала.
![Рис. 4. Успех размножения самок желтого суслика в зависимости от соотношения полов на момент выхода из спячки. Успешные самки просыпаются при относительно большем обилии самцов, чем неуспешные.](/sites/default/files/styles/max_325x325/public/2021-08/4.png?itok=YXRN9zWA)
Рис. 4. Успех размножения самок желтого суслика в зависимости от соотношения полов на момент выхода из спячки. Успешные самки просыпаются при относительно большем обилии самцов, чем неуспешные.
![Рис. 5 Современного распределение хромосомных рас обыкновенных бурозубок на территории России и предполагаемые пути послеледниковой экспансии. Хромосомные расы, образующие различные кариотипические цепочки выделены различной штриховкой. Стрелки – предполагаемые пути перемещения, двойные стрелки соединяют идентичные кариотипы. Жирная пунктирная стрелка соединяет идентичные (ныне изолированные) кариотипы, предположительно представляющие одну расу в период отступления ледника (LGT) когда Балтика еще не наполни](/sites/default/files/styles/max_325x325/public/2021-08/5.png?itok=bKjgM788)
Рис. 5 Современного распределение хромосомных рас обыкновенных бурозубок на территории России и предполагаемые пути послеледниковой экспансии. Хромосомные расы, образующие различные кариотипические цепочки выделены различной штриховкой. Стрелки – предполагаемые пути перемещения, двойные стрелки соединяют идентичные кариотипы. Жирная пунктирная стрелка соединяет идентичные (ныне изолированные) кариотипы, предположительно представляющие одну расу в период отступления ледника (LGT) когда Балтика еще не наполнилась.
Программа сохранения видового разнообразия животных – вредителей Впервые на модели мелких млекопитающих предложена инновационная программа сохранения видового разнообразия животных – вредителей, подвергающихся целенаправленному истреблению, реализация которой сохранит эти виды от вымирания (рис. 6). Программа интегрированного подхода к контролю численности животных-вредителей предусматривает решение фундаментальных вопросов (мониторинг численности объектов контроля, анализ популяционных механизмов восстановления численности видов – вредителей, оценка биоценотических последствий контроля численности ключевых видов), а также прикладных задач (оценка экономической прибыли при дератизации, внедрение не летальных способов контроля численности вредителей, координация действий контрольных служб и природоохранных организаций). В России вопросы сохранения разнообразия видов – вредителей ранее не разрабатывались и подняты нами впервые.
![Рис. 6. Программа интегрированного подхода к контролю численности животных-вредителей](/sites/default/files/styles/max_325x325/public/2021-08/6.png?itok=MKyRdaU9)
Рис. 6. Программа интегрированного подхода к контролю численности животных-вредителей
Причины и последствия нарушения биологического разнообразия в естественных экосистемах в очагах природных инфекций Показано, что наиболее важным фактором нарушения биологического разнообразия в естественных экосистемах в очагах природных инфекций является применение высокотоксичных родентицидов, которые разрешены соответствующими инструкциями (Рис. 7). В России химический способ борьбы с грызунами в очагах остается ведущим, в то время как в развитых странах внедрена интегрированная система контроля, основу которой составляет разработка не летальных способов сокращения численности вредителей (С.А. Шилова, О.Н. Шекарова, Л.Е. Савинецкая).
![Рис. 7. Биоценотические последствия применения высокотоксичных родентицидов на примере борьбы с монгольской пищухой фосфидом цинка в природных очагах чумы в соответствии с Методическими Указаниями 3.1.25-65-09. Монгольская пищуха является ключевым видом (keystone) высокогорных экосистем. На норах монгольской пищухи видовое разнообразие растений увеличивается в 6 раз. Пищухи составляют до 80 % в питании хищных млекопитающих и птиц высокогорных экосистем. Норы монгольских пищух населяют разнообразные таксоны](/sites/default/files/styles/max_325x325/public/2021-08/7.png?itok=42wRo1Aw)
Рис. 7. Биоценотические последствия применения высокотоксичных родентицидов на примере борьбы с монгольской пищухой фосфидом цинка в природных очагах чумы в соответствии с Методическими Указаниями 3.1.25-65-09. Монгольская пищуха является ключевым видом (keystone) высокогорных экосистем. На норах монгольской пищухи видовое разнообразие растений увеличивается в 6 раз. Пищухи составляют до 80 % в питании хищных млекопитающих и птиц высокогорных экосистем. Норы монгольских пищух населяют разнообразные таксоны живых организмов.