Перейти к основному содержанию

Результаты деятельности лаборатории за 2023-2024

1. Считается, что дефицит сна оказывает отрицательное влияние на когнитивные функции животных и человека, особенно на память. Однако исследования показали, что 108-часовая депривация сна у северных морских котиков, полуводных хищных млекопитающих из группы ластоногих, не привела к ухудшению их рабочей памяти, состояние которой оценивали по проценту ошибок при выборе предмета по образцу и времени реакции. Напротив, в условиях депривации, когда суммарное время сна за 4,5 дня составляло не более 5% от обычных значений, животные продолжали обучаться и осваивать навыки для выполнения задачи. Эти результаты кардинальным образом отличаются от полученных в исследованиях на людях и лабораторных животных и предполагают, что не только северные морские котики, но и другие дикие животные могут быть устойчивы к продолжительному дефициту сна, особенно во время миграций и размножения. Следовательно, сокращение сна не всегда ведёт к ухудшению когнитивных функций. Оно широко распространено среди животных в природе и носит адаптивный характер, освобождая больше времени для активного поведения, которое помогает животным накапливать жизненно важные ресурсы, улучшать общее состояние и повышать репродуктивный успех. 

Опубликовано: Lyamin O.I., Siegel J.M., 2024. Sleep: Giving it up to get it on // Current Biology. V. 34. N. 5. P. R213-R216. (Q1); Lyamin O.I., Borshchenko V.D., Siegel J.M., 2024. A 108-h total sleep deprivation did not impair fur seal performance in delayed matching to sample task // J. Comp. Physiol. B. V. 194. N. P. 315-333. (Q2)

Примеры сокращения сна у животных, которые связаны с миграционным (верхний ряд: большой фрегат, северный морской слон, северный морской котик) или репродуктивным (нижний ряд: кулик, сумчатая мышь, косатки) поведением, которое не сопровождается нарушение

 


2. Разработана технология автоматизированного выявления и подсчета сайгаков (Saiga tatarica) на спутниковых снимках высокого разрешения посредством использования двухфазного анализа с помощью глубоких конволюционных нейронных сетей (ГКНС). Технология позволяет проводить объективный, проверяемый дистанционный мониторинг популяций животных открытых пространств, характерной особенностью которых является перемещение в скоплениях (стада), не наносящий вреда самим животным и их местообитаниям. 

Опубликовано: Рожнов В.В., Сальман А.Л., Ячменникова А.А., Лущекина А.А., Сальман П.А. Автоматизированное выявление и подсчет сайгаков (Saiga tatarica) на сверхдетальных спутниковых изображениях с помощью глубоких конволюционных нейронных сетей // Известия РАН. Серия биологическая. 2024. № 5. С. 621-637. DOI: 10.31857/S1026347024050073


3. Амурский тигр (Panthera tigris altaica) – один из самых крупных иp находящихся под угрозой исчезновения хищников, обитающих на территории России, каждая особь которого важна для популяции. Сравнение питания реинтродуцированных в Приамурье в рамках российского проекта по восстановлению популяции амурского тигра путем выращивания вынужденно изъятых из природы тигрят-сирот и последующего их возвращения в природу и диких тигров Сихотэ-Алиня показало, что рацион и уровень потребления пищи у них не отличается. Проведенное исследование открывает возможности для восстановления тигров во всей Азии. 

Опубликовано: Miquelle D.G., Mukhacheva A.S., Bragina E.V., Waller S.J., Petrunenko Y.K., Naidenko S.V, Hernandez-Blanco J.A., Kastrikin V.A., Rybin A.N., Rybin N.N., Seryodkin I.V., Blidchenko E.Yu., Yachmennikova A.A., Chistopolova M.D., Soutyrina S.V., Rozhnov V.V. Rehabilitating tigers for range expansion: lessons from the Russian Far East // Journal of Wildlife Management. 2024. e22691. DOI: 10.1002/jwmg.22691)


4. Впервые проведенное сопоставление циркадианных реакций на естественный холод у пяти видов хищных млекопитающих: европейской рыси (Lynx lynx), дальневосточного лесного кота (Prionailurus bengalensis euptilura), домашнего кота (Felis catus), лесного хорька (Mustela putorius) и соболя (Martes zibellina) выявило 3 различных типа реакций, связанных с экологическими особенностями данных видов. Исследования проведены в Центре коллективного пользования “Живая коллекция диких видов млекопитающих” на территории научно-экспериментальной базы “Черноголовка”.

Опубликовано: Kovalzon V.M., Komarova A.D., Erofeeva M.N., Alekseeva G.S., Volobueva K.A., Naidenko S.V., Rozhnov V.V. Rest and cold: different circadian responses to natural cold in five species of predatory mammals // The European Physical Journal. Special Topics (Special Issue “Neuro-Sleep as a Complex Systems”). 2024. V. 233. P. 659-670. https://doi.org/10.1140/epjs/s11734-023-01080-4)

 

Сезонная динамика температуры тела у амурского кота.

5. Впервые выполнено исследование сна, важнейшей составляющей повседневной жизни животных, у морского млекопитающего в природе. У китообразных и ластоногих возможности для сна в воде крайне ограничены. Для того чтобы понять как, где и сколько спят в океане северные морские слоны (Mirounga angustirostris), у них неинвазивными методами регистрировали электроэнцефалограмму головного мозга (ЭЭГ), частоту сердечных сокращений (ЭКГ) и двигательную активность. Установлено, что морские слоны спят в океане, заныривая на глубину до 377 м. Сон под водой позволяет им снизить риск нападения хищников (косаток и акул). Сопоставив параметры движения (скорость, позы, особенности вращения) и глубину погружения у 334 морских слонов (всего более 500 тыс. погружений) было рассчитано, что средняя продолжительность сна у этих животных в океане во время миграций составляет всего 2 часа в сутки. Это наименьшая зарегистрированная общая продолжительность сна в сутки у млекопитающих. Сокращая время сна, морские слоны освобождают время для кормления – приоритетной задачи в период миграций. Беспрецедентная способность морских слонов обходиться всего двумя часами сна в сутки в среднем 7 месяцев в году ставит под сомнение представление о необходимости ежедневного фиксированного количества сна и неотвратимых негативных последствиях хронического недосыпания (инсомнии) для всех животных. Полученные данные имеют большое значение для понимания функции сна и его стадий.

Опубликовано: Kendall-Bar J.M., Williams T.M., Mukherji R., Lozano D.A., Pitman J.K., Holser R.R., Keates T., Beltran R.S., Robinson P.W., Crocker D.E., Adachi T., Lyamin O.I., Vyssotski A.L., Costa D.P., 2023. Brain activity of diving seals reveals short sleep cycles at depth. // Science. № 380 (6642). P. 260-265. doi: 10.1126/science.adf0566. Q1)
 

В океане морские слоны спали под водой на шельфе и во время погружений, снижая риск нападения хищников (диаграмма слева). Морской слон с установленными датчиками для регистрации активности мозга и параметров движения (фото слева и рисунок). 

6. Впервые с помощью GPS-GSM трекеров зарегистрированы длительные сезонные перелеты гигантских вечерниц (Nyctalus lasiopterus) из мест летнего обитания в России в места зимовок в Европе. Один из сезонных миграционных перелетов является рекордным по дальности для рукокрылых (2515 км). Максимальный суточный перелет составил 445 км. Один из зверьков на третьи сутки полёта после пересечения Курской магнитной аномалии резко сменил направление миграции с юго-западного на северное.

Опубликовано: Васеньков Д.А., Васильев Н.С., Сидорчук Н.В., Рожнов В.В., 2023. Осенняя миграция гигантской вечерницы: через страны и горы к новому рекорду дальности сезонных перелетов летучих мышей // Доклады Российской Академии наук. Науки о жизни. Т. 513. С. 564-569. DOI: 10.31857/S2686738923700403, EDN: GTQDPL

 

Картосхема осенних миграционных перелетов трех особей гигантской вечерницы, прослеженных с помощью GPS-GSM трекеров. Цифрами обозначены места нахождения каждой особи, соответствующие дням миграции от даты ее начала.

7. Впервые проведенный анализ разнообразия генов главного комплекса гистосовместимости класса I у дальневосточного леопарда (Panthera pardus orientalis) выявил высокую изменчивость как нуклеотидных, так и аминокислотных последовательностей ключевых участков генов иммунитета по сравнению с другими подвидами леопарда, обитающими в более благоприятных условиях. Доказано влияние балансирующего отбора на поддержание высокой изменчивости данной группы генов, обосновано предположение, что, несмотря на низкую численность, популяция обладает внутренним потенциалом к восстановлению и достаточной устойчивостью к патогенной нагрузке. 

Опубликовано: Тарасян К.К., Сорокин П.А., Холодова М.В., Рожнов В.В. 2023. Разнообразие генов главного комплекса гистосовместимости класса I у дальневосточного леопарда (Panthera pardus orientalis) // Известия Российской академии наук. Серия биологическая. № 5. С. 451-462. DOI 10.31857/S1026347023600413. Q4


8. Волк – хищник высшего звена, специализирующийся на охоте на крупных копытных. В многовидовых сообществах хищники могут отдавать предпочтение одному из видов. Сокращение численности предпочитаемых жертв может приводить к изменениям взаимодействия волков с другими копытными. Мы провели исследование с 2014 по 2019 годы, в период, включающий резкое снижение численности кабана – основного объекта охоты волков – на территории заповедника «Калужские засеки». Доля двух видов копытных – косули и лося – в рационе волков увеличилась после сокращения численности кабана, однако основным объектом охоты стал некопытный вид – бобр. Снижение численности основного вида добычи волков отразилось на их взаимодействии с другими копытными: их доля в рационе значительно увеличилась. При отсутствии кабана волки склонны переключаться на добычу среднего и мелкого размера. 

Опубликовано: Viricheva A.O., et al., 2024. Wolf-ungulate interactions within the context of wolf's main prey population decline in Central Russian Upland // Nature Conservation Research. Vol. 9(4). https://dx.doi.org/10.24189/ncr.2024.029


9. Выявлены различия в составе кишечного микробиома у белых медведей, факультативно питающихся отходами на свалке, и медведей, питающихся естественной пищей. Состав бактериального сообщества в кишечнике медведей со свалки похож на таковой у всеядных млекопитающих, что может говорить об адаптации к такому типу питания. В то же время в составе микробиома кишечника у медведей на свалке обнаружены условно-патогенные виды дрожжей, не характерные для медведей в естественной среде обитания, что свидетельствует о повышенном риске инфекций.

Опубликовано:Vecherskii M.V., Kuznetsova T.A., Khayrullin D.R., Stepankov A.A., Artemieva S.M., Chukmasov P.V., Ivanov E.A., Mizin I.A., Mordvintsev I.N., Platonov N.G., Pashali A.A., Isachenko A.I., Lazareva R.E., Shestakova K.M., Rozhnov V.V., 2023. Anthropogenic Neighborhood Impact on Bacterial and Fungal Community in Polar Bear Feces. // Animals. V. 13. P. 2067. https://doi.org/10.3390/ani13132067   Q1