Перейти к основному содержанию

Резиновые губы африканских усачей – от полиморфизма к видообразованию
Рис. 1. Генерализованная и губастая симпатрические формы усача Видообразование – продолжительный процесс, выходящий далеко за рамки жизни наблюдателя. При изучении видообразования прибегают к процессуальным реконструкциям. Наиболее подходящими объектами для изучения видообразования являются параллельные ситуации среди близкородственных видов, которые находятся на разных стадиях развития. Изучая и сравнивая такие случаи, можно восстановить процесс видообразования от зарождения до становления новых видов. Рис.2. Карта сбора материалов Команда исследователей из России (ИПЭЭ РАН, ИБВВ РАН, ЗИН РАН), Германии и Японии исследовала адаптивный признак у рыб – гипертрофированные губы, называемые также резиновыми (rubberlip), на примере африканских усачей. Обычно увеличенные губы у рыб используются для достаточно специфического способа питания – запечатывания трещинок в скалах, углублений между камнями и высасывания спрятавшегося там бентоса. Однако пищевые предпочтения губастых усачей были неизвестны. С применением методов экологии и геномики изучены шесть популяций усачей Labeobarbus (Cyprinidae) из водоемах Восточной Африки (Эфиопия), в которых этот признак возник параллельно. Применение трофических методов (анализ состава пищевого комка и соотношения стабильных изотопов азота и углерода) показали, что несмотря на одинаково хорошо развитые губы, только в половине популяций они использовались для специализированного способа питания (бентофагия) и разделения трофических ресурсов с генерализованной предковой формой, от которой произошла губастая форма. Рис. 3. Разделение трофических ресурсов между симпатрическими парами губастой игенерализованной форм согласно анализу стабильных изотопов d15N и d13C. Согласно генетическим результатам (анализ мтДНК и геномный анализ) только в одном из шести случаев генетическая дивергенция между симпатрическими губастой и генерализованной формами достигла видового уровня. Таким образом, обнаружен континуум видообразования – от нефункционального полиморфизма через экологически релевантный полиморфизм к дивергентной эволюции (видообразованию). Рис.4. Геномный анализ (А - дерево, популяционно-генетическая структура; B – анализ главныхкомпонент) на основе 15820 однонуклеотидных полиморфизмов (SNPs). Губастые формы отмечены надереве желтым цветом, а в пространстве главных компонент – обведены желтым цветом. Полученные результаты поддерживают эволюционную гипотезу ‘plasticity-first’, согласно которой сначала возникает фенотипическое новшество, а затем происходит его экологическая функционализация. Работа опубликована в журнале Ecology and Evolution издательства Wiley -https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ece3.10523 Levin, B., Komarova, A., Simonov, E., Tiunov, A., Levina, M., Golubtsov, A., F. Kondrashov, & Meyer, A. (2023). Speciation and repeated origins of hypertrophied lips in parallel adaptive radiations of cyprinid fish from East Africa.Ecology and Evolution,13(9), e10523. Исследование поддержано грантом РНФ 19-14-00218.
Развитие и эволюция окраски цихловых рыб определяется активностью щитовидной железы
Рис.1. Разнообразие окрасок у экспериментальных цихлид - Amatitlania nigrofasciata. 1–7 – взрослыемеланистические элементы, (a, p) – антериорная и постериорная полосы, LS – личиночная полоса. Цихлиды являются крупнейшим семейством позвоночных животных и отличаются большим разнообразием пигментных рисунков, что делает их излюбленным объектом аквариумистики. Помимо созерцательной ценности для человека, окраска имеет важнейшее значение для жизнедеятельности и эволюции самих цихловых рыб. Однако сведения о причинах и механизмах, лежащих в основе формирования ее разнообразия, носят разрозненный и спорадический характер. Сотрудникам нашего института удалось показать, что одним из важнейших факторов, влияющих на онтогенез и эволюцию разнообразия окрасок цихлид, является активность щитовидной железы и динамика концентраций синтезируемых железой тиреоидных гормонов. Данное заключение основывается на результатах, полученных в ходе экспериментальных работ на двух видах неотропических цихлид (Amatitlania nigrofasciata и Cryptoheros spilurus). В частности, было установлено, что гормоны щитовидной железы оказывают непосредственное влияние на временные характеристики онтогенеза большинства линий пигментных клеток. Несвоевременные изменения концентрации гормонов (гипер- или гипотиреоз) зачастую приводят к необратимым последствиям и формированию окраски свойственной не данному виду (Рис. 1), а другим видам филогенетически близких и отдаленных неотропических цихлид. В совокупности с ранее полученными данными об участии тиреоидных гормонов в становлении фенотипического разнообразия различных групп рыб и амфибий, представленные в настоящей работе результаты являются важными свидетельствами ключевой роли гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной оси в эволюции позвоночных животных. Работа опубликована в старейшем научном международном журнале «Journal of Experimental Biology» (SJR Q1). Denis V. Prazdnikov and Fedor N. Shkil (2023). The role of thyroid hormones in development of coloration of two species of Neotropical cichlids. J. Exp. Biol. 226 (14), jeb245710. https://doi.org/10.1242/jeb.245710
Исследователи установили, что мяуканья домашних кошек содержат информацию о поле и индивидуальности животных
Учёные из ИПЭЭ РАН, а также МГУ им. М.В. Ломоносова провели исследование по изучению акустических параметров мяуканий одичавших взрослых домашних кошек Felis silvestris catus, содержащихся в неволе, в сезон размножения. Во время сезона размножения домашних кошек оба пола резко повышают вокальную активность. Громкие мяуканья могут использоваться животными для определения пола потенциального партнера и его индивидуальной идентичности (в группировках более-менее постоянного состава). Однако до настоящего времени не было исследований, которые бы прямо подтверждали эти предположения. Спектрограмма, иллюстрирующая индивидуальные и половые различия мяуканий взрослых домашних кошек в период размножения. Вверху: мяуканья трёх самцов, внизу - трёх самок. Аудиофайл этих криков доступен в Supplementary material к статье. В результате проведенного анализа акустических параметров мяуканий 5 самцов и 6 самок взрослых домашних кошек оказалось, что процент правильного причисления мяуканий к полу в дискриминантном анализе в среднем составляет 88.0%, а к особи в среднем составляет 79.2 %, что значительно превышает случайный уровень, рассчитанный с помощью теста перестановки. Также мяуканья самцов были гораздо более низкочастотными, с максимальной основной частотой в 0.37 ± 0.05 кГц по сравнению с 0.61 ± 0.16 кГц у самок. Диаграмма, иллюстрирующая индивидуальные и половые различия мяуканий взрослых домашних кошек. Синим обозначены самцы, красным – самки. (а) – различия в длительности (durarion, в секундах), (b) – различия в максимальных значениях основной частоты (f0max, в килогерцах). Таким образом, исследование показало, что акустические различия в мяуканье взрослых домашних кошек в период размножения могут кодировать информацию о поле и индивидуальности кричащих животных. Результаты исследования опубликованы в журнале Behaviour: Sedova L.M., Volodin I.A., Erofeeva M.N., Alekseeva G.S., Naidenko S.V., Volodina E.V., Meows of captive feral domestic cats (Felis silvestris catus) in the mating season: acoustic correlates of caller identity and sex. Behaviour. DOI: 10.1163/1568539X-bja10239 Материалы по теме: Наука.рф: "Мяуканье содержит индивидуальную информацию о кошках" Форпост Севастополь: "В МГУ изучили мяуканья кошек" РАН: "Мяуканье домашних кошек содержит индивидуальную информацию о животных" 7ooo.ru: "В МГУ изучили мяуканья кошек" Рамблер: "В МГУ изучили мяуканья кошек"
Возраст диких гепардов может быть определен по их голосу
Дикие гепарды в национальном парке Мара-Меру в Кении. Фото Е.В. Челышевой. Громкие призывные крики гепардов были исследованы в природной популяции в Кении у животных 14 возрастных классов, от новорожденных до взрослых. В самых младших возрастах крики очень высокочастотные и напоминают чириканье птиц. По мере взросления крики постепенно становятся все более низкочастотными. Максимальная основная частота криков оказалась наилучшим индикатором возраста гепардов. У новорожденных гепардов этот показатель превышал 10 килогерц, равномерно снижался с ростом детенышей и достигал плато около 1 килогерца у взрослых животных в возрасте четырех лет и старше. На основании зависимости высоты голоса от возраста у гепардов были построены полиномиальные модели, позволяющие оценить возраст гепардов по их призывным крикам. В качестве основы для моделирования были выбраны наиболее подходящие модели, используемые для оценки возраста дельфинов и людей по параметрам зубов. Разработанные в этом исследовании модели для оценки возраста гепардов по голосу могут быть использованы для мониторинга животных в природе по записям криков, даже в тех случаях, когда животных не удается увидеть в густой растительности или при плохом освещении. Спектрограмма иллюстрирует изменения призывного крика гепардов от самого младшего возрастного класса (1, новорожденные) до матерых взрослых животных (14, взрослые старше 4-х лет). Частотные параметры криков меняются с возрастом постепенно, что открывает возможность решения обратной задачи, определения возраста животных по их крикам в природе. Аудиофайл этих криков доступен в Supporting Information к статье. Моделирование связи между основной частотой призывных криков гепарда и возрастом позволяет оценивать возраст животных по параметрам их криков. Результаты исследования опубликованы в журнале Ethology: Klenova A.V., Chelysheva E.V., Vasilieva N.A., Volodin I.A., Volodina E.V. Acoustic features of long-distance calls of wild cheetahs (Acinonyx jubatus) are linked to the caller age from newborns to adults. Ethology, 2023. doi: 10.1111/eth.13406 Материалы по темеПроект по изучению Гепардов «МАРА-МЕРУ»
Экспертный совет по заповедному делу обсудил проблемы регулирования численности диких животных на ООПТ
5 октября на площадке Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН прошло тематическое заседание МОО «Экспертный совет по заповедному делу» по вопросу «Современное состояние, проблемы и перспективы осуществления мероприятий по регулированию численности диких животных на ООПТ федерального значения». Такие регуляционные мероприятия – это научно обоснованные действия, предпринимаемые в заповедниках, национальных парках, заказниках для изменения или сохранения численности отдельных видов, сохранения и восстановления структуры природных экосистем, обеспечения на заповедных территориях экологического баланса и естественного хода природных процессов. Заседание открыл Вячеслав Рожнов, академик РАН, доктор биологических наук, профессор, председатель Научного совета РАН по экологии биологических систем. В своем докладе Всеволод Степаницкий, сопредседатель Экспертного совета по заповедному делу, заслуженный эколог Российской Федерации отметил, что концептуальные подходы к проведению регуляционных мероприятий на ООПТ были сформулированы в 80-90-х годах прошлого века выдающимися отечественными учёными – экологами и теоретиками заповедного дела, в их числе В.В. Дёжкин, А.М. Краснитский, В.Е. Соколов, К.П. Филонов. Докладчик подчеркнул, что проведение регуляционных мероприятий на ООПТ путем отстрела или отлова животных должно рассматриваться как мера, вызванная исключительной необходимостью и имеющая обстоятельное научное обоснование. В докладе были приведены многочисленные примеры необоснованного, базирующегося на ошибочных представлениях и непродуманного проведения регуляционных мероприятий на российских ООПТ за последние полвека. Докладчик отметил, что мероприятия по регуляционному отстрелу или отлову диких животных в заповедниках, национальных парках и заказниках могут допускаться, в первую очередь, как объективная необходимость сокращения численности отдельных видов в целях минимизации деградации природных экосистем. Недопустимо использовать такие мероприятия как предлог для «мясозаготовок» или «охотничьих забав» для ряда заинтересованных лиц, включая работников учреждений, осуществляющих управление ООПТ. Такие случаи работают лишь на дискредитацию идей заповедного дела, в т.ч. в глазах местного населения. Также было отмечено, что при обосновании и принятии решений о проведении регуляционных мероприятий на ООПТ следует в полной мере учитывать аргументы современной науки, а не опираться на постулаты середины прошлого века. В этой связи приведена цитата из знаменитой книги Ф.Р. Штильмарка «Историография российский заповедников»: «Начальник Главохоты РСФСР Н.В. Елисеев до конца жизни не хотел даже слышать о прекращении истребления волков в заповедниках, несмотря на все доводы экологов.». Кроме того, докладчик обратил внимание на необходимость со стороны как руководителей ООПТ, так и должностных лиц, принимающих решения о регуляционных мероприятиях, просчитывать и минимизировать связанные с такими мероприятиями коррупционные риски и возможности для браконьерства. Также важно иметь в виду и такие потенциальные нежелательные последствия, как усиление фактора беспокойства и (в определенных случаях) замещение экологической ниши волков «бродячими» собаками и волко-собачьими гибридами. В ходе обсуждения доклада Вячеслав Рожнов, академик РАН,обратил внимание, что обсуждая целесообразность регулирования численности диких животных на ООПТ необходимо учитывать различия в размерах, правовом статусе, целях создания ООПТ и – при этом во всех случаях очень важен научный подход к регулированию численности, о каких бы территориях не шла речь. Также, по мнению Рожнова, в данной вопросе требуется широкое взаимодействие специалистов госучреждений, осуществляющих управление ООПТ, с коллегами из профильных академических и иных институтов. Исключительную важность научного обоснования для регулирования численности животных на ООПТ подчеркнул и Сергей Найденко, член-корреспондент РАН, директор Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН. Юрий Дгебаудзе, академик РАН, заведующий кафедрой общей экологии и гидробиологии МГУ им. М.В. Ломоносова, заведующий лабораторией экологии водных сообществ и инвазий ИПЭЭ им. А.Н. Северцова РАН в своем выступлении подчеркнул, что ООПТ создаются, в первую очередь, чтобы сохранять естественные популяции и экосистемы, которые саморегулируются: «их не нужно трогать, нужно просто охранять». При этом он обратил внимание на проблему чужеродных видов, численность и распространение которых как раз необходимо минимизировать, особенно – на ООПТ, что подтверждается и общепризнанной международной практикой. Однако эта проблема не находит должного понимания со стороны Минприроды России. Хосе Антонио Эрнандес-Бланко, к.б.н., старший научный сотрудник ИПЭЭ РАН им. А.Н. Северцова, на примере популяционной структуры волка показал, что регуляционные мероприятия могут быть неэффективными и приводить к противоположному результату, например, не к снижению пресса волка на копытных, а к его заметному повышению. Поэтому проблема регулирования численности хищников на ООПТ требует тщательных научных исследований. В своем выступлении Михаил Крейндлин, член Бюро Экспертного совета по заповедному делу, подчеркнул, что исходя из проведенного анализа опубликованных данных по регулированию численности животных, за редким исключением ни о каких серьезных научных проработках заявок на регулирование не идет. Он также поделился примерами странных мотиваций решений о проведении регуляционных мероприятий (например, отстрел большого числа особей кабана в национальном парке «Мещерский», несмотря на падение его численности и в самом парке, и в регионе). Также он обратил внимание, что нередко инициатива таких мероприятий исходит не от самих учреждений, осуществляющих управление ООПТ, а сверху, в т.ч. под давлением властных структур в регионах. По мнению Крейндлина, нынешняя ситуация с регулированием объектов животного мира на ООПТ дискредитирует заповедную систему и кумулятивный негативный эффект может усилиться. На изменение положения дел в этой области и должны быть направлены рекомендации, подготовленные по итогам заседания. Александр Липкович, к.б.н., заместитель директора по научной работе ФГБУ «Государственный заповедник «Ростовский» отметил, что следует разделять полноценное регулирование численности животных и случаи, когда возникает объективная необходимость удаления с территории отдельных особей крупных млекопитающих, проявляющих агрессию, опасную для людей, а также хищников, наносящих ущерб домашним животным. На примере заповедника «Ростовский» он пояснил, что при очевидной недопустимости отстрела волка в самом заповеднике не вызывает сомнения регулирование его численности на сопредельных территориях, представленных пастбищными сельхозугодьями. Также он напомнил о том, что существуют методы регулирования численности волка, не связанные с его отстрелом и нахождением лиц с охотничьим оружием на ООПТ. По мнению Сергея Подольского, к.г.н., заместителя директора по научной работе ФГБУ «Зейский государственный заповедник», при разработке правовых норм в рассматриваемой сфере важно, с одной стороны, поставить четкие барьеры на пути необоснованных решений, а с другой – не допустить такого жёсткого администрирования, которое затруднит регулирование там, где оно необходимо. В качестве примера он привел национальный парк «Токинско-Становой» в Приамурье, одна из задач которого — сохранение традиционного оленеводства, что крайне проблематично без регулирования численности волков и бурых медведей. Сергей Кузьмин, к.б.н., главный специалист Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН в своем выступлении затронул проблему добывания животных (с изъятием из среды обитания) на ООПТ в целях научных исследований и экологического мониторинга. Он отметил, что изучение и мониторинг биоты с масштабным изъятием объектов животного мира противоречит главной задаче ООПТ, особенно государственных природных заповедников, по охране биоты. По его мнению, вызывает большие сомнения необходимость изъятия значительного числа особей из природы для весьма получения условных оценок динамики численности видов. Для большинства заповедников видовой состав животных известен, для многих видов оценить их исчезновение или появление можно на основе экспертных оценок без их изъятия из природы. Кузьмин предложил ввести на федеральных ООПТ систему выдачи разрешений на исследования без изъятия животных из среды обитания, такое изъятие следует допускать лишь в отдельных случаях, но отнюдь не в традиционных масштабах. В ходе дискуссии также выступили сопредседатель Экспертного совета по заповедному делу, член-корреспондент РАН Виктор Данилов-Данильян, к.б.н., член Бюро Экспертного совета Дмитрий Горшков, к.б.н., ведущий научный сотрудник Института глобального климата и экологии Юрий Буйволов, директор ФГБУ «Байкальский государственный заповедник» Василий Сутула, д.б.н., заслуженный эколог Российской Федерации Юрий Горшков, к.б.н., сотрудники ИПЭЭ им. А.Н. Северцова РАН – д.б.н., профессор Леонид Баскин, к.б.н. Андрей Поярков, к.б.н. Виктор Зубакин. Участники заседания поддержали озвученные докладчиком рекомендации, адресованные Минприроды России: — разработать и принять нормативный правовой акт, регламентирующий вопросы организации и проведения мероприятий по регулированию численности диких животных на федеральных ООПТ, в котором, в частности, предусмотреть следующие обязательные требования: подготовку научного обоснования проведения регуляционных мероприятий; рассмотрение вопросов регулирования численности на научно-технических советах ФГБУ, осуществляющих управление ООПТ; формирование при Минприроды России экспертной комиссии из числа независимых высококвалифицированных специалистов для рассмотрения заявок о проведении регуляционных мероприятий на федеральных ООПТ; размещение на официальном сайте Минприроды России информации о принятых решениях в части осуществления регуляционных мероприятий на федеральных ООПТ, а также регламентацию вопросов распоряжения продукцией охоты в целях регулирования численности. — разработать и продвигать проект федерального закона о внесении изменений в Федеральный закон «Об охоте и о сохранении охотничьих ресурсов…» в части определения порядка утверждения лимита добычи охотничьих ресурсов для ООПТ федерального значения, режим которых допускает осуществление любительской и спортивной охоты. К сожалению, услышать позицию Минприроды России по проблемам регулирования численности диких животных на ООПТ федерального значения не удалось – его представители участие в заседании не приняли, несмотря на официальное приглашение. По итогам тематического заседания будет подготовлена окончательная редакция рекомендаций, которые будут направлены в Министерство природных ресурсов и экологии РФ. На иллюстрациях ниже — страницы истории: В Кандалакшском государственном заповеднике,1981 год В 1964 г. научный сотрудник Воронежского государственного заповедника В.А. Комаров разработал химический метод иммобилизации оленей, что дало возможность проводить в заповеднике мероприятия по регулированию численности и массовый отлов благородных оленей для их дальнейшего расселения в регионах страны.
Памяти академика И.И. Шмальгаузена
Шестьдесят лет назад, 7 октября 1963 года, ушел из жизни советский ученый, всемирно известный теоретик эволюционного учения XX столетия – Иван Иванович Шмальгаузен – второй директор нашего Института (в то время – Институт эволюционной морфологии им. А. Н. Северцова (ИЭМ)), сменивший на этом посту академика А.Н. Северцова. По ссылке вы найдете некролог, опубликованный в 1964 году в Зоологическом журнале.В апреле следующего года мы будем отмечать 140-летие со дня рождения академика И.И. Шмальгаузена. К этой дате ИПЭЭ РАН планирует выставку, посвященную его жизни и вкладу в науку, а также будет размещать на сайте Института публикации, посвященные этому выдающемуся исследователю.  
Сотрудничество ВООП и ИПЭЭ РАН
 Состоялась рабочая встреча директора по развитию Всероссийского общества охраны природы Алексея Александровича Ретеюма с руководством Института проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова РАН.  Во встрече приняли участие директор ИПЭЭ РАН, профессор, чл.-корр. РАН, доктор биологических наук Сергей Валериевич Найденко, заместитель директора по науке, профессор РАН, доктор биологических наук Константин Брониславович Гонгальский, Ученый Секретарь, доктор биологических наук Наталья Юрьевна Феоктистова и заместитель директора по общим вопросам Евгений Игоревич Карлик.Встреча была посвящена сотрудничеству ВООП и ИПЭЭ РАН в научно-экспертной сфере, были обсуждены планы на реализацию совместных проектов и программ в сфере экологии и охраны природы.Хочется отметить, что заведующий лабораторией поведенческой экологии млекопитающих ИПЭЭ РАН, доктор биологических наук, академик РАН Вячеслав Владимирович Рожнов вошел в недавно сформированный Научно-экспертный совет Всероссийского общества охраны природы.    
Сотрудники ИПЭЭ РАН рассказали на телеканале Россия-1 о программе по восстановлению переднеазиатского леопарда
О том, как реализуется программа по восстановлению популяции переднеазиатского леопарда, рассказывают сотрудники Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН - кандидат биологических наук, координатор реализации научной программы по восстановлению леопарда на Российском Кавказе Анна Андреевна Ячменникова и доктор биологических наук, академик РАН Вячеслав Владимирович Рожнов. Материалы по теме: Земля леопарда: "Спасённый леопард Leo 260M увлёкся выбором охотничьих угодий" Специальные проекты по защите животных: "Леопард Leo 260M увлёкся выбором охотничьих угодий" Лолкот: "Спасённый леопард Leo 260M увлёкся выбором охотничьих угодий" Новости.Mail: "Спасенный в Приморье Leo 260M выбирает себе охотничьи угодья"
Сотрудники ИПЭЭ РАН прочитали лекции на летней полевой школе в Якутии
Сотрудники Лаборатории биогеоценологии им. В.Н. Сукачева ИПЭЭ РАН (4-й консорциум Российской системы климатического мониторинга) В. Авилов, О. Куричева прочитали лекции и провели семинары на летней школе с международным участием «Парниковые газы и климат: Мониторинг, манипулирование, моделирование и управление» 7 – 13 августа 2023 г. Лекции для участников школы проводили известные ученые из Японии, Тайваня, Китая, США, России. Рабочими языками школы были русский и английский. В школе приняли участие и рассказали о своей работе двое ученых из пекинского Института физики атмосферы Китайской академии наук. Китайская сторона осталась очень довольна работой школы, планируется расширение сотрудничества в следующем году. Четыре дня участники школы делились знаниями и проводили исследования на Лесной научной станции «Спасская Падь» Института Биологических проблем криолитозоны СО РАН. Работа происходила по группам по четырем направлениям: потоки углерода; газообмен растений; пулы углерода; социология изменения климата. По результатам работы участники составили устные отчеты по каждому направлению. Автор фото Марат Григорьев На станции «Спасская Падь» ведутся многолетние исследования потоков парниковых газов по методу турбулентных пульсаций с 2000 г. Участники школы познакомились с оборудованием и с данными измерительного комплекса на 32-м вышке в лиственничном лесу. Во время школы в Якутске царила жаркая антициклональная погода, лиственничники окутывал дым пожаров. Пожары в связи с изменениями климата становятся серьезной угрозой для накопления углерода в экосистемах на многолетней мерзлоте. Тем не менее, ненарушенные лиственничные леса активно поглощают углекислый газ из атмосферы, противодействуя глобальному потеплению. Теплая дружеская атмосфера и увлеченность серьезными научными задачами являются отличительными чертами летней школы. Выражаем искреннюю признательность руководителю школы, доктору биологических наук Трофиму Христофоровичу Максимову и всему коллективу организаторов за это замечательное событие! Автор фото Роман Петров
Описан физиологический механизм адаптации пресноводных рыб к выживанию в воде с экстремально высокой концентрацией тяжёлых металлов
Ручьи, дренирующие склоны действующих вулканов, часто характеризуются рядом неблагоприятных факторов среды для обитания гидробионтов. На Камчатке множество водотоков, служащих местом нереста для лососевые рыбы мальмы (Salvelinus malma), загрязнены растворами тяжёлых металлов. Избыточное содержание в воде меди, цинка, свинца токсично для рыб и вызывает множественные нарушения жизнедеятельности. Специалисты из ИПЭЭ РАН исследовали популяции мальмы, постоянно обитающие в ручьях вулканических территорий, и обнаружили характерные адаптивные изменения физиологии, позволяющие обеспечить устойчивое существование популяций в крайне неблагоприятной среде. В новой статье представлены результаты полевых исследований и экспериментального выращивания мальмы, проливающие свет на физиологические основы адаптации к загрязнению воды тяжёлыми металлами. Показано, что рыбы из «вулканических» ручьёв отличаются от обитателей чистых рек гипер-тиреоидным статусом, сопровождающим повышенную скорость катаболизма, повышенную активностью антиоксидантных ферментов и сниженную ионную проводимость тканей. Противодействие физиологическому стрессу энергозатратно, поэтому мальма из вулканических ручьёв отличается сниженными запасами липидов и гликогена в соматических тканях. Экспериментальные данные показывают, что гиперфункция щитовидной железы повышает устойчивость организма рыб к загрязнению воды тяжёлыми металлами. Также адаптивный гипертиреоидизм определяет эволюцию фенотипа в популяциях мальмы. В условиях химического загрязнения в популяциях начинается педоморфоз, сокращение продолжительности жизненного цикла и миниатюризация тела. Сходство физиологических и морфологических изменений в популяциях, населяющих вулканические ручьи разное число поколений, наводит на мысль об универсальности механизма «эволюционного спасения» рыб в случае попадания в неблагоприятные условия существования. Результаты исследования были опубликованы в журнале "Journal of Evolutionary Biology". Esin E.V., Shulgina E.V., Shkil F.N. 2023. Rapid hyperthyroidism-induced adaptation of salmonid fish in response to environmental pollution. Journal of Evolutionary Biology. Vol. 36. DOI: 10.1111/JEB.14220 Материалы по теме: РАН: "Описан механизм адаптации пресноводных рыб к выживанию в воде с экстремально высокой концентрацией тяжёлых металлов"
Подписаться на