Фото: Светлана Артемьева  Тяжёлые металлы распространены повсеместно и свободно циркулируют на земле, в атмосфере и в воде. В последние годы происходит изменение климата – сокращается общая площадь ледового покрова, идет стаивание ледников, а увеличение штормов способствует активному перемешивание вод. Дополнительный вклад вносит сток больших рек, протекающих через большую часть материка. Все это способствует притоку и активному переносу тяжёлых металлов. Морж является хорошим индикатором загрязнённости среды, в которой он обитает, т.к. находится на вершине трофической цепи и живёт около 40 лет. Сбор материала в разные годы будет иллюстрировать динамику загрязнения. Сотрудникам Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН (ИПЭЭ РАН) удалось собрать и проанализировать пробы тканей моржей из разных районов Арктики. Исследования кожи атлантического моржа из акватории Земли Франца Иосифа и Оранских островов (Баренцево море) показывают более высокий уровень тяжёлых металлов по сравнению с тихоокеанским моржом из Мечигменского залива (Берингово море). Уровень 6 металлов (кадмий, свинец, медь, ртуть, марганец, никель) в коже атлантического моржа был выше в 1,8–7,5 раз, чем у тихоокеанского. Исследования показали, что у тихоокеанского моржа кадмий есть уже на ранних этапах развития эмбриона. В паре мать-эмбрион и мать-детеныш уровни некоторых металлов были даже выше, чем у их матерей. А у старых животных отмечается высокое содержание ртути и кадмия в почках и печени. Высокие концентрации тяжелых металлов могут оказывать влияние на иммунитет животного, гормональный фон, репродукцию и выживание детенышей. Поскольку кожа атлантического моржа содержит более высокий уровень тяжелых металлов, чем у тихоокеанского, мы предполагаем, что их уровень во внутренних органах тоже будет выше. Для прояснения этого вопроса требуются дальнейшие исследования. Более подробно о результатах в статье: Kryukova N.V., Artemyeva S.M., Samsonov D.P., Pashali A.A., Isachenko A.I., Lazareva R.E., Rozhnov V.V. 2025. Heavy metals in tissues of Atlantic (Odobenus rosmarus rosmarus) and Pacific (Odobenus rosmarus divergens) walruses // Polar Biology. Vol. 48. Is. 1 Материалы по теме: РАН: "Морж как индикатор распространения тяжёлых металлов в Арктике" Arctic universe: "В ИПЭЭ РАН представили итоги изучения моржей в Арктике"

Рис. 1. Глаз заражённой паразитами мальмы, в котором обитают метацеркарии T. clavata (справа). Многие паразиты способны менять поведение хозяев к своей выгоде. Такое эволюционное приспособление называется «паразитической манипуляцией». В последние десятилетия этот феномен привлекает всё большее внимание исследователей. Примеров манипуляций обнаружено уже настолько много, что многих паразитов необоснованно записывают в манипуляторы, не проведя должной экспериментальной проверки. Так получилось с трематодой Tylodelphys clavata, паразитирующей в глазах рыб. Её близкий родственник (из того же семейства Diplostomidae), трематода Diplostomum pseudospathaceum, действительно, паразит-манипулятор, ослабляющий защитное поведение рыб. Возможно, именно поэтому прежде считалось, что и T. clavata меняет поведение своих хозяев. Предполагалось, что днём T. clavata перемещается в переднюю часть глаза ближе к зрачку, заслоняя свет и ослепляя рыбу, вызывая тем самым поведенческие изменения. В тёмное же время суток паразит уходит на глубину глаза, где питается. Сотрудники Лаборатории поведения низших позвоночных и Центра паразитологии Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН (ИПЭЭ РАН) экспериментально проверили, меняется ли поведение мальмы, заражённой T. clavata. Рыбу заражали в контролируемых лабораторных условиях, а сам дизайн эксперимента был идентичен таковому для D. pseudospathaceum (паразита-манипулятора; Gopko et al., 2023). Принимая во внимание предполагаемый механизм манипуляции, ученые тестировали рыбу на свету и в темноте. Проверялись три поведенческие черты рыб: двигательная активность, предпочитаемая глубина погружения и способность избегать сачка (имитация атаки хищника). Рис. 2. Предпочитаемая глубина погружения мальмы (расстояние до дна) в разных группах при разном освещении. Заметно, что поведение рыб было разным на свету и в темноте: на свету рыбы держались ближе ко дну. При этом поведение контрольных и заражённых T. clavata рыб не отличалось. Оказалось, что ни одна из этих поведенческих черт не менялась под воздействием паразита (Рис. 2), в то время как для D. pseudospathaceum ранее была показана способность саботировать каждую из них. Было обнаружено, что зависимость между активностью рыб и их размером отличается у рыб с разным инфекционным статусом (Рис. 2A). Контрольные рыбы увеличивали свою активность с ростом массы тела, а заражённые нет. Рис. 2. (A) Связь между массой мальмы и её активностью. Более крупные контрольные рыбы были активнее, а у заражённых T. clavata рыб эта зависимость отсутствовала. При этом в целом активность рыб в обеих группах не отличалась. (B) Порядок вылова рыб. Заражённые и контрольные рыбы не отличались по своей способности избегать сачка. Полученные данные показывают, насколько сильно могут различаться паразиты по своей способности манипулировать поведением хозяина, даже если они близки филогенетически и занимают сходные экологические ниши. Полученные результаты ставят под сомнение высказывавшееся ранее умозрительное предположение о способности T. clavata менять поведение рыбы. Работа выполнена в рамках проекта РНФ №23-24-00419 и опубликована в журнале первого квартиля: Gopko, M., Sotnikov, D., Savina, K., Molchanov, A., Mironova, E. (2024). Does phylogenetic relatedness imply similar manipulative ability in parasites?. Biological Journal of the Linnean Society, 143(4), blae101. Препринт публикации можно найти на странице авторов в Researchgate (ссылка).

В 1974 г. в Москве издательством «Наука» под грифом Академии наук СССР и Института эволюционной морфологии и экологии животных им. А. Н. Северцова издана книга В.Н. Орлова под названием «Кариосистематика млекопитающих». В подзаголовке книги значилось: «Цитогенетические методы в систематике млекопитающих». Довольно быстрый выход монографии, через 6-7 лет после первых журнальных публикаций отечественных авторов и через 5 лет после организованного выступления кариологов страны на II Всесоюзном совещании по млекопитающим в Москве (декабрь 1969 г.), уверенно знаменовал собой возникновение нового направления генетического профиля в зоологии в целом и в Институте, в частности. Автор книги, зоолог школы МГУ Виктор Николаевич Орлов, его ученики и сотрудники за полвека неустанной работы цитогенетическими, затем и генетическими методами внесли заметный вклад в модернизацию видовой системы современных млекопитающих. Конкретные изменения систематического состава 19 палеарктических родов были недавно рассмотрены в большом обзоре Орлова и соавторов (2023). Работа опубликована в специальном выпуске «Зоологического журнала», посвященного триаде юбилеев – 50-летию Териологического общества при Российской академии наук, 90-летию его основателя академика В.Е. Соколова и 300-летию Российской академии наук. Полувековая годовщина книги – неотъемлемая часть большой научной истории Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН (ИПЭЭ РАН), недавно отпраздновавшего свое 90-летие.

Примеры длительных переходных режимов в природных экосистемах (данные наблюдений). (i) Биомасса промысловых рыб в экосистеме восточного шельфа Шотландии; устойчивое состояние с низкой плотностью меняется на динамический режим с гораздо более высокой средней плотностью (синяя линия – расчетная емкость среды); (ii)  Еловая листовертка-почкоед имеет гораздо более быстрое время генерации, чем дерево-хозяин, что приводит к длительным периодам низкой плотности почкоеда, прерываемым вспышками. Синия кривая представляет подгон модели под данные. Графики адаптированы из статьи: Hastings, A., Abbott, K.C., Cuddington, K., Francis, T., Gellner, G., Lai, Y.C., Morozov, A., Petrovskii, S., Scranton, K. and Zeeman, M.L., 2018. Transient phenomena in ecology. Science, 361(6406), p.eaat6412. Математические модели в экологии традиционно акцентировали внимание на асимптотической или долгосрочной динамике, например, на изучении положений равновесия. Однако значительное количество недавних исследований показывает важность изучения динамики переходных процессов в экологических системах, в частности, рассмотрения длительных переходных процессов, которые могут продолжаться сотни поколений или даже дольше. Многие модели, а также эмпирические исследования, показали, что экосистема может функционировать в течение длительного времени в определенном состоянии или режиме (мы можем назвать его метастабильным), но позже она демонстрирует резкий переход к другому режиму функционирования без предварительного изменения параметров  (или после изменения, которое произошло задолго до перехода). Этот сценарий, когда коллапс изучаемой популяции происходит без какого-либо очевидной причины смены режима, также называется 'метастабильностью'. Несмотря на значительное подтверждение наличия длительных переходных периодов в реальных природных экосистемах, а также в теоретических моделях, до недавнего времени исследования долгосрочных переходных периодов в экологии оставались в зачаточном состоянии, и были в основном не систематизированными. Однако за последнее десятилетие был достигнут существенный прогресс в создании объединяющей теории длинных переходных периодов, как в системах детерминированных (т.е. в системах, функционирование которых заранее и полностью обусловлено)  и стохастических системах (т.е. при наличии внешних и внутренних случайных факторов). Это значительно ускорило дальнейшие исследования по длительным переходным периодам в экологических системах, в частности, при увеличении сложности рассматриваемых моделей. В данной работе производится подробный критический анализ последних исследований о длительных переходах и связанных с ними изменениях режима в моделях экологической динамики. Особое внимание в работе таких факторов как экологической стохастичности (наличию шума в системе), эффекту множественных временных шкал (рассмотрение медленных-быстрых систем, с периодами быстрых и меддленных изменений), влиянию неоднородности распределения организмов по ареалу, а также вопросы пространственной  синхронизации колебаний численности популяций. Предсказываемая вездесущность длительных переходных процессов подчеркивает необходимость их учета в программах сохранения разнообразия видов. В работе рассказано, как можно моделировать и прогнозировать подобные сценарии. В работе также обозначена важность использования элементов машинного обучения для исследования длительных переходных процессов. Например, одним из потенциальных способов применения машинного обучения является поиск длительных переходных режимов в сложных экологических моделях, включающих большое взаимодействующих число видов, и как следствие, наличия большое число параметров модели. Результаты опубликованы в журнале Physics of Life Reviews. Morozov, A., Feudel, U., Hastings, A., Abbott, K.C., Cuddington, K., Heggerud, C.M. and Petrovskii, S., 2024. Physics of Life Reviews Long-living transients in ecological models: Recent progress, new challenges, and open questions. // Physics of Life Reviews, Vol., 51, pp.423-441.

Реконструкция филогенетических связей изучаемых видов рода Niphargus (цветных) из Республики Северная Осетия–Алания на основе маркера гена COI мтДНК (алгоритм ML, модель GTR+G+I). Последовательности родственных видов были взяты из базы данных GenBank (NCBI). В настоящее время подземные воды считаются одной из наиболее неисследованных и недооцененных, но, тем не менее, ключевой экосистемой в мире. Изучение подземных вод Кавказа и, в частности, применение этих данных как для фундаментальных, так и для прикладных исследований, например, для поиска источников чистой питьевой воды, является важной областью научной деятельности, и актуальны для всех территорий Кавказа. Сотрудниками ИПЭЭ РАН представлен обзор и частичный пересмотр разнообразия пресноводных гипорейных/стигобиотических ракообразных в Республике Северная Осетия–Алания, Северный Кавказ. Ранее в этом районе были известны два вида из рода Proasellus Dudich, 1925 (Isopoda, Asellidae), P. uallagirus Palatov & Sokolova, 2020 и P. irystonicus Palatov & Sokolova, 2020, и один вид из рода Niphargus Schiödte, 1849 (Amphipoda, Niphargidae), N. alanicus Marin & Palatov, 2021. Однако, более обширная выборка и полное изучение доступного материала с использованием интегративного подхода показали, что в этом районе встречается только один вид рода (второй вид синонимизирован), в то время как разнообразие рода Niphargus оказалось значительно выше, чем было известно ранее. В работе описаны шесть новых видов рода Niphargus из гипорейных/стигобиотических местообитаний Республики Северная Осетия–Алания, а также обсуждаются их филогенетические связи, экология и известное распространение. Межвидовые расстояния (p-distances), на основе генного маркера COI мтДНК, между изучаемыми видами из Северной Осетии превышают 9-19%, что также указывает на их длительную изоляцию друг от друга, по меньшей мере, на 3,6-7,6 млн лет назад.  Карта распространения изучаемых видов рода Niphargus на территории Республики Северная Осетия–Алания, с распределением родственных таксонов по южному склону Большого Кавказского хребта. Зеленые квадраты - Proasellus uallagirus Palatov & Sokolova, 2020. Белый треугольник - местонахождение N. alasonicus Derzhavin, 1945. Двенадцатилучевые звезды: голубая - N. ablaskiri Birštein, 1940, 1940; светло-зеленая - N. glontii Behning, 1940; красная - N. alanicus Marin & Palatov, 2021; желтая - N. ardonicus sp.n.; оранжевая - N. sadonicus sp.n.; фиолетовая - N. fiagdonicus sp.n.; светло-голубой - N. chertschesovae sp.n.; зеленый - N. osseticus sp.n.; белый - неописанный вид Niphargus spp. gr. "alasonicus" (по данным Rendos et al., 2020). Пятиконечные звезды - видовая группа “Niphargus borutzkyi”, (по Marin, 2020; Marin et al., 2023): светло-зеленые - N. borutzkyi Birštein, 1933; красные - N. amirani Marin, 2020; светло-голубые - N. tvishiensis Marin, Marin, Barjadze, Maghradze & Palatov, 2023; розовые - N. rachalechkhumensis Marin, Barjadze, Maghradze & Palatov, 2023; желтый - N. zeyensis sp.n. Географически установлено, что водяной ослик Proasellus uallagirus Palatov & Sokolova, 2020 в республике является достаточно широко распространенным видом, который встречается в водных ресурсах крупных горных ущелий: реки Урух (Дигорское ущелье), Ардон (Алагирское) и Гизельдон (Кобанское), где он обитает в широком диапазоне высот, от 700 до 1800 метров над уровнем моря. Однако в настоящее время он не обнаружен в бассейне реки Фиагдон (Куртатинский район) и верховьях Терека (Дарьяльское ущелье). В то же время, уточняется, что все нифаргусы являются локальными эндемиками, и в настоящее время обнаружены только в республике. Они связаны с подземными водными местообитаниями в различных ущельях/речных долинах на территории Республики Северная Осетия-Алания: Niphargus alanicus Marin & Palatov, 2021 известен из долин рек Сардидон и Даргонком (см. Marin & Palatov, 2021; настоящее исследование), Niphargus ardonicus sp. n. – долины рек Ардон, Майрамадаг и Гизельдон, Niphargus sadonicus sp. n. – долина реки Садон, притока Ардона. Речной, Niphargus tschertschesovae sp. n. – Долина реки Гизельдон и Niphargus zeyensis sp. n. из бассейна реки Цейдон (ущелье Цей). Два вида, Niphargus fiagdonicus sp. n. и Niphargus osseticus sp. n., найденные в различных частях (верхней и нижней, разветвленной) долины реки Фиагдон (ущелье Фиагдон), а также Niphargus tschertschesovae sp. n. и Niphargus ardonicus sp. n., также были обнаружены в разных (горных) районах (верхней и нижние частях, соответственно) реки Гизельдон. В то же время ни в одном из исследованных местообитаний не было обнаружено более одного вида рода Niphargus. Выявленный уровень эндемизма подземной фауны значительно превышает наземную фауну этого региона, которая состоит в основном из широко распространенных видов. Большинство изученных гипорейных/стигобиотических ракообразных отделились от своих сородичей, начиная с позднего миоцена, примерно на 8-5,8 млн лет назад, и сохранились там до настоящего времени. Согласно полученным данным, мы подтверждаем, что речные местообитания в горной части Республики Северная Осетия-Алания можно рассматривать как постплиоценовые ледниковые рефугиумы, первые известные на северном склоне Большого Кавказского хребта. Также авторы полагают, что на территории Республики Северная Осетия-Алания все еще могут существовать неописанные виды, относящиеся к обоим этим двум родам ракообразных, а также представители других гипорейных/стигобиотических и других подземных животных. Также, разнообразие Республики Северная Осетия-Алания заметно выделяется на фоне других населенных пунктов на северном склоне Кавказского хребта (Северный Кавказ). В настоящее время на северном склоне Кавказского хребта гипорейные/стигобиотические ракообразные известны только с территории Краснодарского края (например, Niphargus ciscaucasicus Marin & Palatov, 2019) (и Республики Адыгея (неопубликованные данные), в то время как ни одно такое животное пока не было обнаружено в близлежащих горных районах, таких как Ставропольский край, Республика Ингушетия, Кабардино-Балкария, Карачаево-Черкесия или Чеченская Республика (Чечня). Весьма вероятно, что в этих районах также необходимы более тщательные и обширные экспедиционные работы. Работы, проведенные в Республике Северная Осетия-Алания, а также открытие здесь новыз видов еще раз подтверждает, что в миоцене представители рода Niphargus были гораздо более распространены на Предкавказской равнине и территории к северу от Большого Кавказского хребта. Горные ущелья этого района обеспечивали безопасную среду обитания для гипорейной/стигобиотической фауны во время климатических (температурных) колебаний плейстоценовых (четвертичных) ледниковых периодов (2,6 млн лет назад – настоящее время), и особенно во время последнего ледникового максимума (LGM) (23-18 тыс. лет назад), что позволило им выжить до наших дней.  Стоит еще раз подчеркнуть, что подземные виды имеют узкую локализацию и требуют строгой охраны и внимания к своей среде обитания, поскольку уничтожение популяции приводит к потере уникальных древних генетических линий, которые невозможно восстановить. Один из видов назван в честь заведующей кафедрой зоологии и биоэкологии СОГУ, доктор биологических наук, профессора, Сусанны Константиновны Черчесовой, гидробиолога и энтомолога, известной далеко за пределами Республики. Статья опубликована в престижном международном рецензируемом журнале Water: The Diversity of Freshwater Stygobiotic Crustaceans in the Republic of North Ossetia–Alania Provides New Evidence for the Existence of an Ancient Glacial Refugium in the North Caucasus Region by Ivan N. Marin and Dmitry M. Palatov, Water 2024, 16(9), 1212; https://doi.org/10.3390/w16091212.

По результатам работ эксперты проекта "Русская выхухоль - позаботиться сегодня, чтобы не потерять завтра" Мария и Александр Онуфрени пришли к выводу, что места обитания русской выхухоли нуждаются в постоянной охране. Только так можно восстановить популяцию уникального вида, численность которого в последние годы критически сокращается. Бассейн реки Оки по-прежнему является одним из ключевых ареалов обитания русской выхухоли в России. Наиболее крупные пойменные угодья, где этот редкий зверек находит убежище, расположены в Калужской, Рязанской, Владимирской и Нижегородской областях. В этих регионах ученые и проводили мониторинг состояния популяции. Это исследование стало самым детальным за последние годы. На некоторых территориях ученые не проводили работы более 10 лет, а часть участков изучалась впервые. Экспедиция длилась полтора месяца, в ходе которой было обследовано 158 пойменных водоемов. Общая протяженность маршрутов вдоль берегов составила 165 км, а также было зафиксировано 432 жилых норы выхухоли. Относительная численность зверьков варьировалась от 1,4 до 4 нор на 1 км береговой линии в разных частях поймы Оки. Самые благоприятные условия для выхухоли созданы в Калужской области, на территории национального парка «Угра». Благодаря охраняемому статусу этой природной зоны и минимальному воздействию человека, популяция здесь остается стабильной и находится на достаточно высоком уровне. Ситуация во Владимирской и Нижегородской областях подчеркивает важность охраны пойменных водоемов. Несмотря на то что эти территории идеально подходят для обитания выхухоли, сильное давление со стороны браконьеров, использующих запрещенные снасти и сети, мешает увеличению численности популяции. На данный момент она остается относительно стабильной, однако сократилась на 17% — с 780 до 650 особей. Эксперты убеждены, что устранение незаконного рыболовства позволит увеличить численность вида в 7–10 раз. Наиболее сложная ситуация складывается в среднем течении Оки. За последние 15 лет отсутствие весенних паводков и затяжные осенние засухи привели к значительному уменьшению площади выхухолевых угодий. Если в 2009–2010 годах в ключевых местах обитания на территории Рязанской области насчитывалось 1800–2000 особей, то сейчас их численность сократилась на 60% — до 750–800 зверьков. Даже в Окском заповеднике, где действует строгий режим охраны, популяция снизилась более чем вдвое. Главной задачей в этом регионе становится восстановление деградировавших пойменных угодий в охранной зоне заповедника. Сотрудники Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН (ИПЭЭ РАН) приняли участие в оценке численности выхухоли в Спасском районе Рязанской области. В том числе применялись современные средства - эхолот и подводный дрон. В экспедицию по поиску выхухоли принимали участие следующие сотрудники: Дмитрий Глазов, Юлия Ганицкая с собакой Жужей, Светлана Артемьева, Павел Чукмасов, Милена Морозова, Полина Шибанова, Наталья Крюкова, Евгений Назаренко, Мария Славина.  Проект «Русская выхухоль — позаботиться сегодня, чтобы не потерять завтра» реализует некоммерческое партнерство «Партнерство для заповедников» с использованием средств гранта Президента Российской Федерации на развитие гражданского общества.

Фото участка в Калмыкии, часть эксперимента (фото Д.И. Коробушкина). Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, показало, как экстремальные погодные явления влияют на почвенных микроорганизмы, предлагая новое понимание рисков, связанных с изменением климата. Поскольку экстремальные погодные явления, такие как экстремальная жара, засухи, наводнения и заморозки, становятся все более распространенными из-за глобального потепления, понимание того, как реагируют почвенные микробы, имеющие решающее значение для функционирования экосистем, было задачей исследования. Микроорганизмы играют ключевую роль в таких природных процессах, как круговорот углерода, который помогает определить, сколько углерода хранится в почве и сколько выбрасывается в атмосферу в виде углекислого газа, основного фактора глобального потепления. Исследователи из Манчестерского университета, работающие с сетью ученых по всей Европе, включая коллег из Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН (ИПЭЭ РАН) собрали образцы почвы с 30 лугов в 10 странах. Каждый участок отбора проб представляет разнообразие биогеографических регионов, представленных в Европе: альпийский (Австрия), субарктический (Швеция), арктический (Исландия), атлантический (Оксфорд и Ланкастер, Великобритания), бореальный (Эстония), континентальный (Германия), средиземноморский (Испания и GR, Греция) и степной климат (Россия). Авторы исследования подвергли образцы почвы воздействию имитированных экстремальных погодных явлений в контролируемых лабораторных условиях, чтобы выяснить, как отреагируют микробы.  Группа обнаружила, что микробные сообщества в почвах из разных частей Европы по-разному реагировали на экстремальные явления. Например, почвы из более прохладного, влажного климата были особенно уязвимы для волн тепла и засух, в то время как почвы из засушливых регионов больше страдали от наводнений. Однако ученые также обнаружили обнадеживающие закономерности и признаки предсказуемости реакции. В частности, микробы могут «приостанавливать» свою активность и впадать в неактивное состояние  — по сути, пережидая сложные условия — при любых погодных условиях. Один из авторов исследования, профессор РАН Константин Гонгальский, сказал: «Почвенные микроорганизмы – один из главных механизмов функционирования почвенных экосистем. Их способность адаптироваться или бороться с изменением климата напрямую влияет на здоровье почвы, рост растений, производство продуктов питания и хранение углерода. Понимая «стратегию выживания» микроорганизмов при экстремальных погодных событиях, мы можем лучше предсказывать и, возможно, смягчать будущие последствия этих явлений, что дает нам важные знания для защиты уязвимых регионов». Работа опубликована в журнале Nature: Knight, C.G., Nicolitch, O., Griffiths, R.I., Goodall, T., Jones, B., Weser, C., Langridge, H., Davison, J., Dellavalle, A., Eisenhauer, N., Gongalsky, K.B., Hector, A., Jardine, E., Kardol, P., Maestre, F.T., Schädler, M., Semchenko, M., Stevens, C., Tsiafouli, M.Α., Vilhelmsson, O., Wanek, W., De Vries, F.T., 2024. Soil microbiomes show consistent and predictable responses to extreme events // Nature. 2024. – V. 636. – P. 690–696. 

Современные технологии в сочетании с инструментами дистанционного зондирования Земли обеспечивают уровень детализации, необходимый для выявления и характеристики закономерностей в использовании пространства птицами, а также поиске критически важных мест обитания. Целью исследования было выяснение особенностей миграционных маршрутов лесного гуменника (Anser fabalis fabalis) восточной субпопуляции, занесенного в Красную книгу России, закономерностей географического распределения миграционных стоянок, оценка эффективности особо охраняемых природных территорий (ООПТ). Птицы восточной субпопуляции гнездятся в европейской части России и западной части Западной Сибири, а зимуют на севере Европы. В 2019–2023 годах прослежены 45 весенних и 36 осенних маршрутов миграций с помощью GPS-GSM-трекеров. Это позволило определить фенологию миграций, протяжённость перелётов, географическое распределение остановок. Анализ географического распределения миграционных остановок позволяет обозначить наиболее важные для вида регионы в весенний период – Балтийский регион, Свияго-Вятское междуречье и центральное Приволжье (рис. 1). Рис. 1. Маршруты весенней (a), осенней (b) миграции и распределение миграционных остановок лесного гуменника. Красными прямоугольниками выделены ключевые районы, где сконцентрированы наиболее важные миграционные остановки: 1 – Балтийский регион; 2 – Центрально-Черноземный регион; 3 – Свияго-Вятское междуречье. В настоящее время лишь 15.3% мест остановок лесных гуменников охраняются ООПТ, этот уровень не достаточен для охраны вида. С учётом динамики использования регионов во время весенней миграции предложены сроки ограничения весенней охоты на гусеобразных, применение которых сократит вероятность попадания этого редкого подвида под выстрел. Дискуссия о правомерности включения лесного гуменника в Красную книгу, развернувшаяся в 2017-2020 гг. привела к компромиссу: частичному занесению этого подвида в список охраняемых таксонов на федеральном уровне. В настоящем исследовании мы показываем, что альтернативные меры охраны, о которых говорили оппоненты, представляющие охотничье лобби, не работают, и подвид необходимо занести в Красную книгу России целиком. Результаты опубликованы: Розенфельд С.Б., Стрельников Е.Г., Волков С.В. 2024. Маршруты миграции и ключевые остановки Anser fabalis fabalis (Anseriformes): анализ проблем охраны // Nature Conservation Research. Заповедная наука. Т. 9(4). С. 80–92.

Рис. 1. А - Кроноцкое озеро, B – точки сбора материала, C/D - внешняя морфология экоморф кроноцких гольцов Пресноводные водоёмы занимают менее одного процента поверхности Земли и составляют лишь 0,02% доступных водных местообитаний. Несмотря на это, в пресных водах обитает около 15 000 видов рыб, что составляет 40% всего видового разнообразия современной ихтиофауны. Одним из механизмов формирования современного разнообразия пресноводных рыб является адаптивная радиация, приводящая к образованию пучков (комплексов) фенотипически и экологически различающихся морф или видов. Наиболее известными являются симпатрические комплексы цихловых рыб, населяющих крупные озера Африки, а также многократно повторяющиеся случаи радиации трёхиглой колюшки. Однако многие другие таксоны пресноводных рыб также могут похвастаться, хоть и не столь богатыми по числу форм как у цихловых, и не столь часто и стереотипно повторяющимися как у колюшки, но не менее интересными примерами адаптивной радиации.  Так, в относительно молодом Кроноцком озере (п-ов Камчатка), сформировавшемся в результате схода лавовых потоков, перекрывших основное русло р. Палеокроноцкая около 12 000 лет назад, обитает самый богатый по числу морф пучок лососевых рыб (Salmonidae) (Рис. 1). В его состав входит не менее десяти репродуктивно изолированных, морфологически и экологически различных морф гольцов, образовавшихся в результате стремительной адаптивной радиации запертой в озере популяции анадромной мальмы Salvelinus malma. Этот случай стремительных эволюционных преобразований давно привлекает внимание российских исследователей, в том числе сотрудников Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН (ИПЭЭ РАН), и полученные при его изучении данные внесли серьезную лепту в понимание процессов и факторов, обеспечивающих адаптивную радиацию рыб. Однако ряд ключевых вопросов, касающихся особенностей происхождения данного пучка, а также генетических изменений, сопровождающих становление его морфологического и экологического разнообразия, оставались открытыми.  Ответить на часть вопросов позволил проведенный сотрудниками ИПЭЭ РАН совместно с американскими коллегами анализ консервативной части генома семи экоморф кроноцких гольцов. В частности, было установлено монофилетическое происхождение пучка и реконструирован сценарий его диверсификации: разделение на три независимо дивергируюшие внутри себя линии. Была подтверждена высокая степень репродуктивной изоляции экоморф. Установлены генетические особенности, отличающие озерные формы гольцов от анадромной мальмы. Кроме того, были получены генетические свидетельства того, что ведущую роль в формировании экологического и фенотипического разнообразия кроноцких гольцов сыграл отбор по признакам, связанным с развитием костей черепа, энергетическим обменом и активностью гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной оси, а основным онтогенетическим механизмом формирования разнообразия являются гетерохронии – изменения сроков и темпов онтогенетических процессов. Полученные данные значительно обогатили наши знания о генетических процессах, физиологических, онтогенетических и морфологических изменениях, происходящих при стремительной адаптивной радиации рыб и заложили хорошую основу для развития подобных исследований. Результаты работ опубликованы в специальном выпуске журнала Development: Uncovering Developmental Diversity: Katherine C. Woronowicz, Evgeny V. Esin, Grigorii N. Markevich, Crisvely Soto Martinez, Sarah K. McMenamin, Jacob M. Daane, Matthew P. Harris, Fedor N. Shkil; Phylogenomic analysis of the Lake Kronotskoe species flock of Dolly Varden charr reveals genetic and developmental signatures of sympatric radiation. Development 15 October 2024; 151 (20): dev203002.  Материалы по теме: AI-News: "Анализ генома кроноцких гольцов выявил генетические и онтогенетические признаки их адаптивной радиации"

Рис. Особенности экспрессии гена foxg1 у миноги и стерляди (ИБХ РАН). Исследователи Института биоорганической химии им. академиков М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова, Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова (ИПЭЭ РАН), Всероссийского научно-исследовательский института рыбного хозяйства и океанографии и Института биологии развития им. Н.К.Кольцова впервые описали три паралога гена Foxg1 у древнейшего из ныне живущих представителей позвоночных – речной миноги.  Ранее считалось, что у большинства позвоночных и их ближайших родственников есть только один ген foxg1, который является молекулярным маркером переднего мозга и связанных с ним структур. Однако результаты исследования, опубликованные в журнале Frontiers in Cell and Developmental Biology, показали, что у миног – представителей древнейшей группы позвоночных – есть несколько копий этого гена. Для определения родства этих генов у миног и других групп позвоночных были проведены различные сравнительные исследования этих генов у миног и другого древнего представителя позвоночных – стерляди. Анализ экспрессии генов foxg1 показал, что у миног все три гена экспрессируются в конечном мозге, хотя паттерны их экспрессии различаются, а у стерляди – только один ген foxg1a. Таким образом, наличие одного гена foxg1 у высших позвоночных не является общим для всех позвоночных. У древних групп, таких как хрящевые, осетровые и костные рыбы, обычно есть три гена foxg1. У некоторых представителей этих групп их осталось два, а у костистых рыб, которые прошли дополнительную геномную дупликацию, – четыре. Обнаруженная экспрессия генов foxg1 в переднеголовных структурах, сенсорных органах и черепных нервах у миног и челюстноротых может указывать на их важную роль в формировании плана строения морфологических признаков позвоночных.  Исследователями были предложены две гипотезы: появление трех паралогов foxg1 у бесчелюстных и челюстноротых могло произойти либо в результате двух раундов дупликации генома общего предка позвоночных (гипотеза 2R), либо в результате первого общего раунда с последующими независимыми полиплоидизациями в двух эволюционных линиях (1R гипотеза). Данные опубликованной статьи: Galina V. Ermakova, Alexander V. Kucheryavyy, Nikolay S. Mugue, Aleksandr V. Mischenko, Andrey G. Zaraisky, Andrey V. Bayramov, Three foxg1 paralogues in lampreys and gnathostomes—brothers or cousins? Front. Cell Dev. Biol., 02 January 2024Sec. Evolutionary Developmental BiologyVolume 11 - 2023 | https://doi.org/10.3389/fcell.2023.1321317