Раздел: Мониторинг природных и антропогенно нарушенных территорий
Слепой отдел кишечника птиц, помимо ферментации непереваренных питательных веществ и модуляции симбионтной микрофлоры в пищеварительном тракте, участвует в рециркуляции азота и токсичных соединений, попадающих в организм животных с кормовыми объектами. Получены новые данные по морфометрическим параметрам кишечного тракта белой куропатки (Lagopus lagopus Linnaeus, 1758) на севере Красноярского края. Показатель длины слепого отдела кишечника достоверно определялся фактором загрязнённости территории и был достоверно выше на участках, подверженных загрязнению соединениями тяжёлых металлов. Содержание свинца, кадмия и железа в скелетной мускулатуре белых куропаток также оказалось выше на импактных полигонах по сравнению с фоновыми участками. Однако статистически значимой взаимосвязи между концентрацией свинца, кадмия, железа и меди и длиной слепого отдела кишечника выявлено не было. Причинами различий параметров слепого кишечника на импактных и фоновых территориях могут быть как непосредственное влияние токсичных элементов на организм птиц, так и различие в качественных параметрах корма, либо воздействие загрязнённых кормов на обилие и состав симбионтной микрофлоры. Необходимы дальнейшие исследования рассматриваемого вопроса. Собранные сведения могут быть использованы для экологического мониторинга территорий исследований в ближайшей и отдалённой перспективе в условиях высокой техногенной нагрузки на природные комплексы полярных регионов. В таких районах севера Красноярского края употребление населением в пищу мяса белых куропаток может представлять опасность из-за загрязнения кадмием, свинцом и другими поллютантами, существенно
превышающими допустимые концентрации для пищевой продукции.
Представлены результаты двухлетнего эксперимента по выращиванию в условиях лесного питомника сеянцев сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) из семян, прошедших предпосевную обработку экстрактивными веществами, выделенными из древесной зелени ели эмульсионным способом. В составе кислых компонентов преобладают фенольные кислоты, нейтральные компоненты древесной зелени ели содержат эфирные масла, полипренолы, каротиноиды и другие биологически активные вещества. В эксперименте оценивали биометрические параметры и развитие сеянцев сосны: у однолетних растений определяли интенсивность микоризации корней, у двулетних сеянцев исследовали элементный состав хвои и плотность древесины стволиков. При анализе хвои сосны выявлено более высокое содержание калия в паре K-Ca при применении кислых компонентов биопрепарата, что указывает на более активные фотосинтетические процессы и транспорт ассимилянтов к органам растения, обеспечивающие активный рост сеянцев в этом варианте. Кислые компоненты в дозе 0,5 г/кг семян стимулируют рост сеянцев сосны при отставании процесса уплотнения клеток и одревеснения прироста. Нейтральные компоненты ели оказывают положительное влияние на формирование основных морфометрических характеристик и физических свойств древесины сосны, в дозе 0,012 г/кг семян способствуют повышению сохранности сеянцев в неблагоприятных погодных условиях. Сделан вывод о необходимости более углублённого изучения действия нейтральных компонентов древесной зелени ели на сеянцы сосны, поскольку они способствовали как активизации ростовых процессов, так и формированию оптимальных физических параметров растений.
Ключевые слова: древесная зелень ели, экстрактивные вещества, сеянцы сосны, элементный состав хвои, плотность древесины
Статья опубликована в № 1 за 2025 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-4-120-129
Просмотров: 6
Использование многомерного анализа для оценки аллелопатической активности Quercus robur L., Acer plantanoides L., Ulmus glabra Huds. в естественных и искусственных фитоценозах Южного Урала
И.А. Гетманец, Д.Ю. Нохрин, П.В. Левченко
Раздел: Методология и методы исследований. Модели и прогнозы
Изучена аллелопатическая активность Quercus robur, Acer plantanoides, Ulmus glabra в природных реликтовых сообществах и лесных насаждениях Южного Урала, а также вклад факторов: агенты переноса – вытяжки из листьев, листового опада, корневых выделений; тип местообитания (естественное/искусственное), концентрация водных вытяжек (1:100, 1:50, 1:25, 1:10); вид растения-донора (Q. robur, A. platanoides, U. glabra), влияющих на дисперсию показателей аллелопатического воздействия. В ходе классических лабораторных опытов исследованы различные сочетания пар видов в системе донор-акцептор и оценена аллелопатическая активность по ростовым реакциям (всхожесть и длина корня) классических тест-объектов Lepidium sativum L., Linum usitatissimum L., Viola tricolor L. Время экспозиции составило 120 ч, при освещении с фотопериодом в 15 ч дневного режима и температурой 21±1 °C. Получен массив первичных морфометрических измерений (720 показателей).
Для оценки вклада факторов, определяющих аллелопатическую активность растений-доноров использована многомерная статистическая техника – анализ избыточности (Redundancy analysis). Статистическая значимость эффектов подтверждена в ходе рандомизационной процедуры при р≤0,05. На основе первичных показателей объяснено влияние каждого фактора в вариацию значений аллелопатической активности. Установлена иерархия регрессоров (факторов) по вкладу в дисперсию показателей аллелопатической активности. Воздействие агентов переноса является статистически значимым (F(2/69)=18,91; р<0,001) и демонстрирует вклад в дисперсию показателей всхожести и длины корня растений-акцепторов на 35,4%. Регрессор – вид-донор определяет меньшую вариабельность (16,0%) выше приведённых показателей растений-акцепторов при статистической значимости (F(2/69)=6,58; р<0,001). Многомерный анализ подтвердил статистически значимую обратную зависимость между концентрацией водных вытяжек всех видов-доноров и ингибирующим эффектом на прорастание семян биотестов. Минимальный вклад в дисперсию выявлен у регрессора – тип местообитания. В градиенте между естественными и искусственными сообществами вклад в вариацию составляет 1,95% и не является статистически значимым. Таким образом, показана целесообразность использования многомерного статистического анализа для сравнения аллелопатического влияния.
Ключевые слова: биотесты, регрессоры, агенты переноса, анализ избыточности, аллелопатия, доноры, акцепторы, естественные и искусственные сообщества
Статья опубликована в № 1 за 2025 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-4-021-029
Просмотров: 25
Трансформация почвенных цианобактериально-водорослевых ценозов городов Южно-Уральского региона под воздействием урбанизации
Раздел: Мониторинг природных и антропогенно нарушенных территорий
В статье представлены результаты многолетних исследований цианобактериально-водорослевых ценозов (ЦВЦ) почв урбанизированных территорий, включающих 18 населённых пунктов Южно-Уральского региона (ЮУР). Видовое разнообразие водорослей и цианобактерий почв изученных территорий включает 487 видов с разновидностями и формами (Chlorophyta – 231 вид, Cyanobacteria – 131 вид, Ochrophyta – 58, Bacillariophyta – 52, Streptophyta – 13, Euglenophyta – 2). Биоразнообразие эдафофототрофов населённых пунктов ЮУР представлено 6 отделами, 12 классами, 32 порядками, 89 семействами, 176 родами. Коэффициент пропорции флор для ЦВЦ урбанизированных территорий ЮУР вид/семейство составляет 5,4; вид/род – 2,6; род/семейство – 2,1. В пятерку ведущих по числу видов семейств входили Chlamydomonadaceae, Phormidiaceae, Chlorococcaceae, Nostocaceae, Pseudanabaenaceae, на них приходится 33% от общего количества видов. Выделены группы часто встречающихся видов водорослей и цианобактерий в почве биотопов ЮУР, подверженных рекреационной нагрузке, либо техногенному загрязнению. Таксономическая структура ЦВЦ населённых мест лесной, лесостепной и степной зон и их горных аналогов ЮУР при сохранении зональных особенностей имеет значительное сходство, обусловленное нивелированием почвенных и климатических условий в городах, влиянием процессов синантропизации, сопровождающихся внедрением в ЦВЦ видов антропогенно-нарушенных местообитаний. Выявлены закономерности формирования ЦВЦ в городских экосистемах, разработана схема трансформации ЦВЦ урбанизированных территорий ЮУР. Общие закономерности связаны с изменением видового разнообразия водорослей и цианобактерий и других характеристик ЦВЦ при возрастании антропогенной нагрузки и постепенной трансформации зональных ЦВЦ в азональные с последующим исчезновением автотрофной микробиоты. Частные особенности возникают в результате преобладания одного из ведущих антропогенных факторов (техногенного загрязнения или рекреационной нагрузки). При увеличении рекреационной нагрузки уменьшается постоянство Hantzschia amphioxys, Vischeria magna, Botrydiopsis eriensis и др., но увеличивается постоянство Microcoleus autumnalis, Leptolyngbya foveolarum, Luticola ventricosa и др., то есть при ослаблении роли одних видов увеличивается значение других.
Статья опубликована в № 1 за 2025 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-4-092-104
Просмотров: 13
Изучение физиологических особенностей растений в условиях захоронения нефтепродуктов под слоем почвы
Т.А. Трифонова, Ю.Н. Курбатов
Раздел: Экотоксикология
В лабораторных условиях смоделирована ситуация незаконного захоронения нефтепродуктов, засыпанных слоем почвы. Исследовано влияние резервуара с отработанным маслом на физиологическое состояние растений трёх семейств: Бобовые (Trifolium pratense L.), Крестоцветные (Sinapis alba L.), Злаковые (Avena sativa L.). Выявлено отрицательное влияние данного загрязнения на фитомассу, всхожесть и энергию прорастания. Растения продемонстрировали различный адаптационный потенциал к воздействию поллютанта. Исследовано содержание фотосинтетических пигментов листа растений. Установлено, что их ассимиляционный аппарат реагирует на загрязнитель неоднозначно. Клевер показал высокие адаптационные возможности к загрязнению почвы нефтепродуктами в концентрациях 10 и 20 г/кг, горчица лучше переносит повышенные загрязнения (20 и 40 г/кг). Растения овса в начале эксперимента испытывали стимулирующее воздействие со стороны поллютанта, что выражалось в быстром наборе фитомассы, высоких показателях всхожести и энергии прорастания, однако затем этот эффект сменился резким увяданием, сопровождавшимся разрушением ассимиляционных пигментов (при дозах отработанного масла 10 и 20 г/кг). Однако в варианте с дозой 40 г/кг продолжалось стимулирующее влияние загрязнителя: отмечалось увеличение концентрации хлорофилла b и каротиноидов по сравнению с контролем.
Ключевые слова: фитомасса, всхожесть, энергия прорастания, фотосинтетические пигменты, нефтепродукты, загрязнение
Статья опубликована в № 1 за 2025 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-4-158-168
Просмотров: 19
Исследование рациона сивуча Eumetopias jubatus (Schreber, 1776) с использованием нейронных сетей компьютерного зрения
Раздел: Методология и методы исследований. Модели и прогнозы
Исследовали возможность использования компьютерного зрения для определения состава рациона питания сивуча Eumetopias jubatus (Schreber, 1776) по изображениям непереваренных структур в образцах экскрементов. Нейронные сети на основе компьютерного зрения обеспечивают автоматизацию извлечения данных из визуальных изображений, что делает их привлекательными для использования в биологических исследованиях. Мы использовали нейросетевую модель VGG 16, обученную на данных ImageNet, для идентификации непереваренных остатков в экскрементах сивуча. Исследовали 19 типов костей и отолитов 13 видов объектов питания, входящих в рацион сивуча, и получили 1513 фотографий. Модель была обучена на 1469 фотографиях, и точность обучения составила 99%. Тестирование показало, что модель идентифицирует костные структуры поглощённых кормовых объектов со 100% точностью.
Ключевые слова: сивуч, диета, компьютерное зрение, нейронные сети
Статья опубликована в № 1 за 2025 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-4-030-039
Просмотров: 10
Изменчивость углеродного цикла агроэкосистем в условиях обработки агротёмно-серых почв живыми культурами цианобактерий и микроводорослей
Н.П. Неведров, Е.Д. Будаева, В.А. Лукьянов
Раздел: Экология и климат
В последние десятилетия интенсивное сельскохозяйственное освоение земель привело к значительным потерям органического углерода почвами. В условиях Курской агломерации исследовалось влияние обработки агротёмно-серой почвы (Grey-Luvic Phaeozems Hortic) биопрепаратами на основе цианобактерии Nostoc punctiforme Hariot и микроводоросли Chlorella sorokiniana Shihira & R.W. Krauss на почвенную эмиссию диоксида углерода под различными сельскохозяйственными культурами: соей (Glycine max (L.)Merr.), ячменём (Hordeum vulgare L.), овсом (Avena sativa L.), озимой рожью (Secale cereale L.). Выявлено, что обработка почвы исследуемыми культурами цианобактерий и микроводорослей изменяет интенсивность процессов углеродного цикла. В условиях лабораторных и полевых исследований было установлено, что обработка поверхности почвы живой культурой C. sorokiniana способствует увеличению численности основных групп почвенных микроорганизмов (бактерий – в 25,6 раза, грибов – в 37,9 раза и актиномицетов – в 57,3 раза), а также, в зависимости от возделываемой культуры, может приводить как к росту скорости почвенной эмиссии СО2 от 6,0 до 41,8%, так и к уменьшению скорости потоков на 6,1–50,8%. При возделывании сои, овса и ржи в условиях агротёмно-серой почвы, обработанной культурой C. sorokiniana, удалось снизить общее количество эмитируемого в атмосферу органического углерода на 10,8%. Вне зависимости от обработки почв биопрепаратом на основе микроводорослей в исследуемый временной период наблюдались потери почвенного органического углерода в пахотном горизонте почвы, которые под разными возделываемыми культурами составили от 0,6 до 3,4 т/га.
Раздел: Методология и методы исследований. Модели и прогнозы
В ходе поиска штаммов продуцентов перспективных субстанций для противомикробной терапии с помощью репортёрной системы pDualrep2 был идентифицирован штамм Nocardiopsis dassonvillei Тб8, выделенный из почвы на табачном поле в станице Раздольная Краснодарского края. Продуцируемый метаболит штамма Тб8 вызывает подавление роста Escherichia coli с делецией гена tolC и индукцию SOS-ответа в бактериальных клетках. Выделенная и очищенная активная субстанция была идентифицирована с помощью HPLC-ESI-qTof как кахакамид A. Ранее механизм действия кахакамида A через ингибирование синтеза ДНК описан не был, также мы впервые обнаружили активность данного вещества против штаммов Klebsiella pneumoniae ATCC 700603, K. pneumoniae ATCC 62867, E. coli ATCC 35705, обладающих клинически значимой резистентностью к бета-лактамам, что делает данное вещество и мишень его действия перспективными для разработки терапевтических препаратов. Детальное исследование биосинтеза кахакамида A станет предметом дальнейших исследований.
Выращивание генетически модифицированных растений может быть сопряжено с рисками для окружающей среды, включая почвенные микроорганизмы, которые выполняют важные биосферные функции. В работе использовали трансгенные растения томата (Solanum lycopersicum L.) селекционной линии, полученной из сорта Ямал, с геном синтеза холиноксидазы codA, кодирующим устойчивость к осмотическому стрессу. Контролем служили нетрансформированные растения той же селекционной линии. После 20 недель выращивания в почвенной культуре проводили ампликонное секвенирование 16S рРНК тотальной ДНК из ризосферы. Анализ таксономического разнообразия и структуры бактериального сообщества ризосферы показал увеличение доли доминантного филума Proteobacteria (с 62 до 64%) и снижение Bacteroidetes (с 19 до 17%) у трансгенных растений по сравнению с контролем. В ризосфере генномодифицированных растений не выявлены классы Spartobacteria и Chloroflexia, присутствующие у контрольных растений, но обнаружены классы Caldilineae и Holophagae, отсутствующие в ризосфере контрольных растений. Таксономический анализ на родовом уровне выявил у генномодифицированных растений сокращение долевого участия родов Sphingomonas, Rhizomicrobium, Pseudolabris (на 0,6–1,2%) и увеличение относительного обилия родов Deviosia и Bauldia (на 1,2–1,3%). В ризосфере трансгенных растений исчезли роды Sphingobium, Pedomicrobium, присутствующие у контрольных растений, и появились рр. Micavibrio и Chryseolinea. Индекс разнообразия Шеннона составил 8,62 и 8,77, Чао1 – 1075 и 1122 у контрольных и трансгенных растений соответственно. Таким образом, в ризосфере изученных трансгенных растений выявлены изменения состава и структуры бактериального комплекса, которые могут привести к нарушению функций микробной системы почвы.
Статья опубликована в № 1 за 2025 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-4-151-157
Просмотров: 12
Структура населения булавоусых чешуекрылых (Lepidoptera, Papilionoidea) луговых местообитаний подзоны южной тайги
А.В. Мазеева, А.Г. Татаринов, О.И. Кулакова
Раздел: Популяционная экология
В статье рассматривается структура населения булавоусых чешуекрылых на основе соотношения численности имаго разных видов в луговых топических группировках южной тайги Кировской области. На обследованных 16 лугах было отмечено 65 видов булавоусых чешуекрылых, что составляет 56% всех представителей надсемейства в фауне южной тайги Кировской области. На основе учётов численности имаго на трансектах выделены три основных типа топических группировок, отличающихся составом фоновых видов. Выявлен состав фоновых видов булавоусых чешуекрылых на исследованных лугах. Сделан вывод об устойчивой связи структуры населения булавоусых чешуекрылых с растительным покровом. Также были выявлены внешние факторы, влияющие на эту зависимость. Показана роль муравейников в формировании структуры населения булавоусых чешуекрылых луговых местообитаний, определяющая облик топических группировок Papilionoidea на исследуемой территории.
Ключевые слова: Papilionoidea, Кировская область, южная тайга, структура населения луга, топические группировки видов
Статья опубликована в № 1 за 2025 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-4-177-186
ISSN 1995-4301
Выбор параметров просмотра
