Научный архив: статьи

Мониторинг популяций редких и охраняемых видов является важной задачей ведения федеральной и региональных красных книг, а также представляет полезную информацию для корректировки Красного списка МСОП. В статье приведены новые данные по биологии, экологии и хорологии 4 редких, преимущественно охраняемых в субъектах Юга России, видов (подвидов) жужелиц, Carabus scabrosus colchicus, C. clathratus, Carterus gilvipes и C. angustipennis lutschniki, полученные в 2011-2019 гг. в ходе собственных мониторинговых исследований и изучения нового материала из ряда доступных авторам коллекций. Вероятными причинами изменений биоэкологических и хорологических характеристик указанных видов может являться трансформация их жизненных циклов в ходе приспособления к изменяющимся условиям среды.

Приводятся данные по сезонной динамике активности и демографической структуре популяций жужелиц Carabus exaratus и C. cumanus в условиях лиманно-плавневого природного комплекса Северо-Западного Кавказа (Славянский район Краснодарского края). По результатам сбора имаго жужелиц почвенными ловушками Барбера-Гейдемана и изучения состояния их репродуктивной системы реконструированы сезонная динамика активности и жизненные циклы двух массовых видов жужелиц трибы Carabini. Проведено сравнение с данными возрастной структуры популяций C. exaratus и C. cumanus из других зон Краснодарского края. Установлено, что жизненный цикл у С. exaratus и C. cumanus является одногодичным. Для C. exaratus характерно летне-осеннее размножение с зимующими постгенеративными имаго, а для C. сumanus - весенне-летнее с зимующими в большей степени постгенеративными и имматурными особями. У C. exaratus на протяжении 2016-2017 гг. наблюдалось незначительное численное преобладание самок над самцами, у C. cumanus в 2016 г. с небольшим перевесом доминировали самки, а в следующем году - самцы.

Изучены биологические особенности пяти массовых видов «полевых» жужелиц в агроландшафтах лиманно-плавневого природного комплекса на территории Славянского района Краснодарского края. Установлены особенности сезонной динамики активности и возрастной структуры популяций Anchomenus dorsalis, Harpalus rufipes, Calathus melanocephalus, C. erratus и C. fuscipes. Реконструированы их жизненные циклы и кратко охарактеризовано хозяйственное значение. Жизненный цикл A. dorsalis можно охарактеризовать как однолетний моновольтинный весенний моноцикл, H. rufipes - факультативно двухгодичный позднелетний рецикл, C. melanocephalus - однолетний моновольтинный летний моноцикл, C. erratus и C. fuscipes - как однолетний моновольтинный летне-осенний моноцикл.

Приводятся данные по видовому составу жужелиц агроценозов ФГБНУ ВНИИБЗР в черте г. Краснодара. Исследовано 9 опытных участков, выявлено 12 преобладающих видов из 8 родов жужелиц. Основными критериями выбора агроценозов являлась пространственная близость участков, позволяющая проследить миграции жужелиц, разнообразие сельскохозяйственных культур и внесение в почву различных препаратов как химического, так и биологического происхождения. Описывается сезонная динамика активности карабидокомплекса. Проанализирован материал, собранный почвенными ловушками Барбера в 2016 году. Определено, что наибольшее видовое разнообразие отмечается в летний период. Преобладающими видами в весенний период являются Carabus exaratus, Carabus planus, Harpalus rufipes, Harpalus cupreus и Brachinus brevicollis, в летний период - Carabus planus, Carabus exaratus, Harpalus cupreus, Harpalus rufipes, Anchomenus dorsalis и Brachinus brevicollis, а в осенний период - Carabus planus, Carabus exaratus, Harpalus cupreus, Harpalus rufipes и Brachinus brevicollis. Для установления основного вектора перемещения жужелиц в агроландшафтах проведена обработка данных по динамике численности и обилию видов жужелиц. Установлены направления миграций массовых видов. Полученные данные имеют определенное значение для конкретизации представлений о фауне жужелиц агроценозов города Краснодара и могут быть использованы при составлении кадастров животного мира этого муниципального образования.

Насекомые являются важнейшим компонентом естественных биоценозов и агроценозов. Одним из самых больших и многочисленных семейств - являются жужелицы (Carabidae), насчитывающие по разным данным более 30000 видов. Для жужелиц характерны различные способы питания, местообитания, занимаемые яруса, сезонная и суточная активность. Они обитают как на поверхности, так и в почве, реже на кустарниках и деревьях. Виды семейства жужелицы - активные жуки с длинными тонкими антеннами равномерной толщины, длинными надкрыльями и длинными ногами, приспособленными к беганию. Размеры их варьируют от нескольких миллиметров до 10 см. Являясь активными хищниками, жужелицы играют огромное практическое значение, уничтожая вредителей еще до достижения последними порога вредоносности, тем самым обеспечивая их естественную регуляцию. Исходя из того, что количество жужелиц велико, а размеры их иногда составляют всего несколько миллиметров, возникла проблема определения вида этих насекомых (или их идентификации), вследствие чего потребовался специальный инструмент, который, с одной стороны, упростил бы получение данных об этих насекомых, а с другой стороны, повысил бы их точность. В данной статье предлагается новый для данной предметной области подход к идентификации различных видов жужелиц по их внешнему контуру с применением программного инструментария автоматизированного системно-когнитивного анализа (АСК-анализ) - универсальной когнитивной аналитической системы «Эйдос», которая прекрасно себя зарекомендовала при изучении других объектов. Причина, по которой было решено использовать эту систему, состоит в том, что обычные (стандартные) способы определения жужелиц, имеют определенные недостатки: человеческий фактор (явные ошибки при определении); достаточно большие временные затраты; невозможность увеличения количества критериев для повышения достоверности модели сравнения. Данная статья направлена на преодоление этих недостатков, путем использования универсальной когнитивной аналитической системы «Эйдос», автоматизированного системно-когнитивного анализа (АСК-анализ). Приводится численный пример.

Из огромного количества организмов, населяющих нашу планету, насекомые составляют 70%, являясь самым многочисленным из беспозвоночных животных классов, насчитывающих более 2 млн. видов. Сложно отыскать такое место, где нельзя было бы встретить представителей этого огромного класса. Они полностью освоили все среды обитания - воду, сушу, воздух. Для них характерны сложные инстинкты, всеядность, высокая плодовитость, для некоторых - общественный образ жизни. Насекомых можно встретить на огромных высотах, доходящих до уровня 5000 метров, населяют они и безжизненные пустыни, где практически никогда не бывает дождей, не говоря уж об отсутствии какой - либо растительности. Глубокие пещеры, в которых нет ни солнечного света, ни условий для питания и существования живых организмов - это тоже места обитания насекомых, встретить их можно далеко за Полярным кругом, и даже - на многих островах Антарктики, где кроме безжизненных скал, казалось бы, нет ничего. Среди насекомых, одним из самых больших и многочисленных семейств - являются жужелицы (Carabidae). Они тонко реагируют на изменения почвенно-растительных, гидротермических и микроклиматических условий среды, что делает их удобным модельным объектом различных экологических и зоологических исследований. Жужелицам принадлежит большое число родов и видов, нередко трудно различимых, в связи с этим для диагностики используются много различных признаков: принимаются во внимание окраска, форма тела, наружное строение, структура поверхности, размеры, строение гениталий и хетотаксия. Вследствие того, что количество жужелиц огромно, а по внешнему виду очень трудно определить их родовую принадлежность, возникла потребность автоматизации процесса их идентификации, вследствие чего потребовался специальный механизм, который бы повысил точность определения этих насекомых. В предыдущей работе авторов (http://ej. kubagro. ru/2016/05/pdf/01. pdf) в перспективе рассматривалась возможность с помощью метода АСК-анализа классифицировать насекомых не только по видам, но и по родам, отрядам, тем самым повысив достоверность определения жужелиц, что и будет сделано в данной статье. Приводится численный пример. Имеется успешный опыт решения подобных задач в других предметных областях. Данная статья может рассматриваться, как продолжение серии работ, посвященных применению автоматизированного системно-когнитивного анализа (АСК-анализ) и его программного инструментария - системы «Эйдос».

В настоящей статье рассматривается применение автоматизированного системно-когнитивного анализа (АСК-анализ), его математической модели – системной теории информации и реализующего их программного инструментария – интеллектуальной системы «Эйдос», для ввода (оцифровки) изображений из графических файлов, синтеза обобщенных изображений классов, их абстрагирования, классификации обобщенных изображений классов (кластеры и конструкты), сравнения конкретных изображений с обобщенными образами (идентификация) классов, сравнения классов друг с другом и создания обобщенных образов родов жужелиц на основе изображений входящих в них видов. Предлагается новый подход к оцифровке изображений жужелиц, основанный на использовании полярной системы координат, центра тяжести изображения и его внешнего контура. Перед оцифровкой изображений могут применяться их преобразования, стандартизирующие положение изображений, их размеры и угол поворота. Поэтому результаты оцифровки и АСК-анализа изображений могут быть инвариантны (независимы) относительно их положения, размеров и поворота. Имеется успешный опыт решения подобных задач в других предметных областях. Данная статья может рассматриваться, как продолжение серии работ, посвященных применению автоматизированного системно-когнитивного анализа (АСК-анализ) и его программного инструментария – системы «Эйдос» для обработки изображений, их обобщения, сравнения конкретных изображений с обобщенными, сравнения обобщенных изображений друг с другом

В ноябре 2024 г. скончалась профессор Пермского университета, доктор биологических наук Лидия Григорьевна Переведенцева. Ее жизнь была ярким примером преданности науке и педагогике.

Лидия Григорьевна родилась в пос. Новоильинский Нытвенского р-на Пермской обл. 27 декабря 1948 г. Там же в 1966 г. закончила среднюю школу № 7 с золотой медалью, поступила в Пермский государственный педагогический институт (факультет биологии и химии), в 1971 г. окончила его, получив диплом с отличием. Обучалась в очной аспирантуре в Институте экологии растений и животных УрО АН СССР (г. Свердловск, 1975–1978 гг.). В 1999 г. она получила степень доктора биологических наук по специальности 03.02.12 – микология в Московском государственном университете им. М. В. Ломоносова. Тема ее докторской диссертации – «Биота и экология агарикоидных базидиомицетов Пермской области».
С 1971 г. Лидия Григорьевна работала (с перерывом на период обучения в аспирантуре) ассистентом, старшим преподавателем, доцентом, профессором на кафедре ботаники Пермского государственного педагогического института, a в 2003 г. она стала профессором кафедры ботаники и генетики растений Пермского государственного университета.

Установлено, что бифенил и ПХБ 12 (3,4-дихлорбифенил) угнетали гуморальный иммунитет, снижая количество антителообразующих клеток в селезенке. После микробной деградации исследуемых соединений штаммом Rhodococcus ruber 25 в течение 7 и 14 сут метаболиты ПХБ 12 и бифенила продолжали оказывать угнетающее влияние на количество антителообразующих клеток. Смесь Р, представляющая собой смесь хлорированных и гидроксилированных производных бифенила, не влияла на гуморальный ответ, но стимулировала клеточноопосредованный ответ, этот эффект нивелировался после микробной деградации. Гистологические исследования показали, что бифенил, ПХБ 12 и смесь Р в печени приводили к развитию хронического гепатита с признаками жировой и очаговой гидропической (центролобулярной) дистрофии гепатоцитов. Имелась реакция со стороны сосудов в виде полнокровия с признаками гемолиза эритроцитов. Наблюдались явления периваскулярной лимфогистиоцитарной инфильтрации. Под воздействием метаболитов, образованных в процессе деградации исследуемых соединений штаммом R. ruber Р25 в течении 7-14 дней, в печени сохранялись дистрофические изменения в гепатоцитах (без некровоспалительной реакции), и развивались признаки репаративной регенерации.

Подведены итоги многолетнего мониторинга биоты эктомикоризных грибов в некоторых типах еловых лесов Пермского края. Исследования проводились стационарным методом на учетных площадях размером 50 × 20 м, заложенных по одной в исследуемых типах леса - ельнике приручьевом и ельнике кисличном. Работа осуществлялась в три периода: I - 1975-1977 гг., II - 1994-1996 гг., III - 2010-2012 гг. В каждый год наблюдений по 4 раза с интервалом в 10 дней собирались все плодовые тела грибов, учитывалось их число и воздушно-сухая биомасса. К настоящему времени выявлено от 80 (ельник кисличный) до 124 (ельник приручьевой) видов и внутривидовых таксонов эктомикоризных грибов. Большинство выявленных видов относится к семействвам Cortinariaceae, Russulaceae и Tricholomataceae, что характерно для бореальной зоны. Наибольшее число выявленных видов (72.6-75.0%) обнаруживалось от 2 до 9 раз, а 2-3% из них были постоянными, встречались ежегодно. Отмечена относительная стабильность видового состава сосудистых растений (коэффициенты Жаккара (J×100): J = 69-88) во времени и зафиксированы более значительные изменения видового состава микоризообразователей (J = 32-52). Продуктивность эктомикоризных грибов в исследуемых ценозах различается по годам и периодам наблюдений. Наибольшее число базидиом зафиксировано для ельника кисличного, а их наибольшая биомасса - для ельника приручьевого. Для биоты микоризообразователей как по числу (индекс Шеннона: H = 1.27), так и по биомассе (H = 1.54) базидиом за все периоды наблюдений более благоприятным являлся ельник приручьевой. Установлено, что повышение средней месячной температуры воздуха в июне благоприятствует «плодоношению» микоризообразователей в августе в ельнике кисличном (rs = 0.67; p <0.05).

Исследовано состояние генофондов 11 популяций сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) на Урале и прилегающих территориях с использованием двух типов высокополиморфных молекулярных маркеров. Анализ полиморфизма межмикросателлитных маркеров показал средний уровень генетического разнообразия вида (P95 = 1.000; I = 0.224; HE = 0.130; ne= 1.319). Анализ полиморфизма нуклеотидных последовательностей трех потенциально адаптивных локусов P. sylvestris выявил гаплотипическое разнообразие (Hd), равное 0.662, а нуклеотидное разнообразие (π) составило 0.004. Тест Таджимы показал наличие отклонений от нейтральности для локуса Pinus-12 (DT = -2.615), что указывает на возможное влияние селективных процессов. Наибольшим генетическим разнообразием обладает популяция из Чердынского (Ps_Ch) р-на (P95 = 0.970; I = 0.264; HE = 0.167; Hd = 0.661), а наименьшим - популяция из Мечетлинского (Ps_Mh) р-на (P95 = 0.853; I = 0.144; HE = 0.089; Hd = 0.650). Выявлены популяции с типичными (КГО <1.000) и со специфическими (КГО >1.000) генофондами. Установлено, что у 7 изученных популяций P. sylvestris состояние генофондов удовлетворительное, а у 4 популяций наблюдается обеднение генофондов. Представленный подход позволяет выявить ключевые особенности их генофондов, необходимых для разработки мероприятий по сохранению и восстановлению генетических ресурсов сосны обыкновенной.

Отрасль птицеводства, обеспечивающая население ценным белком животного происхождения, на сегодняшний день практически полностью зависит от закупки зарубежных кроссов. В связи с этим особое внимание необходимо уделить отечественному птицеводству и имеющимся генетическим ресурсам. Экстерьерная оценка является важным элементом в селекции, т. к. внешний вид позволяет судить о здоровье, породной принадлежности, предрасположенности к продуктивному использованию и приспособленности животного к условиям содержания. Тем не менее, темп селекции зависит от использования как фенотипических, так и генетических данных о животных. Особое внимание в последнее время уделяется GWAS-исследованиям - полногеномному поиску ассоциаций, который позволяет выявить участки генома, предположительно ответственные за проявление того или иного признака. Целью данного исследования было выявить генетические ассоциации с экстерьером у царскосельской породы кур. Для этого была проведена экстерьерная оценка птиц (n = 96), отбор крови и выделение ДНК, а также полногеномное генотипирование при помощи чипа средней плотности Illumina Chicken 60K SNP iSelectBeadChip (Illumina Inc., США). На основании данных полногеномного генотипирования было проведено GWAS-исследование и аннотирование кандидатных генов. В результате было получено 6 предположительно значимых SNP, ассоциированных с обхватом груди, длиной голени, длиной плюсны, а также с углом груди. Бо́льшая часть генов в идентифицированных локусах была вовлечена в процессы костеобразования и костного гомеостаза, которые косвенно регулируют биологический потенциал особи к росту. Выявленные гены-кандидаты могут быть рекомендованы к использованию в маркерной селекции для царскосельской породы кур. Для подтверждения фундаментальной роли выявленных генов в формировании генетического потенциала размерно-весовых характеристик необходимы исследования и на других породах птиц.