ОмскАвтоСклад

Онлайн-журнал "Романтика рабочих будней"

Изучение биологического разнообразия прибрежных рыб Тауйской губы. Остров Недоразумения

Ученые Института биологических проблем Севера изучают биологическое разнообразие северных рыб не одно десятилетие, и наша группа биологов разного профиля (ихтиологов, генетиков, кариологов) с огромным интересом продолжает эту работу. Исследовательская программа «Комплексное изучение биологического разнообразия прибрежной ихтиофауны Тауйской губы и прилежащих районов Охотского моря» (проект Российского Фонда фундаментальных исследований) включает несколько задач и методических подходов. Главная цель – получать новые знания о рыбах Мирового океана, в частности Охотского моря, чтобы обеспечивать бережное отношение к ним и сохранение природной морской среды.

Охотское море – одно из самых чистых и богатых биоресурсами морей мира. Прибрежные рыбы представлены в нем более чем половиной родов и видов всей мировой фауны и характеризуются очень высоким родовым и видовым эндемизмом. Из северной части Охотского моря известны рыбы, относящиеся к 3 классам, 20 отрядам, 53 семействам, 162 родам и представленные 279 видами и подвидами (Федоров и др., 2003). Несмотря на успехи предшествующих исследований, изученность ихтиофауны Тауйской губы и сопредельных территорий Охотского моря далека от завершения. Об этом свидетельствуют регулярные находки новых для науки, вод России и Охотского моря видов и родов рыб.

Работая над проектом, мы планируем дать более полные характеристики отдельных видов рыб (количественные и качественные) и их сообществ, оценить видовой состав и разнообразие. Для решения этих задач используется комплексный подход – параллельный морфологический, биологический, кариологический, молекулярно-генетический анализ с последующим сопоставлением полученных данных. Объекты исследования – прибрежные виды рыб из семейств рогатковые, бельдюговые, стихеевые, камбаловые, лисичковые, преобладающие в ихтиофауне северной части Охотского моря.

       

В июне-июле 2017 г. наша группа проводила исследования морских рыб Тауйской губы Охотского моря в акватории острова Недоразумения. Остров расположен в Амахтонском заливе примерно в 20 км от Магадана и получил свое название из-за ошибки гидрографов, которые в 1910 г. попросту не заметили, что это остров и не нанесли его на карту. Действительно, если смотреть с моря, то по очертаниям о. Недоразумения напоминает берег материка и сливается с ним.

Орудиями лова служили сети, мальковый невод, ловушки; отдельные экземпляры собирались во время отливов вручную под камнями в приливно-отливной зоне (литорали). Благодаря работам по сбору материала коллекция, которая хранится в лаборатории ихтиологии Института, пополнилась новыми экземплярами. Проведено полевое (предварительное) изучение особенностей пространственного распределения, размерно-возрастного состава, роста, размножения, плодовитости отдельных видов литоральных рыб. Для молекулярно-генетических исследований удалось поймать 52 экземпляра, представляющих 15 видов из 5 семейств, которые в лабораторных условиях использованы для выделения геномной ДНК и штихкодов, для точной идентификации видов, а в дальнейшем – для определения родственных связей и происхождения рыб. Полученные для цитогенетического анализа суспензии клеток рыб позволят впервые описать кариотипы некоторых видов, например эндемика северной части Охотского моря Магадании Скопеца (Magadanichthys skopetsi) или широко распространенного от Шантарских островов до западно-камчатского побережья толстощека Миддендорфа (Hadropareia middendorffii). Такую тонкую, методически сложную работу мы доверили специалисту-кариологу из Национального научного центра морской биологии (г. Владивосток).

        В последующие годы экспедиции будут продолжены – впереди залив Одян, прибрежные участки заповедника «Магаданский», о. Завьялова и другие интересные в ихтиологическом плане районы северного Охотоморья. Надеемся, что наши многолетние комплексные исследования внесут большой вклад в разработку проблем фаунистики, систематики, экологии, происхождения морских рыб. Кроме того, в связи с добычей углеводородов на примагаданском шельфе Охотского моря, полученные оценки биологического разнообразия рыб в дальнейшем могут стать основой для мониторинга прибрежной морской среды.

Профессор, Даниил Иосифович Берман

 

11 сентября исполняется 80 лет профессору, Даниилу Иосифовичу Берману!

Юбиляр доктор биологических наук, член-корреспондент РАЕН, профессор, заведующий лабораторией биоценологии Института биологических проблем Севера ДВО РАН, член редакционных советов журналов «Природа» и «Современная герпетология», Эксперт РАН, Почетный член Российского энтомологического общества.

Д.И. Берман родился в 1937 г. в Москве. Прошел школу юных натуралистов Всероссийского общества охраны природы под руководством П.П. Смолина. Закончил кафедру биогеографии Московского государственного университета у профессора А.Г. Воронова, аспирантуру в Новосибирском Государственном университете у математика члена-корр. АН СССР А.А. Ляпунова. В Магадан Даниил Иосифович приехал в 1972 г. по приглашению директора ИБПС члена-корр. АН СССР В.Л. Контримавичуса для организации лаборатории биоценологии, которой руководит уже 45 лет.

Список публикаций Д.И. Бермана включает более 200 научных статей и 5 монографий, посвященных трем направлениям: изучение адаптаций (прежде всего, холодоустойчивости) пойкилотермных животных к экстремальным условиям, связь населения беспозвоночных северных экосистем и экологической обстановки, степные реликты на северо-востоке Азии и северо-западе Америки и реконструкция плейстоценовых ландшафтов. Между тем, все три направления “бьют” в одну точку, которую условно можно назвать “жизнь на вечной мерзлоте”. Под этим углом зрения исследованы самые разные объекты: климат и микроклимат, почвы, почвенные водоросли и грибы, высшие растения, моллюски, кольчатые черви, членистоногие, наземные позвоночные всех классов. Работы Д.И. Бермана отличает непременное сочетание полевых и лабораторных экспериментов и инструментальное измерение исследуемых параметров.

Д.И. Берман известен в нашей стране и за рубежом как организатор биологического стационара “Абориген”, работавшего круглогодично на протяжении почти двух десятилетий вплоть до конца 80-х годов. Здесь побывали многие ученые, и результаты их исследований опубликованы более чем в 400 статьях по разным группам организмов, что делает верховья Колымы одной из самых изученных территорий севера Дальнего Востока.

Д.И. Берманом собраны разнообразные коллекции насекомых и других беспозвоночных животных, хранящиеся в фондах многих музеев и институтов России (Владивосток, Новосибирск, Москва, Санкт Петербург) и многих стран (Финляндия, Швеция, Германия, Великобритания, США, Канада, Китай и др.). Под его руководством защищены 6 кандидатских диссертаций и одна докторская.

За добросовестный труд Д.И. Берман неоднократно отмечен почетными грамотами Президиума РАН и Президиума ДВО РАН. За высокие достижения, способствующие укреплению авторитета Магадана, в 2016 г. Д.И. Берман удостоен звания мэрии г. Магадана - «Человек года», в 2017 г. награжден знаком отличия «За заслуги перед городом Магаданом».

материал подготовила Н.А. Булахова

НОВАЯ ДЛЯ КЛАССА АМФИБИЙ АДАПТАЦИЯ?

Есть животные, к адаптивным возможностям которых мы относимся с уважительным удивлением. Прежде всего, это виды экстремальных (по человеческим меркам) регионов: чрезмерно холодных, жарких, сухих, сырых, засоленных и т.д. Они привлекают к себе внимание как маркеры границ жизни, вызывают восхищение совершенством приспособленности и порождают стремление утилитарно использовать их способности в качестве инженерных моделей. В числе подобных экстремалов – земноводные, живущие далеко на севере.

На слуху сибирский углозуб (Salamandrella keyserlingii) – «идеальный приспособленец», безбедно существующий, Бог знает, в каких условиях. Он переносит замораживание до -55°C,  многократные циклы замерзания-оттаивания, краткость северного лета с его не летними температурами, во время засухи теряет более 40% массы тела, обходится без пищи около 2 лет… Робот, а не существо! 

Сейчас в центре внимания ученых лаборатории Биоценологии нашего института (проф. Д.И. Бермана, в.н.с. Н.А. Булаховой и с.н.с. Е.Н. Мещеряковой) другой «экстремал» – сибирская лягушка (Rana amurensis), занимающая крайне холодные регионы Сибири, от Урала до бассейнов рек Охотского моря и обитающая на северо-востоке ареала за Полярным кругом до 71° с.ш. Такой характер распространения долгое время заставлял исследователей придерживаться мнения об исключительной холодоустойчивости этой амфибии. Усилиями сотрудников лаборатории еще в 2015 г. было показано, что это совсем не так: сибирская лягушка не переносит длительного охлаждения ниже -2,5°C, а значит, не может зимовать в холодных регионах на суше (Berman et al., 2015). Она «не герой, а хитрец»: зимует на пространствах, где зимой господствует Сибирский антициклон, в непромерзающих водоемах, а значит – хоть и при малых, но  положительных температурах.

 

 

 

Этот вид, как считают наши ученые, замечателен другой поразительной способностью, которая пока не известна ни у одной амфибия на Земле. Сибирская лягушка, по предварительным данным, может зимовать в активном состоянии в заморных водоемах.Известно, что небольшие непроточные водоемы Сибири мало пригодны для обитания позвоночных животных, так как для них зимой и весной (до разрушения льда) характерно крайне низкое содержание кислорода — ниже 1 мг/л. Это менее 7% от максимально возможного насыщения при наблюдающихся тут зимой температурах воды в 1–3°C, а нередко кислород полностью исчезает. Он расходуется в воде подо льдом на окисление органики и дыхание в темноте водных растений.

 

 

 

 

Многие авторыуказывали на непереносимость сибирской лягушкой низкого содержания кислорода в воде, и считали этот фактор ограничивающим распространение вида, но сотрудники лаборатории Биоценологии решили проверить непосредственно в природе, так ли это. Для выяснения концентрации растворенного кислорода в воде зимовочных водоемов сибирской лягушки в конце зимы 2015 г. были проведены полевые работы в окрестностях пос. Сеймчан, где существует одна из известных в Магаданской области изолированных популяций вида. В марте текущего года  совместно с сотрудниками Хинганского заповедника аналогичные исследования осуществлены в окрестностях пос. Архара на юге Амурской области на оз. Клешенское, в котором из года в год в массе зимуют сибирские лягушки. Содержание кислорода как в северных, так и южных водоемах оказалось невелико – зачастую, не более десятых долей мг на 1 л воды, а температуры – 1–3°C. Примерно такая же ситуация с кислородом складывается зимой и весной в термокарстовых водоемах Якутии, где сибирская лягушка особенно многочисленна (до 500 особей на 1 км маршрута, по данным Т.Соломоновой с соавт., 2011).

 

Таким образом, полученные результаты укрепили основания для предположения ученых об удивительной способности сибирской лягушки зимовать в условиях гипоксии (если не аноксии) и при малыхположительных температурах. Теперь дело за экспериментальной проверкой (в лаборатории) способности сибирской лягушки переносить глубокую гипоксию, чем и заняты сейчас сотрудники лаборатории.

 

Предвосхищая естественный и традиционный вопрос («зачем все это, кому это нужно?»), отметим, что выявленная устойчивость к гипоксии может позволить использовать сибирскую лягушку как уникальную модель для разработки терапии широко распространенных заболеваний человека, связанных с тканевой гипоксией: сердечно-сосудистых, легочных, мозговых и др.

 

*  *  *

Описанные выше экспедиционные работы 2015 и 2017 гг. не только проведены, но результаты их уже опубликованы в замечательном научно-популярном журнале «Природа» (2017, №8, Берман Д.И., Булахова Н.А., Балан И.Н. Самая сибирская лягушка.).

 

Полевые исследования в Архангельской области

 


Морские млекопитающие о-ва Матвеев (Баренцево море).

         Несмотря на то, что институт расположен на Севере Дальнего Востока, в силу разных факторов, обусловленных разнообразием поставленных задач, заметная часть полевых работ осуществляется в совсем других регионах.

Летом 2017 г. одним из таких регионов стала  Архангельская область. Специалист нашего института, сотрудник лаборатории экологии млекопитающих – Кочнев Анатолий Анатольевич, делился опытом и методами мониторинга моржей, используемыми на лежбищах Чукотки, со специалистами ГПЗ «Ненецкий». Основными целями этой работы были:

- выяснение современного видового состава и мониторинг морских млекопитающих в прибрежной акватории о-ва Матвеев;

- исследование динамики численности и половозрастной структуры атлантических моржей на береговом лежбище о-ва Матвеев;

- обмен опытом с сотрудниками ГПЗ «Ненецкий» по проведению учетов численности и визуальной оценке пола и возраста моржей.

Исследования проводились с 14 июля по 4 августа. Было выявлено, что видовой состав морских млекопитающих обследованной территории ограничен. Подавляющая часть животных представлена моржами. Лишь однажды на лежбище было отмечено присутствие кольчатой нерпы. Для половозрастной структуры стада моржей характерно преобладание самцов старших возрастных групп. Доля молодых животных 3-5 лет невелика. Судя по динамике численности и поведению моржей, лежбище используется самцами в качестве места отдыха в период между регулярными кормлениями. Для определения состава кормовых объектов были взяты образцы створок моллюсков, найденных в экскрементах. Можно предположить, что осенью лежбище на о-ве Матвеев используется не только самцами, но и самками с молодняком. На это указывают костные останки сеголетков, найденные на лежбище. Полевые исследования позволяют утверждать, что на о-ве Матвеев необходим многолетний мониторинг морских млекопитающих в связи с близостью инфраструктуры по шельфовой разработке углеводородов (платформа «Приразломная»).

 

 

 

Водоплавающие птицы о-ва Колгуев (Баренцево море)

 

Другая увлекательная экспедиция в Архангельской области прошла при участии нашего орнитолога, ведущего научного сотрудника и, по совместительству, и.о. зам. директора по науке – Александра Владимировича Кондратьева.

 

Работы проходили в июне-августе текущего года на о-ве Колгуев. Задачей экспедиции было продолжение мониторинга водоплавающих птиц. Детальный мониторинг редкой по плотности гнездования островной популяции белолобых гусей, тундровых гуменников и белощеких казарок здесь ведется практически непрерывно, начиная с 2006 года. Гнездовая численность этих видов гусей достигает на острове нескольких десятков тысяч и сотен тысяч пар, что составляет почти треть от численности этих видов на всем Западно-Палеарктическом пролетном пути.

 

Ежегодный мониторинг позволяет выявлять влияние множества факторов на сроки, плотность и успех гнездования. Отдельной задачей является выявление сложных биотических связей между основными видами этой уникальной во многих отношениях островной экосистемы. Одной из ее ключевых особенностей является полное отсутствие на острове грызунов. При этом обитатели острова представлены песцами, зимняками (Канюк мохноногий (птица семейства ястребиных) и другими миофагами (виды, потребляющие грызунов), пресс хищничества которых независим на острове от классических для других тундровых районов лемминговых циклов. Другой особенностью островной экосистемы Колгуева было высокое значение в ней северных оленей. Однако, произошедшее в 2015 г. катастрофическое сокращение численности стада (с 12000 до 200 особей за одну зиму) вызвал целый ряд каскадных изменений в численности и распределении песцов, что не могло не отразиться на распределении и успехе гнездования водоплавающих птиц.

 

 

Отмечаемое с 2006 года неуклонное возрастание числа и величины гнездовых колоний белощеких казарок также повлекло за собой заметные перемены в характере биотопического распределения других видов гусей. Прежде всего, они коснулись выводковых биотопов, в использовании которых казарки демонстрируют конкурентное вытеснение белолобых гусей.

 

 

В текущем году были продолжены многолетние работы по индивидуальному цветному мечению гусей и начаты работы по мониторингу популяции и индивидуальному прослеживанию еще одного массового модельного вида тундровых экосистем – морянки.

 

В этом году весна на Колгуеве, как и на всей территории Баренцевоморского побережья, была исключительно поздней, а июнь – одним из самых холодных за всю историю более чем десятилетнего мониторинга. В связи с эти сроки гнездования гусей сдвинулись почти на три недели по сравнению с другими более ранними сезонами. Обычно такие поздние сезоны не оказывают существенного влияние на число загнездившихся пар и успех гнездования, но неблагоприятно сказываются на успехе выводкового периода. Общий итог влияния данного сезона на популяцию гусей можно будет оценить на основе дальнейшего мониторинга.