ИНСТИТУТ
БИОЛОГИЧЕСКИХ
ПРОБЛЕМ СЕВЕРА
Федеральное
государственное
бюджетное
учреждение
науки
Дальневосточное
отделение
Российской
академии наук
Важнейшие результаты законченных работ (или крупных этапов работ) за отчетный период 2019 года. Направление фундаментальных исследований Программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2013—2020 гг.

На основе палеогеномных данных реконструирована история заселения Сибири и Америки человеком современного типа, начиная с верхнего палеолита. Для этого определены нуклеотидные последовательности целых геномов 34 древних жителей Сибири, включая двух древнейших индивидуумов (возрастом ~32 тыс. лет) с самой северной палеолитической стоянки человека в Арктике (стоянка Яна RHS, Северная Якутия). Кроме этого, секвенированы и проанализированы геномы древних жителей Чукотки (от ~9 до ~2 тыс. лет), Северного Приохотья (~3 тыс. лет), Приморья (~7 тыс. лет) и Прибайкалья (от ~6 тыс. лет до средних веков). (Sikora M, … Malyarchuk B. et al. The population history of northeastern Siberia since the Pleistocene // Nature. 2019. Vol. 570. P. 182-188).
Рис. 1. Древнейшие миграции населения на северо-востоке Азии, реконструированные по палеогеномным данным от верхнего палеолита до железного века. Яна RHS и Колыма – археологические стоянки
53. Общая генетика
Впервые в классе Амфибий (у сибирской лягушки Rana amurensis) выявлена адаптация к длительной аноксии. Эта широко распространенная лягушка благополучно зимует в Северной Азии в заморных водоемах с содержанием кислорода 0.2−0.7 мг/л (т.е. до 1.5% от нормального насыщения при 2−3°C). В экспериментах животные были активны в герметичных сосудах с концентрацией кислорода в воде 0.1−0.2 мг/л до 97 суток. Устойчивость R. amurensisк аноксии позволяет рассматривать ее как уникальную модель для разработки терапии заболеваний человека, связанных с кислородным голоданием. (Berman D.I., Bulakhova N.A., Meshcheryakova E.N. The Siberian wood frog survives for months underwater without oxygen// Scientific reports. 2019. Vol. 9. P. 13 594−13 600).
Рис. 2. Длительность пребывания сибирской лягушки Rana amurensis в условиях аноксии (содержание кислорода в воде 0.1–0.2 мг/л)
Опубликована Красная книга Магаданской области — официальное издание о состоянии редких и находящихся под угрозой исчезновения видов природной фауны и флоры региона. Изложены сведения по внешнему облику, распространению (в целом и в пределах области), местах обитания, современной численности и биологии 115 видов животных, 119 видов растений и 38 видов грибов. Обсуждаются лимитирующие факторы, угрозы, принятые и необходимые меры охраны. Для каждого вида приведены иллюстрация, карта распространения в регионе и полная библиография. (Красная книга Магаданской области. Магадан: Изд-во «Охотник». 2019. 356 с.)
Рис. 3. Черношапочный сурок. Красная книга Магаданской области
В рамках Международной циркумполярной программы мониторинга биоразнообразия (Circumpolar Biodiversity Monitoring Programme) проведена оценка современного состава и численности разных групп организмов в отдельных секторах Арктики, определены модельные группы для мониторинга, показаны тренды изменения их численности. Выявлены высокие уровни пространственной и временной изменчивости населения наземных членистоногих; определены таксоны с сокращающимся обилием (в качестве одной из наиболее информативных групп среди них предложено использовать пауков). Проанализирована динамика численности мелких млекопитающих (леммингов). Показано, что данные о сокращении численности леммингов подтверждаются лишь для популяций, населяющих зоны симпатрии леммингов и полевок (Gillespie M.A.K., Alfredsson M., Barrio I.C., Bowden J., Convey P., Coulson S.J., Culler L.E., Dahl M.T., Daly K.M., Koponen S., Loboda S., Marusik Y., Sandström J.P., Sikes D.S., Slowik J. & Høye T.T. 2019. Status and trends of exemplar Arctic terrestrial arthropod diversity, with a focus on the North Atlantic region // Ambio, https://doi.org/10.1007/s13280−019−1 162−5; Gillespie M.A.K., Alfredsson M., Barrio I.C., Bowden J., Convey P., Coulson S.J., Culler L.E., Dahl M.T., Daly K.M., Koponen S., Loboda S., Marusik Y., Sandström J.P., Sikes D.S., Slowik J. & Høye T.T. 2019. Circumpolar terrestrial arthropod monitoring: a review of ongoing activities, opportunities and challenges, with a focus on spiders // Ambio, https://doi.org/10.1007/s13280−019−1 185-y; Ehrich D., Schmidt N.M., Gauthier G., Alisauskas R., Angerbjörn A., Clark K., Ecke F., Eide N.E., Framstad E., Frandsen J., Franke A., Gilg O., Giroux M-A., Henttonen H., Hörnfeldt B., Ims R.A., Kataev G.D., Kharitonov S.P., Killengreen S.T., Krebs C.J., Lanctot R.B., Lecomte N., Menyushina I.E., Morris D.W., Morrisson G., Oksanen L., Oksanen T., Olofsson J., Pokrovsky I.G., Popov I.Y., Reid D., Roth J.D., Saalfeld S.T., Samelius G., Sittler B., Sleptsov S.M., Smith P., Sokolov A.A., Sokolova N.A., Soloviev M.Y., Solovyeva D. 2019. Documenting lemming population change in the Arctic: can we detect trends? Ambio, https://doi.org/10.1007/s13280−019−1 198−7).
Рис. 4. Зимовка и холодоустойчивость беспозвоночных на северо-востоке Азии. Типичные реакции насекомого, охлаждаемого ниже 0°С, – его температура тела, активность и холодоустойчивость. Диапазоны возможной активности насекомых разных природных зон обобщены (по: Lee, 1989).

Впервые изучено генетическое разнообразие широко распространенного вида керчаковых рыб семейства Cottidae — дальневосточной широколобки Megalocottusplatycephalus. Выявлен генетический полиморфизм вида, связанный с его географическим распространением. Показано, что представители дальневосточной широколобкииз разных морей северо-западной части Тихого океана обособлены и образуют отдельные группы (рис. 6). На основе молекулярно-генетических данных уточнен таксономический статус вида: подтверждено, что группы из Японского и Охотского морей принадлежат к южному M. p. taeniopterus и северному M. p. platycephalusподвидам, но не к самостоятельным видам M. taeniopterusиM. platycephalus, как указано в последних каталогах рыб без приведения каких-либо доказательств валидности. Предполагается, что дальневосточная широколобкаиз Берингова моря представляет еще одну географическую группу, которая может относиться к восточному подвиду M. p. laticeps, ранее сведенному в синонимию M. p. platycephalus. (Радченко О.А., Петровская А.В. Молекулярно-генетическая дифференциция дальневосточной широколобки Megalocottus platycephalus (Pallas, 1814) (Scorpaeniformes, Cottidae) // Биология моря. 2019. Т. 45. № 1. С. 61−72).
На основе морфологических, экологических и генетических данных приведено описание нового вида скребней Neoechinorhynchusbaueri от сиговых рыб (Coregonidae) Северо-Востока России, относящихся к числу массовых и патогенных паразитов пресноводных рыб Азиатской Субарктики. В состав вида включены скребни, апикальные и медианные хоботковые крючья которых снабжены корнями с передними выростами и ранее относившиеся в Северной Азии к виду N. crassusVanCleave, 1919. Скребни с корнями без передних выростов отнесены к виду N. tumidusVanCleaveetBangham, 1949. Детально обсуждены морфологические отличия нового вида от N. crassus и особей N. tumidus из азиатских популяций. (Михайлова Е.И., Атрашкевич Г.И. Neoechinorhynchusbauerisp. n. (Eoacanthocephala: Neoechinjrhynchidae) – паразит пресноводных рыб Северной Азии // Паразитология. 2019. Т. 53. № 1. С. 40–53).
Рис. 7. А – Neoechinorhynchus baueri Mikhailova et Atrashkevich, 2019: а – самка (голотип); б – самец (аллотип); в – задний конец самца с эвагинированной бурсой; г – хоботок и хоботковое влагалище (аллотип); д – задний конец самки; е – апикальные крючья; ж – медианные крючья; з – базальные крючья; и – зрелое яйцо; Б – Известные находки скребня N. baueri на фоне ареала (выделен серой заливкой) его основного дефинитивного хозяина в Азии – сига-пыжьяна Coregonus lavaretus pidschian (Gmelin, 1789).
Рис. 6. Сеть гаплотипов, полученная на основе анализа нуклеотидных последовательностей генов COI, цитохрома b, 16S рРНК митохондриального генома Megalocottus platycephalus из Охотского и Японского морей. D – среднее значение генетических дистанций между северным и южным подвидами.

51. Экология организмов и сообществ
52. Биологическое разнообразие
51. Экология организмов и сообществ
52. Биологическое разнообразие
В рамках Международной циркумполярной программы мониторинга биоразнообразия (Circumpolar Biodiversity Monitoring Programme) проведена оценка современного состава и численности разных групп организмов в отдельных секторах Арктики, определены модельные группы для мониторинга, показаны тренды изменения их численности. Выявлены высокие уровни пространственной и временной изменчивости населения наземных членистоногих; определены таксоны с сокращающимся обилием (в качестве одной из наиболее информативных групп среди них предложено использовать пауков) (рис. 5). Проанализирована динамика численности мелких млекопитающих (леммингов). Показано, что данные о сокращении численности леммингов подтверждаются лишь для популяций, населяющих зоны симпатрии леммингов и полевок (Gillespie M.A.K., Alfredsson M., Barrio I.C., Bowden J., Convey P., Coulson S.J., Culler L.E., Dahl M.T., Daly K.M., Koponen S., Loboda S., Marusik Y., Sandström J.P., Sikes D.S., Slowik J. & Høye T.T. 2019. Status and trends of exemplar Arctic terrestrial arthropod diversity, with a focus on the North Atlantic region // Ambio, https://doi.org/10.1007/s13280−019−1 162−5; Gillespie M.A.K., Alfredsson M., Barrio I.C., Bowden J., Convey P., Coulson S.J., Culler L.E., Dahl M.T., Daly K.M., Koponen S., Loboda S., Marusik Y., Sandström J.P., Sikes D.S., Slowik J. & Høye T.T. 2019. Circumpolar terrestrial arthropod monitoring: a review of ongoing activities, opportunities and challenges, with a focus on spiders // Ambio, https://doi.org/10.1007/s13280−019−1 185-y; Ehrich D., Schmidt N.M., Gauthier G., Alisauskas R., Angerbjörn A., Clark K., Ecke F., Eide N.E., Framstad E., Frandsen J., Franke A., Gilg O., Giroux M-A., Henttonen H., Hörnfeldt B., Ims R.A., Kataev G.D., Kharitonov S.P., Killengreen S.T., Krebs C.J., Lanctot R.B., Lecomte N., Menyushina I.E., Morris D.W., Morrisson G., Oksanen L., Oksanen T., Olofsson J., Pokrovsky I.G., Popov I.Y., Reid D., Roth J.D., Saalfeld S.T., Samelius G., Sittler B., Sleptsov S.M., Smith P., Sokolov A.A., Sokolova N.A., Soloviev M.Y., Solovyeva D. 2019. Documenting lemming population change in the Arctic: can we detect trends? Ambio, https://doi.org/10.1007/s13280−019−1 198−7).
Рис. 5. Карта видового разнообразия ключевых точек Северной Атлантики, где ведётся мониторинг наземных членистоногих
51. Экология организмов и сообществ
52. Биологическое разнообразие
Описан новый для науки вид c секотиоидным (закрытым) плодовым телом — Suillus gastroflavus Zvyagina, Rebriev, Sazanova & E.F. Malysheva, sp. nov. (гастромасленок желтый). Это третий из известных в мировой флоре грибов вид гастромасленка, впервые обнаруженный в Евразии. Два ранее описанных вида обитают в Северной Америке. Вид найден в Магаданской области (верховья р. Колыма), растет в увлажненных сообществах с лиственницей. По морфологическим и генетическим признакам существенно отличается от известных видов гастромаслят, произрастающих в Америке. По молекулярно-генетическим данным вид тесно связан с группой серых маслят (ближе всего к масленку желтому Suillus flavus) и помещается в кладе S. viscidus (рис. 8). (Crous P.W., … Sazanova N.A. et al. Fungal Planet description sheets: 868−950 // Persoonia. 2019. Vol. 42. P. 291−473.).
Рис. 8. Внешний облик Suillus gastroflavus и филогенетическое дерево
52. Биологическое разнообразие
Впервые получены данные о генетическом разнообразии щуки обыкновенной Esox lucius L. из рек Колымского бассейна. Обнаружена четкая дифференциация популяций щуки Колымского и Анадырского бассейнов, несмотря на общность их происхождения. Проведена оценка эволюционного возраста митохондриального генофонда этого вида из разных мест обитания. Предположено, что разделение предковой популяции щуки могло произойти в раннем плейстоцене, а экспансия филогенетической группы, А — в позднем плейстоцене (рис. 9). (Бачевская Л.Т., Переверзева В.В., Агапова Г. А., Грунин С.И. Генетическое разнообразие популяций щуки обыкновенной Esox lucius L. из рек Северо-Востока России //Известия РАН. Серия биологическая. 2019. № 2. С. 154−161; Bachevskaja L.T., Pereverzeva V.V., Agapova G.A., Grunin S.I. Genetic Diversity of the Population of Northern Pike Esox lucius L. from the Rivers of the Northeastern Part of Russia // Biology Bulletin. 2019. Vol. 46. № 2. Р. 154−160).
Рис. 9. Медианная сеть гаплотипов гена cytb мтДНК щуки обыкновенной. На ветвях цифрами обозначено число мутаций; медианный вектор (mv1) представляет собой гипотетический гаплотип; размеры кружков соответствуют числу гаплотипов. А – наиболее представленная группа. Внешняя группа – амурская щука Esox reichertii, GenBank, AY497444.

Мониторинг состояния колонии большой конюги в 1989—2017 гг. на о. Талан показал последовательное сокращение численности этого вида чистиковых птиц с 950 тысяч до 35−70 тысяч особей в течение всего периода наблюдений. Параллельно снижались показатели успеха размножения: от среднего значения 52,8% в 1987—2006 гг. до 16,7% в 2007—2017 гг. (рис. 10). Начиная с 2014 г. наблюдался нулевой успех размножения вида. Причины коллапса некогда процветающей популяции видятся в изменениях ледового режима северной части Охотского моря, повлиявших на распределение и доступность макропланктона, а также в быстром росте нерестового стада тихоокеанской сельди, с которой большая конюга конкурирует за общий кормовой ресурс — рачков-эвфаузиид. Перестройка баланса экосистемы Тауйской губы носит масштабный, но пока, по-видимому, локальный характер (Андреев А. В., Голубова Е.Ю. Многолетняя динамика численности и успех размножения большой конюги Aethia Cristatella Pallas, 1769 На Острове Талан (Охотское море) // Вестник ТвГУ. Серия «Биология и экология». 2019. № 1(53). С. 15−30).
Рис. 10. Успех гнездования большой конюги на колониях о. Талан в 1987—2017 гг
53. Общая генетика
51. Экология организмов и сообществ
От полевок-экономок (Microtus oeconomus) из Магаданской области описан новый вид нематод — Antechiniella septentrionalis n. sp. (Spirurida: Acuariidae) (рис. 11). Это первый представитель рода, обнаруженный за пределами Австралийского континента. Два ранее описанных вида (A. suffodiax и A. sertatum) паразитируют у австралийских сумчатых млекопитающих и местных мышевидных грызунов. От других видов рода A. septentrionalis отличается количеством постклоакальных сосочков, формой левой спикулы, расположением преклоакальных сосочков, формой яиц, расположением яичников. Молекулярно-генетический анализ показал родство нового вида с представителями Acuariidae и других спируридных нематод. Промежуточными хозяевами для A. septentrionalis, предположительно, выступают литоральные амфиподы. (Ivanova E.S., Dokuchaev N. E., Spiridonov E.S. Antechiniella septentrionalis n. sp. (Spirurida: Acuariidae), a new intestinal nematode parasite of the tundra vole Microtus oeconomus (Pallas) (Rodentia: Muridae) in the north-east of Russia // Journal of Helminthology. 2019. Vol. 93. Issue 4. P. 494−503. doi.org/10.1017/S0022149X18000457).
Рис. 11. Antechiniella septentrionalis n. sp. Головная часть самки (А); хвостовой отдел самца (B).
52. Биологическое разнообразие