ИНСТИТУТ
БИОЛОГИЧЕСКИХ
ПРОБЛЕМ СЕВЕРА

Федеральное
государственное
бюджетное
учреждение
науки

Дальневосточное
отделение
Российской
академии наук

1. Оценены метаболомные изменения в тканях, устойчивых к экстремальному дефициту кислорода в среде видов амфибий: у чесночницы Палласа (Pelobates vespertinus) при нормоксии и гипоксии в воздухе и сибирской лягушки (Rana amurensis) — при гипоксии в воде и реоксигенации. Показано, что длительное пребывание при десятикратном уменьшении содержания кислорода в воздухе лишь незначительно влияет на метаболические профили P. vespertinus, что подтверждает выдвинутую нами ранее гипотезу о выживании чесночницы в условиях гипоксии благодаря в первую очередь подавлению метаболизма, а не переходу на специфический обмен. Это коренным образом отличает P. vespertinus от другого, устойчивого к экстремальной гипоксии вида амфибий — R. amurensis. Сибирская лягушка при дефиците кислорода переходит на бескислородный обмен, демонстрирует быстрое накопление большинства сопутствующих гликолизу веществ, но очень медленное преобразование многих из них при реоксигенации (см. рисунок). Таким образом, два устойчивых к гипоксии вида амфибий используют не только различные метаболические пути переживания экстремальных состояний, но и выхода из них.
Shekhovtsov S.V., Bulakhova N.A., Tsentalovich Yu.P., Osik N.A., Meshcheryakova E.N., Poluboyarova T.V., Berman D.I. Metabolic stability of the Pallas' spadefoot Pelobates vespertinus under extreme hypoxia // Journal of Comparative Physiology B. 2024. Vol. 194. P. 855−867. DOI: 10.1007/s00360−024−1 584-y.
Shekhovtsov S.V., Bulakhova N.A., Tsentalovich Y.P., Osik N.A., Meshcheryakova E.N., Poluboyarova T.V., Berman D.I. The dynamics of metabolome of the Siberian wood frog Rana amurensis in hypoxia and reoxygenation // Biochemistry (Moscow). 2024. Vol. 89. Issue 12.

2. На примере восточно-европейской популяции наиболее многочисленной циркумполярно распространенной хищной птицы Арктики — зимняка (Buteo lagopus) -выявлены экологические факторы, влияющие на миграцию птиц. По данным многолетнего прослеживания 43 взрослых особей вида, помеченных GPS-GSM передатчиками, перемещения во внегнездовой период непрерывны, без стационарной зимней фазы, и зависят от доли открытых местообитаний и наличия снежного покрова. Птицы быстро преодолевали таежные облесенные ландшафты на дистанции около 1500 км в начале миграции, затем очень медленно смещались на юго-запад по территориям с преобладанием сельскохозяйственных ландшафтов и лугов, по мере установления на них снежного покрова. Весенняя миграция начиналась сразу после достижения птицами крайней точки осенней и была в среднем быстрее осенней миграции, однако общая закономерность сохранялась прежней: медленное передвижение по открытым ландшафтам и быстрое транзитное пересечение таежного пояса (см. рисунок). Выявленная картина миграции заставляет пересмотреть методики определения численности Buteo lagopus на основе учётов, проводимых в зимний период.
Pokrovsky I., Curk T., Dietz A., Fufachev I., Kulikova O., Rößler S., Wikelski M. Foxtrot migration and dynamic over-wintering range of an Arctic raptor // eLife. 2024. Vol. 12. P. 1−17. DOI: 10.7554/eLife.87 668.4.

3. Одно из главнейших отличий современной фауны степных и пустынно-степных насекомых и аналогичной фауны последнего ледникового периода состоит в настоящее время в лидирующем положении жуков-чернотелок (Coleoptera, Tenebrionidae), тогда как в ископаемых фаунах известны единичные виды. Мы предположили, что причина кроется в недостаточной для успешной зимовки холодостойкости этих насекомых. В лабораторных экспериментах изучена холодостойкость имаго пяти видов и личинок одного вида чернотелок Алтая, зимующих в почве. Ареалы трех из них ограничены с севера пустынно-степной окраиной Центральной Азии с экстремально низкими температурами воздуха; в эксперименте 50% особей этих видов не выдерживают охлаждение ниже -22 … -20°C. К названным значениям близки или ниже температуры в почве фоновых территорий на глубине 10 см, поэтому зимовка жуков возможна в местах скопления снега — в ложбинах, ветровой тени кустарников и крупных злаков (см. рисунок). Поскольку на Алтае чернотелки, судя по результатам измерений, находятся на пределе резистентности к низким температурам, постольку они не могли существовать в значительно более суровых условиях ледникового времени.
Dudko R.Y., Alfimov A.V., Gurina A.A., Meshcheryakova E.N., Reshetnikov S.V., Legalov A.A., Berman D.I. Insufficient Cold Resistance as a Possible Reason for the Absence of Darkling Beetles (Coleoptera, Tenebrionidae) in Pleistocene Sediments of Siberia // Insects. 2024. Vol. 15, No. 1. P. 1−26. DOI: 10.3390/insects15010064.

Концентрация лактата в органах и тканях Pelobates vespertinus (слева) и Rana amurensis (справа) в нормоксии (зеленые фигуры), 1-месячной гипоксии (красные фигуры) и при реоксигенации (синие фигуры). Высота прямоугольников отражает интервал между первым и третьим квартилями, линии внутри — медианное значение, точки — индивидуальные значения. Значимость различий (тест Уэлча): * - p ≤ 0.05, ** - p < 0.01

Временные и пространственные характеристики быстрых и медленных фаз сезонных миграций в годовом цикле зимняка (Buteo lagopus)

Средние суточные температуры почвы на глубине 10 см в Чуйской котловине: 1 — теплый и 2 — холодный биотоп; красная полоса — интервал 50% смертности изученных видов чернотелок

4. Полушниковые (Isoёtaceae) − водные и околоводные растения, многие из которых стали редкими видами в основном из-за изменений среды обитания. Проведена первая глобальная оценка популяций водных Isoёtes в целях всестороннего понимания их экологических требований и экологических различий между видами (см. рисунок). К водным отнесены 59 видов. Для них составлена открытая самостоятельная база данных водных изоэтетов (GaID), которая включает все известные экологические сведения, собранные с 1935 по 2023 год. В наборе данных хранятся 2179 записей (https://www.usgs.gov/data/global-aquatic-isoetes-database-acronym-gaid-2024). Показана сильная чувствительность Isoёtes к эвтрофикации водоемов, поэтому сохранение качества воды − ключ к охране водных видов этого рода. Долгосрочный мониторинг популяций Isoёtes важен для обнаружения изменений качества воды, которые, в свою очередь, могут повлиять на сохранение видов. Установлено, что около 38% водных видов Isoёtes находятся под угрозой исчезновения или являются эндемиками небольшого региона, согласно Красному списку МСОП 2023 г. Для большинства из угрожаемых видов (более 25% редких видов включены в GaID) определены экологические требования, для ряда видов − почти полное отсутствие экологических данных.
Azzella M.M., Vecchia A.D., … Mochalova O.A., … Bolpagni R. Global assessment of aquatic Isoëtes species ecology // Freshwater Biology. 2024. Vol. 69, No. 10. P. 1420−1437. DOI: 10.1111/fwb.14 316.

5. Изменение климата нагляднее всего заметно в арктических широтах. Для понимания причин экспансии канадского журавля Antigone canadensis canadensis на запад и роста численности на гнездовье в Евразии требуется анализ воздействия климатических факторов на этот вид в основной области гнездования. Используя натурные данные о 223 гнездах канадского журавля в Чаунской низменности (Западная Чукотка) мы выяснили, что на репродуктивные характеристики вида (сроки начала размножения, размер кладки, размер яиц, плотность и успех гнездования) значимое влияние оказывают такие метеорологические параметры, как даты перехода среднесуточных температур воздуха через 0 °C и средние значения температуры воздуха в разных декадах мая (см. рисунок). Установлено, что максимальный репродуктивный потенциал журавлей реализуется в условиях теплой и ранней весны, это подчеркивает важность климатических факторов для успеха размножения данного вида в условиях Арктики.
Barykina D.A., Solovyeva D.V. Effect of Climatic Factors on Nesting of the Sandhill Crane Antigone canadensis in West Chukotka // Contemporary Problems of Ecology. 2024. Vol. 17, No. 1. P. 42−53. DOI: 10.1134/S1995425524010037.

6. Пискулька Anser erythropus — редкий, сокращающийся в численности вид гусей (находится под угрозой исчезновения и имеет категорию уязвимого в Красном списке МСОП). Учеты гусей на местах зимовок в Китае и Японии показали, что в 2020 году численность восточной популяции пискульки составила 6600 особей, хотя в 2016 году была 14 000−19 000 особей. Для более точной оценки численности популяции необходимы учеты в репродуктивной части ареала, когда в период линьки полетного оперения гуси формируют крупные скопления. С помощью GPS-GSM прослеживания были найдены три ключевых места концентрации линных пискулек, расположенные в труднодоступных районах тундровой зоны Северо-Восточной Якутии. Эти районы линьки использовали более 80% помеченных особей. Авиаучет 2023 года позволил оценить восточную субпопуляцию (наименее изученную среди четырех известных) в 24 000 особей, что в 1.5−4 раза выше предыдущих оценок, полученных при учетах на зимовках. Обнаружено, что пискулька линяет на о. Большой Ляховский, вне пределов ранее известной области летнего распространения. Ключевые места линьки используют преимущественно взрослые птицы трех видов арктических гусей (см. рисунок). Доля птенцов в этих стаях не превышала 1%.
Solovyeva D., Rozenfeld S., Barykina D., Kirtaev G., Danilova V., Meng F., Cao L., Lei G., Zeng Q. Estimated size of the Eastern population of the Lesser White-fronted Goose Anser erythropus revealed from aerial surveys of key molting sites // Wildfowl. 2024. Vol. 74. P. 53−68.

7. Выявление новых видов растений и сохранение биоразнообразия — важные научные проблемы, актуальность которых усиливается вследствие высоких темпов деградации растительного покрова. В Магаданской области найден новый для России род и вид лишайников — Involucro­pyrenium waltheri Kremp. (Breuss). Он редко встречается в Северной и Центральной Европе, единично упоминается для Азии и Север­ной Америки. Впервые в Азиатской Субарктике зарегистрирован вид лишайников Umbilicaria rhizinata. Для установления филогенетических связей U. rhizinata и U. aprina, собранных в России, секвенирована ITS-последовательность ядерной рибосомальнойДНК. Реконструировано филогенетическое дерево, подтверждающее дифференциацию U. aprina и U. rhizinata (рис. А). На основе морфологических и молекулярно-филогенетических данных выявлено распространение этих двух видов (рис. Б).
Konoreva L.A., Chesnokov S.V., Zheludeva E.V. The genus Involucropyrenium (Verrucariaceae, lichenized Ascomycota) in Russia // Turczaninowia. 2024 Т. 27, № 2. С. 39−45. DOI: 10.14 258/turczaninowia.27.2.5.
Davydov E.A., Yakovchenko L.S., … Zheludeva E.V., … Himelbrant D.E. Umbilicaria aprina and U. rhizinata (Umbilicariaceae, lichenized Ascomycota) in Russia // Turczaninowia. 2024. Т. 27, № 1. С. 92−101. DOI: 10.14 258/turczaninowia.27.1.12.

Карта исследованных популяций Isoёtes

Связь плотности гнездования (гнезд/км²) канадского журавля и даты первой регистрации журавлей (количество дней от 1 января) в дельте рр. Чаун — Паляваам (а), даты устойчивого перехода среднесуточной температуры через 0 °C (количество дней от 1 января) (b), суммы среднесуточных температур второй декады мая © и условной характеристики мая (d). Связь объема яиц от размера кладки (e) и условной температурной характеристики мая (f). Успех вылупления птенцов в гнездах в зависимости от даты откладки первого яйца (количество дней от 1 января) в данном гнезде (g) и от размера кладки (h)

А — максимально правдоподобная (ML) филогения выбранных последовательностей Umbilicaria ITS nrDNA; Б — известное распространение Umbilicaria aprina (красный) и U. rhizinata (черный) в России на основе исследованных образцов

Соотношение видов гусей в период линьки в четырех областях, где зарегистрированы линные пискульки

8. Первая комплексная оценка запаса резервных веществ (липидов и гликогена) и содержания воды в органах и тканях травяной лягушки (Rana temporaria) на восточной периферии ареала (Предуралье) показала, что традиционное представление об их сезонной динамике, связи с популяционными характеристиками и зависимости от продолжительности сезона активности, полученное на западе ареала, неприменимо для особей в юго-восточной его части (см. рисунок). Выявленные особенности свидетельствуют о меньшей роли резервных веществ в предзимней и зимней энергетике вида на юго-востоке ареала (см. рисунок) и/или о разном уровне метаболизма в эти сезоны по сравнению с северо-западом. Вопреки существующему представлению о том, как продолжительность сезона активности через баланс энергетических веществ определяет популяционные характеристики травяной лягушки (рост, вклад в репродукцию и выживание во время зимовки), проведенное исследование свидетельствует о неуниверсальности этой модели и неоднозначности регулирующей роли продолжительности сезона активности, т. е. о необходимости корректировки устоявшихся представлений.
Булахова Н.А., Шишикина К.И. Изменчивость количества лимфы в подкожных синусах у травяной лягушки (Rana temporaria) // Зоологический журнал. 2024. Т. 103, № 5. С. 21−29. DOI 10.31 857/S0044513424050045.
Булахова Н.А., Шишикина К.И., Семухина А. С. Энергетические резервы и некоторые связанные с ними популяционные характеристики травяной лягушки (Rana temporaria) на противоположных краях ареала // Зоологический журнал (В печати).
Семухина А.С., Шишикина К.И. Содержание воды в тканях двух видов бурых лягушек после водной и наземной зимовки // Вестник СВНЦ ДВО РАН. 2024. № 3. С. 74−80. DOI: 10.34 078/1814−0998−2024−3-74−80.

Суммарный запас гликогена (А) и липидов (Б) в органах и тканях (печень, жировые тела, мышцы) у травяной лягушки (Rana temporaria) в популяции с юго-востока ареала перед зимовкой и после нее. Кружки — самки, квадраты — самцы, черная заливка — осень, белая — весна