Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Популярные синопсисы

Том 77 № 6, Ноябрь-декабрь, 2016

Сколько веток у ели?

В статье развивается предложенное ранее представление о вертикальной секционной (метамерной, с периодическим ростом) структуре дерева, которое позволило распределить известную динамику (зависимость от возраста) зеленой биомассы всего дерева по его секциям (т. е. по высоте). Таким образом, удалось получить из одномерной динамики (зависимости от возраста) трехмерную секционную модель динамики биомассы дерева. Биомасса каждой секции состоит из зеленых биомасс существующих на данный момент ветвей всех порядков этой секции. Эти представления вместе с известными фактами – модель пропорционального (изометрического) роста и её несоответствие реальному начальному торможению роста высоты дерева, наличие межмутовочных ветвей у ели и фрактальная (степенная) связь зеленой биомассы и размера (высоты) дерева позволили найти параметры комбинированной модели и получить почти идеальное соответствие натурным данным – временам жизни ветвей всех порядков ели обыкновенной из Подмосковья. Распространение этой комбинированной модели на весь реальный в нашем трехмерном мире диапазон фрактального параметра демонстрирует некоторые особенности траекторий в пространстве параметров модели дерева, которые могут иметь фундаментальное значение для понимания закономерностей эндосимбиотического происхождения и дальнейшей эволюции растений.
Том 77 № 6, Ноябрь-декабрь, 2016

Черника против брусники: марковская модель сосуществования в бореальном лесу

Построена и проанализирована модель изменений распространения двух доминантных видов вересковых (брусники и черники) в сосняке чернично-бруснично-долгомошном. Для моделирования использовали данные 25-летних наблюдений за состоянием стационарных площадок. Фиксировали четыре возможных варианта распределения этих видов на площадках: 1) есть только брусника, 2) есть только черника, 3) присутствуют оба вида, 4) оба вида отсутствуют. С помощью откалиброванной модели провели анализ устойчивого состояния и времени, необходимого для его достижения. Устойчивый результат сукцессии был определен как соотношение площадок с разными вариантами: 30 % - на площадке произрастает только черника, 11% - только брусника, 18% - оба вида, 41 % - нет обоих видов. По предсказанию построенной модели такое устойчивое состояние достигается после низового пожара через 45 лет.
Том 77 № 6, Ноябрь-декабрь, 2016

Чувствительные растения тоже краснеют

Ученые сравнили некоторые биологические показатели пурпурнолистных и зеленолистных форм барбариса обыкновенного. Оказалось, что разные формы растений не отличаются по качественному составу пигментов, но различаются по количественному. Оценка физиологической реакции разных форм растений на освещенность показала, что пурпурнолистный барбарис более чувствителен к изменениям освещенности и менее эффективно использует световую энергию при низком уровне освещения. На взрослых растениях различий в продуктивности разных форм барбариса не обнаружено, но сеянцы с зелеными листьями демонстрируют большую интенсивность прироста и накопления массы.
Том 77 № 6, Ноябрь-декабрь, 2016

Удивительная способность к регенерации книдарий: 100 лет исследований

В статье сделан обзор литературных данных по экспериментальному изучению удивительной способности книдарий (или Стрекающих) к самовосстановлению, а именно, к созданию целого организма из разобщенных отдельных клеток взрослого организма. Исследования этого феномена позволяют значительно продвинуться в понимании того, как формируется план строения в ходе развития многоклеточного организма, каковы механизмы самоорганизации в этом процессе. Эксперименты по реагрегации проводятся уже более 100 лет на разных представителях этого типа животных и являются актуальными сегодня.
Том 77 № 6, Ноябрь-декабрь, 2016

Отцы и дети: решение спорных вопросов филогенеза

В статье анализируется разнообразие и распространение признаков репродуктивного поведения в подотряде ползуновидных рыб. Автор предлагает рассматривать поведенческие признаки аналогично морфологическим и с их помощью реконструировать (корректировать) филогенез группы. Большинству ползуновидных рыб присуща родительская забота, при этом сложность поведения отличается высоким разнообразием: уход за икрой, отложенной на субстрат, строительство разнообразных гнезд, инкубация потомства в полости рта. Однако у некоторых представителей этой группы рыб забота о потомстве отсутствует. Сформулированная автором гипотеза об эволюционном происхождении и путях эволюции заботы о потомстве у костных рыб и анализ многообразия стратегий в подотряде приводит к выводу, что репродуктивная стратегия предковых для рассматриваемой группы форм включала в себя определенные формы обеспечения потомства кормом. Тогда отсутствие заботы, о потомстве, наблюдаемое у некоторых современных таксонов этой филогенетической ветви, следует рассматривать как случай упрощения репродуктивной стратегии.
Том 77 № 5, Сентябрь-октябрь, 2016

Как это было: эволюционные пути формирования азотфиксирующих симбиозов

Предложена гипотеза возникновения азотфиксирующих симбионтов растений двумя различными путями. Первый источник симбионтов это почвенные микроорганизмы, способные к самостоятельному усваиванию атмосферного азота, второй – это бактерии-сателлиты грибов Glomeromycota, образующих с растением-хозяином эндомикоризу. В последнем случае бактерии перешли от гриба непосредственно в ткани растения и, при этом, могли получить от гриба гены хитин-подобных сигнальных факторов, необходимых для развития симбиоза. Формирование клубеньковых структур, по-видимому, происходило путем миграции бактерий в подземные запасающие органы растения. Эволюция эффективности питания растений-хозяев могла идти двумя путями: 1. повышение азотфиксирующей активности бактерий; 2. дифференцировка и специализация клеток клубенька с изменением способа ассимиляции (усвоения) азота.
Том 77 № 5, Сентябрь-октябрь, 2016

Война и мир мышей и муравьев

Вздымающиеся и опадающие “волны жизни” мелких грызунов издавна привлекали внимание экологов своей могучей жизненной силой и не всегда объяснимой динамикой. Что будет при столкновении этих волн жизни с потоками агрессивных рыжих лесных муравьев, живым ковром покрывающими лес? В многолетних исследованиях нашей лаборатории было выяснено, что стражи леса – муравейники – формируют на своей территории “черные дыры”, в которых исчезают многие хищные герпетобионты, такие как пауки и жужелицы. Не проваливаются ли в эти “черные дыры” грызуны? Нужно ли им обходить опасные муравейники стороной или можно поискать в них еды и убежища? Что делать зверьку, если “и хочется, и колется”? На эти вопросы отвечает наше исследование взаимодействия мелких млекопитающих с рыжими лесными муравьями.
Том 77 № 5, Сентябрь-октябрь, 2016

Свидетели истории – годичные кольца деревьев

В статье проводится анализ связи ширины годовых колец (радиального прироста) деревьев с возрастом растений и широтным градиентом. Результаты, полученные на современных данных, были применены для палеоклиматических исследований. Показано, что радиальный прирост зависит от возраста деревьев: наибольший наблюдается у молодых деревьев (от 50 до 150 лет) затем прирост уменьшается в корреляции с возрастом. Именно в период наибольшего радиального прироста ширина колец наиболее коррелирована с климатическими колебаниями. Широтный градиент также оказывается связан с шириной колец, причем наиболее значимым фактором здесь является количество осаждаемой на данной территории воды. Применение метода оценки палеоклимата мелового периода по рядам ширины прироста годовых колец ископаемых образцов показало его адекватность и совпадение результатов анализа с выводами, сделанными на основе других методов.
Том 77 № 5, Сентябрь-октябрь, 2016

Как торфяные болота связаны с биосферой

Ученые из Дальневосточного отделения РАН исследовали динамику восстановления после палов (пожаров) торфяных болот Приамурья. Для этого в течении нескольких лет сравнивали ненарушенные фитоценозы с горевшими болотами. Структура ненарушенного фитоценоза и его функционирование были практически неизменны на протяжении всего времени наблюдения (6 лет). В первый год после пала наблюдается такое же соотношение фитомассы сосудистых растений как в ненарушенном ценозе. В последующие годы в ходе восстановления резко возрастает доля травянистых растений на фоне общего увеличения живой фитомассы. Значение чистой первичной продукции на горевшем участке за период восстановления превышает таковое ненарушенного участка. Сначала за счет сосудистых растений, а затем подключаются и восстанавливающиеся бриевые и сфагновые мхи. Однако повторные палы приводят к глубокому повреждению структуры фитомассы болот.
Том 77 № 4, Июль-август, 2016

В меню плодовой мушки может появиться... соленый огурец!

Экспериментально установлено, что длительная адаптация мух Drosophila melanogaster к жизни на корме с повышенным содержанием поваренной соли не сопровождается снижением их приспособленности при развитии на обычном корме. За 20 поколений мухи успешно адаптировались к жизни на «стрессовом» субстрате с NaCl, на котором приспособленность контрольных мух сильно снижена. При этом приспособившиеся к жизни на новом корме мухи по числу выплаживающихся потомков и темпам развития превосходили контрольных также и на обычном корме. Из этого следует, что отбор на устойчивость к развитию на корме с высоким содержанием соли привел к расширению нормы реакции у мух, адаптировавшихся к новым, экстремальным условиям существования. Эта тенденция препятствует разделению исходной популяции в ходе освоения ею новых условий обитания и тормозит процесс дивергенции.
Том 77 № 4, Июль-август, 2016

Ежедневники лесных обитателей можно прочитать зимой

Исследования следовой активности в зимний период помогают установить пространственные и временные закономерности динамики популяций. Перемещения могут быть вызваны различными классами факторов: расселением, взаимодействием видов, стохастическими причинами. Авторы статьи отслеживали следовую активность лесной куницы, зайца-беляка и обыкновенной белки в Центрально-лесном заповеднике. Удалось показать, что основным параметром, обуславливающим синхронизацию активности хищника и жертвы, является фактор неблагоприятных погодных условий. Пространственно-временная динамика взаимодействующих популяций зависит также от их численности и характеристик местообитания (наличие укрытий).
Том 77 № 4, Июль-август, 2016

Различается ли реакция на стресс в оптимальных и не оптимальных для вида условиях среды?

Биологический смысл реакции на стресс – мобилизация внутренних ресурсов организма для защиты от угроз, которые неизбежно возникают при взаимодействии животных с внешней средой – холода, голода, нападения хищников. Когда такие воздействия становятся слишком частыми, свободные ресурсы истощаются, и организм оказывается бессилен перед новыми экологическими «вызовами». Возможно, именно это и определяет, в конечном счете, распространение видов. Если это так, то физиологические характеристики, отражающие реакцию организма на стрессирующие воздействия внешней среды, должны различаться у животных, обитающих в благоприятных и неблагоприятных для вида условиях. Чтобы проверить это предположение авторы сравнили реакцию на острое охлаждение у таежного грызуна – красной полевки из популяций, населяющих оптимальные и неоптимальные для вида местообитания юга Западной Сибири. Оказалось, что зверьки, пойманные в оптимальном местообитании – Алтайской горной тайге, демонстрировали более высокую гормональную (неспецифический компонент реагирования, срабатывающий не зависимо от источника стресса), но более низкую метаболическую (непосредственно отвечающую за выработку тепла) реакцию на модельный стрессор, чем полевки из лесостепной популяции окрестностей г. Новосибирска.
Том 77 № 4, Июль-август, 2016

Три пишем, два в уме: единицы геоботанического описания и экологические параметры

На примере растительности юга Средней Сибири проведен анализ экологических факторов, связанных с выделением геоботанических единиц растительности по методу Браун-Бланке. Геоботанические описания степных биомов проанализированы методом ординации с последующим выявлением корреляции их распределения с различными средовыми параметрами: климатическими, географическими, ландшафтными. Представленная модель подразделения геоботанических единиц (синтаксонов) отчетливо демонстрирует иерархичность организации растительного сообщества степных биомов – связи первого порядка определяются климатом, а связи второго порядка – особенностями рельефа. Такая модель имеет объясняющую и прогностическую ценность.
Том 77 № 4, Июль-август, 2016

Процессы образования парниковых газов в болотах Горного Алтая

В связи с беспокойством о последствиях увеличения содержания парниковых газов в атмосфере и попытками долговременного прогнозирования ситуации проводятся детальные исследования процессов запасания и выделения (эмиссии) парниковых газов разными биотопами. Широко известна депонирующая (накапливающая) роль торфяных болот в круговороте углерода, но в них также идут процессы разложения органики, а, следовательно, происходит выделение парниковых газов. Многолетние наблюдения и сравнительный анализ биохимических процессов, происходящих в горных торфяных болотах, выявили особенности биохимического состава Горно-Алтайских болот и степень их участия в формировании эмиссии парниковых газов.
Том 77 № 3, Май-июнь, 2016

Влияние местных антропогенных факторов на почвенную эмиссию биогенных парниковых газов в криогенных экосистемах

Недавние исследования показали, что в условиях потепления климата углеродный баланс тундр смещается в сторону поглощения (усвоения) углерода. При этом влияние и вклад отдельных факторов в углеродный баланс этих экосистем остается слабо изучен. Коллектив ученых из институтов Российской академии наук и Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова исследовал влияние антропогенного воздействия на выделение парниковых газов (СO2, СН4 и N2O) почвой в условиях криогенных систем (север России и архипелаг Шпицберген). Анализ данных показал, что антропогенное воздействие оказывает значимое влияние на баланс потоков парниковых газов в условиях тундры и северной тайги. Различные виды человеческой деятельности могут как увеличивать (2-4 раза) выделение углекислого газа почвой, так и уменьшать (2-12 раз). Установлено, что величина эмиссии (высвобождения), при конкретной хозяйственной деятельности, зависит от характера почвы (грунта).
Том 77 № 3, Май-июнь, 2016

О «Полёте птерозавров» или Как тихони смогли стать владыками неба

В изучении птерозавров принятие за основу биомеханической модели экранопланного крыла и экранолётного режима полёта даёт ключ к большинству остававшихся ранее нерешёнными задачам происхождения, экологии, морфологии и систематики как собственно птерозавров, так и отдельных групп млекопитающих.
Том 77 № 2, Март-апрель, 2016

Гаструляция книдарий: ключ к пониманию филогенеза или хаос вторичных модификаций?

Данные по эмбриональному развитию книдарий, относящихся к низшим многоклеточным животным, часто используются для решения вопросов, связанных с происхождением и ранней эволюцией Metazoa, а также с основными закономерностями эволюции онтогенеза. Особое внимание уделяется гаструляции – морфогенетическому процессу, в ходе которого клетки раннего эмбриона дифференцируются на зародышевые листки и формируется первичный план строения. В статье проведен сравнительный анализ гаструляции различных книдарий. Мы показывали, что для гаструляционных морфогенезов книдарий характерна высокая степень межгрупповой, внутригрупповой и индивидуальной изменчивости. Мы считаем, что способ гаструляции у книдарий определяется не столько эволюционной историей рассматриваемого вида, сколько эволюционно пластичными адаптивными признаками, такими, как размер яйцеклетки и содержание в ней желтка, число клеток на стадии бластулы или морулы, наличие фототрофных симбионтов, экология личинки. Поскольку онтогенез книдарий обладает высокой эволюционной пластичностью, его изучение должно способствовать лучшему пониманию фундаментальных закономерностей эволюции процессов развития.
Том 77 № 2, Март-апрель, 2016

Моделирование распространения видов по данным рельефа и дистанционного зондирования на примере сосудистых растений нижнего горного пояса хр. Тукурингра (Зейский заповедник, Амурская область)

В предлагаемой работе обсуждается опыт создания картографических моделей распространения видов растений горной территории c использованием данных дистанционного зондирования. В полученных моделях распространение стенотопных (привязанных к определенному ландшафту) видов объясняется преимущественно переменными рельефа, которые, в свою очередь, определяют термические и влажностные условия местообитаний. В моделях эвритопных (широко распространённых) видов значительный вклад имеют переменные, полученные на основе данных дистанционного зондирования, описывающие параметры почвенно-растительного покрова.
Том 77 № 2, Март-апрель, 2016

В каком случае родственники - лучшие соседи?

Методами филогенетического анализа были исследованы сообщества растений Тебердинского заповедника. Считается, что сообщества, образованные более близкородственными видами, формировались в большей степени под влиянием абиотических (средовых) факторов, тогда как более выровненные по родству сообщества формируются под действием межвидовых конкурентных отношений (как благоприятствование, так и исключение). Оказалось, что сложные абиотические условия в местах обитания сообществ могут приводить к разному результату в зависимости от возраста сообщества. Степень родства таксонов наиболее высока в сообществах, развивающиеся на скалах и альпийских пустошах. А сообщества, образованные неродственными видами, могут быть либо значительного возраста (кустарниковые и кустраничковые сообщества), либо формируются во влажных и продуктивных местообитаниях (высокогорные эутрофные болота).
Том 77 № 2, Март-апрель, 2016

Реакция лесных экосистем на сокращение атмосферных промышленных выбросов в Кольской Субарктике

Долговременные наблюдения за экосистемами в зоне техногенного воздействия металлургических комбинатов на Кольском полуострове помогают отследить динамику деградации/восстановления растительности. Результатом сокращения объемов выбросов в атмосферу в ходе модернизации предприятий, проходившей на протяжении последних 20 лет, стали тенденции к восстановлению сильно деградировавших растительных сообществ и почв в окрестностях предприятий. Исследования показали, что темп восстановления лесных экосистем зависит не только от снижения атмосферных выбросов, но и от количества накопленных загрязняющих веществ в почве и подстилке. Восстановление техногенных лесов идет с заметным запаздыванием по отношению к снижению объемов выбросов и неравномерно. Наиболее быстро восстанавливаются мелколиственные породы деревьев, однолетние органы растений.
следующая >>

ПОСЛЕДНИЕ ВЫПУСКИ     IN ENGLISH

ПОИСК  

 

ПОПУЛЯРНЫЕ СИНОПСИСЫ

Том 77 № 6, Ноябрь-декабрь, 2016
Сколько веток у ели?
В статье развивается предложенное ранее представление о вертикальной секционной (метамерной, с периодическим ростом) структуре дерева, которое позволило распределить известную динамику (зависимость от возраста) зеленой биомассы всего дерева по его секциям (т. е. по высоте). Таким образом, удалось получить из одномерной динамики (зависимости от возраста) трехмерную секционную модель динамики биомассы дерева. Биомасса каждой секции состоит из зеленых биомасс существующих на данный момент ветвей всех порядков этой секции. Эти представления вместе с известными фактами – модель пропорционального (изометрического) роста и её несоответствие реальному начальному торможению роста высоты дерева, наличие межмутовочных ветвей у ели и фрактальная (степенная) связь зеленой биомассы и размера (высоты) дерева позволили найти параметры комбинированной модели и получить почти идеальное соответствие натурным данным – временам жизни ветвей всех порядков ели обыкновенной из Подмосковья. Распространение этой комбинированной модели на весь реальный в нашем трехмерном мире диапазон фрактального параметра демонстрирует некоторые особенности траекторий в пространстве параметров модели дерева, которые могут иметь фундаментальное значение для понимания закономерностей эндосимбиотического происхождения и дальнейшей эволюции растений.
Том 77 № 6, Ноябрь-декабрь, 2016
Черника против брусники: марковская модель сосуществования в бореальном лесу
Построена и проанализирована модель изменений распространения двух доминантных видов вересковых (брусники и черники) в сосняке чернично-бруснично-долгомошном. Для моделирования использовали данные 25-летних наблюдений за состоянием стационарных площадок. Фиксировали четыре возможных варианта распределения этих видов на площадках: 1) есть только брусника, 2) есть только черника, 3) присутствуют оба вида, 4) оба вида отсутствуют. С помощью откалиброванной модели провели анализ устойчивого состояния и времени, необходимого для его достижения. Устойчивый результат сукцессии был определен как соотношение площадок с разными вариантами: 30 % - на площадке произрастает только черника, 11% - только брусника, 18% - оба вида, 41 % - нет обоих видов. По предсказанию построенной модели такое устойчивое состояние достигается после низового пожара через 45 лет.
Том 77 № 6, Ноябрь-декабрь, 2016
Чувствительные растения тоже краснеют
Ученые сравнили некоторые биологические показатели пурпурнолистных и зеленолистных форм барбариса обыкновенного. Оказалось, что разные формы растений не отличаются по качественному составу пигментов, но различаются по количественному. Оценка физиологической реакции разных форм растений на освещенность показала, что пурпурнолистный барбарис более чувствителен к изменениям освещенности и менее эффективно использует световую энергию при низком уровне освещения. На взрослых растениях различий в продуктивности разных форм барбариса не обнаружено, но сеянцы с зелеными листьями демонстрируют большую интенсивность прироста и накопления массы.


МАТЕРИАЛЫ ПО ТЕМАМ


 
 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия