Пигменты – окрашенные органические соединения, присутствующие в клетках и тканях растений. Цвет пигмента определяется наличием в молекуле хромофорной группы, избирательно поглощающей лучи определенной части видимого спектра солнечного света. Представлены современные сведения об основных группах пигментов высших растений и водорослей. Проанализированы эволюция и структурно-функциональное разнообразие пигментов. Рассмотрено участие пигментов в жизнедеятельности растительного организма, особо отмечена роль пигментов (хлорофиллов и каротиноидов) в фотосинтезе – процессе поглощения, трансформации и запасании энергии солнечного света. Показано значение нефотосинтетических пигментов (антоцианов и беталаинов) для защиты и адаптации растений к условиям обитания. Отмечено, что знания о пигментном фонде растений, изменении соотношения его компонентов под воздействием внешних факторов необходимы для разработки путей управления фотосинтетической продуктивностью агроценозов и оценки первичной продуктивности природных экосистем, стока углерода в крупных биомах. Количественный и качественный состав пигментов отражает состояние и физиологический статус растений. Данные о пигментах важны для определения оптимальных сроков созревания и дат сбора урожая сельскохозяйственных культур, верификации спектральных характеристик растительного покрова, полученных методами дистанционного зондирования. Знание биологических и экологических механизмов регуляции и организации пигмент-белковых комплексов представляет особый интерес для создания высокоэффективных, экологически чистых искусственных систем преобразования солнечной энергии в электричество и получения водорода. Авторами дана характеристика пигментов как биологически активных соединений, отмечена потребность человека в богатой каротиноидами, антоцианами и беталаинами пище.

Изучение механизмов появления и поддержания полового диморфизма интересно с точки зрения теоритических основ полового отбора и, как оказывается, имеет практическое применение. На двух синтопных видах грызунов исследовали феномен «нестабильного полового диморфизма» – ситуации, когда уровень различий между полами колеблется во времени или различается между популяциями. Оказалось, что в неблагоприятных для данного вида грызунов экологических условиях половой диморфизм усиливается. Предлагается использовать оценку различий между полами в качестве показателя неблагоприятных условий.

Инвазивные растения могут быстро распространяться и вытеснять местные виды. Гипотеза освобождения от врагов объясняет их успех тем, что в новом ареале у чужеродных растений нет специализированных вредителей и болезней, что позволяет им тратить больше ресурсов на рост и размножение. Мы проверили эту гипотезу на флоре средней полосы европейской части России. Результаты показали, что чужеродные и аборигенные виды сталкиваются с примерно одинаковым числом врагов. Между активно распространяющимися инвазивными видами и неагрессивными чужеродными видами также не было обнаружено различий в числе вредителей. Это говорит о том, что успех инвазивных растений зависит не только и не столько от отсутствия врагов, но и от других факторов — родства с местной флорой, экологической пластичности и состава сообщества врагов.

Растения, как и все многоклеточные организмы, тесно взаимодействуют с микроорганизмами в процессе жизнедеятельности. Наименее изученный компонент таких взаимодействий – эндофиты листа. Коллектив исследователей проанализировал бактерии-эндофиты листьев растений Тебердинского заповедника. С помощью молекулярных методов выяснили таксономический и количественный состав эндофитов листьев разных видов растений нескольких альпийских фитоценозов. Анализ показал, что фитоценозы и растения отличаются друг от друга по составу и структуре сообществ эндофитов. Наиболее значимыми факторами, влияющими на разнообразие эндофитов листьев, оказались таксономическая принадлежность растения и тип фитоценоза. Функциональные признаки растения оказывали влияние только на отдельную категорию внутритканевых бактерий – класс малопредставленных бактерий.

Благодаря смене среды обитания в течение жизненного цикла амфибии являются интересным объектом для изучения обонятельной ориентации. Особую ценность представляют хвостатые земноводные, поскольку их орган обоняния носит архаичные черты. Масштабы перемещений тритонов и саламандр невелики, что дает им возможность эффективно ориентироваться по запаху. Лабораторные эксперименты показали способность хвостатых земноводных использовать в качестве ориентиров запахи от разных источников: нерестовых водоемов, убежищ и меток конспецификов. Однако результаты опытов, напрямую проверяющих роль обоняния в хоминге, весьма неоднозначны. До сих пор мало данных о способности хвостатых земноводных к возвращению к месту рождения и ее механизмах. Не ясно, существует ли у данной группы импринтинг запаха родного водоема, как у бесхвостых амфибий и рыб, хотя есть сведения, указывающие на его наличие. Дальнейшее изучение обонятельной ориентации хвостатых амфибий позволит усовершенствовать методы их охраны и восстановления численности.

Мезенхимные стромальные клетки (МСК) способны давать начало клеткам жировой, костной, хрящевой и ряда других тканей, а также выделять множество регуляторных молекул, влияющих на выживание, размножение и функционирование самых разнообразных клеток. В статье рассматривается роль МСК в создании условий кроветворения, так называемой кроветворной ниши. МСК выделяют хемоаттрактанты и цитокины – молекулы, регулирующие адгезию, миграцию, выживание, размножение и дифференцировку кроветворных клеток. Они также взаимодействуют с кроветворными клетками путем прямого контакта через мембранные белки и даже способны передавать им свои митохондрии для усиления энергетического обмена. Таким образом, лечение заболеваний системы крови может включать терапевтическое воздействие не только на кроветворные клетки, но и на их микроокружение, в первую очередь на организующие это микроокружение МСК.

В статье рассматривается вопрос применения концепций вида для исследований растений и обсуждается понятие прагматической концепции вида. Основным требованием к понятию «вид» авторы считают удобство для использования в актуальных сейчас задачах описания биоразнообразия и его сравнительного анализа. Легкость и однозначность идентификации вида, в том числе в полевых условиях, важнейший параметр при разделении видов в прагматической концепции вида.

Изучены сообщества почвенных нематод в подкроновом пространстве лиственниц, произрастающих в антропогенных и естественных условиях. Показано, что сообщества нематод наиболее разнообразны в естественных биоценозах. Как в условиях интродукции, так и в естественных биоценозах, высока доля нематод-бактериофагов, однако в первых наблюдается увеличение доли нематод-паразитов растений, а в случае с естественными биоценозами – нематод-микотрофов. Авторы связывают сниженные показатели разнообразия и иное соотношение групп нематод в почвах под интродуцированными лиственницами с хозяйственной деятельностью человека, выраженной в изменении гидрорежима, стабильности условий, минерального и биогенного обмена в почве из-за внесения удобрений.

В ходе долгосрочного эволюционного эксперимента отслеживаются этапы адаптации фруктовой мушки Drosophila melanogaster к неблагоприятным субстратам. Показано, что в процессе адаптации к постепенно нарастающей концентрации поваренной соли (от 0 до 7%) в корме мушек показатели общей приспособленности (общее количество потомков-имаго на неблагоприятной среде и скорость их развития на ней же) могут изменяться как линейно (рост количества потомков-имаго), так и нелинейно (вариации скорости развития). Оценка значимости вклада различных факторов в адаптацию показала, что микробиом мушек, экспериментальная линия и индивидуальная экспериментальная траектория конкретной линии мушек вносят каждый свою долю в повышение приспособленности мушек в эксперименте.

Стремительное потепление Баренцева моря угрожает арктическим видам, но открывает акваторию для бореальных промысловых ракообразных (съедобный краб, норвежский лангустин, европейский омар). Для прогноза их колонизации к 2100 году проведено ансамблевое моделирование распределения видов (SDM) по трем климатическим сценариям. Выявлено, что современные температуры ограничивают виды узкой прибрежной зоной Норвегии, однако при экстремальном потеплении площадь подходящих местообитаний для краба и лангустина увеличивается в десятки раз на юго-западе моря (омар остается в фрагментированных каменистых биотопах). Несмотря на ключевую роль конкуренции с инвазивным камчатским крабом, разрушающим норы и потребляющим молодь, его холодолюбивость вынуждает смещаться на северо-восток, парадоксально ослабляя давление на юго-западе и создавая «окна» для колонизации. Эта экспансия формирует новые промысловые возможности, требующие регулирования, и указывает, что климатические изменения перестраивают не просто ареалы, а всю систему биотических взаимодействий в Арктике.