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.

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.

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.

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.

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.

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).

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.

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.

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.

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).