Биология внутренних вод

Исследована динамика растительного покрова болот, сформировавшихся в озерных котловинах юго-западной части Западной Сибири и имеющих лимногенную стадию в своем развитии. На основе анализа двух стратиграфических разрезов на торфяных болотах Тюменской обл. выявлены роль и разнообразие макрофитов на озерной стадии; прослежено дальнейшее развитие болот в результате торфонакопления. Соотнесение данных о составе озерной палеорастительности из отложений сапропеля с современной растительностью первичных болотных озер района исследований показало их значительное сходство в видовом отношении.

Изучены биоморфологические особенности Scolochloa festucacea (Willd.) Link в центральной части европейской России, рассмотрена модульная и структурно-функциональная организация побеговой системы, уточнена жизненная форма. Установлено, что для S. festucacea характерно возобновление смешанного типа (сочетание внутри- и вневлагалищного типов) и объединение силлептического и каталептического типов ветвления. Наличие вневлагалищного типа возобновления создает потенциальную возможность для формирования парциальных кустов, наличие которых способствует закреплению растения в пространстве. Сочетание двух типов ветвления приводит к гетерохронии – разновременному развитию почек. Показано, что полегание побегов, их дальнейшее укоренение в узлах и последующее развитие пазушных почек в ортотропные побеги способствует корректировке пространственной структуры клона, росту его общей ассимилирующей поверхности и потенциальному увеличению репродуктивной функции. Сравнительный анализ модульной организации S. festucacea выявил сходство числа и типов его элементарных модулей с длиннокорневищными симподиальными длиннопобеговыми гелофитами. Анализ структурно-функциональной организации монокарпических побегов S. festucacea показал наличие трех вариантов, отличающихся набором структурно-функциональных зон.

Материал для исследования грибов донных отложений Черного моря собирали в рейсах НИС “Профессор Водяницкий” (2013, 2016, 2017 гг.) на 64 станциях в диапазоне глубин 18–2080 м. Грибы выделяли культуральным методом. Идентифицировано 42 вида терригенных грибов, наиболее представлены семейства Aspergillaceae и Pleosporaceae – 52.4% общего числа видов (17 и 5 видов соответственно). Зафиксирована низкая численность и частота встречаемости всех видов, наиболее часто отмечали Stachybotrys chartarum (29.7%). Из образцов на питательные среды выделяли 1–16 таксонов, численность варьировала в пределах 12–25363 (в среднем 2579 ± 4882) КОЕ/г сухого грунта. Выявлены видовой состав и структура микокомплексов отложений различных глубин и различного гранулометрического состава. Наибольшие показатели видового богатства и численности зарегистрированы на глубинах <100 м и в илистых осадках. Подтверждено сохранение жизнеспособности грибов в осадках сероводородной зоны. Не установлено влияние глубины залегания отложений, температуры и солености воды на структуру микокомплексов.

Настоящий обзор посвящен метаболитам цианобактерий, обладающим аллелопатической активностью. Аллелопатические свойства цианобактерий стали предметом изучения сравнительно недавно, и многие аспекты данной проблемы пока остаются дискуссионными. Химическая структура продуцируемых цианобактериями аллелохимикатов разнообразна (алкалоиды, фенольные соединения, органические кислоты, циклические пептиды, жирные кислоты и др.), а спектр биологического действия чрезвычайно широк и охватывает почти всех водных обитателей. Аллелопатию считают стратегией регуляции сообществ фитопланктона, помогающей поддерживать разнообразие видов в водных экосистемах. Высокую аллелопатическую активность по отношению к водным организмам проявляют цианотоксины, в том числе микроцистины. Помимо влияния аллелохимикатов цианобактерий на представителей фитопланктона, они проявляют противогрибковую, антибактериальную, противовирусную, антиоксидантную, противовоспалительную и противоопухолевую активность, что указывает на потенциал их применения в сельском хозяйстве и фармакологии. В работе рассматривается экологическая роль аллелохимикатов, механизмы их действия и влияние факторов окружающей среды на их образование.

Анализ материалов научно-исследовательской работы Е.Р. Труфановой 1966–1969 гг. по водным сосудистым растениям озер нижнего течения р. Колыма, оригинальных данных за 2015 и 2020 гг. и разновременных спутниковых снимков показал ряд изменений в растительном покрове водоемов почти за 50 лет. Не найдены 7 видов, указанных для исследованных озер, и обнаружены 10 таксонов, ранее не отмеченных или не распознававшихся. Предложена схема определения стадии развития водоемов. Большая часть исследованных озер находится на стадии “старые озера”. Общая динамика растительного покрова водоемов за 50 лет не изменилась и соответствует описанной Е.Р. Труфановой. Наибольшее разнообразие водных растений характерно для стадий “зрелые озера” и “старые озера с единым водным зеркалом”. Для водоемов характерна высокая доля гидрофитов и гидрогигрофитов. На примере оз. Жирково 1 показано, что за >50 лет оно осталось на прежней стадии развития, но видовой состав значительно изменился (K_J = 0.41). При сохранении современных тенденций изменения климата (повышение среднегодовой температуры и увеличение количества осадков) водоемы продолжат однонаправленное старение и зарастание, которое будет сопровождаться уменьшением глубин и постепенным снижением видового разнообразия водных растений. В водоемах высокой поймы и надпойменных террас эти процессы будут более заметны. Старичные озера низкой поймы и средней поймы за счет периодического промывания паводковыми водами могут более продолжительное время находиться в состоянии динамического равновесия и поддерживать высокое разнообразие водных сосудистых растений, при этом их дренирование будет происходить чаще.

Проведено сравнение сообществ олигохет разных ландшафтов в верхнем течении двух крупных рек Печоры и Вычегды, протекающих по территории европейского Северо-Востока России. Установлено высокое разнообразие малощетинковых червей (42 таксона), однако доля общих для обеих рек видов достигала лишь 26% фауны. По видовому богатству в реках превалировало сем. Naididae. В р. Печоре доминировали Lumbriculus variegatus, Nais communis, Propappus volki; в р. Вычегде – Nais bretscheri, Stylodrilus heringianus, Spirosperma ferox, Limnodrilus hoffmeisteri, Potamothrix hammoniensis. Анализ таксономических данных показал, что в основе разнообразия исследуемых участков рек лежит большое число редких по встречаемости видов. Расчеты индексов разнообразия выявили для сообществ олигохет верхнего течения этих рек противоположные тенденции. Наблюдается увеличение альфа-разнообразия, выраженного индексами Шеннона (H_N), Симпсона (1-D_S), насыщенностью видов от верхних (горных) к нижнему (равнинному) участку р. Печоры, тогда как для р. Вычегды, наоборот, отмечено снижение разнообразия вниз по течению. Сравнение фауны между реками (бета-разнообразие, выраженное индексом Уиттекера) показало более высокое разнообразие сообществ олигохет верхнего течения р. Печоры.

На основании 10 микросателлитных локусов ядерной ДНК впервые проведен анализ генетической изменчивости речного окуня Perca fluviatilis (L., 1758) из четырех водных объектов Национального парка “Себежский” Себежского р-на Псковской обл., входящих в единую озерно-речную систему. Средние оценки аллельного разнообразия микросателлитных локусов и наблюдаемой гетерозиготности были A = 8.87 и H_E = 0.694 и достоверно не различались между исследованными локальностями. Общая генетическая дифференциация окуня составила θ = 0.002, 95% CI (–0.0007; 0.005) и была достоверно незначимой. Популяционно-генетическая структурированность на основании исследованных мультилокусных генотипов методом анализа Байеса не выявлена. Полученные данные свидетельствуют о высоком уровне потока генов у окуня на всей исследованной акватории и дают возможность предположить наличие генетически единой панмиксной популяции в системе себежских озер и рек.

Впервые представлены показатели крови сибирской плотвы неблагополучного по гаффской болезни оз. Котокельское (бассейн оз. Байкал). В 2008 г. озеро пережило экологическую катастрофу: впервые в Восточной Сибири произошла вспышка гаффской болезни. После появления токсикоза у исследуемых особей были отмечены признаки дизэритропоэза и нарушения в лейкопоэзе – дегенеративные изменения эритроцитов и лейкоцитов, развитие анемии, воспалительные процессы и снижение числа клеток лимфоидной линии, инициированные совокупностью негативных экологических факторов, в том числе, вероятно, воздействием продуктов цианобактерий. Сравнение гематологических показателей плотвы из трансформированного озера с таковыми у плотвы из благополучного района (Чивыркуйский залив оз. Байкал) через 6 лет после вспышки гаффской болезни показало наличие дестабилизационных процессов в иммунной и кроветворной системах.

Проанализировано содержание растворенных минеральных форм азота в десяти малых антропогенных водоемах Предуралья. У особей речного окуня Perca fluviatilis L., 1758 из этих водоемов оценены показатели флуктуирующей асимметрии числа отверстий сейсмосенсорных каналов в четырех парных покровных костях головы. Установлено, что эти показатели положительно и статистически значимо связаны со средним содержанием нитратов в исследованных водоемах в конце весны. Также отмечено, что с повышением содержания растворенного минерального азота значимо снижается относительная численность речного окуня в составе рыбной части сообществ рассматриваемых водоемов. Выявленные тенденции обсуждены в двух аспектах возможного влияния нитратов на особей этого вида рыб: токсикологическом и трофологическом.

С помощью сканирующей электронной микроскопии описан новый для науки вид диатомовых водорослей Hippodonta makarovae sp. nov. Новый вид по форме створки имеет сходство с другими видами рода Hippodonta hungarica Grunow и Hippodonta pumila Lange-Bertalot, Hofmann & Metzeltin, но отличается от них по основным диагностическим количественным признакам: длине и ширине створки, числу штрихов и линеол в 10 мкм.

Исследован состав лейкоцитов периферической крови, головной почки (пронефроса) и селезенки европейской горбуши. В периферической крови и пронефросе среди лейкоцитов преобладают лимфоциты, в селезенке – незрелые (бластные) формы клеток. Доли содержания разных форм лейкоцитов зависели от половой принадлежности и структурно-функциональных характеристик тканей и органов. Впервые установлено, что после смены среды обитания с морской на пресноводную происходят существенные изменения в лейкограмме крови. Обнаруженное уменьшение доли лимфоцитов при одновременном увеличении числа нейтрофилов и бластных форм клеток свидетельствует о снижении лимфо- и повышении миелопоэза. Аналогичные изменения зафиксированы ранее в лейкограмме молоди горбуши и кеты во время смолтификации. Обнаруженные различия могут быть одним из механизмов адаптации лососевых рыб к смене среды обитания.