Статьи журнала - Принципы экологии
Все статьи: 571
Методы статистического анализа флуктуирующей асимметрии
Статья научная
Рассмотрены методические проблемы практического применения уровня флуктуирующей асимметрии биообъектов. Подробно обсуждаются вопросы, связанные с многообразием методов расчета величины асимметрии и эффективностью использования ее показателей и интегральных индексов. Несовпадение результатов исследований при использовании нескольких оценок асимметрии связывается с их статистическими свойствами и особенностями их нормальной изменчивости, которые определяют чувствительность и работоспособность показателей. Приведены конкретные примеры негативного влияния арифметических преобразований на индикационные свойства показателей: нарушение нормального распределения и необходимость использования грубых непараметрических критериев, повышение значимости редких случайных отклонений, введение дополнительных компонент изменчивости в уровень асимметрии. Отдельно рассмотрены проблемы, которые возникают при расчете интегральных индексов асимметрии, когда объединяются признаки с разными уровнями статистических параметров. Рекомендуется использовать показатель флуктуирующей асимметрии, основанный на нормированном отклонении.
Бесплатно
Механизмы выживания Pinus sylvestris L. в засуху на техногенно загрязненной территории
Статья научная
Целью исследования является изучение нормы реакции морфологических и физиолого-биохимических признаков сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в оптимальные годы и механизмы выживания природных и урбанизированных экосистем в умеренную и сильную засуху ex situ и ex vivo. Объекты исследования - лесные культуры сосны обыкновенной вблизи заповедника (Воронежская область, контроль) и лесная полоса вдоль автомагистрали «Дон» (г. Воронеж, опытный объект). В результате работы проведено изучение нормы реакции признаков семенной продуктивности (полнозернистость, число семян на шишку), водного режима (дефицит влаги, общее количество влаги, содержание коллоидно-связанной воды) и содержания пролина в условиях полевого и лабораторного эксперимента ex situ и ex vivo по шкале «оптимальные годы - умеренная - сильная засуха». Установлены существенные отличия между популяциями по реакции на засуху разной напряженности. Показано, что умеренный гидротермический стресс расширяет норму реакции анализируемых признаков контрольной популяции: максимальный диапазон изменчивости наблюдается в умеренную засуху; минимальный - в оптимальные годы и сильную засуху ex situ и ex vivo. Единый алгоритм изменчивости генеративной и вегетативной сферы деревьев указывает на то, что контрольная популяция находится в состоянии равновесия, имеет в умеренную засуху широкий выбор возможностей для адаптации. Опытный объект развивается в режиме слабо неравновесной системы: максимальная изменчивость признаков наблюдается в оптимальные годы и сильную засуху, а низкая, наоборот, при умеренном стрессе. Обсуждаются механизмы выживания сосны в засуху на техногенно загрязненной территории. Согласно полученным данным, вегетативная и генеративная сфера деревьев опытной популяции по-разному реагирует на усиление гидротермической нагрузки: адаптационные механизмы вегетативной сферы направлены на поддержание гомеостаза, а более стабильная внутренняя среда предохраняет генетический материал формирующихся семян от разрушения.
Бесплатно
Статья
Бесплатно
Многолетняя динамика зараженности мелких млекопитающих туляремией в Ставропольском крае
Статья научная
Проведен анализ зараженности туляремией мелких млекопитающих на территории Ставропольского края за период 1938-2020 гг. Показано, что динамика активности природного очага туляремии характеризуется сменой интенсивных эпизоотий межэпизоотическими периодами. Методом автокорреляционного анализа выявлено отсутствие периодичности в проявлениях эпизоотической активности и наличие циклов продолжительностью 21 год, 12-13 лет и 6-8 лет. Эпизоотии характеризуются высокой интенсивностью (10-30 % инфицированных животных). Выявлены основные виды млекопитающих, поддерживающие эпизоотический процесс. Установлена неоднократная смена основных носителей микроба туляремии за исследуемый промежуток времени, при этом два вида - домовая мышь (Mus musculus) и обыкновенная полевка (Microtus arvalis) на протяжении всего периода обследования интенсивно вовлекаются в эпизоотии. В основном виды, вовлекаемые в эпизоотии, относятся к первой группе высоковосприимчивых и высокочувствительных к микробу туляремии млекопитающих, в то же время результаты исследования выявили высокую инфицированность малой белозубки (Crocidura suaveolens), которая относится ко второй группе высоковосприимчивых, но малочувствительных животных. Вероятно, вследствие интенсификации сельскохозяйственной деятельности человека к настоящему времени произошло изменение структуры природного очага туляремии, в частности видового состава основных носителей инфекции, что повлекло за собой снижение его активности.
Бесплатно
Многолетняя динамика площади зарастания прибрежно-водной растительностью оз. Воже
Статья научная
Целью данного исследования было методами пространственного анализа на основе космических снимков выявить многолетние тенденции в процессе зарастания прибрежно-водной растительностью акватории оз. Воже. Результат работы использовать как тематическую карту основных растительных группировок для верификации в полевых условиях. Анализ снимков за период с 1976 по 2014 гг. показал, что зарастание акватории оз. Воже гелофитами не изменилось. Прибрежно-водная растительность ежегодно развивается на одних и тех же участках. Состав доминирующих видов основных фитоценозов с годами не меняется. Тенденции к увеличению площади зарастания гелофитами не обнаружено. Площадь акватории озера, зарастающая гелофитами, составляет 10.7 %. Результаты классификации распределения растительности оз. Воже являются основой для проведения гидробиологических исследований и анализа рыбохозяйственной ценности водоема.
Бесплатно
Многолетняя динамика показателей репродукции рыжей полевки в период сокращения промышленных выбросов
Статья
Бесплатно
Статья
Бесплатно
Многолетняя динамика рыбного населения водоемов Вологодской области
Статья научная
В статье прослежена многолетняя динамика общего вылова основных промысловых рыб в водоемах Вологодской области. Установлено, что в регионе наиболее заметно сокращаются объемы добычи корюшки, ряпушки, налима и сига, тогда как уловы леща, плотвы и окуня довольно быстро увеличиваются. В целом в водоемах области снижаются биомасса и уловы рыб, относящихся к арктическому пресноводному фаунистическому комплексу, а у представителей бореального равнинного и пресноводных понтического и амфибореального комплексов – растут. Важнейшей причиной этого является многолетнее потепление климата, на фоне которого увеличивается доля в уловах и общая биомасса относительно тепловодных рыб, размножающихся на затопленной растительности при сокращении соответствующих показателей у популяций холодноводных рыб.
Бесплатно
Статья научная
Обнаружена достоверная отрицательная связь между площадью гарей и численностью тетерева Lyrurus tetrix в Государственном степном заповеднике «Оренбургский» за многолетний период. Предполагается, что циклы снижения численности после обширных пожаров – реакция тетерева на временное ухудшение кормовых условий и уничтожение гнездовых биотопов под воздействием пирогенного фактора.
Бесплатно
Статья научная
В обзоре обобщены и проанализированы литературные данные, касающиеся основных механизмов развития феномена множественной лекарственной устойчивости (МЛУ) опухолевых клеток к химиотерапевтическим препаратам. Сделано заключение о биологической роли приобретенного фенотипа МЛУ для популяции опухолевых клеток в целом.
Бесплатно
Статья научная
Выполнен анализ токсичности образцов ядовитого секрета обыкновенных гадюк Vipera berus, отловленных в разных регионах европейской части России из популяций со смешанными признаками номинативного подвида V. b. berus и гадюки Никольского V. b. nikolskii. Тремя различными методами определены величины среднесмертельных доз (ЛД50) ядов для белых лабораторных мышей при внутрибрюшинном введении. В приложении приведены функции на алгоритмическом языке R, оценивающие значения изоэффективных доз для заданного набора вероятностей смерти животных. С использованием обобщенных линейных моделей со случайными эффектами GLMEM (general linear mixed-effects model) построены зависимости «доза-эффект» для различных сочетаний сопутствующих факторов, потенциально влияющих на результат токсикометрического эксперимента (пол подопытных животных, преобладающие подвидовые признаки обыкновенной гадюки, район отлова гадюк, цвет яда и т. д.). Оптимальная модель, которой соответствовал минимум информационного AIC-критерия, включала одновременно подвид гадюк и их местообитание. В зоне интерградации V. b. berus и V. b. nikolskii установлено наличие географического градиента с ориентировочным направлением от Пермского края к Липецкой области, на котором в смешанных признаках популяций усиливаются диагностические признаки V. b. nikolskii и возрастает токсичность ядовитого секрета для мышей. Выявленный тренд соответствует современным представлениям об истории расселения двух форм гадюк и их гибридизации. Отмечена необходимость переописания формы «nikolskii», типовая территория которой находится в зоне контакта с V. b. berus. При переописании токсичность яда для мышей может быть использована в качестве одного из диагностических признаков таксона.
Бесплатно
Модели “доза-эффект” для оценки экологического риска при техногенном загрязнении почвы
Статья научная
Выполнен обзор регрессионных моделей для аппроксимации зависимостей “доза-эффект” по результатам экотоксикологических исследований. Обсуждаются преимущества и недостатки различных моделей, а также проблемы, возникающие в процессе моделирования и при последующей интерпретации результатов с целью экологического нормирования и оценки риска негативного воздействия. Показаны процедуры поиска наилучших зависимостей на основе статистических критериев и методы оценки неопределенности рассчитываемых параметров. Построение моделей подробно иллюстрируется с использованием результатов анализа токсичности образцов почвы с отвалов урановых шахт в районе пос. Каджи-Сай (Кыргызстан). Получены пороговые значения активности радионуклидов U-238 и Ra-226, обеспечивающие минимальную вероятность экологического риска.
Бесплатно
Моделирование популяционной динамики камчатского краба на основе байесовского подхода
Статья научная
В работе рассматриваются принципы моделирования популяционной динамики камчатского краба в Баренцевом море. Оценка состояния запаса основывается на реализации традиционных методов определения продуктивности популяции. В основе оценки лежат методы стохастического когортного и продукционного анализа популяционных параметров с учетом методов сбора, качества и объема исходной информации. Прямые наблюдения по результатам исследовательских съемок и промысла несут значительное количество шума и зачастую весьма неопределенны. Кроме того, будучи интродуцированным видом, характер роста численности популяции камчатского краба вносит существенные неопределенности в оценку связи биологических параметров популяции с ее промысловыми показателями. Моделирование популяционной динамики на основе байесовского подхода позволяет успешно решить вышеуказанные аспекты. Интегрирование данных, полученных в ходе различных исследований, в единую модель на основе байесовского метода оценивания параметров дает существенно более детальное описание процессов, происходящих в популяции.
Бесплатно
Модель перераспределения веществ в водах Петрозаводской губы Онежского озера
Статья научная
Изменения климата на территории Карелии привели к росту поступления аллохтонного вещества в водоемы. На протяжении тридцати лет растет вынос с водами реки Шуя растворенных и взвешенных гумусовых веществ, а также железа и фосфора в их составе в Петрозаводскую губу Онежского озера. Процессы браунификации привели к снижению качества воды и негативно отразились на состоянии бентосных сообществ. Для оценки объемов поступления, выноса и оседания аллохтонных веществ, поступивших в Онежское озеро с водами р. Шуя, было применено имитационное моделирование. Построены варианты модели, включающие данные по трем веществам (железо, фосфор, взвешенные вещества) и круглогодичный цикл водной динамики. Параметрами модели служили коэффициенты переноса и «исчезновения» (оседания) веществ из вод Петрозаводской губы. Настройка параметров выполнялась на основе натурных данных по химическому составу речных и озерных вод за 1992-2018 гг. Модель рассчитывает концентрации веществ, сопоставимые с реальными данными, а также дает возможность оценить массу осевшего железа, основного фактора угнетения глубоководного зообентоса в Онежском озере. В течение года из поступившего в Петрозаводскую губу железа выносится за пределы губы около 40 %, около 30 % оседает на дно и 30 % постоянно присутствует в воде. Распределение веществ в губе в течение года существенно меняется. В течение зимы и весны происходит постепенное возрастание концентраций аллохтонных веществ в заливе. После завершения весеннего перемешивания воды Петрозаводской губы быстро заменяются водами центрального плеса и концентрации веществ в заливе и прилегающем районе озера выравниваются.
Бесплатно
Статья научная
Проведены лабораторные эксперименты с использованием ювенильных особей моллюска вида Achatina fulica как биоиндикаторов загрязнений воздушной среды. Показано, что опытные животные отстают в весе от контрольных при дыхании и кожном контакте с водными аэрозолями, приготовленными из не прошедших биологическую очистку городских сточных вод, а также с аэрозолями, приготовленными из двух растворов сульфата никеля в дистиллированной воде. С использованием атомно-абсорбционной спектрофотометрии установлено, что присутствующие в сточных водах такие ТМ, как Cd, Cu и Ni, накапливаются в пищеварительной железе моллюсков. В модельных опытах с двухнедельной экспозицией моллюсков в камере, периодически (2 часа подачи аэрозоля и 2 часа паузы) заполняемой аэрозолем, содержащим Ni в концентрации 30 и 50 мг/дм3, наблюдается накопление никеля в пищеварительной железе с концентрацией, превосходящей контрольную в 6 и 10 раз соответственно. При этом животные достоверно отстают в скорости набора веса от контрольной группы, содержавшейся в водной аэрозоли без никеля. Последующая недельная экспозиция этих моллюсков в водной аэрозоли, приготовленной из дистиллированной воды без сульфата никеля, приводит к снижению концентрации никеля в ткани пищеварительной железы. Продемонстрирована биодоступность ТМ из сточных вод и растворов никеля при дыхании водной аэрозолью и, возможно, при кожном контакте. При этом поступление токсиканта происходит, по-видимому, помимо приема пищи.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты 2-летнего мониторинга роста и развития Syringa josikaea Jacq. fil. (сирени венгерской) в условиях атлантико-арктического климата г. Мурманска (68°58' с. ш., 33°4' в. д.). Фенологические показатели изучались на четырех пробных площадках в разных районах города. Продолжительность вегетационного периода S. josikaea на широте г. Мурманска составляет 125-136 суток. Выявлено значительное укорочение ряда фенологических фаз, их смещение на более поздние даты по сравнению с другими городами севера России. Рассчитаны суммы активных температур (САТ) выше 0 °С для каждой фенофазы. Показано, что фенофазы развертывания почек, роста побегов, цветения, листопада S. josikaea происходят практически синхронно в разных районах г. Мурманска и в контроле при суммах активных температур, которые значительно различаются по годам. При этом фенофазы могут проходить при минимальных значениях суммы активных температур. Это может свидетельствовать о том, что процессы развития S. josikaea в значительной степени детерминированы генетически. S. josikaеа является видом с широкой нормой реакции, поскольку она успешно вегетирует и цветет в условиях полярного дня и низких температур Арктического региона.
Бесплатно
