Статьи журнала - Принципы экологии
Все статьи: 498
Статья научная
Выявление общих принципов сборки природных сообществ является фундаментальным вопросом экологии сообществ. К настоящему времени сформулированы четыре парадигмы, в рамках которых изучается структура метасообщества и факторы, ее обеспечивающие. Среди важнейших процессов, влияющих на структуру метасообщества, выделяют случайные процессы, процессы, детерминированные внешней средой, и процессы, детерминированные биотическими взаимодействиями. В данной статье рассматривается роль экологических градиентов, неэкологических пространственных процессов и межвидовой конкуренции в формировании структуры сообществ птиц на границе тайги и лесостепи Зауралья. В период с 2000 по 2011 год были собраны сведения о видовом составе гнездящихся птиц 17 сайтов. Описание структуры метасообщества проводилось с использованием метода анализа элементов структуры метасообщества – EMS. Для выделения основных экологических градиентов использовался метод главных компонент. Для оценки влияния неэкологических пространственных процессов проводился корреляционный анализ сходства видового состава сайтов и расстояния между этими сайтами. Роль конкуренции изучалась за счет сравнения дисперсии различий размеров тела птиц, как в пределах отдельных сайтов, так и в пределах регионального пула видов. Для статистический проверки гипотез наблюдаемые индексы сравнивались со случайными, рассчитанными с помощью фиксированной нулевой модели (FF). Ведущим процессом формирования структуры метасообщества птиц на границе тайги и лесостепи Зауралья является сортировка видов вдоль экологических градиентов. Структура метасообщества птиц в районе исследований в пределах наименее измененных антропогенной деятельностью сайтов соответствует глисоновскому градиенту. Глисоновская структура метасообщества хорошо коррелирует с основным экологическим градиентом. Вложенность сообществ не выявлена. Гипотеза о роли межвидовой конкуренции не подтверждается. Минимальные различия размеров тела птиц не выявлены. Для отрядов Passeriformes и Falconiformes характерна агрегация размеров тела. Роль пространственных процессов в формировании населения птиц не существенна. Корреляция между сходством видового состава и расстоянием между сайтами не значима.
Бесплатно
Структура разнообразия коллембол южных тундр в разных масштабах исследования
Статья научная
Для лучшего понимания закономерностей распространения микроартропод и определяющих их факторов нами было изучено разнообразие почвенных ногохвосток по уровням пространственной иерархии местообитаний в тундровых экосистемах (Большеземельская тундра). Изменение видового разнообразия (α и β) и структуры сообществ коллембол было проанализировано в 96 образцах из трех микробиотопов (мхи, лишайники и смешанные образцы) двух типов тундр (кустарниковая и кустарничковая) с использованием процедуры аддитивного парционирования. α- и β-разнообразие оценивали на уровне ландшафта, типа тундры, микробиотопа и пробы. Всего зарегистрировано 65 видов, что сопоставимо с богатством локальных фаун восточно-европейских тундр. Показано, что факторы, связанные с типом тундры, микробиотопа и неоднородностью распределения видов на уровне проб, вносят относительно одинаковый вклад в видовое разнообразие коллембол. В то же время результаты исследования подтверждают важность изучения микробиотопов (особенно лишайниковых куртин) в тундрах для поддержания разнообразия коллембол. Установлено, что вклад α- и β-разнообразия на уровне микробиотопов в общее видовое богатство (γ) может быть равнозначным, что служит дополнительным доказательством необходимости отбора проб под разными функциональными группами растений в различных пространственных масштабах. В целом полученные данные свидетельствуют о том, что разнообразие коллембол южных тундр характеризуется как β-доминантное на всех уровнях ландшафтной иерархии, что свидетельствует о том, что внешние факторы превалируют над внутренними при формировании сообществ коллембол.
Бесплатно
Статья научная
Дана комплексная оценка состояния и популяционной структуры одного из наиболее уязвимых подвидов горных баранов Центральной Азии - казахстанского архара. Показано, что плотность архаров в среднем по территории Казахского мелкосопочника составляет 0.28 ± 0.02 ос./км2. Отмечены прямые зависимости плотности от площади и высоты горных массивов, что определяется их лучшими кормовыми и защитными свойствами. В популяции по всем горным массивам преобладают взрослые самки (в среднем 44.28 ± 3.07 %), количество самцов старше 2 лет и сеголеток примерно равное (23.52 ± 2.58 % и 21.00 ± 3.82 % соответственно), наименьшей половозрастной группой являются годовалые животные (9.33 ± 0.62 %). Самцы доживают до 15 лет, тогда как самки - до 18, что объясняется выборочным отстрелом самцов. Доля самцов в популяции начинает резко снижаться с 4-летнего кластера. Относительно высокие показатели удельной смертности характерны для сеголеток и животных старших возрастных групп, наименьшие - для молодых животных в возрасте 1-4 года. Параметры структурной организации популяции казахстанского архара находятся в тесной взаимосвязи между собой и отражают текущее состояние популяций в конкретных условиях среды. Естественные причины, формирующие и поддерживающие определенную структурную организацию каждой локальной группировки, связаны с кормовыми и защитными условиями территории. В настоящее время определяющее влияние на популяцию оказывает комплекс факторов антропогенной природы - трофейная охота, браконьерство, степные пожары, выпас домашних животных и др.
Бесплатно
Статья научная
Изучены анатомические и физиологические особенности двух видов Umbilicaria deusta и U. hyperborea на территории южной Карелии: урочище «Чертов стул» – Петрозаводский городской округ, и отработанный карьер малинового кварцита – Прионежский район. Установлено, что вид U. deusta показал морфологическую изменчивость при функциональной стабильности параметров пигментного фотосинтетического аппарата. Вид U. hyperborea наряду с морфологической проявил и функциональную вариабельность за счет значительного варьирования всех показателей фотосинтетического аппарата. Это позволило выявить два пути в адаптации у исследованных видов рода Umbilicaria к факторам среды. Адаптация лишайника по пути изменения структуры микобионта – структурная адаптация у вида U. deusta. И структурно-функциональная, связанная с варьированием и анатомических структур, и количественных показателей фотосинтетического аппарата фотобионта у вида U. hyperborean, для которого приспосабливаемость к условиям среды обеспечивают оба симбионта.
Бесплатно
Сходство и различие пойменных орнитокомплексов Урала и Приамурья на примере трех заповедников
Статья научная
В работе проведено сравнение сообществ птиц на речных участках пойм р. Вишеры (Северный Урал) и рек Селемджа и Горин (Амурская область, Хабаровский край). Выявлено достаточно высокое сходство по видовому составу между Уральскими и Приамурскими участками (Is 0.48 и 0.46) и низкое перекрывание по обилию (Isc 0.19 и 0.14). Доля представителей отряда воробьинообразных во всех трех сравниваемых участках составила 75–78 %. По результатам факторного анализа различия проявились в высокой значимости семейств вьюрковых, славковых и отряда ржанкообразных на Вишерском Урале, в большой значимости семейств овсянковых, мухоловковых, синиц и отряда дятлообразных в Приамурье. Сравнение орнитокомплексов приречных участков пойм Вишерского Урала и Северного Приамурья показало, что структурные различия сообществ в первую очередь определяются разницей регионов по широте. Удаленность Вишерского заповедника от зоны широколиственных лесов проявляется в доминировании здесь экологически не связанных с ними таксонов: вьюрковых, славковых и ржанкообразных. Высокая значимость в Приамурье овсянок, мухоловок и других дендрофильных видов связана с более южным расположением и распространенностью широколиственных лесов в регионе. Эти различия регионов наглядно отражаются в значениях индекса полидоминантности: в наиболее северном – Вишерском – заповеднике они минимальные, в самом южном – Комсомольском – они максимальные. Меридиональные различия между орнитокомплексами проявляются в видовом составе сообществ, причем среди околоводных птиц эта разница минимальна.
Бесплатно
Статья научная
В работе представлен сравнительный анализ таксономического состава населения литорального макрозообентоса двух заливов Белого моря. Показано, что особенности хорологического размещения литоральных беспозвоночных в исследованном регионе соответствуют специфике местных экологических условий, главным из которых является гидрологический режим водных масс, определяющий эдафические условия и температурно-солевой режим мелководий. Сообщества литоральных беспозвоночных животных в Кандалакшском и Онежском заливах Белого моря образуют самостоятельные биохорологические фаунистические комплексы.
Бесплатно
Таксономически значимые особенности облика лося Западной Сибири в связи со структурой их мтДНК
Статья
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена изучению хода зимней спячки длиннохвостого суслика в условиях среды, близких к естественным, и выявлению механизмов влияния температуры среды на формирование ритмов зимней спячки. Проведены непрерывные наблюдения за температурой тела четырех особей Spermophilus undulatus в спячке с термографов DS-1922L, имплантированных внутрибрюшинно. Условия зимовки и спячки были максимально приближены к естественным в природной среде. Спячка проходила в подземелье мерзлотной лаборатории Института мерзлотоведения СО РАН (г. Якутск) в условиях вечномерзлого грунта на глубине 16-18 м. Впервые отмечены периоды гипотермии около и более 20 сут. 94-95 % времени суслики находились в состоянии гипотермии. 58-68 % бюджета времени спячки животные имели температуру тела 0о и ниже. С привлечением полученных ранее данных рассчитаны зависимости температуры тела от температуры среды у сусликов в состоянии гипотермии, зависимости продолжительности интервалов гипотермии от температуры тела и температуры среды.
Бесплатно
Теоретическая экология и теория информации: некоторые объединяющие принципы
Статья научная
В статье рассматривается ряд понятий, величин и законов, пришедших в экологию из физики и информатики и получивших широкое распространение благодаря их глубокому смысловому содержанию. Хотя важность информационных процессов для реализации экологических функций сегодня широко признана, фундаментальные принципы теории информации недостаточно отражены в теоретической экологии. Обзор построен вокруг ряда вопросов о роли, которую информация может играть в экологических системах. При этом обсуждается два аспекта информации, которые отражают ее двойную роль: синтаксическая информация (процессы, которые кодируют, фильтруют и обрабатывают информацию, хранящуюся в экологической структуре) и семиотическая информация (связана со структурами и их контекстом). В итоге экологические объекты представляются как открытые термодинамические системы, получающие извне информационную и негэнтропийную «подпитку» для упорядочивания собственной структуры.
Бесплатно
Тепловые адаптации рептилий и механизмы их формирования
Статья научная
В статье рассматриваются основные элементы понятийного аппарата и другие аспекты термобиологии рептилий, которые необходимо учитывать при рассмотрении проблемы их термальных адаптаций. В статье определены различия между понятиями «термобиологические особенности» и «термальные адаптации», которые в литературе часто используются как синонимы. Показано, что в адаптации рептилий к внешним условиям большое значение имеет комплекс термофизиологических показателей и реакций, определяющий условия реализации полной активности. Связь между термофизиологическими показателями рептилий, описывающими условия реализации полной активности, и характеристиками природных условий среды не всегда однозначна. Между ними существует важный посредник – системы поведенческой и физиологической терморегуляции – который существенно нарушает однозначность этой связи. Благодаря системам терморегуляции (в основном поведенческой) мезофилы могут успешно обитать в регионах с жарким климатом, а в холодных климатах могут жить рептилии, которым регулярно необходим нагрев тела до 30–34 ˚C. Анализируется значение поведенческих регуляторных реакций, физиологических температурно зависимых, терморегулирующих и терморегулируемых реакций в комплексе термальных адаптаций рептилий. Показано ключевое значение комплекса термофизиологических, стабильных (неизменных ни географически, ни сезонно), терморегулирующих показателей гомеостаза (физиолого-экологической матрицы) в адаптации рептилий к природно-климатическим условиям регионов обитания. Описаны механизмы формирования пространственно-временных структур суточной и сезонной активности и регулирования эндогенных сезонных циклов питания и размножения. Показано, что индивидуальные адаптации к условиям термальной среды происходят у рептилий преимущественно не за счет модификации термофизиологических характеристик, а благодаря тонкой подстройке пространственно-временных структур суточной и сезонной активности с помощью поведенческих регуляторных реакций, позволяющих сохранить неизменными показатели гомеостаза, входящие в комплекс физиолого-экологической матрицы. При этом основная задача индивидуальных термальных адаптаций – сохранение показателей термального гомеостаза в разных условиях среды. В изучении термобиологии рептилий предлагается сменить акцент с исследования пластичности термобиологических характеристик на изучение стабильности видоспецифичного комплекса физиолого-экологической матрицы и приемов сохранения этой стабильности в разных условиях среды.
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются термодинамические характеристики муссонных тропических лесов национального парка Каттьен, рассчитанные по 19 срокам съемки спутников семейства Landsat с 2000 по 2018 г. Методом главных компонент получены инварианты (параметры порядка) отдельных переменных и системы в целом и на их основе выделены типы термодинамической системы, соответствующие основным типам ландшафтного покрова территории. Показано существование двух режимов работы системы: конец влажного сезона и конец сухого сезона.
Бесплатно
Территориальная неоднородность лихенобиоты Западной Сибири (в сравнении с другими сообществами)
Статья научная
Для Западной Сибири, включая ее горную часть, составлены классификации лишайников и лихенофильных грибов по сходству в распространении, а также по неоднородности их сообществ. Выявлено три надтипа распространения видов (Тундровый, Лесной и Степной) и восемь надтипов их сообществ. В первый из них вошли лихенобиоты высокогорных лугов, тундр, кустарников, во второй – редколесий, лесов (кроме степных), лугов и болот среди них (кроме лесных лугов и лесостепных болот). К третьему надтипу отнесены лихенобиоты горных лесных лугов; к четвертому – луговые степи и сосняки в их пределах; к пятому – вторичные мелкодерновинные степи; к шестому – преимущественно настоящие степи; к седьмому – лесостепные болота и к восьмому – галофитные сообщества. Основные тренды изменчивости лихенобиот коррелируют с зональной и высотной теплообеспеченностью, облесенностью, аридизацией, заболоченностью и засоленностью местности. Общая (множественная) оценка связи с выявленными факторами учитывает 75 % дисперсии матрицы коэффициентов сходства сообществ по 61 биотопу. Совместно с природными режимами (неразделимыми сочетаниями факторов) доля объясненной дисперсии матрицы сходства достигает 90 % (множественный коэффициент корреляции 0.95). По всей Западной Сибири сопоставлена неоднородность лихенобиоты и сообществ земноводных, пресмыкающихся, птиц и мелких млекопитающих. Аналогичное сравнение с дифференциацией экосистем по биомассе растений, гумусу почв, морт- и подземной фитомассе, со структурой населения наземных беспозвоночных и позвоночных, а также с общей классификацией экосистем по всем перечисленным признакам выполнено отдельно по Западно-Сибирской равнине, охватывающей 93 % всей площади Западной Сибири.
Бесплатно
Технология биоочистки производственных сточных вод от отработанных смазочных (моторных) масел
Статья научная
Для очистки производственных сточных вод, загрязненных полусинтетическим (Shell Helix HX7 Diesel 10W-40) и минеральными (И-40А, соляровое) маслами, спроектирован и создан распылительно-отстойный биореактор (РОБ) колонного типа с тремя равными зонами: 1–2 – зоны распыления, иммобилизации углеводородокисляющих микроорганизмов (УОМ) и интенсивной биодеструкции загрязнений; 3 – зона отстоя и частичного биоокисления остаточных загрязнений. Используя РОБ в качестве основного аппарата, мы разработали биотехнологическую схему очистки со следующими сооружениями: приемник-осветлитель сточной жидкости, усреднитель-смеситель, биореактор, вторичный отстойник, дозаторы подачи УОМ, биогенных элементов и индуцирующих соединений, насос подачи сточной жидкости, откачка очищенной воды в усреднитель-смеситель, а биомассы микроорганизмов в дозатор. Установлено, что при непрерывном режиме очистки сточной жидкости с отработанными смазочными маслами 25, 50, 75, 100 и 200 мг/дм3 в РОБ со скоростью 0.7–0.8 л/мин (при давлении потока до 3.0 атм.), обеспечении температуры среды от 19 до 26 ºС, рН – от 6.0 до 8.0, исходного содержания растворенного кислорода 1.5–3.0 мг/дм3, биогенных элементов в пределах 20–50 мг/дм3, индуцирующих веществ до 35 × 10 6 М, УОМ от 101 × 10 6 до 106 × 10 6 кл/см3 достигается очистка на 92.0–99.6 % (в зависимости от вида загрязнения). Остаточное количество масел в очищенном стоке укладывается в норму оборотного водоснабжения и отвода в открытые водные источники без ущерба их экологическому состоянию.
Бесплатно
Тополевые насаждения, скрытоживущие насекомые-филлофаги, повреждение листьев насекомыми
Статья научная
В городе Красноярске исследования комплексов дендрофильных насекомых проводились еще в конце ХХ в., таким образом, существует потребность в современной оценке состояния городских зеленых насаждений. Целью наших исследований было выявление комплекса скрытоживущих насекомых-филлофагов тополевых насаждений на территории города Красноярска и проведение оценки поврежденности ими листьев тополей. Сбор и учеты численности насекомых проводились на семи пробных площадях в течение лета 2016 г. Неповрежденные и поврежденные листья учитывались на концевом участке ветви длиной 50 см. Всего было проанализировано 3620 листьев. Выявлен комплекс скрытоживущих видов насекомых – минеров, галлообразователей, трубковертов. Видовое разнообразие энтомокомплекса низкое. Повреждаемость листьев галлообразователями и трубковертами в среднем по городу – 2.5 и 1.1% соответственно, минерами – до 10 %. Обнаружены статистически значимые различия в долях неповрежденных листьев в разных районах города.
Бесплатно
Три парадигмы изучения мира (взгляд экологов)
Статья научная
Еще в 1948 г. У. Уивер (W. Weaver) обращал внимание на проблему Complexity. Активное изучение этой проблемы началось в конце ХХ в. в работах И. Р. Пригожина (I. R. Prigogine) и Г. Хакена (H. Haken). В статье дается и третья трактовка Complexity с позиции статистической неустойчивости любых выборок биосистем (заметный вклад в осмысление и математизацию этой парадигмы внесен В. М. Еськовым и его последователями). Это так называемые системы третьего типа (нет повторов начального состояния, вектора текущего состояния и конечного состояния; все уникально). В этом случае Complexity выходит за рамки детерминизма и стохастики. Обсуждаются некоторые экологические примеры.
Бесплатно
Тромботические свойства некоторых азотсодержащих соединений
Статья научная
Среди лекарственных средств, применяемых для регуляции процесса свертывания крови, довольно большая часть содержит аминогруппы или четвертичные атомы азота. С точки зрения влияния на коагуляционные свойства крови их количество и пространственная организация имеют первостепенное значение для реализации физиологических функций организма. Поэтому изучение механизмов активации процесса тромбообразования у различных видов является необходимым условием создания новых лекарственных препаратов подобного действия. Кроме того, в повседневной жизни мы сталкиваемся не только с лекарственными средствами, но и другими веществами, также имеющими в своем составе аминогруппы или четвертичные атомы азота, в частности с различными пищевыми добавками, компонентами бытовой химии, поллютантами и др., что, несомненно, вносит в рассматриваемую проблему экологический аспект. В настоящей статье исследована in vitro способность различных азотсодержащих соединений (предельных, ацетиленовых, ароматических и гетероароматических аминов, их гидрогалогенидов и четвертичных аммониевых солей) ускорять коагуляцию (свертывание) крови мышей. Она зависит не только от кислотно-основных свойств соединений, поскольку ею обладают также гидрогалогениды аминов и четвертичные аммониевые соли, не участвующие в кислотно-основных взаимодействиях. Максимальный эффект проявляют вещества, содержащие в своем составе октильные заместители нормального строения. Возможно, при усилении процесса свертывания крови координационная способность лигандов с н-октильными группами по отношению к Fe(II)-протопорфирину IX, входящему в состав гемоглобина, также играет важную роль. Ввиду того, что многие медицинские препараты (особенно вводимые внутривенно) являются аминами, их солями или четвертичными аммониевыми солями, мы обращаем внимание, что значительная их часть при длительном использовании может увеличивать риск тромбообразования, даже если в настоящий момент подобные эффекты для них не описаны. Высказывается предположение о возможности использования подобных соединений в качестве потенциальных составляющих лекарственных средств для лечения заболеваний (например, некоторых видов гемофилий), связанных с пониженной способностью крови к свертыванию.
Бесплатно
Статья научная
Изучение трофической связи животных и сорных растений актуально для понимания процессов, происходящих в популяциях при различных сукцессиях. Результаты исследования могут быть использованы при разработке новых, экологически чистых кормовых рационов продуктивных животных. Цель – исследовать трофическую зависимость перекисного окисления липидов (ПОЛ), активность супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы в плазме крови кролика от потребления им некоторых сорных растений. 50 % грубого корма опытных животных заменяли на вьюнок полевой, тростник обыкновенный или бодяк полевой, в остальном рационы животных совпадали. Для анализа использовали плазму крови. Определяли спектрофотометрически уровень ПОЛ, активность СОД и каталазы. Показана зависимость от типа питания ПОЛ и активностью оксидоредуктаз. Так, при использовании в составе сочных кормов и особенно сена вьюнка наблюдается снижение продуктов ПОЛ, активность СОД и каталазы. Выявлена способность вьюнка влиять на баланс антиоксидантной защиты и снижать окислительный стресс.
Бесплатно
