Оригинальные исследования. Рубрика в журнале - Принципы экологии
Статья научная
В условиях возрастающей антропогенной нагрузки на экосистемы особую актуальность приобретает изучение особенностей изменения водных сообществ под воздействием неблагоприятных факторов. При оценке состояния водоемов используются биоиндикационные свойства зоопланктонных организмов. Для каждого водоема важно учитывать интенсивность и продолжительность воздействия неблагоприятных факторов. На примере реки Ижора (Ленинградская область, бассейн Балтийского моря), в течение длительного периода испытывающей значительный пресс со стороны промышленных предприятий и сельскохозяйственного производства, в 2014 г. исследовалось сообщество зоопланктона. Результаты сравнивались с данными 1973-1975 гг., причем схема и методы отбора проб совпадали в оба периода исследований. Показано, что на протяжении всего района исследования произошло значительное сокращение численности и биомассы коловраток и ракообразных (более чем в сто раз) по сравнению с исследованиями 40-летней давности. Снижение количественных показателей и нарушение структуры - признаки угнетенного состояния сообщества зоопланктона. По мере увеличения степени загрязнения и обеднения видового состава уменьшалось разнообразие типов питания. В наиболее загрязненных участках оставались собиратели-полифаги и небольшое количество хватателей. Среди ракообразных полностью исчезали виды-фильтраторы, способствующие повышению роли зоопланктона в очищении вод реки от взвешенных веществ. Анализ трофической структуры ракообразных (с учетом типов питания), проведенный в 2014 г., а также использование индекса сапробности позволяют рассматривать качество вод на исследованном участке реки (протяженность 26 км) как «умеренно загрязненные» и «загрязненные воды» органическим веществом. В то же время наблюдались признаки, свидетельствующие о токсическом загрязнении. В ходе работы установлено, что зоопланктонное сообщество реки Ижора продолжает испытывать значительное воздействие неблагоприятных факторов.
Бесплатно
Статья научная
На данный момент существует нехватка морфометрических исследований биотопических различий личинок комаров-звонцов на видовом уровне, несмотря на обширные исследования по этому направлению в других группах беспозвоночных. Такие работы помогут определить направления изменчивости организмов в изменяющихся условиях среды. В статье представлены результаты исследования локальной морфометрической изменчивости личинок комаров-звонцов вида Einfeldia pagana в зависимости от глубины обитания в водоеме. Актуальность работы обусловлена важностью понимания направления морфологических изменений хирономид как ключевых компонентов макрозообентоса, участвующих в процессах самоочищения водоемов и пищевых цепях. Цель исследования заключается в оценке морфометрических различий личинок Einfeldia pagana из разных биотопов озера Комсомольское (г. Казань). В ходе работы проведен анализ 26 морфометрических признаков личинок IV возраста, включая 18 параметров головной капсулы и 8 характеристик задней части тела. Промеры морфологических структур проводились под бинокуляром и световым микроскопом с использованием окуляр-микрометра. Статистическая обработка данных проводилась с применением методов оценки достоверности различий, включая бутстрэп-анализ, MANOVA и апостериорный тест Тьюки. Результаты показали наличие достоверных морфометрических различий между выборками: различаются размеры органов головной капсулы и анальных жабр. Выявлено 12 признаков со статистически значимыми отличиями. Полученные результаты могут быть использованы для развития методов биомониторинга и прогнозирования изменений видового состава хирономид в водоемах, а также служить основой для дальнейших исследований морфологической изменчивости хирономид в различных экологических условиях.
Бесплатно
Статья научная
Под влиянием пестицидов происходит трансформация почвенных микробных комплексов. При хроническом воздействии пестицидов в районе Кильмезского захоронения ядохимикатов (Кировская область) изменяется видовой состав почвенных фототрофов и количественные характеристики почвенных альго-циано-микологических комплексов. Содержание цианобактерий в структуре фототрофных комплексов почв и степень меланизации популяций микромицетов могут быть использованы как биоиндикаторные показатели загрязнения почв, дополняя комплекс показателей аттестованных лабораторных методов биотестирования.
Бесплатно
Статья научная
Известно, что в городских ландшафтах часто происходят резкие изменения природных условий, которые могут негативно сказываться на жизнеспособности обитающих здесь популяций. Это в свою очередь вызывает сокращение биоразнообразия в целом. Одним из эффективных методов анализа степени деградации экосистемы является изучение трофических связей животных. Особый интерес в этом отношении вызывают бесхвостые земноводные, в частности зеленые лягушки, которые являются толерантными к антропогенному прессу и часто используются в качестве биоиндикаторов. Одним из таких видов является озерная лягушка (Pelophylax ridibundus). Данный вид обладает высокой экологической пластичностью и часто заселяет как антропогенно измененные, так естественные ландшафты. В работе представлены данные о пищевых предпочтениях озерной лягушки в условиях урбанизированных территорий г. Белгорода. На основе проведенного исследования 46 желудков было выявлено, что наиболее предпочтительными объектами питания являются представители отрядов Перепончатокрылые (Hymenoptera, в 43 % желудков), двукрылые (Diptera, 32.6 %), жуки (Coleoptera, 30 %), а также личинки различных насекомых (28 %). Кроме того, в желудках присутствовали представители отряда Полужесткокрылые (Hemiptera), а также Брюхоногие моллюски (Gastropoda), Дождевые черви (Lumbricina) и Стрекозы (Odonata), Мокрицы (Oniscidea), Уховертки (Dermaptera), Поденки (Ephemeroptera). Несмотря на присутствие в изучаемой популяции разновозрастных особей, следов каннибализма обнаружено не было. Полученные данные свидетельствуют о хорошей кормовой базе у изученного вида, несмотря на антропогенную трансформацию прибрежных биотопов.
Бесплатно
Особенности проявления очагов туляремии на территории Вологодской области
Статья научная
На территории Вологодской области наиболее активно очаги туляремии проявляются в лугополевых и пойменно-болотных биотопах. За период с 1958 по 2012 год от мелких млекопитающих, объектов окружающей среды было выделено 434 культуры возбудителя туляремии и зарегистрировано 379 случаев заболевания среди людей. Заболевания туляремией людей и выделение культур туляремии происходят нерегулярно, но эпизоотии среди разных видов мелких млекопитающих протекают постоянно. Развитию интенсивных эпизоотий и росту выделения культур от объектов окружающей среды способствует резкое нарастание численности мелких млекопитающих и распространение бактерий туляремии по водотокам. Наиболее активные природные очаги туляремии отмечены в Присухонской низине, долине р. Ухтомка и в пойме р. Малая Северная Двина. Максимальный риск заражения туляремией в Вологодской области связан с ландшафтами озерно-ледникового типа.
Бесплатно
Особенности радиационно-химического воздействия на щитовидную железу мелких млекопитающих
Статья научная
В настоящее время остро стоит проблема оценки многофакторных антропогенных воздействий на популяции животных. Способность токсикантов перемещаться на значительные расстояния от источника загрязнения и непредсказуемость их совместного действия требуют более детального исследования формирования эффектов при поступлении в течение длительного времени факторов в организм млекопитающих. Щитовидной железе принадлежит существенная роль при адаптации организма к постоянно изменяющимся условиям окружающей среды, при этом она является лабильной и отвечает на антропогенную трансформацию среды изменением структурно-функциональных характеристик составляющих ее компонентов. Цель исследования - изучить особенности хронического действия факторов радиационной и химической природы на формирование ответной реакции щитовидной железы мышей и определить морфологические критерии тиреоидной ткани, по которым можно оценить характер таких воздействий у млекопитающих, обитающих на техногенно загрязненных территориях. Для этого были проведены эксперименты на половозрелых самцах мышей линии СВА, сначала были изучены эффекты раздельного действия факторов, а потом варианты их совместного действия. Животных подвергали γ-облучению в течение 30 суток (226Ra) при мощности экспозиционной дозы 2000-2500 мкР/ч (1.6 сГр). Нитрат натрия мыши получали перорально также 30 суток в концентрациях 10 и 45 мг/л. С применением морфологических методов исследования показана высокая чувствительность щитовидной железы мышей к хроническому низкоинтенсивному γ-облучению и нитрату натрия в дозах и концентрациях, реально встречающихся в окружающей среде, что позволяет предложить показатели ее морфофункционального состояния для использования в качестве критерия оценки биологического действия радиационно-химических воздействий. Совместное действие исследуемых факторов оказывало большее влияние на тиреоидную паренхиму по сравнению с их раздельным действием. Полученные результаты необходимо учитывать при оценке многофакторных антропогенных воздействий на щитовидную железу млекопитающих и при экологическом нормировании техногенной нагрузки на наземные экосистемы.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье рассматриваются результаты деятельности ботанических садов в области интродукции и акклиматизации растений, проявляющиеся: в распространении видов за пределы их естественного экологического оптимума; в создании коллекций близкородственных перекрестноопыляющихся видов и сортов; в формировании источников инвазионных видов. Подчеркивается значение ботанических садов как антропогенных центров распространения и эволюции растений.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются отличия основных аспектов репродуктивной биологии зарянки в естественных и антропогенных стациях Рязанской области. Показано, что у зарянки имеется ряд антропогенных трансформаций гнездовой биологии, часть из которых адаптивны, другие представляют собой экологическую ловушку для синантропных популяций.
Бесплатно
Особенности сезонных явлений в зоопланктоне Петрозаводской губы Онежского озера
Статья научная
Фенологические фазы или сезоны были выделены для зоопланктона Петрозаводской губы Онежского озера с помощью метода дискриминантного анализа. На основе данных по численности и биомассе основных таксономических групп зоопланктона с 1988 по 2010 г. были выделены 4 сезонных состояния сообщества, определены их сроки и продолжительность. В среднем летний период для зоопланктона в Петрозаводской губе продолжается 66 суток, что на 24 суток дольше, чем в центральном районе озера. Рассматривается связь фенологии с гидродинамическим и термическим режимом.
Бесплатно
Особенности состава некрофильных двукрылых на урбанизированных территориях южной Карелии
Статья научная
Изучен комплекс синантропных некрофильных двукрылых и воздействие урбанизации на их состав и структуру. На трупах людей найдено девять видов мух, относящихся к четырем семействам. Основу населения составляют красноголовая синяя падальница (Calliphora vicina), зеленая падальница (Lucilia caesar) и мясная муха новоземельская (Protophormia terraenovae). Ведущую роль в формировании комплекса некрофильных двукрылых играют сезонные аспекты изменения видового состава, условия нахождения трупа и его состояние. Наиболее успешными в размножении, развитии и колонизации трупа являются экологически пластичные виды с широким трофическим спектром.
Бесплатно
Статья научная
На основании подробного сравнительно-экологического анализа строения и теплозащитных свойств волосяного покрова 8 фоновых видов мелких млекопитающих таежного Севера - европейского крота, обыкновенной, малой и средней бурозубок, водяной куторы, лесной мышовки, полевки-экономки и европейской рыжей полевки - вскрываются основные его адаптивные особенности, позволяющие мелким зверькам успешно компенсировать характерное для них несовершенство терморегуляции, в том числе посредством включения наиболее эффективных приспособительных механизмов физической терморегуляции. В их числе сегментное строение волос, их дифференцировка на категории, утончение и переход к универсализму и мультифункциональности, приспособительная перестройка микроструктуры волоса к соответствующей среде и экологическим условиям, топография волосяного покрова. В эколого-эволюционном плане подробно анализируются все основные размерные и структурные показатели шерсти зверьков, в том числе позволяющие оценить географическую, популяционную и сезонную их изменчивость.
Бесплатно
Статья научная
Были выполнены исследования по изучению процесса сульфатредукции в пресноводном озере Назаровское (Коношский район Архангельской области). Полевые работы проводились в зимний (март) и летний (июль) сезоны с 2013 по 2017 г. Определены биогеохимические показатели (содержание сульфатов, железа, органического вещества, форм серы) и скорость бактериального процесса сульфатредукции в отобранных образцах с использованием общепринятых или апробированных методик. Вода в озере была охарактеризована как пресная, гидрокарбонатного класса кальциевой группы. В водной толще максимальные количества сульфатов 107 мг/л и сероводорода 1355 мкг/л были отмечены в зимний период. В донных отложениях оз. Назаровское более интенсивно восстановление сульфатов осуществлялось в летний период (максимальная скорость процесса составляла 555 мкг S/дм3 сут). В отличие от большинства ранее исследованных нами пресноводных озер на территории Архангельской области, в данном водоеме отмечены наибольшие содержания сульфатов и сероводорода в воде, при этом зафиксирована наименьшая скорость бактериального процесса сульфатредукции как в воде, так и донных отложениях. Однако среди производных сероводорода в донных осадках из сульфидных форм в оз. Назаровском доминировала пиритная сера, что может косвенно свидетельствовать о довольно активном протекании процесса сульфатредукции в отложениях этого неглубокого водоема. Можно предположить, что, несмотря на большую скорость процесса, летом образующиеся сульфидные формы в верхних слоях отложений могут окисляться из-за проникновения кислорода до дна водоема ввиду небольшой глубины озера, а накапливаются соединения восстановленной серы в донных осадках в зимний период (в водоеме отмечены анаэробные условия даже в водной толще).
Бесплатно
Оценка биоразнообразия жесткокрылых-некробионтов в Карелии
Статья научная
В работе дана оценка биотопической специфики фауны некробионтов с помощью разнообразных математических средств обработки данных по встречаемости этих животных на трупах. Представлен список видов жесткокрылых-некробионтов.
Бесплатно
Оценка видового богатства паразитофауны рыб: экологический подход
Статья научная
Изучали биологическое разнообразие паразитофауны щуки в четырех местообитаниях северных озер Карелии. Построены кривые зависимости ожидаемого видового богатства от затраченного выборочного усилия (числа исследованных особей). Предложен универсальный подход к описанию динамики пополнения видового списка – поиск (путем комбинаторики) срединных значений между самой быстрой и самой медленной траекториями прироста видового богатства с последующей аппроксимацией логарифмической функцией. Анализ показал, что в число важнейших экологических факторов формирования богатства фауны паразитов данного водоема входят богатство инфрасообществ и возрастной состав выборки хозяина. Выборка объемом 15 экз. хозяина содержит не менее 80 % всех видов паразитарного сообщества.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей статье обсуждаются вопросы влияния строительства крупных гидрообъектов на состояние охотничьих угодий на затопляемых территориях. Проблема освещена на примере возведения Крапивинского гидроузла на реке Томь. Обсуждаются модели развития устойчивого охотничьего хозяйства на базе полиотраслевого территориального лесопользования. В частности, это касается водохранилищ и сопутствующих им гидроэлектростанций (ГЭС), поскольку это крупнейшие сооружения со значительным влиянием на животный мир на больших площадях. Целью настоящей работы является оценка воздействия строительства крупных гидрообъектов на состояние охотничьих ресурсов (на примере достройки Крапивинского гидроузла в Кемеровской области - Кузбассе). Установлено, что достройка Крапивинского гидроузла связана с потерями капитала и доходов в охотничьем хозяйстве Кемеровской области - Кузбасса, которые должны быть учтены, компенсированы и приняты во внимание при расчете коммерческой эффективности проекта. Результаты исследований устанавливают зоны затопления Крапивинского водохранилища, что является ориентиром для дальнейшего мониторинга состояния затопленных земель и других связанных с ними биологических ресурсов. Полученные результаты могут быть использованы для оценки и прогнозирования влияния других крупных низменных водоемов лесной зоны на природные ресурсы, в том числе (с определенными изменениями) водоемов Сибири и Дальнего Востока.
Бесплатно
Статья научная
Предложено использование пивной дробины в качестве источника ростовых веществ для ацетонобутилового сбраживания гидролизатов лигноцеллюлозного сырья с целью снижения себестоимости производства биобутанола и возможной утилизации отхода пивоварения. В серии опытов по оценке влияния пивной дробины на сбраживаемость углеводов штаммом бактерий Clostridium acetobutylicum АТСС 824 определены лимитирующая и ингибирующая концентрации пивной дробины в среде, которые составляют 2 и 20 об. % соответственно. Выявлена оптимальная доза пивной дробины, составившая 6 об. %. Установлено, что в ацетонобутиловом брожении может быть использована как свежая, так и закисшая пивная дробина.
Бесплатно
Оценка восстановления сообщества зоопланктона озера Чишмяле после мероприятий по экореабилитации
Статья научная
Озеро Чишмяле расположено в г. Казани, в районе с многоэтажной жилой застройкой. В 2010-х гг. озеро было полностью засыпано в связи с планируемой застройкой территории. Однако работы были прекращены, на участке наблюдалась аккумуляция поверхностных вод, что привело к повторному формированию малого водоема. В 2015 г. было принято решение восстановить озеро и создать сквер. Мероприятия по экореабилитации включали восстановление озера в прежних границах, создание искусственной подпитки водоема, укрепление берега с помощью габионов. Цель работы – оценить восстановление сообщества зоопланктона после осуществления мероприятий по экореабилитации. На протяжении вегетационных периодов 2016–2018 гг. измеряли физико-химические показатели воды, отбирали пробы зоопланктона. Полученные данные сравнивали с результатами исследований, выполненных до восстановления. Анализ космоснимков показал, что площадь вновь созданного водоема меньше ранее существовавшего на 46 %. Вода в озере имеет среднюю минерализацию, среда нейтральная. Выявлен дефицит растворенного кислорода в воде, развивающийся в июле – августе. В зоопланктоне за послереабилитационный период обнаружен 51 вид. Среднее число видов в пробе увеличилось с 4.8 ± 0.7 в 2016 г. до 7.9 ± 0.8 в 2018 г. Сравнение видового богатства до и после восстановления демонстрирует статистически значимое увеличение этого параметра. Количественные показатели зоопланктона в постреабилитационный период были низкими, средняя за вегетационный период численность изменялась по годам от 10.59 ± 3.15 до 40.24 ± 24.56 тыс. экз./м3, а биомасса – от 0.031 ± 0.010 до 0.098 ± 0.050 г/м3. Величины индекса видового разнообразия Шеннона были невысокими. Значения индекса сапробности соответствовали β-мезосапробной зоне. Таким образом, несмотря на положительные моменты, связанные с восстановлением озера и благоустройством прибрежной зоны, сообщества зоопланктона все еще отличаются невысоким видовым богатством, низкими количественными показателями.
Бесплатно
Оценка качества вод притоков реки Сухоны (Вологодская область) по показателям зообентоса
Статья научная
В летний период 2016–2018 гг. проведены гидробиологические исследования 40 притоков р. Сухоны (бассейн Белого моря). На основании количественных и качественных данных зообентоса осуществлена оценка экологического состояния рек. По показателям зообентоса к группе наиболее чистых относятся реки с высокой скоростью течения; наиболее загрязненных – реки, протекающие вблизи населенных пунктов, а также по заболоченным территориям. Показан вклад гидрологических характеристик водосбора в формирование качества вод. Полученные индексы в ряде случаев демонстрируют противоречивые результаты. Значение индексов EPT, ASPT, BMWP, OQR могут снижаться в водотоках, имеющих маленькие размеры. На значение индекса Гуднайта – Уитли могут влиять болота, расположенные на водосборе. Показано, что фоновые значение индекса сапробности для водотоков таежной зоны находятся в диапазоне 1.5–2.5. Индексы видового разнообразия и сапробности следует рассматривать в сравнительном ключе.
Бесплатно
Статья научная
Описана методика обоснования экологического риска техногенного загрязнения водных объектов по результатам биоиндикации с использованием сообществ макрозообентоса. На первом этапе на основе статистических методов выполнялась оценка экстремальных значений гидрохимических показателей, при которых встречаемость каждого вида маловероятна. По этим данным моделировалось статистическое распределение чувствительности видов (SSD). Для иллюстрации методики использовались результаты многолетней гидробиологической съемки макрозообентоса на 102 малых и средних реках в бассейне Средней и Нижней Волги. Приведены пороговые значения восьми показателей загрязнения речной воды, обеспечивающие заданную допустимую вероятность экологического риска.
Бесплатно
Оценка лейкоцитарного состава крови гадюки обыкновенной Vipera berus из Самарской области
Статья научная
Изучены лейкоцитарные формулы периферической крови гадюки обыкновенной Vipera berus из Национального парка «Самарская Лука» и лесопарковой городской зоны г. Самары. Для гадюки обыкновенной из г. Самары, по сравнению с популяцией самарского правобережья (Национальный парк «Самарская Лука»), выявлено возрастание доли основных клеток агранулоцитарного ряда (азурофилов и лимфоцитов), свидетельствующее о повышении защитной функции крови. Установленные особенности лейкоцитарного состава связаны как с популяционно-генетическими особенностями, так и со спецификой среды обитания, накладывающей отпечаток на физиологическое состояние рептилий.
Бесплатно
