РЕЗУЛЬТАТЫ

Экология организмов и сообществ

Дифференциально окрашенные хромосомы обыкновенной бурозубки

Установлены особенности питания растительноядных млекопитающих и обеспеченности их пищей как основы энергетического и материального баланса животных. Оценена роль количества корма и его качества (питательной ценности) в обеспечении полноценным питанием. Охарактеризована питательная ценность разных типов кормовой растительности, которая зависит от состава питательных веществ (жиры, белки, углеводы и др.) и эффективности их усвоения (переваримости).

Установлена зависимость состояния популяций, численности и распространения ряда видов (малого суслика, сайгаков, диких баранов) от кормового качества (перевариваемости, содержания питательных веществ и др.) пастбищной растительности; определены критические параметры качества естественной пастбищной растительности для удовлетворения потребностей животных в энергии и протеине. Особенности кормовой растительности накладывают ограничение на разнообразие, распространение и численность популяций растительноядных млекопитающих.

Оценена реакция популяций, их численности и распространения на изменение кормового качества растительности. Показано, что даже при обилии корма и его максимальном потреблении потребности животных в питательных веществах и энергии не удовлетворяются, если качество корма (переваримость, содержание протеина и т.д.) ниже критического уровня. Установлены пороговые уровни качества кормовой растительности, ниже которых популяции не способны устойчиво функционировать.

Исследования в степных и полупустынных экосистемах показали, что для обеспечения полноценного питания и жизнеспособности населения млекопитающих необходима регулируемая пастбищная эксплуатация экосистем. Прекращение или ослабление пастьбы снижает кормовую ценность растительности и сопровождается сокращением численности и видового разнообразия животного населения пастбищных экосистем.

Биологическое разнообразие

В целях изучения и инвентаризации биоразнообразия проведен таксономический анализ сложных политипических видов и надвидовых комплексов млекопитающих Палеарктики, Восточной Африки и Южной Азии с использованием молекулярно-генетических методов, анализом строение генеративной системы, морфометрии и др.

Показано, что большие политипические виды и надвидовые комплексы грызунов и насекомоядных млекопитающих представляют собой сложные системы таксонов, образующих 4-6 уровней иерархии, а не два (вид и подвид) согласно Кодекса Зоологической Номенклатуры. Для адекватной характеристики биологического разнообразия в каждом конкретном случае необходимо в максимальной степени отразить иерархическую систему таксонов, реально существующую в природе, в принятой триноминальной номенклатуре, которой вынуждены пользоваться систематики.

Показано, что реальное биологическое разнообразие млекопитающих значительно выше того, которое удается выявить, используя морфологические таксономические признаки. Выявлен и исследуется ряд генетически уникальных внутривидовых таксонов. Сделан вывод, что любой подобный таксон, независимо от степени его репродуктивной изоляции и морфологических отличий, должен иметь научное название и, в случае необходимости, охраняться подобно любому биологическому виду.

Разработана систематика современных грызунов (отряд Rodentia, Mammalia) фауны Палеарктики (более 300 видов) на основе молекулярно-генетических данных. Впервые составлены молекулярно-генетические диагнозы видов, включающие особенности структуры хромосом, молекул белка, ДНК и РНК. На этой основе построена филогенетическая классификация видов и обоснована видовая самостоятельность ряда форм.

Впервые получены доказательства роли ледниковых изолятов и чередования дивергентных (в изолятах) и ретикулярных процессов в ускорении внутривидового формообразования.

Разработан метод, позволяющий обнаружить корреляцию фенотипической и генотипической изменчивости морфологических признаков. В разработанном методе генетическая изменчивость признака характеризуется частотами 'равновесных долей генотипов' и 'условных аллелей', которые рассчитываются по уравнению Харди-Вайнберга.

Разработан принцип дифференциации аллелей на древние и эволюционно молодые в зависимости от их распространения по ареалу большого политипического вида и в различных алловидах.

На основе анализа географической изменчивости кариотипа, белковых генов и молекулярных особенностей больших политипических видов млекопитающих разработана новая модель географического видообразования, согласно которой виды возникают в процессе многократного чередования периодов единого большого видового ареала, когда хромосомные и генные мутации распространяются по ареалу вида и генетическая изменчивость популяций нарастает ('зональной фазой'), и периодов, когда весь ареал, или только его часть, распадается на изолированные популяции ('рефугиальная фаза'). Этот эволюционный процесс назван рефугиальным формо- и видообразованием.

С использованием данных по сиквенсу короткого ретропозона (SINE) B1 впервые проведена реконструкция филогенетических связей семейств отряда грызунов (Rodentia), Выявлена монофилия трех основных эволюционных линий. По данным анализа мобильных генетических элементов семейство бобровых возникло раньше миодонтных грызунов. Впервые показано хорошее совпадение реконструкций филогении, основанных на анализе ядерных генов и мобильных генетических элементов, что свидетельствует о высокой надежности молекулярно-генетических реконструкций филогении.

С использовангием методов биохимической генетики показано, что адаптационные возможности вида не связаны с уровнем общей генной изменчивости. Экологическая специализация видов-двойников может сопровождаться как накоплением, так и утратой белкового полиморфизма. Возможности адаптации вида определяет небольшая часть общей генной изменчивости или мономорфная часть генома.

Методами компьютерного моделирования показано, что в процессе работ по разведению в неволе лошади Пржевальского и европейского зубра произошла утрата 50% генетического материала животных-основателей. С использованием компьютерных технологий рассчитаны параметры генетического разнообразия, необходимые для долговременного существования популяций этих видов.

Исследованы интродуцированные популяции зубра (демографический и генетический анализ, структура и перспективы развития) в лесной и лесостепной зонах, включая национальный парк 'Орловское полесье' и Усть-Кубенское лесничество Вологодской области.

Определены ключевые параметры подбора территории для создания популяций зубра и разработана план-схема для обследования территории в целях пригодности для создания популяции зубра.Обследованы и выбраны пригодные для реакклиматизации лошади Пржевальского степные участки в Оренбурской области.

Методами биохимической генетики исследованы реинтродуцированные и нативные популяции европейского бобра. Показано, что успешное расселение и освоение кормовых ресурсов в ареале прежнего обитания этого ценного пушного вида связаны с быстрым формированием генетической подразделенности популяций и сохранением высокой генетической изменчивости вида.