ISEA ИСиЭЖ СО РАН
630091 Фрунзе, 11
Новосибирск, Россия

Тел/Факс: +7 (383) 2170 973
Header picture

2017 г. / 2016 г. / 2015 г. / 2014 г.

Клещи атакуют. Кровососы заражают сибиряков страшными болезнями

Корреспондент АиФ узнал, что в последнюю неделю июня в больницу с подозрением на клещевой энцефалит попали более полусотни жителей региона
По данным Роспотребнадзора, в этом году уже более 1,6 тысячи человек обратились к медикам, сообщив, что их покусали клещи. Наиболее опасные территории: Новосибирского, Мошковского, Тогучинского, Искитимского районов области, Бердска и Советского района Новосибирска. Некоторых зло-вредные насекомые доставали даже дома. «Все выходные никуда не выходила – работала, – говорит жительница Новосибирска Лариса ЛЕГОШИНА. – Дочка с мужем, взяв с собой собаку, ездили на дачу. А в понедельник я обнаружила у себя впившегося клеща – видимо, он приехал на собачьей шерсти».
В этом году сибиряки цепляют клещей даже в Заельцовском парке, территорию которого ежегодно обрабатывают. Но это, по всей видимости, гарантией безопасности не является. В регионе только за неделю более полусотни человек попали в больницу и проходят лечение от клещевого энцефалита (КЭ). Это на 85% больше аналогичного периода 2016 года, когда заболевших было 27 человек. Общее число жертв – 55 человек, никто из них не был привит. По словам главного инфекциониста области Ларисы ПОЗДНЯКОВОЙ, у некоторых болезнь протекает в тяжёлой форме, с поражениями нервной системы. Между тем КЭ – грозное заболевание, которое может обернуться воспалением головного мозга, нарушением координации движений, инвалидностью и даже смертью.
Где таится опасность?
Хорошо ещё, что носителей возбудителя вирусного КЭ всего 2,5% из всех исследованных в лаборатории насекомых. А вот клещевого боррелиоза – более 54%. Как говорят врачи, это заболевание, если затянуть с лечением, грозит тяжёлыми последствиями: может развиться слабоумие, паралич, потеря слуха и зрения, артрит. Причём порой заболевание развивается незаметно, ведь иногда насекомому, чтобы инфицировать, достаточно проползти по телу человека. Диагноз ставится на основании лабораторных исследований. Для этого нужно сдать в лабораторию клеща.
«Носителей клещевого боррелиоза в природном очаге, как правило, в десятки раз больше, чем энцефалита, – говорит старший научный сотрудник Института систематики и экологии животных СО РАН Наталья ЛИВАНОВА. – Необходимо помнить, что даже на обработанной территории не все клещи погибают, поэтому нужно быть осторожным. Химическая обработка территории должна быть комплексной, то есть многоразовой. Защитой от клещевого энцефалита может быть только прививка. Но от других инфекций вакцинацию учёные пока не разработали».
Поэтому, отправляясь в лес, лучше обрабатывать репеллентами одежду (прежде всего штаны и закрытую обувь) и почаще внимательно осматривать тело. К слову, в группе риска и те, кто пьёт молоко коров, коз, инфицированных вирусом.
05.07.2017
Аргументы и Факты
Оригинал статьи

Навредить вредителю. Грибы и бактерии помогут сберечь урожай.

Как защитить урожай от насекомых и никого при этом не отравить?
Как-то раз жарким летним днем открыл хорошо запечатанный пакет муки и застал там за трапезой каких-то червячков. Вот что с ними делать? Обработать пестицидами или просеять через сито, как в старые добрые времена? Может, все-таки есть способ получше? Как защитить урожай от насекомых и никого при этом не отравить? С этим вопросом я обратился к специалисту - заведующему лабораторией патологии насекомых Института систематики и экологии животных СО РАН доктору биологических наук Ивану ¬Дубовскому. Он получил грант Президента РФ для молодых ученых на исследование, название которого чем-то напоминает начало трудной скороговорки: бионаноинсектициды на основе энтомопатогенных микроорганизмов.
- Иван Михайлович, что такое биоинсектициды? Зачем они нужны?
- Вы, наверное, знаете, что инсектициды - это препараты для борьбы с насекомыми-вредителями. Кстати, такое определение букашкам дано исключительно потому, что они повреждают ценные сельскохозяйственные культуры. Бороться с ними, или, как говорят ученые, контролировать их численность, необходимо только до такого уровня, чтобы они не наносили значимый ущерб урожаю.
Сейчас широко распространены инсектициды химической природы. Однако они обладают неспецифическим спектром действия, то есть уничтожают не только вредителей, но и полезных насекомых, а также в целом неблагоприятно воздействуют на окружающую среду. В отличие от химических, биологические инсектициды, или биоинсектициды, создают на основе микроорганизмов, которые широко распространены в природе. Мы можем их выделить из воды, почвы, с поверхности листьев. Это могут быть грибы (плесень) или бактерии, которые в естественных условиях вызывают болезни у насекомых, поэтому их называют энтомопатогенными (энтомо - направленный на насекомых, патогенный - способный вызывать заболевание). Кроме того, заразить они могут лишь определенные виды или отряды насекомых и, как правило, безопасны для полезных насекомых, теплокровных животных и природы в целом. Поэтому они являются идеальным средством для комплексной защиты растений.
Бактерии Bacillus thuringiensis являются самой распространенной основой для создания биоинсектицидов во всем мире. Грибы Metarhizium и Beauveria также активно используются для создания препаратов, хотя и не так популярны. Необходимо сказать о капризности микроорганизмов по сравнению с химическими препаратами: они больше подвержены воздействию солнца, дождя, температуры. Следовательно, эффективность биоинсектицидов по сравнению с химическими пестицидами в ряде случаев ниже. Кроме того, долгое время считалось, что насекомые не будут формировать устойчивость к биологическим агентам, однако время показало, что это не совсем так: устойчивость все же возникает при частом повторном применении бактериальных препаратов.
Эффективность биопрепаратов можно повысить, используя экологически чистую продукцию трансгенных растений, которые синтезируют нужный токсин. В России пока даже не планируется введение трансгенных технологий, поэтому для прорыва в данном направлении требуются модернизация и усовершенствование биопрепаратов, созданных несколько десятилетий назад.
Для повышения “убойной силы” биологических препаратов необходимо детальное изучение механизмов взаимодействия биоагентов с вредителями. С одной стороны, необходимо изучать механизмы действия токсинов и других метаболитов бактерий и грибов на организм насекомых-вредителей, чтобы понять, как повысить их активность. С другой - нужно исследовать систему защиты, которую используют насекомые, чтобы справиться с инфекцией и приобрести устойчивость.
Биопрепараты имеют перспективу в современных и будущих программах управления численностью насекомых-вредителей в тепличных хозяйствах и беспестицидных зонах. Это парки, заказники, курорты, водоохранные территории, сырьевые зоны детского и диетического питания, а также фермерские хозяйства, производящие экологически чистые продукты.
- Зачем нужно создавать бионаноинсектициды? Где они применяются?
- Бионаноинсектициды - это, как видно из названия, биологические препараты, содержащие в своем составе наночастицы. Создание таких средств защиты - новое направление. При реализации нашего проекта будут разработаны бионаноинсектициды на основе наночастиц серебра, кремния и других элементов, содержащие токсины и метаболиты (продукты жизнедеятельности) энтомопатогенных грибов и бактерий.
Мы будем изучать, как воздействуют наночастицы, содержащие токсины и метаболиты микроорганизмов, на жизнедеятельность самих насекомых. Предполагаем, что такие наночастицы будут снижать защитные свойства кишечника и покрова у вредителей, а также подавлять активность клеточного иммунитета. Подобные изменения могут привести к увеличению восприимчивости бактериальной и грибной инфекции и, как следствие, к значительному снижению численности вредных насекомых. В результате исследований мы надеемся создать рецепты препаратов, позволяющих эффективно увеличить проникновение патогена в насекомое через кишечник (бактерии) или кутикулу (грибы).
В своей работе мы будем использовать различных насекомых. Например, большую вощинную огневку. Она наносит ущерб пчеловодству: ее личинки уничтожают пчелиные соты. Этот вид очень удобен для содержания в лабораторных условиях и становится популярным объектом для изучения болезней насекомых и человека. Кроме того, мы планируем проводить исследования на колорадском жуке и на капустной совке.
Реализация проекта решит целый ряд фундаментальных вопросов о механизмах воздействия токсинов микроорганизмов на иммунитет насекомых-хозяев, а также позволит значительно улучшить эффективность и стабильность применения биоинсектицидов, используемых для контроля численности наносящих урон экономике вредителей сельского хозяйства.
- В чем преимущество вашей технологии?
- Наноматериалы интенсивно используются в медицине, фармацевтике, биотехнологиях и многих других областях. Их применение в сельском хозяйстве - достаточно новое, но быстро развивающееся направление. В ряде стран активно исследуют наноматериалы, которые помогут защитить растения от насекомых, а также повысить эффективность удобрений. Например, минимизировать потери активных веществ вследствие вымывания, фотолиза, гидролиза, деградации из-за микроорганизмов.
Сейчас существуют технологии микроинкапсулирования (покрытия защитной оболочкой) микроорганизмов и их метаболитов. Микрокапсулы позволяют улучшить сохранение биоагента в окружающей среде. Наноматериалы могут помочь в решении еще одной важной проблемы - преодолении защитных систем насекомых. Их уже начали использовать для контроля численности вредителей, в первую очередь тех, которые наносят ущерб запасам, - хрущаков и долгоносиков. Однако в большинстве работ используется смесь наночастиц с химическими инсектицидами, что не является экологически безопасным.
Использование энтомопатогенных микроорганизмов для создания наноинсектицидов - это новое направление. Следует отметить, что применять метаболиты энтомопатогенных грибов и бактерий при создании бионаноинсектицидов мы будем впервые не только в России, но и в мире. Использование наночастиц поможет повысить эффективность воздействия предполагаемых смесей, что, конечно же, будет важным вкладом в развитие биологических методов контроля численности насекомых в России.
- Какие перспективы у нового направления?
- Перспективы нашего направления достаточно туманны, как и у всего биологического метода контроля численности насекомых. Это связано с тем, что химические инсектициды дешевы и над их созданием работают крупные концерны. Разработкой новых биологических препаратов занимаются либо небольшие группы ученых, либо маленькие биотехнологические компании. В таких условиях конкурировать с химическими препаратами достаточно сложно. Необходима поддержка на уровне законов, ограничивающая применение химических препаратов, как это сделано в европейских странах. Кроме того, запуском биопрепаратов в практику и их рекламой должны заниматься специализированные компании.
Несмотря на это, мы настроены оптимистично. Сотрудничество специалистов-иммунологов из ИСиЭЖ СО РАН с практиками из Новосибирского государственного аграрного университета позволит максимально способствовать внедрению наших препаратов для защиты растений. Мы планируем подготовить через два года несколько эффективных бионаноинсектицидов для уничтожения колорадского жука, капустной совки, а также других листогрызущих насекомых-вредителей.
30.06.2017
Василий ЯНЧИЛИН
Газета научного сообщества "Поиск"
Оригинал статьи

Коршуны впервые вывели потомство в центре Новосибирска

Из всех крупных хищных птиц только коршун способен гнездиться в городах. Еще несколько лет назад гнезда коршунов встречались в Новосибирске, но лишь на окраинах. А этим летом птицы впервые заселили центр Новосибирска. Орнитологи советуют новосибирцам чаще смотреть вверх: коршун - опасная птица.
В Новосибирске два года подряд жилое гнездо коршунов находилось на иве возле дамбы железнодорожного моста. Многие его замечали из окна электропоезда на станции Левая Обь. Еще одно гнездо было видно издалека на перекладине пирамидальной опоры ЛЭП на северо-западной окраине города.
- В 2010 году число жилых гнезд коршуна в черте Новосибирска заметно увеличилось, — говорит орнитолог, сотрудник Института систематики и экологии животных СО РАН Алексей Яновский. — Проезжая через реку по Октябрьскому мосту, можно было наблюдать коршунов вблизи как минимум трех гнезд. Они построили гнездо на старом тополе даже возле оживленной улицы Большевистской. В 2011 году птицы снова вернулись к этим гнездам после долгой зимовки в странах Индостана. В середине апреля коллеги уже насчитали пять обитаемых гнезд коршунов на лесистом участке поймы Оби площадью около одного квадратного километра к югу от метромоста. Для коршунов вообще характерна высокая степень «экологической пластичности» и неприхотливость в выборе объектов питания. Птица питается не только цыплятами, мышами и лягушками – она может довольствоваться пищевыми отходами животного происхождения на свалках, где ранней весной и наблюдаются скопления коршунов по 120-150 особей. Но более надежным источником существования, особенно в период выкармливания птенцов, служит мертвая и больная рыба у берегов и на поверхности водоемов, чем так «славится» Обь в районе водохранилища Новосибирской ГЭС и ниже ее плотины. - Сегодня в парке «Городское начало» на набережной я насчитал сразу шесть коршунов, которые как бы купались в восходящих потоках теплого воздуха и демонстрировали друг перед другом фигуры высшего пилотажа, — продолжает Яновский. — Хищные птицы усердно доставляли к гнездовью и укладывали там тополевые ветки и клочки собачьей шерсти, не обращая внимания ни на грохот улицы, ни на многолюдье в парке. Удивило безупречное состояние оперения и красота наряда птиц, прибывших к нам после зимовки и долгого перелета. В нашем, увы, не очень-то чистом городе они, наверняка, тут же «пообносятся» и закоптятся. Или, хуже того, будут обстреляны из пневматического оружия так называемым «кроукиллером» (убийца ворон – прим. ред.). Таких стрелков год от года в Новосибирске, к великому сожалению, все больше. Поскольку коршуны приступают к гнездованию позднее серых ворон, предпочитающих обитать в тех же биотопах, им обычно приходится отстаивать свои права на территорию в борьбе с этими бесцеремонными соседями. Вот и в данном случае по соседству с гнездом коршунов поселились две пары ворон, которые с ожесточенным карканьем атакуют их в воздухе при каждом возвращении домой. - Скорее всего, на днях, когда воронята наберут вес и начнут оперяться, им уготована гибель в цепких когтях коршуна, — говорит Алексей Павлович. — Ведь расстояние между гнездами - порядка 100 метров. Вороньи гнезда здесь находятся, по-видимому, за пределами участка, где хищники, как правило, воздерживаются от охоты вблизи собственного гнезда. По словам специалиста, до этого шесть лет коршуны опасались гнездиться в парке «Городское начало». Их распугали вандалы, которые скинули гнезда на землю, не поленившись забраться в крону с использованием верхолазного снаряжения. Год назад на одном из тополей, крона которого хорошо просматривается с проезжей части улицы Большевистской у Южной площади, появилось гнездо соответствующего размера. На самом деле, его соорудили и обжили серые вороны. В конце апреля нынешнего года это старое воронье гнездо, ненужное хозяевам, решили занять и достроить коршуны. - Это, пожалуй, беспрецедентный случай гнездования таких больших хищных птиц так близко к центру Новосибирска, да еще рядом с улицей, где круглосуточно наблюдается интенсивное автомобильное движение, — добавил Алексей Яновский. Кстати, орнитологи предупреждают: коршун — опасная птица. В конце мая 2010 года электромонтажники, занятые ремонтом ЛЭП в пойме Оби рядом с улицей Большой, были вынуждены в целях безопасности временно прекратить работы на высоких опорах из-за атак на людей пары коршунов, чье гнездо находилось на перекладине в средней части старой металлической опоры. Еще более серьезная конфликтная ситуация между коршунами и людьми возникла в конце июня 2011 года в микрорайоне Затон. Взрослые коршуны стали пикировать на взрослых и детей вблизи жилых домов, небольшого клуба, магазина и детского сада. Дело в том, что в гнезде коршунов на верхушке старого тополя находились оперившиеся к тому времени птенцы, которым, как представлялась их родителям, стала угрожать опасность от работ по массовому сносу старых деревьев в этом квартале. Досталось и директрисе клуба, шляпу которой повредил коршун, и ее супругу, попавшему под атаку пернатых хищников при возвращении с рыбалки. Незадачливому рыбаку коршуны оцарапали когтями голову. Для него такие действия птиц были особенно неожиданными, поскольку мужчина регулярно подкармливал их выловленными в реке рыбешками. Пострадавший приговаривал при показе царапин на голове: «Хорошо, что недавно подстригся, не то выдрали бы шевелюру, а то и вовсе стащили бы за волосы в воду». Сейчас у коршунов в центре Новосибирске появилось потомство, но коршунят с земли не разглядеть — пока они предпочитают не высовываться за края гнезда. Зато их мать, которая, как и положено хищным птицам, заметно крупнее главы семейства, настороженно кружит невысоко. Под гнездом обнаружились остатки недавней трапезы – крылья, хвост, голова и ноги серой куропатки.
26.06.2017
Федор Буров
Вечерний Новосибирск
Оригинал статьи

Новосибирцев атакуют мошки: «Вести» узнали о способах борьбы с гнусом

Новосибирск заполонили мошки, в этом году – из-за холодного мая – позже обычного. По оценкам ученых, гнуса в городе пока не больше, чем прошлым летом. Горожанам так не кажется. Мошкара портит и без того короткое сибирское лето. Есть ли спасение?
Чем дольше в Новосибирске стоит зной, тем сильнее к обычным городским запахам примешивается аромат ванилина, а в поведении горожан появляется странная хаотичная жестикуляция. Каждый выход на улицу – как на войну с неуловимым врагом – гнусом. При всем арсенале индивидуальной защиты, счет в бою все равно в пользу кровососущих. В интернете – масса предложений о локальной обработке территорий в Новосибирске от комаров и мошек: от 70 до 300 рублей за «сотку» – и назойливые насекомые оставят в покое дачу или другой отдельно взятый участок. Не дождь, но ветер уже через неделю сведет все усилия на нет», считает Людмила Петрожицкая. Комаров и мошек изучает много лет. В составе группы сотрудников Института систематики и экологии животных участвовала в эксперименте в одном из районов Новосибирской области – пытались победить нашествие комаров на отдельно взятой территории. Эксперимент провалился. Эффект приносит только обработка водоемов, где живут личинки, но бороться таким образом с мошками – все равно, что с ветряными мельницами: их «роддом» – проточные водоемы: для Новосибирска – Обь, которая течет через весь город.
Людмила Петрожицкая, старший научный сотрудник лаборатории экологии насекомых Института систематики и экологии животных СО РАН: «Вода постоянно течет и постоянно привносятся новые личинки. То есть, они постоянно сносятся течением воды. И, учитывая их большую возможность разлета, если на какую-то территорию обработать с помощью химических препаратов, то мы уничтожим их только на очень короткий промежуток времени».
Ольга Омелаенко, корреспондент: «Чтобы гнус не портил горожанам лето, обработка должна быть комплексной и многократной, с предварительными исследованиями и подбором дозировки. В Европе такие программы работают. Денег на тотальную травлю мошек не жалеют, например, и в Павлодаре. Цена вопроса только в этом году 600 миллионов тенге – это больше 100 миллионов рублей». В Павлодаре из-за мошек даже ставят вопрос о введении режима ЧС. Но история борьбы с гнусом регулярно заканчивается коррупционными скандалами с карманными тендерами и безрезультатным растворением бюджетных денег в реке. Невольно задумаешься – может, дешевый пакетик ванилина все же надежнее?
21 ИЮНЯ 2017
Вести Новосибирск
Оригинал статьи

Ученые рассказали о всплеске численности бабочек и птиц в Новосибирске

Город атаковали тысячи белокрылых боярышниц, популяция выросла также и у скворцов
Полчища белокрылых бабочек встречаются как в самом центре Новосибирска (особенно ими облеплены цветы сирени, черемухи), так и в пригороде. Народ их путает с капустницами. Но ученые из Института систематики и экологии животных СО РАН опознали в крылатых боярышниц. Эти бабочки крупнее, и у них окраска чуть-чуть другая: вместо пятен идут полоски по жилкам крылышек. - Для птиц и животных, не брезгующих бабочками в качестве пищи, в эти недели на юге Западной Сибири настоящая объедаловка, - рассказывает орнитолог Алексей Яновский. - В том числе для рыб на водоемах, куда бабочки прилетают для питья и где часто находят завершение жизненного пути. Самки бабочек, готовые к размножению, пузатые от яиц, выглядят очень упитанными. Повсюду в городе видны еще и крылышки от бабочек, расклеванных птицами. Даже преимущественно растительноядные воробьи - и те стали охотиться на массовых чешуекрылых. Кошки охотно преследуют и даже едят пойманных бабочек - сам вчера видел такую картину на газоне сквера в Новосибирске. Орнитологи подмечают, что эта весна и лето выдались для птиц очень благоприятными и без массового вылета бабочек. - Много птенцов дроздов вылетели из гнезд и теперь объедают ягоды на посадках жимолости и грозят будущему урожаю садовой земляники. Вчера видел в Троицком сквере большое число слетков полевых воробьев. Немногочисленные в последние годы в окрестностях Новосибирска скворцы стали нынче вновь встречаться стаями по 50 - 150 молодых птиц, - говорит Яновский. А пока фотографы радуются необычным кадрам с бабочками и птенцами птиц, ветеринары просят беречь домашних животных. Они в погоне за крылатыми и пернатыми выпадают из окон. - Каждое лето сталкиваемся с этой проблемой. В среднем за смену мы принимаем одно-два выпавших животных, а бывает даже до 10, - подтверждает ветеринар клиники «БЭСТ» Евгений Козлов. - Причем падают не только кошки, но и собаки. Выход тут один - купить и поставить на окно укрепленную москитную сетку. ВОПРОС - РЕБРОМ Бороться ли с бабочками дачникам? Вредят деревьям не столько бабочки, сколько гусеницы боярышницы - любительницы полакомиться грушей, черемухой, яблоней, черешней, рябиной и как раз боярышником. В итоге деревья от этого теряют листья. Чтобы такого не произошло, садоводам советуют еще в самом начале дачного сезона, как только сошел снег, опрыскивать деревья раствором карбамида и медного купороса: он убивает зимовавших на дереве вредителей. Так что на будущее дачникам стоит взять этот рецепт на заметку.
15.06.2017
Комсомольская правда
Оригинал статьи

На берег Обского моря выбросило сотни красивых фиолетовых моллюсков

Новосибирцы удивились небывалому количеству фиолетовых моллюсков на берегу Обского водохранилища, которых ошибочно считали улитками, — ученые предполагают, что причиной могло стать снижение уровня воды.
Жители Новосибирска массово размещают фотографии моллюсков на берегу Обского моря — на снимках пляжи водохранилища усыпаны сотнями фиолетовых раковин, многие из горожан называют их улитками. В соцсетях новосибирцы пишут, что их пугает такое количество раковин. Как объяснила НГС.НОВОСТИ старший научный сотрудник Института систематики и экологии животных СО РАН, кандидат биологических наук Елена Сербина, судя по фото, на берег выбросило пресноводных брюхоногих моллюсков под названием «живородящая лужанка» (лат. Viviparus viviparus), и называть их улитками ошибочно. «То, что погибло столько моллюсков — не есть хорошо. Те же рыбы с удовольствием их кушают и птицы — в них много кальция, это белковая пища. Выбрасываться на берег, как киты, они не будут. Они могут оказаться на берегу из-за изменения течений или сильного и резкого снижения уровня (сброса) воды», — пояснила биолог. По словам эксперта, плохая экология и качество воды вряд ли могли стать причинами столь массового выброса моллюсков, однако она отметила, что эта тема — для «отдельной научной работы». Живородящая лужанка живёт в реках, но избегает особенно быстрого течения, встречается в затонах рек, реже — в водохранилищах и озерах, добавила Елена Сербина. Моллюски держатся на песке, иле и камнях, на иловатом или илистом дне, местами встречаются массами. Питаются лужанки илом и содержащимися в нем животными организмами. «Благодаря водному дыханию лужанки очень чувствительны к качеству воды и при неблагоприятных условиях погибают гораздо скорее, чем прудовики и катушки (легочные улитки), однако остаются на дне водоемов», — рассказала биолог.
29.05.2017
Мария Морсина
НГС.НОВОСТИ
Оригинал статьи

Ученые предположили, что в муравьином языке есть стадия лепета

Исследователи муравьиного языка обнаружили у молодых муравьев стадию лепета. Проведенные российскими биологами эксперименты показали, что молодые насекомые общаются иначе, чем взрослые.
В работе приняли участие московские и новосибирские биологи: Наталья Ацаркина (НИИ физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского, МГУ), Софья Пантелеева и Жанна Резникова (Институт систематики и экологии животных СО РАН, НГУ). Результаты опубликованы в научном журнале Comparative Psychology и обсуждались на мирмекологическом симпозиуме в Кракове в мае 2017 года. Жанна Резникова Жанна Резникова О проведенном исследовании рассказала заведующая лабораторией поведенческой экологии Института систематики и экологии животных СО РАН, профессор НГУ, доктор биологических наук Жанна Резникова. Она ? один из ведущих мировых мирмекологов, т.е. специалист по изучению муравьев. Эксперименты проводились в её лаборатории. Еще в XIX веке было известно, что муравьи общаются между собой с помощью движений антенн-усов. Способность муравьев передавать информацию о последовательности поворотов, ведущих к кормушке в лабиринте, касаясь друг друга антеннами, была установлена Жанной Резниковой и математиком Борисом Рябко. Их эксперименты, которые проводились более 20 лет, позволяют научному сообществу сегодня уверенно говорить о существовании символического «муравьиного языка». Однако расшифровать муравьиные сигналы не просто. Движения антенн у муравьев слишком быстрые, многочисленные, и даже с помощью современной техники не получается вычленить определенную конфигурацию, соответствующую сообщению «поверни налево, там кормушка». Гнездо муравьев вида Myrmica rubra в лаборатории ИСиЭЖ СО РАН. Отмеченные краской муравьи принимали участие в экспериментах Гнездо муравьев вида Myrmica rubra в лаборатории ИСиЭЖ СО РАН. Отмеченные краской муравьи принимали участие в экспериментах ? В связи с этим любые новые представления о языке антенн, которые можно получить экспериментально, помогут исследователям ответить на важные вопросы. Мы для себя выбрали один из самых интересных: требуются ли молодым муравьям «уроки пользователя антеннами» со стороны взрослых, чтобы освоить систему коммуникации? Или муравьи рождаются, а точнее, выходят из коконов, с уже готовым набором движений, которые в дальнейшем предстоит просто комбинировать? ? рассказывает предысторию эксперимента Жанна Резникова. ? Как известно, человеческие младенцы проходят стадию лепета. Они часами играют фонемами, издавая разные комбинации слогов и вслушиваясь в них, пока не перейдут к произнесению первых осмысленных слов. Недавно стадию лепета открыли у обезьянок-мармозеток и даже у летучих мышей. Высказываются предположения, что такая стадия есть в развитии звуковой коммуникации у дельфинов и у других видов со сложной и, главное, гибкой системой сигнализации. Находятся ли появившиеся на свет муравьи на некоторой начальной стадии развития языка, условно говоря, стадии «лепета»? Софья Пантелеева Софья Пантелеева Исследование ученые решили проводить на муравьях рода Мирмика ? Myrmica rubra. ? Существует более 12 тысяч видов муравьев. Муравьи вида Myrmica rubra ? мелкие рыжеватые, длиной около 5 мм. В природе они строят гнезда в почве, лесной подстилке, могут поселиться под камнями или упавшими деревьями. Муравьев этого вида легко содержать в лабораторных условиях, ? говорит кандидат биологических наук Софья Пантелева. В лаборатории поведенческой экологии сообществ ИСиЭЖ СО РАН уже много лет работают с муравьями разных видов. Для Myrmica rubra оборудовали площадку, где разместили гнездо. Муравьи вполне обжились на новой территории: питаются сахарным сиропом и личинками мучного хрущака, выводят потомство. Молодой муравей одной антенной ощупывает субстрат, а второй касается другого муравья (тоже молодого) Молодой муравей одной антенной ощупывает субстрат, а второй касается другого муравья (тоже молодого) В своих экспериментах ученые попарно помещали в чашку Петри членов одной муравьиной семьи в разных сочетаниях: взрослого муравья со взрослым, взрослого и молодого, двух молодых муравьев. Молодые — это муравьи, которым еще не исполнилось семи дней. Их легко отличить от взрослых по светлой окраске. Муравей рода Myrmica живет до полутора лет. Участвовавшие в эксперименте молодые муравьи — это совсем юные насекомые, можно сказать, муравьи-дети. Все детали «общения» муравьев снимались на видеокамеру, сеансы длились от 15 до 80 минут. Видеозаписи тщательно изучались учеными. Наталья Ацаркина Наталья Ацаркина ? Оказалось, что муравьи, встретившись в чашке Петри, охотно контактируют друг с другом. Но характер движений и реакций зависит от того, с каким партнером оказался муравей. Взрослый, встретив такого же взрослого, лишь мимолетно касается его антеннами, таких контактов может быть много в течение сеанса наблюдений, но они, как правило, остаются краткими. Совсем по-иному ведут себя взрослые муравьи, встретившись с юной особью. Почти все время они проводят рядом с «ребенком», постоянно поглаживая и ощупывая его, но главное — постоянно стимулируя контакты антеннами. Две трети антеннальных контактов между взрослым и молодым муравьем инициируется взрослым, ? рассказывает кандидат биологических наук Наталья Ацаркина. Еще более интересным оказался процесс «общения» со стороны молодых муравьев. Молодые насекомые в 4–6 раз дольше контактировали с партнером, независимо от того, взрослый это был или такой же молодой. Контакты между двумя взрослыми муравьями в среднем длились 3 секунды, в то время как между молодыми ? 13–18 секунд. — Надо видеть, как это выглядит. Если взрослые муравьи, бегая по кругу, лишь на доли секунды касаются друг друга усами, словно говоря друг другу «привет, привет, что происходит?» и вновь разбегаются, то молодые ведут себя по-другому. Они могут подолгу «разговаривать» — застыть на месте и медленно друг друга ощупывать усами, — говорит Софья Пантелеева. ? Движения антенн у молодых муравьев замедленны, неуклюжи и как бы расфокусированы. Они могут одной антенной «общаться» с партнером, а другой ? ощупывать субстрат и вообще исследовать пространство. По впечатлению, процесс освоения муравьем собственных антенн напоминает, как маленький слоненок учится использовать собственный хобот, ? отмечает Жанна Резникова. Взрослый муравей (справа) ощупывает молодого муравья Взрослый муравей (справа) ощупывает молодого муравья Итак, оказалось, что юные муравьи «болтливы» и вместе с тем не слишком хорошо владеют антеннами. Проанализировав длительность контактов и реакцию муравьев друг на друга в разных парах, ученые высказали следующее предположение. Вероятно, коммуникация с помощью антенн у муравьев развивается постепенно, с возрастом, и помимо самостоятельного совершенствования движений, молодые муравьи нуждаются в опыте «общения». Этот опыт взрослые особи им охотно предоставляют. Ученые назвали эту стадию «лепетом», по аналогии с этапом в развитии речи, который проходят все человеческие существа и зафиксированным в коммуникации некоторых высоко социальных видов животных. ? Заметим, что «лепет» исследовался ранее только относительно акустической коммуникации животных, а в случае с муравьями мы, возможно, можем говорить о «жестовом лепете». Интересно выяснить, какие сообщения могут передавать муравьи на ранней стадии развития коммуникации, способны ли они сообщить друг другу о найденном источнике корма, или это возможно лишь с определенной стадии формирования «антеннального языка». Мы собираемся выяснить этот вопрос в наших следующих экспериментах, ? говорят соавторы. Исследования были поддержаны грантом РНФ 14–14-00603
25.05.2017
Пресс-служба НГУ
Дина Голубева
Оригинал статьи

Новосибирские школьники выясняют, с какой скоростью дышит хомяк

Лаборатория НГУ «Инжевика» впервые представила два своих проекта на крупнейшем мероприятии сферы образования России ? Московском международном салоне образования (ММСО-2017). Разработки новосибирских школьников помогут изучать процессы, происходящие в организме грызунов, в режиме реального времени.
Образовательный форум и выставка прошли в середине апреля на ВДНХ в Москве. Свой проект под названием «С какой скоростью дышит хомяк?» презентовали учащиеся 8 класса Лицея №130 им. ак. М.А. Лаврентьева» Ксения Антохина, Мария Атяйкина и Ульяна Зонова. Второй проект лаборатории, представленный на ВДНХ, ? «Обработка данных биологических экспериментов в режиме реального времени», который выполнили 11-классник Игорь Тюгашев (МБОУ «Гимназия №3 в Академгородке») и 9-классник Иван Фокин (МБОУ «Гимназия №8»). Проекты были созданы в рамках направления «Автоматизация научных исследований» под руководством сотрудника лаборатории НГУ «Инжевика» и Института систематики и экологии животных СО РАН Ивана Поликарпова, а также студентов НГУ Ильи Епишина (ФИТ) и Екатерины Малышевой (ФФ). Цель обоих проектов ? регистрация двигательной активности и уровня обмена веществ мелких млекопитающих и обработка данных в режиме реального времени с помощью веб-сервера. Регистрация скорости обмена веществ мелких млекопитающих является важной научной задачей. На основании выводов, полученных при тестировании животных, можно понять, сколько энергии животные тратят во время сна, бега в колесе и т.д. На основании этих данных можно понять, в каких условиях обитают животные, как можно скорректировать их рацион питания для лучшей активности и какие условия для животных оптимальные, поясняют авторы проекта. В настоящее время при регистрации активности мелких млекопитающих данные с датчиков движения, температуры/давления/влажности, освещенности можно записывать на карту памяти или выводить на текстовый экран, однако это не совсем удобно: устройство необходимо отключать, карту вытаскивать, а данные переписывать на компьютер. В результате происходит перерыв в сборе данных. Также невозможно понять, какие факторы влияют на активность животных в режиме реального времени, как меняется температура/давление/влажность, насколько повлиял на животных предыдущий эксперимент и, вообще, идет ли нормальная запись данных. Выходом из ситуации может стать подключение исполнительного модуля к веб-серверу для сбора и анализа данных в режиме реального времени с большого количества клеток с мелкими млекопитающими, говорят авторы проектов. Также можно собирать данные с других установок (например, установки для измерения уровня обмена веществ), объединять и анализировать их в режиме реального времени. В настоящее время в лаборатории создали прототипы установок. После их доработки можно будет измерить обмен веществ у грызунов. Свои опыты молодые ученые будут проводить на хомяках. В рамках проекта уже прошло исследование скорости потребления кислорода и выделения углекислого газа джунгарским хомяком (Phodopus sungorus). Как пояснил Иван Поликарпов, выбор пал на этого грызуна, поскольку он хорошо размножается в лабораторных условиях, оставляет после себя меньше продуктов жизнедеятельности, чем более крупные грызуны — крысы. Кроме того, хомяки встречаются в природе, а профиль лаборатории — изучение именно природных грызунов. — Исследование скорости метаболизма животных могут быть основой для рекомендаций о содержании диких животных в неволе, например, в зоопарках. Также установка оснащена датчиками движения, температуры, давления, влажности и освещенности, чтобы понять, как на животных действуют условия внешней среды, — отмечают в лаборатории. Реализация проектов и представление их на стендах ММСО-2017 прошли при поддержке компаний Intel и Polymedia, ФИТ НГУ и Ассоциации выпускников «Союз НГУ». Лаборатория «Инжевика» – STEM-лаборатория факультета информационных технологий (ФИТ НГУ), где школьники могут реализовать свои идеи под руководством студентов, аспирантов и преподавателей НГУ, а также сотрудников научно-исследовательских институтов и специалистов IT-компаний. Школьники реализуют проекты в области программирования, информатики, физики, биологии и инженерии. STEM-лаборатории (Science, Technology, Engineering, Mathematics) — новое направление в дополнительном образовании. В России работают лишь две подобных площадки. Новосибирская лаборатория открыта в 2016 году.
24.04.2017
Пресс-служба НГУ
Оригинал статьи

Муравьи и мыши — под одной крышей

В древнегреческой поэме «Война мышей и лягушек» царь лягушек Вздуломорда перевозил на своей спине мышонка Крохобора и нечаянно его утопил. Разгорелась война, на сторону каждого из противников встали боги Олимпа. Настоящие отношения представителей разных гильдий животного мира могут быть не менее драматичными.
Учёные из Института систематики и экологии животных СО РАН показали это на примере мышей и муравьёв. «Гильдии — это большие группы организмов, объединенные какой-то экологической общностью — спектром питания, занимаемой территорией, дневной активностью. Чаще всего исследуют взаимодействие представителей какой-либо одной гильдии — например, доминирующего вида муравьев и их более мелких сородичей. Мы же решили сосредоточиться на изучении отношений, складывающихся между рыжими лесными муравьями и разными видами грызунов, проживающими с ними на одной территории», — рассказывает заведующая лабораторией поведенческой экологии Института систематики и экологии животных СО РАН доктор биологических наук Жанна Ильинична Резникова. Исследование проходило в Новосибирской области, где ученые уже много лет наблюдают за крупным поселением рыжих лесных муравьев, занимающим около 4 га и насчитывающим более 500 муравейников. Для работы были выбраны участки с высокой численностью муравьев, и контрольные, на которых растительность и рельеф были сходными, а муравьев — в 30 раз меньше. В течение нескольких лет в разные сезоны учёные проводили там учеты численности и пространственного распределения грызунов, исследовали их миграции, роющую активность и некоторые другие характеристики поведения. муравей брызгает кислотой, мышь жмурится, но не уходит от добычи «Рыжие лесные муравьи, возводящие огромные муравейники — это очень большая сила в биоценозе. Они стремятся занять огромные площади, и поскольку эти насекомые — хищные и очень агрессивные, то со своей территории они вытесняют конкурентов, а многие виды беспозвоночных используют в пищу. С другой стороны, грызуны тоже имеют огромный потенциал численности, их цель, как и у всякого биологического вида — как можно больше плодиться, а в голове — то, о чем говорил Аркадий Райкин в своей ранней миниатюре: “Нам метры, метры нужны”, — объясняет Жанна Ильинична. — Поскольку у грызунов и муравьёв оказывается довольно много общего — они выбирают одинаковые участки леса, имеют сходный цикл дневной и сезонной активности — часто они стремятся занять одни и те же территории, то есть у них сталкиваются интересы. Однако это не столько война, сколько поддержание очень хрупкого баланса». Как выяснили учёные, знак (плюс или минус) взаимодействия между грызунами и муравьями во многом зависит от сезона. Особенно напряженными их отношения становятся летом. Дело в том, что в это время от муравейников в разных направлениях отходит множество муравьиных дорог, и трафик там очень напряженный. Огромное количество муравьёв снуют туда-сюда и больно кусают тех, кто окажется у них на пути. Если мышь захочет пересечь один из таких путей, ей мало не покажется! Эксперименты демонстрируют: при высокой плотности муравьев, соответствующей их численности на этих самых дорогах, грызуны впадают в такую панику, что учёным приходится срочно их спасать. Поэтому мыши в период высокой сезонной активности муравьёв вынуждены как-то вписываться в те пространства, которые им ограничивают муравейники и муравьиные дороги. Муравейники образуют на своих территориях «чёрные дыры», в которых «исчезают» все другие виды членистоногих. Так что если вы хотите наловить жуков, то на территории муравьёв вы их просто не найдёте. «Летом у грызунов рождаются детёныши (обычно не меньше двух выводков за сезон), в отмеренных муравьями «гетто» становится тесно, между зверьками возникает конкуренция за территорию. Зато во второй половине августа, как только число муравьев снижается, грызуны тут же устремляются на освободившиеся участки. Териологи говорят, что в этом месяце наступают самые уловистые дни», — говорит старший научный сотрудник лаборатории поведенческой экологии сообществ ИСиЭЖ СО РАН кандидат биологических наук Софья Николаевна Пантелеева. Ещё более вольготные времена для мышей наступают зимой, когда муравьи уходят в почву на глубину около метра и муравейники остаются без хозяев. Оказалось, что 84 % муравейников имеют норы, ходы — не в куполе, а в окружающем муравейник земляном валу. Когда муравьи роют их, они по песчинке, по частичке складывают почву на определённом расстоянии, поэтому вал получается очень мягким. Это удобно для мышей во многих отношениях — можно рыться в муравейниках, сбиваться в кучки, греть друг друга. Кроме того, они там могут ещё и питаться. Во-первых, не все муравьи успевают уйти на зимовку, и какие-то из них просто застывают в муравейнике и становятся лёгкой добычей для мышей. «Мы ставили специальные эксперименты и выяснили, что, оказывается, грызуны охотятся на рыжих лесных муравьёв, хоть это и опасная добыча, которая кусается, брызгается кислотой. Мышь жмурится, отворачивается, но всё равно она убивает муравьёв и поедает их как заправский охотник, — рассказывает Жана Резникова. — В наших экспериментах мы специально брали грызунов, у которых в пище нет недостатков, в лаборатории их кормили готовой зерновой смесью с дополнением овощей, фруктов, орехов, семян подсолнечника и белковой пищи — сухого гаммаруса (рачка), творога. То есть поедают они муравьёв не от голода, а потому, что те для них очень вкусные и сладкие. Кроме того, тела этих насекомых содержат множество микроэлементов — которых, видимо, как раз не хватает в мышиной диете». Муравьи на вкус кисло-сладкие. Кислые они от кислоты, которая в них содержится, а сладкие от того, что питаются сладкими выделениями тли (в лаборатории – сиропом). Причём грызуны охотно едят и мёртвых муравьёв. Летом они любят «пастись» на муравьиных кладбищах (кстати, одно из них расположено неподалёку от бывшего здания юридического факультета НГУ) — местах, куда эти насекомые оттаскивают умерших собратьев. Также, как показал специальный эксперимент, грызуны очень охотно поедают сам субстрат муравейника, ведь в нём находит приют огромное количество мелких организмов — ногохвосток, почвенных клещей. Кроме того, в соавторстве с группой из Московского университета под руководством Ивана Юрьевича Чернова было выяснено, что количество дрожжей в муравейнике примерно в 100 раз больше, чем в окружающей почве. То есть, от зимовки там грызуны получают двойную выгоду. Отношения, когда кто-то находит приют у кого-то, в биологии называются синойкией — совместным проживанием. Весной мышам снова приходится потесниться. «Если мы придём сейчас в лес, то увидим купола, которые просто усеяны муравьями. Это теплоносцы, они нагреваются на солнышке, а потом идут в муравейник и прогревают своим теплом гнёзда и ходы, — рассказывает Софья Пантелеева. — Когда снег оттает полностью, то муравьи выйдут на поверхность, начнут структурировать свою территорию, прокладывать дороги — к кормовым деревьям, к другим муравейникам. Лес станет «шуршать». Если прислушаться, то можно будет даже услышать настоящий муравьиный топот. Конечно, для грызунов это совершенно некомфортная ситуация, поэтому им приходится уходить на те участки, которые свободны от муравьёв или где плотность последних очень маленькая». «В экологии есть такое понятие как отрицательное взаимодействие и положительное. К первому относятся хищничество, паразитизм, конкуренция, всё это может переходить одно в другое. А положительное начинается с синойкии (сожительства) и заканчивается симбиозом (когда один вид не может жить без другого), — объясняет Жанна Ильинична. — Получается, что со сменой сезонов отношения между нашими двумя гильдиями меняют знак — с минуса на плюс и наоборот». На вопрос, выгодно ли соседство с грызунами муравьям, пока ещё нет однозначного ответа. «Когда мы обсуждали эту проблему на симпозиуме «Муравьи и защита леса», многие исследователи говорили, что во время своих работ они находили в норках мышат, обглоданных муравьями. Когда мы раскапываем норки, то видим там меньше детёнышей мышей. Возможно, грызуны просто рожают меньше потомства на муравьиных территориях, а может быть — их действительно подъедают. Наблюдать это в природе довольно трудно», — говорит Софья. Муравьи могут съесть и живую взрослую мышь — в том случае, если ей хватит глупости самой зайти в муравейник. Учёные отмечают, что эта работа ещё не закончена, в новом сезоне они собираются продолжать это исследование с коллегами из МГУ на других видах грызунов. Исследование осуществлялось в соавторстве с Ольгой Борисовной Выгоняйловой (Синьковой), которая защитила на эту тему кандидатскую диссертацию. Обобщающая статья была опубликована в Журнале общей биологии.
17 апреля 2017
Наука в Сибири
Диана Хомякова
Оригинал статьи

Комары в Новосибирской области появятся в середине мая

Суточный пик активности комаров и мошек приходится на утро и вечер, об этом рассказали эксперты пресс-центра ГТРК «Новосибирск» «На Вертковской».
«Скорее всего, в южных районах области – Карасук, Краснозерский и Баган – комары появятся в конце апреля – первой декаде мая. В Новосибирске и в других частях области, скорее всего, комары появятся во второй декаде мая», – заявил старший научный сотрудник лаборатории экологической паразитологии Института систематики и экологии животных СО РАН Юрий Юрченко. Кровососущие мошки появятся в Новосибирске к середине лета: «Выплод взрослых кровососущих самок мошек начинается в третьей декаде июня и пика достигает в первой декаде июля. До этого мошки будут появляться, но мы ощущать их не будем», – заявила старший научный сотрудник лаборатории экологии беспозвоночных животных Института систематики и экологии животных СО РАН Людмила Петрожицкая. Эксперты пресс-центра ГТРК «Новосибирск» предположили, что этим летом в Новосибирске будет очень много мошек и комаров. «Количество комаров и мошек в Новосибирской области связано с объемом воды в регионе. Сейчас влага копится в большом количестве. Для кровососущих важно то количество зимних осадков, которые накопились в регионе, плюс температурный режим весной. Если снег стает быстро, то будет много комаров и мошек», – заявила Петрожицкая. Она также рассказала, что у мошек есть часы суточной активности. Утренний пик активности – с 9 часов до 11-11:30. Высокая температура и высокая освещенность действует угнетающе на насекомых. Вечерний пик – с 16 до 20-20:30. Вечерний пик активности гораздо выше, чем утренний. Для защиты от комаров и мошек лучше надевать светлую одежду с длинными рукавами и желательно – сетчатую защиту.
13 АПРЕЛЯ 2017
Вести Новосибирск
Оригинал статьи

Сибирские учёные предлагают бороться с колорадским жуком при помощи грибов и бактерий

Учёные Института систематики и экологии животных СО РАН придумали, как бороться с колорадским жуком с помощью специальных паразитических грибов, бактерий и их метаболитов.
Это поможет создать безопасный для природы и человека метод контроля численности вредителя. Энтомопатогенные грибы, о которых идёт речь, распространены по всему свету, их выделяют из почвы, растений и погибших насекомых. Грибы заражают последних, развиваются в них, заполняют изнутри, тем самым вызывая гибель, а после используют тело погибшего «хозяина» как питательный субстрат для выращивания своего «потомства». Патогенных грибов у насекомых в сотни раз больше, чем у человека. К 37 градусам человеческого тела адаптировалось не так много жизненных форм паразитических грибов. А температура тела насекомых (как и грибов) равна температуре окружающей среды. На сегодняшний день насчитывается более 1000 видов энтомопаразитических грибов, и это только тех, которые обязательно убивают своего хозяина. «Грибам, чтобы циркулировать в природе, нужны насекомые, но если встречи с «хозяином» пока не произошло, он какое-то время может выживать за счёт взаимодействия с растениями», — отмечает научный сотрудник ИСиЭЖ СО РАН кандидат сельскохозяйственных наук Оксана Григорьевна Томилова. «Это симбиотические взаимовыгодные отношения. Растения обеспечивают грибам защиту от внешних неблагоприятных воздействий (например, солнца, которое губительно для всех микроорганизмов), служат источником органических питательных веществ, а взамен растения получают защиту от фитофагов. Кроме того, имеются данные, что энтомпатогенные грибы могут поставлять азот от погибших насекомых к корням растения», — рассказывает заведующий лабораторией экологической паразитологии ИСиЭЖ СО РАН доктор биологических наук Вадим Юрьевич Крюков. К тому же накоплено достаточно экспериментальных данных, что эти грибы могут стимулировать рост растений, повышать их устойчивость к фитопатогенам, то есть выступать в качестве антагонистов организмов, вызывающих болезни растений. Учёные ИСиЭЖ СО РАН решили использовать «убийственные» способности энтомопатогенных грибов в своих целях и бороться с их помощью с вредителями, которые причиняют сельскому хозяйству наибольший ущерб. Однако поскольку грибы — биологические объекты, они зависят от очень многих факторов и не всегда способны эффективно заражать насекомых. Например, мало благоприятны для этого условия с сухой и жаркой погодой, резкими колебаниями суточных температур, которые достаточно часто наблюдаются в широтах с резко континентальным климатом Западной Сибири. Чтобы сделать действие грибов более активным, исследователи добавили к ним различные компоненты, которые резко снижают иммунные реакции насекомых, участвующие в защите от микозов, это, в частности сублетальные дозы бактерий Bacillus thuringiensis, метаболиты почвенной бактерии Streptomyces avermitilis, а также ряд грибных и растительных метаболитов. Благодаря таким комбинациям даже низкие дозы грибов приводят к высокой смертности насекомых, тем самым обеспечивается стабильный эффект в относительно короткие сроки. «Уровень восприимчивости насекомых к болезни в биоценозе можно поменять. И это даже важнее, чем количество присутствующего инфекционного начала. Здесь всё как у людей: развитие наших болезней зависят от того, с каким штаммом мы столкнулись. Но очень большую роль играют стрессирующие факторы, которые влияют на состояние иммунитета, — говорит Вадим Крюков. — Мы можем понизить иммунитет насекомых с помощью указанных метаболитов или низких доз бактерий — и за счёт этого резко повысить их восприимчивость к грибным патогенам». Колорадские жуки Как показывает множество работ по тестированию метаболитов этих грибов на теплокровных, для человека они достаточно безопасны, как и бактерии. «Избирательность действия энтомопатогенов во многом обусловлена теми механизмами, которые сформировались в процессе длительной коэволюции энтомопатогенов и их хозяев. Так, например токсические компоненты бактерии Bacillus thuringiensis высвобождаются под действием щелочного pH кишечника насекомого, а у теплокровных — среда кислая. Грибам для прорастания нужны химические компоненты покровов насекомых, но они не способны прорастать на коже теплокровных. Более того, некоторые энтомопатогенные грибы, систематически близкие к тем, которые мы используем в своих экспериментах, активно исследуются в фармакологии в качестве продуцентов лекарственных компонентов», — объясняет Оксана Томилова. Учёные отмечают, что на данный момент разработки находится на стадии экспериментальных препаратов. Есть рецептура, подобраны способы культивирования и дозы, но поскольку ИСиЭЖ СО РАН не является производственной организацией, заниматься коммерциализацией продуктов и их массовым производством он не может, для этого необходимы заинтересованные предприятия и инвесторы. Однако, по словам исследователей, перед ними стоит ещё много фундаментальных вопросов. Например, как у насекомых на разные болезни реагируют те или иные гены? Найти ответ учёным помогают коллеги из Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, которые выполняют транскриптомный анализ колорадского жука при различных, в то числе и комбинированных инфекциях. «Также очень интересно, как у этого насекомого изменяется кишечная микрофлора. Например, известно, что её состояние у теплокровных очень сильно определяет восприимчивость организма к грибным вирусным и бактериальным инфекциям. У жуков, по всей видимости, существуют подобные закономерности, но пока эта область крайне слабо исследована, — рассказывает Вадим Юрьевич. — Другое направление — покровы. Мы совместно с коллегами из Новосибирского института органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН пытаемся разобраться, каким образом биохимический состав кутикулы насекомых влияет на их чувствительность к грибным инфекциям, и каким образом мы можем воздействовать на покровы». В прикладном плане учёных интересует, какое воздействие грибы, вносимые против колорадского жука, оказывают на устойчивость растений к болезням, на агроэкосистемы. Кроме того, исследователи подбирают способы, позволяющие наиболее эффективно доставлять препарат в агроценозы. Это могут обычные опрыскивания растений (удобны для садоводов), аэрозольные обработки (применимы в фермерских масштабах) или приманки для насекомых с аттрактантами, здесь пока есть над чем работать. «Колорадский жук — это только одна из моделей, однако, исследователи ИСиЭЖ СО РАН активно разрабатывают биологические методы регуляции численности других насекомых. Например, с помощью подобных подходов можно бороться с непарным или сибирским шелкопрядами, опасными стволовыми вредителями — говорит Оксана Томилова. — Эти исследования поддерживается фондом РНФ. Внедрение в практику такого способа борьбы с вредителями позволит снизить уровень пестицидной нагрузки, будет способствовать развитию производства экологически-безопасной (органической) продукции, сохранению окружающей среды и здоровья человека».
30 марта 2017
Наука в Сибири
Диана Хомякова
Оригинал статьи

В АлтГУ состоялась презентация нового издания Красной книги Алтайского края

В День российской науки, 8 февраля, в Алтайском госуниверситете состоялась презентация электронной версии нового издания Красной книги Алтайского края.
Будучи первым в череде запланированных мероприятий, долгожданное событие стало отправной точкой, официальным стартом российского Года экологии в классическом вузе. В презентации приняли участие представители Министерства природных ресурсов и экологии Алтайского края, партнерские организации АлтГУ, представители особо охраняемых территорий. Над созданием Красной книги трудился большой научный коллектив, состоящий преимущественно из сотрудников и аспирантов АлтГУ. Научными редакторами первого тома выступили д.б.н., профессор М.М. Силантьева, д.б.н., профессор А.И. Шмаков, второго ? к.б.н. Н.Л. Ирисова, к.б.н., доцент Е.В. Шапетько. Кроме того, в подготовке издания приняли посильное участие ученые из Новосибирского госуниверситета, Московского педагогического университета, Омского государственного педагогического университета, Института систематики и экологии животных СО РАН, Института ботаники РАН, Центрального сибирского ботанического сада СО РАН и др. «В этот праздничный день, День российской науки, мы делаем большое, нужное и своевременное дело – презентуем новое издание Красной книги Алтайского края, ? отметил в своей речи и.о. проректора по научному и инновационному развитию АлтГУ Е.С. Попов, ? Для нас это не просто событие и не только презентация, а своего рода итог довольно длительной и кропотливой работы, которая, как нам кажется, вовремя и вполне уместно подошла к своему финалу. Поэтому мы бы хотели, чтобы данное издание стало настоящим подарком Алтайскому краю в год его юбилея. Подарком от ученых и педагогического состава нашего университета». Далее выступил начальник отдела особо охраняемых природных территорий Министерства природных ресурсов и экологии Алтайского края И.В. Дудин: «Для нас сегодняшнее мероприятие является весьма значимым. Достаточно будет сказать, что Красная книга переиздается всего лишь один раз за десять лет в соответствии с порядком ее ведения. И каждый раз для края это большое, в природоохранном смысле, событие». После этого Илья Викторович добавил: «Очень важно отметить, что многие виды, занесенные в данное издание, возможно, на сегодняшний день, не приносят прямой пользы человеку. Однако каждый из нас должен понимать, что это маленькая часть большого целого, которое необходимо оберегать». Для этого ученые сделали практически невозможное. Благодаря помощи партнерских организаций им удалось всего за один год подготовить к публикации масштабный и качественный труд, в полной мере отвечающий самым высоким требованиям и стандартам, предъявляемым к подобным изданиям. Но самое главное, в соответствии с Положением Администрации Алтайского края о порядке ведения Красной книги региона, Красная книга Алтайского края с момента публикации считается официально действующим документом, по сути, руководством к действию для природоохранных организаций. Что касается самой Красной книги и истории ее создания, то наиболее подробно об этом рассказали представители редколлегии – д.б.н., почетный профессор АлтГУ Т.А. Терехина и А.И. Шмаков. Судя по отзывам ученых, издание получилось по-настоящему уникальным, разительно отличающимся от предыдущего. Причем в пополнении сведений о распространении охраняемых видов животных, растений и грибов активное участие приняли учителя биологии и географии школ края и представители различных экологических организаций. А для расширения возможностей применения собранного бесценного материала были использованы современные технологии – сформирован электронный каталог редких и исчезающих видов животных и растений с привязкой к геоинформационной системе веб-ГИС «Красная книга Алтайского края», куда были внесены более 1 600 новых точек местонахождения тех или иных видов. Последнее призвано упростить процесс обработки данных, а также принятие окончательного решения в ходе той или иной проектной работы. В заключение следует сказать, что буквально на днях на сайте Министерства природных ресурсов и экологии Алтайского края будет доступна электронная версия нового издания Красной книги, после чего она появится и на других интернет-порталах, в том числе государственных. В рамках презентации Алтайскому госуниверситету был сделан подарок – 30 экземпляров достойно оформленных дисков с полной версией двух томов книги. Что касается бумажной версии, то она должна будет выйти из печати не позднее конца первого полугодия 2017 года.
8 февраля 2017
газета «За науку»
Евгения Скаредова
Оригинал статьи

Там, где можно пережить апокалипсис

Где-то внутри гор есть удивительный мир, скрытый от лучей солнца и глаз обывателей. Над ним практически не властны погодные условия, разрушительные катастрофы и суетное течение времени. В этом мире удивительной жизнью живут удивительные существа.
«В науке я — спелеологический обыватель», — предупреждает аспирант Института систематики и экологии животных СО РАН Алексей Маслов. Напрямую его научные интересы никак не связаны с пещерами, зато с ними тесно связаны интересы личные — Алексей занимается спортивной спелеологией, участвует в исследовательских экспедициях и организует экологические акции по очистке сибирских пещер.
«Спелеонауку нельзя судить строго, — предупреждает ученый. — Где-то выборка маловата, там эксперимент не идеально спланирован… Работать с пещерными организмами крайне сложно, и поэтому каждый полученный результат высоко ценится». Во-первых, их не так-то легко встретить. Настоящие обитатели подземелий живут «просторно» — как правило, здесь на квадратный метр площади приходится очень мало «населения». Так что если исследователю посчастливилось найти хотя бы нескольких особей, он уже должен быть счастлив.
Другие трудности — технического характера. Спелеологу-ученому необходимо быть настоящим спелеологом-спортсменом: до пещеры нужно добраться, спуститься в нее, провесив специальное снаряжение, «просочиться» в узкие лазы и ходы… Для исследований пещерных обитателей организуются настоящие спелеоэкспедиции, и, как всякие экспедиции, они полны неожиданностей: то нужную систему не удается найти, то веревки до дна не хватает.
Всех, кто может встретиться в пещере, ученые разделяют на три группы: троглобионтов, троглофилов и троглоксенов, между которыми, правда, не всегда можно провести четкие границы. Первые — это «коренные» обитатели пещер, они отлично там себя чувствуют, хорошо размножаются и дают устойчивую популяцию. Как правило, к ним относятся ракообразные, некоторые виды насекомых.
Троглофилами являются организмы, которые могут жить также и в наземной среде. Это могут быть птицы, гнездящиеся возле входа, летучие мыши, ракообразные и даже некоторые зеленые растения из тех, что нуждаются в малом количестве света и поэтому способны проникать довольно далеко от входа в пещеру.
Третья группа пещерных жителей — троглоксены. Это организмы, обитающие на поверхности и каким-то не самым счастливым для себя образом попадающие под землю. Например, мышь, которая свалилась в пещеру и не смогла оттуда выбраться. Они живут там, пока не умрут, либо не выберутся обратно на поверхность. «Неподготовленный человек как раз является троглоксеном, а подготовленный — троглофилом, он может жить в пещере и даже оставить потомство», — шутит Алексей Маслов.
Те животные, которые всю свою жизнь проводят в пещере, имеют определенные общие признаки: отсутствие глаз и пигментации, замедленный обмен веществ и растянутые жизненные циклы, сравнительно мелкие размеры, измененные пропорции тела. Источники их питания специфические, и у них стираются грани между средами обитания. Так, некоторые пещерные беспозвоночные одинаково комфортно себя чувствуют как на воздухе, так и в воде. А протеи способны дышать и кожей, и легкими.
Благодаря своей высокой способности приспосабливаться к условиям среды, амфибии протеев в свое время сыграли злую шутку с австрийским биологом Паулем Каммерером, который придерживался идей Жана Батиста Ламарка о возможности наследования организмами приобретенных признаков и пытался доказать это с помощью опытов.
Он переселял амфибий — обитателей холодных пещерных водоемов в освещенное пространство и теплую воду. В результате недоразвитые глаза протеев, которые не нужны им в темноте, начинали развиваться в первом же поколении, а кожа темнела. На самом деле, это было всего лишь случаем ненаследуемой модификационной изменчивости, вполне характерной для амфибий.
«Фонарики» если и используются пещерными организмами, то в основном для охоты. В этом смысле наблюдается сходство с глубоководными жителями. Например, глубоководный удильщик испускает свет и приманивает на него жертву. Подобно ему действуют флуоресцирующие личинки комаров — они снабжены светящимися нитями, на которые садятся залетевшие в пещеру светолюбивые насекомые, служащие личинкам пищей. Пещерные же растения любят свет и изобретают хитрые механизмы, чтобы улавливать мельчайшие его проявления. Так, мох, растущий в провалах (дырках с поверхности), даже «разработал» специальные линзы, фокусирующиеся там, куда попадают солнечные лучи.
Интересные биологические приспособления имеют и летучие мыши (которые вообще, ввиду своей оригинальной физиологии, являются крайне любопытным объектом для биологов). Они не только способны впадать в длительную сезонную спячку, но также имеют множество особенностей, связанных с размножением.
«При этом рукокрылые умеренных широт сильно отличаются от тропических «коллег» по характеру процесса оплодотворения и начальных фаз эмбрионального развития, — рассказывает Алексей Маслов. — У летучих мышей умеренного климата отмечают весеннее и осеннее спаривание, при этом последнее не совпадает с периодом овуляции (а он у многих летучих мышей нашей полосы — единственный в году). Поэтому сперматозоиды находятся в самке и сохраняют жизнеспособность во время зимней спячки (пять—семь месяцев), и в первые дни после пробуждения происходит оплодотворение перезимовавшими сперматозоидами. Надо сказать, что оплодотворение в ходе весеннего спаривания происходит тоже перезимовавшими сперматозоидами, только зимуют они в половых путях самца».
На этом список особенностей не заканчивается. Если, например, у человека срок эмбрионального развития составляет всем известные девять месяцев, то у летучих мышей определить его даже не всегда возможно — темп эмбрионального развития зависит от температуры окружающей среды.
Летучие мыши часто становятся жертвами безобидных на вид синичек. Хитрая птица научилась распознавать специфический звук, который мышь издает при пробуждении, и когда еще толком не проснувшаяся жертва, непрогретая, малоподвижная, с плохой координацией, выползает из пещеры, синица убивает и съедает ее.
Отдельно стоит сказать про загадочные жизненные циклы спелеологических обитателей. В пещерах обитает многочисленная (около 170 видов) группа рыбок cavefish. Некоторые из ее представителей являются близкими «родственниками» zebrafish (рыбки Данио) — излюбленного объекта для исследований биологии развития и молекулярных исследований. Пещерные рыбы спят намного меньше обитателей поверхностных вод.
Долгое время в Словении, Хорватии, Средиземноморье протеи обвинялись в возникновении штормов. Дело в том, что обильные осадки вызывали в пещерных реках паводки, и вода выносила этих животных на поверхность. Никогда не видевшие таких существ люди принимали их за новорожденных драконов, которых обвиняли во всех смертных грехах и сжигали. Так продолжалось, пока один из священников не додумался показать «драконыша» своему знакомому биологу. Некоторые утверждают, что именно с этого момента началось активное изучение пещерных организмов.
«Одна из объясняющих это явление гипотез состоит в том, что из-за отсутствия зрения мозг получает меньше сенсорной информации, и у него высвобождаются колоссальные мощности, — объясняет Алексей. — Возможно, он отдыхает частями». А пещерные протеи являются феноменальными долгожителями (что не дает покоя человечеству). Продолжительность жизни коррелирует с массой тела, размером генома. Эти же организмы весят менее 100 граммов, а живут более 100 лет. Кроме того, они могут месяцами не есть. Ученые исследуют, где именно у них запасена энергия и как она расходуется.
Еще у пещерных животных логичным образом снижается агрессивность. В темных пространствах подземелий крайне редко можно встретить особь своего вида, и если ты ее нашел, а она еще и противоположного пола — зачем воевать? Это очень логичная поведенческая модель, которую ученые показали на экспериментах по парному ссаживанию.
Животные из предковых популяций, попавшие «в дыру» когда-то сверху и приспособившиеся к жизни в ее условиях, развиваются везде немного по-разному, и с большой долей вероятности в разных спелеологических районах будут разные виды. Только в алтайской пещере Кёк-Таш описано четыре новых вида животных.
Тем загадочнее представляется ситуация с пауками рода Uthina в США — там один и тот же вид распространен на половине континента, в разных пещерах, которые, насколько известно, никак друг с другом не соединены. Ученые ломают голову над вопросом: что заставляет всех этих пауков развиваться по одному и тому же пути?
Это может показаться неожиданным, но спелеонаука имеет и практические применения. Так, из пещерных микроорганизмов выделяют природные антибиотики. Дело в том, что некоторые бактерии живут в пещере очень долгое, геологическое время, сверху постоянно течет вода, и с ней привносятся различные микроорганизмы. Бактериям регулярно приходится защищаться от пришельцев, и они выработали для этого свои действенные способы, которые можно использовать и для лечения людей. Такой антимикробный агент выделили совсем рядом, в очень популярной у туристов красноярской пещере Большой Орешной.
Кроме того, в пещерах, особенно азиатских, зимуют и размножаются многие насекомые, которые переносят болезни. Проводятся исследования множества уровней — от инспекции этих «дыр», до разработки методов борьбы с вредителями.
Отдельный пласт спелеонауки представляют собой популярные в середине XХ века исследования реакции на длительное пребывание в подземелье человеческого организма. Результаты этих работ предполагалось использовать, в том числе и для космоса. Ведь пещеры и космос очень похожи: и там, и там человек оказывается в полной темноте, тишине и изоляции. Люди, именующие себя спелеонавтами, в одиночку, без часов погружались «в дыру» на месяцы и исследовали свой суточный ритм, а затем и то, как он влияет на организм (проверялся кальциевый обмен, зрение и т.д.). И хоть космические исследования сегодня в пещерах не ведутся, благодаря спелеонавтам удалось выяснить, что естественный биологический ритм человека составляет 24,5 или 48 часов. В больших городах результаты их исследований предлагалось использовать для «пещерной» терапии бессонницы, чтобы больной выспался и вошел в естественный ритм.
«В 1883 году произошло мощное извержение вулкана Кракатау (Индонезия). Сила взрыва превышала силу взрыва бомбы в Хиросиме в 10 000 раз, остров был практически уничтожен, сотни городов и поселений разрушились или получили повреждения. В атмосфере оказалось такое количество вулканического пепла, что несколько лет наблюдались интенсивные по окраске рассветы и закаты. По одной из версий, именно они вдохновили художника Эдварда Мунка на создание серии картин «Крик», — говорит Алексей Маслов. — Практически всё живое в районе взрыва погибло. По данным современников, первые насекомые, птицы, растения появились на соседних островах лишь спустя десятки лет. А жизнь в пещерах архипелага не останавливалась. Если будет апокалипсис, пещерные обитатели имеют шансы его пережить».
Несмотря на то, что спелеомир может веками поддерживать сам себя в неизменном состоянии, он очень хрупкий, если речь идет о воздействии извне. Когда та или иная пещера становится популярной у туристов, они наносят ей непоправимый урон — тревожат пребывающих в спячке мышей (которые могут после этого второй раз не проснуться, так как тратят слишком много энергии на пробуждение), оставляют килограммы мусора.
Сейчас Алексей Маслов, возглавляющий Экоклуб Новоси-бирского государственного университета, при поддержке магазина «Альпиндустрия» реализует акцию по очистке сильно загрязненной посетителями алтайской пещеры Тут-Куш.
«В пещерах всё восстанавливается крайне долго, иногда вообще не восстанавливается. Очень важно то, что мы можем убрать, оттуда вынести и больше никогда не заносить, — рассказывает ученый. — С пещерой Тут-Куш у меня свои счеты — в июне 2015 года в группе под моим руководством из-за большого количества плесени во входной части пещеры у одной из участниц похода развилась аллергическая реакция немедленного типа — отек Квинке. Всё закончилось благополучно только благодаря наличию необходимых медицинских препаратов, опыту и своевременной эвакуации сотрудниками МЧС. Так что в пещере не просто скопилось критическое количество мусора — это уже опасно для здоровья ее посетителей».
В ноябре 2016 волонтеры Экоклуба НГУ провели экологическую акцию по очистке Тут-Куша. Однако мусора там настолько много, что удалось собрать лишь малую его часть.
«В этом году будет сделано еще несколько таких акций. В них будут участвовать спелеологи клуба «Кедр» (Новосибирск) и молодежного отделения Русского географического общества Горно-Алтайского государственного университета. После это мы планируем организовывать новые мероприятия и участвовать в экологических начинаниях спелеологов других регионов. Надеюсь, что наша акция привлечет внимание к проблемам охраны и экологии пещер», — говорит Алексей Маслов.
30 января 2017
Наука в Сибири
Диана Хомякова
Оригинал статьи