Кузбасс – крупнейший регион, специализирующийся на добыче полезных ископаемых. Большинство горных разработок в регионе производится открытым методом, который является наиболее безопасным и эффективным, однако способствует образованию значительного количества техногенно нарушенных почв. Для формирования плодородного слоя почв и растительного покрова рационально совместное использование микроорганизмов в совокупности с растениями. Известно, что микроорганизмы способны интенсифицировать рост растений за счет улучшения их питания, синтеза ростостимулирующих веществ, защиты от фитопатогенов. При этом наибольшие ростостимулирующие свойства отмечены для представителей рода Pseudomonas и Bacillus. В свою очередь, некоторые растения, в частности житняк гребневидный (Agropyron cristatum (L.) Gaertn.), формируют устойчивый травостой и участвуют в образовании поверхностного горизонта почв (дернины). Цель исследования: изучить перспективы совместного использования Pseudomonas fluorescens B-4252, Bacillus megaterium B-3778, Pseudomonas putida B-2950 и житняка гребневидного для повышения плодородия и формирования устойчивого растительного покрова на техногенно нарушенных почвах Кузбасса. Установлено, что изучаемые штаммы способны продуцировать синильную кислоту, фитогормоны, а также осуществлять солюбилизацию фосфора и фиксацию азота. При этом штаммы и консорциумы на их основе улучшают рост житняка в лабораторных условиях. Обработка семян данными микроорганизмами способствует повышению всхожести и скорости роста житняка. Так, всхожесть семян при обработке консорциумом № 2 составила 94%, что на 12% больше по сравнению с контролем (без обработки). Средняя длина ростков при данном варианте обработки составила 56 мм, что превышает контрольные показатели на 43%. За счет описанных качеств консорциум может стать эффективным агентом, ускоряющим восстановление техноземов Кузбасса. 

Многовидовые цианобактериальные сообщества (биопленки, феномен «цветение») могут постоянно развиваться и длительно вегетировать на различных плотных средах, включая почву и каменистые субстраты. Эти сообщества представляют интерес как в теоретическом, так и практическом планах. Специфические особенности биопленок связаны с тем, что помимо фототрофов (водорослей и цианобактерий), в их состав входят гетеротрофные бактерии, микромицеты, простейшие, коловратки, т. е. в подобных микробоценозах наблюдается классическая трофическая сеть, дающая возможность существовать подобным консорциумам длительное время, в первую очередь, из-за способности цианобактерий к автотрофному питанию по углероду (фотосинтез) и по азоту (азотфиксация), что обеспечивает их устойчивость не только в стабильных условиях среды, но и при стрессовых ситуациях. С практической точки зрения цианобактериальные биопленки могут найти применение в биотехнологии в таких направлениях, как биосорбция, синтез экзометаболитов различной направленности. Кроме того, они могут быть полезны в связи с эксплуатацией различных построек из материала, аналогичного тому, который служил субстратом произрастания микроорганизмов в нашем эксперименте. Исследуемые биопленки в течение 15 лет поддерживались в модельном опыте на каменистом субстрате. Проведенные анализы по определению качественного и количественного состава фототрофного компонента биопленок, антифузариозной активности, определения содержания пигментов и концентрации тяжелых металлов показали, что для разрастаний характерны не только морфологические различия, но и существенные различия определяемых показателей в зависимости от характера роста. В пределах данного каменистого субстрата было выделено три различных типа биопленок и особые разрастания на стенках контейнера, в котором происходило культивирование. 

Пауки, как важнейшие энтомофаги экосистем, являются самыми многочисленными ядовитыми животными на планете и незаменимыми регуляторами численности популяций, истребляя, главным образом, насекомых и других мелких членистоногих. Пауки – неотъемлемая часть трофической цепи, они производят яд, который служит для обездвиживания добычи. Яды пауков являются «природной комбинаторной библиотекой» биологически активных веществ, с различной эффективностью и специфичностью. Особенностью биологического действия яда пауков является уникальное сочетание относительно низкой общей токсичности цельного яда, как для животных, так и для человека, с высокой селективностью взаимодействия нейротоксинов, входящих в состав яда, с молекулярными структурами ионных каналов и синаптических рецепторов нервной системы. Обзор знакомит с новыми фундаментальными фактами и идеями в активно развивающейся области изучения яда пауков-птицеедов и перспектив их практического применения в биомедицинских исследованиях для рационального конструирования лекарств (drug design). Рассмотрено современное состояние исследований уникального набора полипептидных токсинов, служащих химическими факторами (алломонами) межвидовых (аллелохимических) взаимодействий пауков-птицеедов семейства Thetaphosidae. Современная информация о структуре токсинов яда пауков-птицеедов анализируется по базе данных UniProt. Приведена новейшая биоэкологическая и токсинологическая характеристика пауков-птицеедов. Рассмотрена химическая природа и механизм действия уникальных токсинов, селективно действующих на ключевые процессы в нервной системе: синаптическую передачу и функционирование ионных каналов, что позволяет паукам-птицеедам не только взаимодействовать с различными молекулярными мишенями жертвы или хищника, но и реализовывать различные жизненные стратегии, приобретая эволюционное преимущество. 

Пресноводный фитопланктон чувствителен к изменениям окружающей среды, поэтому его мониторинг имеет экологическое, рекреационное и экономическое значение. Анализ многолетних изменений фитопланктонных сообществ особенно важен, поскольку позволяет не только выявлять причины изменений, но и делать прогнозы на будущее. В настоящей работе проведено исследование динамики доминантных видов летнего фитопланктона дельты р. Великой с 2016 по 2021 г., в том числе изучена связь видового состава и количественных характеристик фитопланктона с изменениями рН и температуры воды. В целом в течение исследованного периода обозначилась тенденция к снижению видового разнообразия и количества фитопланктона в дельте р. Великой. В 2020 и 2021 гг. отмечалось резкое снижение количества/биомассы тех видов фитопланктона, которые обычно доминируют в р. Великой. Данные изменения затронули сначала зеленые микроводоросли и цианобактерии (2020 г.), затем диатомовые водоросли (2021 г.). В течение того же периода (2020 – 2021 гг.) наблюдали наибольшее снижение количества клеток у цианобактерии Aphanocapsa delicatissima, что позволяет использовать данный вид как индикатор состояния фитопланктона в дельте р. Великой. Температура и рН воды значительно влияли на количество клеток доминантных отделов (Bacillariophyta, Chlorophyta, Cyanobacteria) и слабо коррелировали с видовым составом. Особенно температура воды и рН воды влияли на количество клеток цианобактерий, что указывает на важность этих факторов для инициации цветения водоемов и позволяет предполагать усиление эффекта при их единовременном действии.

Настоящая статья посвящена усовершенствованию метода определения восполняемых потенциалов популяций диких животных по динамическим рядам их численности. Суть метода состоит в том, что если динамический ряд численности содержит в себе хорошо выраженный достаточно протяженный участок перехода популяции от меньшей ее численности к большей, то его можно аппроксимировать логистической кривой и определить значения нижнего и верхнего стационарных состояний популяции. Для этого необходимо выбирать наиболее продолжительный временной период, пригодный для соответствующей аппроксимации. После этого в динамическом ряде численности нужно определить временной период, в который численность росла наиболее быстро и с помощью прямолинейной аппроксимации нужно определить значение фактического максимального годового прироста популяции. После этого можно определить восполняемый потенциал популяции как отношение четырехкратного значения фактического максимального годового прироста популяции к разности значений верхнего и нижнего стационарных состояний популяции. В том случае, когда в изучаемой популяции миграции животных незначительны или их объемы малы, по сравнению с внутренним воспроизводством, то можно говорить о тождестве восполняемого потенциала биотическому. Нами установлено, что наследственно обусловленный репродуктивный потенциал лося во всех исследованных нами популяциях примерно одинаков, независимо от мест их обитаний и близок к значению величины r_m = = 0.5. Анализ фактически реализованной максимальной скорости роста рассмотренных популяций лося показал, что интенсивность их добычи в настоящее время может быть увеличена минимум в два-три раза без каких-либо негативных последствий. 

Приведены результаты исследования динамики характерного для центральной части Приволжской возвышенности типа лесных экосистем – влажной судубравы (С₃). Исследования проводили на территории участка «Верховья Суры» заповедника «Приволжская лесостепь». Ход процесса изучали в возрастном ряду, выделенном в однородных лесорастительных условиях на основе принципов динамической классификации типов леса. В результате обработки данных таксации леса получены средние величины таксационных показателей древостоев для каждого класса возраста. Одновременно проведен анализ изменений всех компонентов насаждений. На его основе возрастной ряд был разделен на отдельные периоды и фазы. Тенденции изменения доли участия каждой лесообразующей породы в составе древостоя на разных возрастных стадиях описаны нелинейными уравнениями. Проведенное исследование показало, что полученный возрастной ряд представляет собой ряд трансформации лесных сообществ. Нарушение хода лесообразовательного процесса привело к масштабной смене коренных насаждений на производные. После начала применения сплошнолесосечных рубок площадь, занятая лиственными деревьями, постоянно росла. Следствием масштабного применения рубок промежуточного пользования, санитарных и добровольно-выборочных рубок стало формирование изреженных сосновых древостоев. Одновременно происходила и трансформация нижних ярусов сообществ. Эти факторы вызвали ухудшение условий естественного возобновления сосны (Pinus sylvestris L.). В результате, к настоящему времени возможность формирования сосновых древостоев путем естественного возобновления почти полностью исключена. 

Представлены результаты изучения онтогенетической структуры ценопопуляций древесных растений на 16 постоянных пробных площадях в спелых сосновых древостоях, расположенных в г. Москве. Впервые в условиях Московского региона применен ценопопуляционный подход для оценки возобновительной способности древесных пород в сосновых дендроценозах. В ходе исследования были рассмотрены участки спелых сосновых насаждений, которые являются репрезентативными для Московского региона. Рассмотрены онтогенетические спектры ценопопуляций: Pinus sylvestris L., Acer platonoides L., Tilia cordata Mill., Ulmus laevis Pall. и Corulys avellana L. Проведен анализ численности древеснокустарниковой растительности нижних ярусов насаждений (подрост и подлесок) и их встречаемости на пробных площадях. Ценопопуляция P. sylvestris имеет возрастной спектр правосторонний с преобладанием особей генеративного состояния и в данных условиях является регрессивной, так как полностью отсутствуют предгенеративные особи. Ценопопуляции A. platonoides, U. laevis и C. avellana характеризуются как эффективно самоподдерживающиеся, а T. cordata – умеренно самоподдерживающаяся. По результатам исследования выявлено, что онтогенетические спектры большинства популяций изученных видов являются неполными из-за отсутствия у растений некоторых онтогенетических состояний. Значительная часть ценопопуляций видов имеет бимодальный онтогенетический спектр.

Онтогенетическое состояние и формирование циклов генерации широколиственных пород объясняется наличием достаточного количества открытых участков – «окон». Отмечено, что подрост имеет достаточно высокий процент отпада до достижения им генеративного онтогенетического состояния под воздействием внешних и внутриценотических факторов. Анализ породного состава подроста и подлеска показал, что набор древесно-кустарниковой растительности насчитывает 12 видов. 

Гибридизация – важный компонент эволюции и видообразования растений.

Межвидовые и внутривидовые скрещивания могут приводить к изменениям генома, тем самым влияя на морфологию, адаптацию, рост и развитие новых видов растений. Гибридогенный вид Echinops saksonovii Vasjukov происходит от интрогрессивной гибридизации E. ruthenicus M. Bieb. и E. sphaerocephalus L. На морфологическом уровне E. saksonovii отличался от родительских видов меньшими линейными размерами листьев и большей длиной устьиц. Содержание зеленых пигментов и каротиноидов в листьях нотовида было в 2.0 и 2.5 раза больше, но по их соотношению нотовид ближе к родительскому виду E. ruthenicus. В липидном комплексе E. saksonovii обнаружено повышенное содержание липидов, ответственных за формирование тилакоидных и непластидных мембран. Среди вторичных соединений листья растений E. saksonovii накапливали больше флавоноидов и пролина. По количественному содержанию фенольных соединений и продуктов перекисного окисления E. saksonovii ближе к родительскому теневыносливому виду E. sphaerocephalus. Таким образом, выявлены особенности структурно-функциональной организации и клеточного метаболизма в листьях гибридогенного вида E. saksonovii в сравнении с родительскими видами, что может способствовать лучшей приспособляемости и жизнеспособности E. saksonovii и, как следствие, к большей конкурентоспособности.

Анализ состава кородревесных отходов склада г. Сыктывкара выявил высокое содержание питательных элементов, отсутствие токсичности и возможность использования для твердофазной ферментации ксилотрофных базидиомицетов. Критическая оценка трех штаммов ксилотрофных базидиомицетов (Trametes hirsuta, Fomitopsis pinicola, Laetiporus sulphureus), культивированных на кородревесных отходах, показала, что штамм Trametes hirsuta обладает наибольшей скоростью роста (4.95 – 6.2 мм / сут.), высоким ростовым коэффициентом (60 – 77) и максимальным выходом трудногидролизуемых (30.7%) полисахаридов за 30 суток. Максимальный выход целлюлазы составил 1330 Ед./г.