авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |
-- [ Страница 1 ] --

Дальневосточный федеральный университет

Школа Естественных Наук

АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ

ЭКОЛОГИИ, МОРСКОЙ БИОЛОГИИ

И БИОТЕХНОЛОГИИ

Материалы

ХI Региональной конференции

студентов, аспирантов вузов

и научных организаций

Дальнего Востока России

3-4 мая 2012 г.

Владивосток

Издательство Дальневосточного университета

2012

Редакционная коллегия:

А.В. Адрианов, академик РАН, зам. директора Школы естественных наук ДВФУ;

Н.К. Христофорова, д.б.н., проф., зав. Международной кафедрой ЮНЕСКО «Морская экология» ДВФУ;

В.М. Пешеходько, к.б.н., доцент каф. биоразнообразия и морских биоресурсов ДВФУ;

Ю.А. Галышева, к.б.н., заведующий каф. экологии ДВФУ;

Е.А. Петрова, аспирант Школы естественных наук ДВФУ.

Актуальные проблемы экологи, морской биологии и биотехнологии. Материалы ХI Региональной конференции студентов, аспирантов вузов и научных организаций Дальнего Востока России. – Владивосток: Изд-во Дальневосточного университета, 2012. – 344 с.

ISBN 978-5-93577-034- В сборник включены тезисы участников конференции, проводимой на базе биологического кластера Школы Естественных Наук ДВФУ с 3 по 4 мая 2012 г. Публикуемые материалы затрагивают широкий спектр фундаментальных и прикладных проблем в области биологии и экологии.

Организация конференции, включая издание настоящего сборника, выполнена в рамках реализации гранта Правительства Российской Федерации № 11G34.31.0010.

Для специалистов-биологов, экологов, молодых ученых, аспирантов, студентов, а также школьников, интересующихся биологической наукой.

©Школа Естественных Наук ДВФУ, АКТИВАЦИЯ ЗАЩИТНЫХ МЕХАНИЗМОВ В ТРАНСГЕННЫХ КЛЕТКАХ RUBIA CORDIFOLIA ПОД ДЕЙСТВИЕМ ГЕТЕРОЛОГИЧНОЙ ЭКСПРЕССИИ КАЛЬЦИЙЗАВИСИМОЙ ПРОТЕИНКИНАЗЫ Авраменко Т.В. (старший лаборант), Веремейчик Г.Н. (с.н.с.), Шкрыль Ю.Н., (в.н.с.), Горпенченко Т.Ю. (с.н.с.), Булгаков В.П.

(руководитель отдела) Биолого-почвенный институт ДВО РАН, 690022 Владивосток avrtanya@yandex.ru Известно, что в растительной клетке основным трансдуктором внешних сигналов, а, следовательно, и универсальным регулятором является кальциевая сигнальная система. Изменение внутриклеточной концентрации кальция в ответ на внешние стимулы модулирует работу основных растительных сенсоров кальция — кальцийзависимых протеинкиназ (CDPK), которые в свою очередь определяют реакцию клетки на воздействие. Внешние сигналы активируют экспрессию различных изоформ CDPK, которые регулируют ответную реакцию на биотические и абиотические стрессы.





Кальцийзависимые протеинкиназы являются медиаторами различных сигнальных путей, поэтому модуляция их экспрессии и активности влияет на защитный статус растительной клетки. В данной работе мы показали, что гетерологичная экспрессия постоянно активной мутантной изоформы гена CDPK Arabidopsis thaliana, AtCPK1, приводит к активации вторичного метаболизма в культуре клеток Rubia cordifolia. Также в ходе исследований мы установили, что экспрессия гена AtCPK1 в клетках R. cordifolia приводит к одновременной стимуляции продукции антрахинонов и увеличению уровня активных форм кислорода (АФК) в клетке.

В качестве объекта исследования были использованы клеточные культуры лекарственного растения Rubia cordifolia: R - контрольная (не трансформированная) и трансформированные двумя мутантными изоформами AtCPK1 — постоянно активной и неактивной (R-Ca и R-Na, соответственно). Rubia cordifolia является ценным лекарственным растением. Экстракт марены сердцелистной, содержащий большое количество антрахинонов, обладает литолитическим, противовоспалитеным, гепатопртекторным и антиоксидантым свойствами. В культурах, трансформированных Ca-формой гена AtCPK1, наблюдалось 10 кратное увеличение общего содержания антрахинонов по сравнению с клетками R и R-Na линий и увеличение экспрессии гена ключевого фермента биосинтеза антрахинонов – изохоризматсинтазы.

Методом конфокальной микроскопии мы показали увеличение содержания АФК в клетках линии R-Ca по сравнению с R. Уровень содержания АФК в культуре R-Na не отличался от контрольного. Было также установлено, что активные формы кислорода приводят к аккумуляции многих групп вторичных метаболитов, включая антрахиноны. Таким образом, можно предположить, что AtCPK1 активирует биосинтез антрахинонов в R-Ca клетках посредством увеличения генерации АФК. Нами также показано, что клеточная линия R-Ca отличалась большей устойчивостью к температурным стрессам по сравнению с R и R-Na линиями.

Устойчивость к тепловому и холодовому стрессу связана с активацией экспрессии генов антиоксидантных ферментов в клетках R-Ca. Ген AtCPK1 также влияет на морфологические характеристики трансгенных клеток. Клетки линии R-Ca значительно увеличены в размерах, однако, это не привело к увеличению общей биомассы, напротив, клеточная культура R Ca обладала замедленной тенденцией к росту, по сравнению с контрольной. Таким образом, можно предположить, что AtCPK ограничивает деление клеток. Важно отметить, что между содержанием АФК и размером клеток была обнаружена зависимость, близкая к линейной.

Мы показали, что гетерологичная экспрессия специфичных генов CDPK в растительных клетках является мощным инструментом регуляции вторичного метаболизма. Экспрессия гена AtCPK1 не оказала значительного негативного эффекта на рост клеточных культур, при этом было показано 10-кратное увеличение биосинтеза антрахинонов и повышение устойчивости к температурным стрессам в трансгенных культурах Rubia cordifolia.



ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ СООБЩЕСТВ ЛЕЧЕБНЫХ ГРЯЗЕЙ Безбородова А.А. (студентка), Дворник А.А. (аспирант) Дальневосточный федеральный университет, Школа естественных наук, 690091 Владивосток Ms.Bezborodova.Anna@mail.ru Проблемы грязелечения всегда были актуальны, как в эпоху их априорного применения, так и, особенно в последнее время, в связи с широкими возможностями современных методов исследования. Причиной неиссякаемого интереса к лечебным грязям служит их высокая эффективность при многих заболеваниях и постоянно открываемые новые возможности использования. Являясь живой, постоянно регенерирующей биосистемой, лечебная грязь открывает все новые возможности использования. Ни одно из современных лекарств по широте своего действия не может в настоящее время сравниться с пелоидом (http://domkurorta.ru/grayzi.html?start=1).

В Приморском крае известны месторождения лечебных грязей в бухте Экспедиции, заливе Угловое залива Петра Великого. В настоящее время в оздоровительном комплексе “Белый лебедь” применяется уникальная по физико-химическим свойствам лечебная грязь месторождения "Мелководненское", расположенного в бухте Воевода острова Русский (http://www.lebeddv.ru/Improv.php).

Метод грязелечения, или пелоидотерапии заключается в воздействии на организм больного лечебными грязями различных типов. Терапевтическое воздействие грязи складывается из действия теплового, механического и химического факторов. Лечебное воздействие также зависит от степени минерализации грязи и показателя кислотности грязевой среды (pH), так как они влияют на скорость и интенсивность различных физиологических реакций организма (http://www.kfs-kolcova.com/spisok-statej-po-kfs kolczova/mexanizm-dejstviya-lechebnyix-gryazej.html).

Несмотря на то, что основной составляющей лечебных грязей являются микроорганизмы, практически отсутствуют данные об их таксономическом составе. В связи с этим целью исследований явилось изучить разнообразие представителей основных таксономических групп микроорганизмов, входящих в состав лечебных грязей месторождения "Мелководненское".

Для исследований использовали методы эпифлюоресцентной микроскопии, для идентификации основных групп микроорганизмов - меченые зонды. В результате исследований было установлено, что в иловых отложениях месторождения "Мелководненское", расположенного в бухте Воевода острова Русский встречаются в основном микроводоросли и эубактерии. Среди микроводорослей доминируют представители диатомовых.

Эубактерии представлены в основном Bacteroidetes (34,6%) и Proteobacteria (64%).

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ БОЛЕЗНИ ЛАЙМА И СТАТИСТИКА ЗАБОЛЕВАНИЯ В ПРИМОРЬЕ И ХАБАРОВСКОМ КРАЕ Бородаенко Ю.М. (учащаяся), Ермак Е.М. (учитель) Средняя общеобразовательная школа №66, 690037 Владивосток school66@vlc.ru Иксодовые клещи являются переносчиками нескольких заболеваний, среди которых - болезнь Лайма, или бореллиоз.

Вакцина от нее еще не создана, а диагностика затруднена многообразием проявлений. Заболевание регистрируется на всей территории Российской Федерации, в том числе и в Приморском крае. В данной работе был проведен анализ данных по этому заболеванию.

Болезнь Лайма была описана в 1975 в городе Лайм, штат Коннектикут (США);

развивается после укуса искодовых клещей, инфицированных боррелиями - Borrelia burgdorferi. В настоящее время известно уже более 30 видов боррелий, вызывающих заболевание у животных и человека, которые передаются иксодоидными клещами. Специфическая профилактика болезни Лайма в настоящее время не разработана.

Меры неспецифической профилактики аналогичны таковым при клещевом энцефалите.

Статистика заболевания. В 2010 году в Рязанской области заболело 15 человек, в Сибири - 28 человек, в Хабаровском крае - 34 человека (в 2011году – 56). Из ежегодной статистики видно, что количество заболевших людей постепенно увеличивается.

В Приморье наиболее опасными местами, где зарегистрировано максимальное количество укусов клещей – переносчиков энцефалита и бореллиоза, - Уссурийская тайга, Надеждинский и Партизанский районы, пригород Владивостока, Ботанический сад и Морском кладбище, а так же в самом Владивостоке, в частности, на улице Снеговой.

Федеральным центром гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора были представлены данные с 2007 по год по количеству укушенных клещами и по числу заболевших в Приморье и Хабаровске (таблица). Крайне неблагоприятная эпидемиологическая ситуация наблюдалась в 2007-2008 годах.

Эти показатели превысили уровень заболеваемости по Российской Федерации в 4 раза. В последние 3 года ситуация нормализуется, наблюдается снижение уровня заболевших. На снижение уровня заболеваемости влияет применение профилактических прививок от клещевого энцефалита (они частично снижают симптомы болезни Лайма), соблюдение мер безопасности. Прогноз по заболеваемости болезни Лайма на 2012 год благоприятный, выражена тенденция к уменьшению числа роста заболевших людей.

Таблица Данные по числу укушенных жителей Приморья и Хабаровского края и по числу заболевших бореллиозом Год Кол-во Кол-во Анализ ситуации укушенных заболевших Ситуация неблагоприятная 2007 3454 Ситуация неблагоприятная 2008 3471 Ситуация благоприятная 2009 3489 Ситуация благоприятная 2010 3501 Ситуация благоприятная 2011 3512 Прогноз: ситуация 2012 ??? ???

благоприятная Таким образом, количество людей, укушенных клещами, возрастает, а заболевших болезнью Лайма – уменьшается.

Возможно, бореллии находятся в конкуренции с возбудителями клещевого энцефалита. Однако данная версия требует дополнительной проверки.

АЭРОМОНОЗ БАКТЕРИАЛЬНОЕ ЗАБОЛЕВАНИЕ КАРПОВЫХ РЫБ Быковская А.Н. (студентка) Дальневосточный федеральный университет, Школа естественных наук, 690091 Владивосток nastya28.92@mail.ru К настоящему времени описано около десяти тысяч видов бактерий и предполагается, что их существует свыше миллиона.

Микрофлора кишечника человека насчитывает до 400 видов различных микроорганизмов. Состав микрофлоры рыб проще, чем у теплокровных животных. Пищеварительный тракт теплокровных колонизирован преимущественно облигатными анаэробами, в то время как из кишечника большинства видов рыб изолируются в основном представители аэробных или факультативно аэробных родов бактерий.

В развитии симбионтной микрофлоры рыб наблюдается стадии: 1) транзиторная (случайная, не задерживающаяся в кишечнике) флора малочисленная и присутствующая непродолжительно, встречающаяся также в пище, воде и на поверхности икры;

2) перманентная индигенная микрофлора, регистрируемая на всех стадиях развития: 3) «взрослая» флора, впервые появляющаяся примерно через 2 месяца после выклева из икры.

Состав микрофлоры рыб изменяется под действием абиотических и биотических факторов, в том числе связанных с типом питания и местообитанием рыб [1]. Так же как у человека, большинство представленных видов симбионтной микрофлоры являются условно-патогенными, то есть они могут вызвать инфекционную болезнь.

При большинстве инфекций рыб, вызываемых условно патогенной микрофлорой, важное значение имеет не только наличие возбудителя, но и влияние неблагоприятных условий внешней среды и ослабление резистентности организма рыб. В последние годы большая роль в этом отводится стресс факторам, неизбежно присутствующим в условиях интенсивного рыбоводства. К ним относятся колебания температуры и уровня воды, нарушения ее газового и солевого составов, загрязнение субтоксическими концентрациями химических веществ, многие биотехнологические приемы: высокие плотности посадки, излишние пересадки, лечебные обработки рыб и др.

Одной из серьезных инфекционных болезней, вызываемых бактериями, является аэромоноз карповых рыб. Эти болезнь наносит серьезный экономический ущерб, который складывается из потерь от значительной гибели рыб (25-90%) и больших затрат на оздоровление рыбоводных хозяйств.

Аэромоноз (краснуха, геморрагическая септицемия, инфекционная водянка) инфекционная болезнь карповых рыб, вызываемая бактериями из семейства Vibrionaceae, рода Aeromonas. Возбудитель болезни патогенные штаммы бактерий Aeromonas hydrophila. Это короткая [(1,2 1,8) (0, 0,6) мкм] грамотрицательная оксидазоположительная подвижная палочка с полярным жгутиком. Факультативный аэроб, спор и капсул не образует. Растет на обычных питательных средах при температуре 2030 °С (оптимум 25 °С). На МПБ образует поверхностную пленку, равномерное помутнение среды, муаровые волны, хлопьевидный беловато-серый осадок. На МПА вырастают круглые выпуклые блестящие полупрозрачные с голубоватым оттенком колонии [2]. На косом агаре бактерия растет полупрозрачным, слегка голубоватым или беловато матовым штрихом;

желатину разжижает по уколу «воронкой»

или «чашечкой с пузырьком», редко послойно. На картофеле получаются влажные, блестящие, кремового цвета культуры.

Aeromonas hydrophila за несколько дней створаживает молоко в казеин, который полностью или частично пептонизируется. В лакмусовом молоке бактерия дает кислоту и довольно часто редуцирует лакмус, доводя его почти до полного обесцвечивания. Углеводы (глюкозу, маннит, мальтозу и сахарозу) она ферментирует с образованием кислоты и газа, лактозу не изменяет, нитраты восстанавливает до нитритов и лишь иногда выделяет индол. В большинстве случаев образует сероводород. На жидкой среде Ротбергера (бульон-агар с нейтральротом) она изменяет красную окраску в желтую. При посеве на крахмальную среду бактерия вызывает гидролиз крахмала [3].

Аэромонозом болеют карпы, сазаны и их гибриды в возрасте от сеголетков до производителей;

восприимчивы серебряный карась, линь, белый амур, лещ, плотва и некоторые другие карповые рыбы. На возрастную восприимчивость рыб к аэромонозу влияют температура воды и зональные особенности болезни. В южных районах чаще болеют сеголетки и двухлетки, в центральных и северо-западных двухлетки, трехлетки и производители карпов, сазана и их гибридов [2].

В результате многочисленных исследований установлено, что при совместном выращивании двухлетков и трехлетков карпа в одном пруду эпизоотическая вспышка краснухи в первую очередь возникает у карпов трехлетнего возраста, а двухлетки вовлекаются в эпизоотический процесс несколько позже. При этом трехлетки всегда переболевают более острой и более тяжелой и злокачественной формой по сравнению с двухлетками [3]. Источником возбудителя инфекции являются больные рыбы, их выделения и трупы, а также рыбы бактерионосители. Болезнь предается как прямым контактом больных рыб со здоровыми, так и непрямым через зараженную воду и корма, с орудиями лова, инвентарем, тарой, спецодеждой, водоплавающей птицей, а также кровососущими паразитами (пиявками, аргулюсами). Особенно опасны бесконтрольные перевозки их неблагополучных хозяйств.

Острые вспышки аэромоноза появляются в весенне-летний период при температуре воды 15-20 °С;

к осени эпизоотия затухает и болезнь принимает подострое и хроническое течения.

После переболевания рыбы приобретают относительный иммунитет [2]. Возбудитель проникает в организм здоровых рыб через поврежденную кожу и жабры, а также через пищеварительный тракт вместе с инфицированной пищей и водой. При искусственном заражении наиболее эффективно внутрибрюшинное введение возбудителя (100-процентная заболеваемость), а затем введение через поврежденную кожу (65%), и, наконец, введение патогенного материала через рот (33%) [3]. Инкубационный период составляет 730 дней.

Различают острое, подострое и хроническое течения болезни с последовательным переходом из одной стадии в другую. Острое течение наблюдается в начале вспышки, сопровождается массовой гибелью рыб и характеризуется кровоизлияниями, ерошением чешуи, пучеглазием (экзофтальмия), асцитом, общей водянкой тела. На брюшке, плавниках, боковых стенках туловища отмечают покраснения кожи разных размеров и формы, очаговое или диффузное ерошение чешуи за счет скопления транссудата в подчешуйных кармашках, одно- или двухстороннее пучеглазие. Брюшко увеличено в объеме, флюктуирует, при пробном проколе из него вытекает экссудат желто-соломенного цвета с кровянистым оттенком. У зеркальных и голых карпов на коже образуются везикулы (пузырьки), заполненные прозрачной или кровянистой жидкостью. Анус выпячен, слизистая его гиперемирована, при надавливании на брюшко из него выделяются слизистые шнуры.

Жабры нередко анемичны или застойно гиперемированы.

Больные рыбы угнетены, малоподвижны, держатся у поверхности воды в береговой зоне, теряют координацию движений и погибают. Подострое течение отличается снижением смертности рыб, переходом острой в хроническую стадию болезни. При этом на фоне признаков острого течения (очагового ерошения чешуи, пучеглазия, асцита) отмечается появление язв на теле рыб. В стаде может быть различное соотношение больных рыб с разными формами болезни.

Нарушение поведения рыб соответствует тяжести заболевания.

Хроническое течение чаще отмечают в конце лета, осенью и зимой;

оно сопровождается выздоровлением части рыб. Гибель рыб практически прекращается, за исключением случаев осложнений и действия неблагоприятных факторов внешней среды. Характерным для этой стадии является наличие язв на теле, нередко проникающих в глубокие слои мускулатуры вплоть до оголения костей. Язвы имеют разную форму с некрозом ткани на дне и ободком грануляционной ткани ярко розового или бело-серого цвета. У выздоравливающих рыб язвы заживают с образованием рубца. Отмечается деформация туловища. Поведение рыб не отличается от поведения здоровых.

При возникновении аэромоноза карпов на неблагополучные рыбоводные хозяйства и естественные водоемы накладывают карантин. Оздоровление проводят путем летования прудов полном прекращении рыбоводного процесса или комплексным методом поочередное летование, дезинфекция прудов и гидросооружений, формирование иммунного стада рыб [2].

Литература:

1. Извекова Г.И., Извеков Е.И., Плотников А.О. Симбионтная микрофлора рыб различных экологических групп// Известия РАН.

Серия биологическая. 2007. № 6. С. 728-737.

2. Грищенко Л.И., Акбаев М.Ш., Васильков Г.В. Болезни рыб и основы рыбоводства. М.: Колос, 1999. 456 с.

3. Щербина А.К. Болезни рыб и меры борьбы с ними. Киев:

Издательство Украинской Академии Сельскохозяйственных наук, 1960. 333 с.

ИЗУЧЕНИЕ МОРСКОЙ БИОТЫ ЗАЛИВА ЧИХАЧЕВА (ТАТАРСКИЙ ПРОЛИВ) В 2011 ГОДУ Васильева Л.Е. (м.н.с.)1, Дуленина П.А. (н.с.)2, Федорец Ю.В. (н.с.)1, Шарова О.А. (м.н.с.) Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН, 690041 Владивосток Хабаровский филиал Тихоокеанского научно исследовательского рыбохозяйственного Центра, Хабаровск lulya81@mail.ru Залив Чихачева расположен в северо-западной части Татарского пролива Японского моря, у берегов Хабаровского края. Его длина 12,5 км, ширина у входа 9 км, глубина до 20 м. К берегам, преимущественно во внешней части залива, приурочена узкая полоса каменистых грунтов;

большую часть дна залива занимают сильно заиленные грунты. Зимой залив покрыт льдом, летом температура воды на поверхности достигает 18-20 °С. Имеется лишь несколько публикаций, характеризующих биоту залива. Состав и структура пояса макрофитов залива описаны (Макиенко, Клочкова, 1978;

Дуленин, 2011), однако сведения о поселениях макрозообентоса устарели (Сиренко, и др., 1988) или неполны (Дуленин, 2011), а о планктоне можно судить только по косвенным данным (Долганова, 2001). В связи с этим, цель работы охарактеризовать видовой состав и количественные характеристики планктона и макрозообентоса залива Чихачева.

Материалы собраны в июле 2011 г. Собрано планктонных и 90 бентосных проб. Ихтио- и зоопланктон отбирали сетью Джеди, газ № 14, фитопланктон – пластиковыми емкостями. Бентос – водолазным способом на глубинах 2-20 м, с применением модифицированного водолазного дночерпателя (Аверинцев и др., 1982). Материалы предоставлены к.б.н., с.н.с.

Хабаровского филиала ТИНРО-Центра, А.А. Дулениным, за что авторы выражают ему благодарность.

Фитопланктон представлен 14 видами микроводорослей, относящимися к 3 отделам. Из них диатомовых (Bacillariophyta) 8 видов, динофлагеллятовых (Dinophyta) 4 вида, криптофитовых (Cryptophyta) 2 вида. Плотность составляла 750-850 кл/л, биомасса 4,3-8,5 мг/м3. Судя по развитию фитопланктона, воды акватории зал. Чихачева в июле 2011 г. были умеренно эвтрофными. Качественный и количественный состав зоопланктона был обеднен, т.к. были обнаружены только таксономические группы голопланктона: и Copepoda встречены личиночные формы донных Chaetognatha, беспозвоночных Polychaeta, Gastropoda и Bivalvia. До вида были определены только Copepoda (7 видов), которые являлись преобладающей группой и составили около 80% численности зоопланктона. Доминировали два вида мелких копепод:

бореальный Oithona similis (150-250 экз./м3) и холодноводный Pseudocalanus minutus (200-350 экз./м3). В качестве субдоминанта выделен Сalanus glacialis (80-95 экз./м3). Другие виды копепод были встречены в небольшом количестве от 50 до 60 экз./м3. Кроме взрослых особей в пробах присутствовали науплиальные стадии копепод (34-60 экз./м3).

Щетинкочелюстные (Chaetognatha) были представлены родом Sagitta единично на всех станциях. Меропланктон представлен в основном личинками брюхоногих моллюсков (Littorina sp.

встречена на всех станциях), плотность которых составляла (50 80 экз./м3). Личинки Bivalvia (до 10 экз./м3) и Polychaeta (единично) отмечены в пробах, взятых у берега. Общая биомасса зоопланктона колебалась от 10,36 мг/м3 до 14,28 мг/м3.

Качественный и количественный состав ихтиопланктона оказался относительно малочисленным для июля. На исследуемой акватории обнаружена икра 4 видов рыб – 3 вида камбал (Pleuronectidae) - Limanda punctatissima (1,1-5,5 экз./м3), L. aspera (1,1-2 экз./м3), Glyptocephalus stelleri (0,37 экз./м3) и японский анчоус (Engraulidae) Engraulis japonicus (37-66, экз./м3), икра которого преобладала в пробах, составляя 93,2% численности. Икра японского анчоуса была на I-IV стадиях развития. Большая часть икры (65%) была мертвой. Наибольшее количество мертвых икринок (75%) были на I-ой стадии развития, на более поздних стадиях развития доля мертвых икринок уменьшалась. 70% живых икринок были на III стадии, а на IV стадии все икринки были живыми. При этом доля живой икры японского анчоуса с уродливо развивающимися эмбрионами составляла 45 %, а практически вся икра на I стадии была с деформированным желтком. Уродства выражаются в отсутствии дифференциации передней части нервной трубки, неравномерном росте, а также недоразвитости или отсутствии глаз.

В предоставленных материалах было идентифицировано видов, принадлежащих 15 группам макрозообентоса. Самыми многочисленными оказались классы Polychaeta и Bivalvia.

Первый включал 30 идентифицированных видов, второй - видов. Большая часть площади дна залива топически однообразна. Это илистые равнины, характерные для центральной части залива с глубинами от 15 до 24 м. Площадь равнин составляет не менее 30 км2. В пределах таких равнин широко распространены следующие виды:

Amphiodia fissa (Ophiuroidea) - 0,2-740 г/м2, 20-1320 экз./м2;

Ophiura sarsi (Ophiuroidea) – 4-134,4 г/м2, 20-1020 экз./м2;

Maldane sarsi (Polychaeta) - 0,2-181,8 г/м2, 20-1940 экз./м2;

Owenia fusiformis (Polychaeta) – 0,17-370,8 г/м2, 6-1280 экз./м2;

Pectinaria hyperborea (Polychaeta) – 5,02-22,2 г/м2, 4-20 экз./м2;

Scoloplos armiger (Polychaeta) – 0,2 -8,2 г/м2, 2-120 экз./м2;

Yoldia toporoki и Y. seminuda (Bivalvia) – 10-164 г/м2, 20-140 экз./м2.

Callithaca adamsi (Bivalvia) – 50-300 г/м2, 1-3 экз./м2.

Суммарная относительная биомасса бентоса заиленных участков варьировала от 60 до 900 г/м2, численность - от 160 до 2000 экз./м2.

В кутовой части залива, близ устья р. Сомон, на глубинах от 3 до 7 м поселения полихет имеют состав, сходный с таковым в открытой части залива, офиуры представлены Ophiura zebra (6,4-59,8 г/м2, 40-120 экз./м2), дополнены сцифоидными полипами Tubularia indivisa (1-6 экз./м2) и асцидиями Chelyosoma orientale.

У берегов залива илистые грунты сменяются скалисто валунными склонами. Их ширина составляет от 20 до 50 м. На мелководьях скалистых склонов м. Давыдова, на глубинах от до 12 м обнаружены поселения гигантской устрицы Crassostrea gigas. Эти поселения формируют северную границу ареала вида у азиатских берегов. Известно, что обычно поселения организмов у границы ареала разрежены, а сами организмы угнетены. Здесь поселения мощные, они абсолютно доминируют в структуре бентоса участка, создавая рекордную для зообентоса залива биомассу - 5-20 кг/м2 при плотности 10 50 экз./м2. Нередко раковины почти сплошь покрывают дно, формируя характерную черепицеподобную структуру поселений. В качестве ассоциированного бентоса в поселениях устриц отмечены полихеты Neoamphitrite figulus, Eudistylia polymorpha, Golfingia margaritacea, Chaetopterus variopedatus, Nephtys caeca, Neodexiospira alveolata и сипункулиды Phascolosoma agasizi. Ранее разреженное поселение устриц уже было отмечено у о. Устричный (Дуленин, 2011). По данным Сиренко с соавторами (1988), в конце прошлого века такие поселения располагались у каждого из пяти островов залива.

Эти же авторы (Сиренко и др., 1988) отмечали несколько скоплений приморского гребешка Mizuhopecten yessoensis на разных участках залива. Однако, в 2011 году небольшое поселение гребешка отмечено только на одном участке, с мористой стороны острова Устричного (25-250 г/м2, 0,1- экз./м2). Кроме того, на дне залива повсеместно отмечаются большие количества пустых раковин гребешка. Створки, как правило, скреплены лигаментом и не имеют следов внешних повреждений, что указывает на относительно недавнюю массовую гибель моллюсков.

Анализ предоставленных материалов показал качественное и количественное обеднение состава планктона, большое количество мертвой и нарушения в развитии живой икры японского анчоуса, сокращение числа поселений гигантской устрицы и приморского гребешка. Это свидетельствует о наличии повреждающих воздействий на биоту залива. За несколько дней до начала сбора материалов в заливе был зафиксирован разлив нефти от находящегося там нефтеналивного терминала. Разливы нефти в заливе регистрируются не впервые, оказывая разрушающее воздействие на биоту близлежащих акваторий. Для предотвращения загрязнений необходим экологический мониторинг акваторий залива Чихачева и его окрестностей.

Литература:

1. Аверинцев В.Г., Голиков А.Н., Сиренко Б.И., Шереметевский А.М. Количественный водолазный метод гидробиологических исследований // Подводные гидробиологические исследования. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1982. С. 48-56.

2. Дехник Т.В. Показатели элиминации в эмбриональный и личиночный периоды развития черноморской хамсы // Тр.

Севастопольской биологической станции. 1960. Т. 23. С. 216 – 244.

3. Долганова Н.Т. Состав, сезонная и межгодовая динамика планктона северо-западной части Японского моря // Известия ТИНРО. - Владивосток, 2001. - Т.: 128, ч.3: Биология, состояние запасов и условия обитания промысловых гидробионтов ДВ морей. С. 810-889.

4. Дуленин А.А. Сообщества макробентоса залива Чихачева // Морские прибрежные экосистемы: водоросли, беспозвоночные и продукты их переработки. IV Междунар. конф. Тез. докл.

Южно-Сахалинск, 2011. С. 30-31.

5. Макиенко В.Ф., Клочкова Н.Г. Водоросли, новые для залива Чихачева (Татарский пролив, Японское море) // Биол.

моря. 1978. № 3. С. 17-25.

6. Сиренко Б.И. Бужинская Г.Н., Гонтарь В.И., Потин В.В. К фауне залива Чихачева (Японское море) // Сб. науч. Трудов «Биота и сообщества дальневосточных морей: лагуны и заливы Камчатки и Сахалина». Владивосток, 1988. С. 31-48.

ОЦЕНКА ГЕНЕТИЧЕСКОЙ СТАБИЛЬНОСТИ КЛЕТОК СРЕДНЕГО МОЗГА И ОБОНЯТЕЛЬНЫХ ЛУКОВИЦ ЭМБРИОНОВ КРЫС ЛИНИ WISTAR НА РАЗНЫХ СРОКАХ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ Васильева Т.В. (студентка), Токмакова Н.П. (доцент) Дальневосточный федеральный университет, Школа естественных наук, 690091 Владивосток tokmak@bio.dvgu.ru Биология нейральных стволовых клеток существенно продвинулась в течение двух последних десятилетий благодаря возможности их культивирования in vitro и изучению факторов, являющихся регуляторами плюрипотентности и дифференцировки.

Культивируемый материал является источником клеток, которые после имплантации в место поражения нервной ткани дадут начало новым клеткам. Для здоровья пациента необходимо обеспечить безопасность имплантируемого материала. Процедуре пересадки предшествует забор материала и наращивание клеточной массы в лабораторных условиях, что может губительно сказаться на стабильности генетического материала подвергающихся культивированию клеток. Культивирование сопровождается непрерывным делением клеток, но, как показывает практика, длительному культивированию сопутствует селективное размножение клеток с аномальным кариотипом (Бочков, 2007).

Кариотипирование клеток различных тканей при переводе из системы in vivo в in vitro позволяет выделить несколько типов преобразований генома: изменения, связанные с первичной адаптацией клеток к искусственным условиям поддержания их жизнеспособности вне организма, а также изменения, связанные с трансформацией генома в процессе длительного культивирования клеток или под влиянием стрессовых воздействий (Гринчук и др., 2005). Считается, что при длительном культивировании прогениторных клеток в них может наблюдаться ограничение плюрипотентных свойств и явление нестабильности кариотипа: моносомия и трисомия по отдельным хромосомам и даже хромосомные перестройки.

Кариотипическая изменчивость может быть причиной возникновения наследственных и онкологических заболеваний.

В организме проявления кариотипической изменчивости находятся под контролем интегративных систем: нервной, иммунной и эндокринной. При культивировании клеток in vitro они лишаются контроля со стороны многоклеточного организма и подвергаются большему влиянию внешних факторов, которые могут стать причиной кариотипической изменчивости. В связи с этим изучение закономерностей кариотипической изменчивости является актуальной проблемой клеточной биологии.

(Полянская, 2000, Полянская и др., 2007). Цитогенетическое исследование, наряду с другими параметрами оценки качества культур, является одним из важных этапов контроля, позволяя определить генетическую стабильность клеточных линий и исключить клеточные линии, несущие хромосомные перестройки.

В работе проведен кариологический анализ клеток среднего мозга и обонятельных луковиц 17-дневных эмбрионов крыс линии Wistar, культивируемых на протяжении 20 сут.

Исследованные органы в стерильных чашках (для каждого отдела головного мозга – свои) со средой DMEM в объеме 2- мл с помощью стерильных ножниц измельчали, затем пипетировали, что приводило к измельчению тканей. Оценку жизнеспособности клеток проводили при помощи витальной окраски трипановым синим с подсчетом живых и погибших клеток в камере Горяева. Полученную суспензию клеток рассаживали в культуральные матрасы площадью 25 см2 в концентрации 22000 клеток/см2 для дальнейшей инкубации.

Клетки среднего мозга и обонятельных луковиц эмбрионов крыс выращивали на среде DMEM с добавлением 12% эмбриональной телячьей сыворотки и антибиотиков при температуре 37 С, 5% CO2 во влажной камере. Культуру клеток пересаживали один раз в неделю, среду в матрасах меняли каждые 4 дня. В процессе культивирования проводили селекцию материала. Для оценки генетической стабильности культивируемых клеток после каждого пассажа культуры, на 11, 15, 18, 20 сут от начала культивирования, производили отбор суспензии клеток в эппендорфы в объеме 1 мл. Материал центрифугировали при 4500 оборотах в течение 20 мин, сливали надосадочную жидкость и клетки инкубировали в гипотоническом 0,56%-ном растворе KСl в течение 2-3 мин, осаждали на центрифуге в течение 15 мин. (4500 оборотов), после чего отбирали надосадочную жидкость. Полученный осадок фиксировали спирт-уксусной смесью, готовили давленые препараты с использованием целлофана (Анисимов, 1992).

Препараты окрашивали по Фельгену. Для хромосомного анализа на давленых препаратах клеток среднего мозга и обонятельных луковиц находили метафазные пластинки, фотографировали.

Среди метафазных хромосом выбирали гомологов и располагали их в порядке уменьшения размеров. На протяжении всего периода культивирования на препаратах выявлялись клетки, находящиеся на разных стадиях митоза. Были зафиксированы типичные анафазные клетки с хромосомами, расходящимися к полюсам и метафазные пластинки (рис. 1).

Для определения хромосомного набора культивируемых клеток подсчитывали количество хромосом на митотических пластинках, которые удовлетворяли следующим требованиям:

хромосомы должны быть хорошо различимы, лежать в одной плоскости, отчетливо окрашены. При анализе морфологии хромосом было выявлено, что кариотип исследуемых клеток состоит их 42 хромосом, из которых 12 пар акроцентрические и пар – субметацентрические. Х-хромосома – акроцентрик средних размеров. Известно, что нормальный генотип белой лабораторной крысы представлен 10 парами аутосом и 2 половыми хромосомами.

В исследованных метафазных пластинках количество хромосом соответствовало кариотипу крысы в норме - 42 хромосомы (рис. 2).

Рисунок 1. Митозы на давленых препаратахкультуры клетокобонятельных луковиц (а-б) и среднего мозга (в-г) эмбрионов крыс линии Wistar. ан- анафаза;

м- метафазы. Окраска по Фельгену.

Ув.: 1000х.

Рисунок 2. Идиограмма, построенная на основании метафазных пластинок клеток первичной культуры обонятельных эмбрионов крыс линии Wistar. Окраска по Фельгену.

На основании анализа метафазных пластинок сделан вывод о том, что клетки культуры среднего мозга и обонятельных луковиц имеют нормальный диплоидный кариотип, характерный для данного вида и проведенный кариологический анализ не выявил кариотипической изменчивости в нейральных клетках среднего мозга и обонятельных луковиц, культивируемых на протяжении 20 сут.

ОЦЕНКА УРОВНЕЙ ПЛОИДНОСТИ КЛЕТОК СРЕДНЕГО МОЗГА И ОБОНЯТЕЛЬНЫХ ЛУКОВИЦ ЭМБРИОНОВ КРЫС ЛИНИИ WISTAR НА РАЗНЫХ СРОКАХ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ Васильева Т.В. (студентка), Токмакова Н.П. (доцент) Дальневосточный федеральный университет, Школа естественных наук, 690091 Владивосток tokmak@bio.dvgu.ru Все возрастающий в последние годы интерес к выделению и культивированию нейральных стволовых и прогениторных клеток обусловлен в первую очередь перспективами их терапевтического использования при травматических повреждениях спинного мозга и дегенеративных заболеваний центральной нервной системы человека (Викторов и др., 2007).

Однако в процессе длительного культивировании клеток in vitro могут изменяться их основные характеристики, в том числе, появляться клетки с разными уровнями плоидности, что может свидетельствовать о их трансформации. Поэтому оценка уровней плоидности нейральных клеток является необходимой при использовании этих клеток в практической медицине или при изучении процессов клеточной пролиферации и дифференцировки. Контроль над состоянием клеток проводили путем исследования препаратов ядер для выявления возможности полиплоидизации культуры. В работе дана цитофотометрическая оценка уровней плоидности нейральных клеток среднего мозга и обонятельных луковиц эмбрионов крыс, культивируемых на протяжении 20 сут. Клетки выращивали на среде DMEM с добавлением 12% эмбриональной телячьей сыворотки и антибиотиков при температуре 37 С, 5% CO2 во влажной камере. Среду в матрасах меняли каждые 4 дня, культуру клеток пересаживали один раз в неделю. В процессе культивирования проводили селекцию материала.

При визуальном анализе давленых препаратах среднего мозга и обонятельных луковиц было выявлено, что ядра клеток отличаются размерами и интенсивностью окраски реакцией Фельгена (рис. 1). Были выявлены ядра разной плотности и с различной степенью компактизации хроматина.

Морфологическая и кариотипическая изменчивость взаимосвязаны, являясь составляющими одного процесса – адаптации клеточных популяций к условиям in vitrо. На основании проведенной визуальной оценки размеров ядер, было сделано предположение о том, что отличные по площади и плотности ядра могут иметь различное содержание ДНК и различаться по уровню плоидности. Изменение уровня плоидности является признаком злокачественной трансформации клеточной культуры, поэтому сохранение стабильного диплоидного кариотипа является важной характеристикой нормальных клеток.

Рисунок 1. Ядра культивируемых клеток обонятельных луковиц и среднего мозга эмбрионов крыс Давленые препараты, окрашенные по Фельгену. дя – диплоидные ядра;

тя – тетраплоидные и ок – октоплоидные ядра. Ув.: 1000х.

Для проверки влияния индуцированных искусственных условий культивирования in vitro на стабильность хромосом был проведен анализ уровня плоидности клеточных линий. Для оценки уровней плоидности культивируемых клеток проводили отбор суспензии клеток из матрасов в эппендорфы в объеме 1 мл на 11, 15, 18, 20 сут от начала культивирования. Материал центрифугировали при 4500 оборотах в течение 20 мин, сливали надосадочную жидкость и полученный осадок фиксировали спирт-уксусной смесью. Далее готовили давленые препараты по методике А.П.Анисимова (Анисимов, 1992). Препараты окрашивали по Фельгену в два этапа: кислотный гидролиз в 5N HСl при 20 в течение 50 мин и окрашивание реактивом Шиффа в течение 1,5 ч (Луппа, 1980). Фотометрию ядер проводили на компьютерном анализаторе изображений. Условную массу ДНК для ядер находили как произведение усредненной оптической плотности на площадь ядра. Для каждого вида культивируемых клеток и сроков взятия материала измеряли от 100 до 150 ядер.

Полученные данные обрабатывали с помощью стандартного пакета статистического анализа Microsoft Excel и строили гистограммы распределения ядер культивируемых клеток по массе ДНК-фуксин.

Оценка уровней плоидности культивируемых клеток проводилась на разных сроках культивирования: для среднего мозга - на 15, 18, и 20 сут и для и обонятельных луковиц - 11, 15, 20 сут. Распределение ядер по уровням плоидности для клеток культуры обонятельных луковиц и среднего мозга оказалось сходным. Основная популяция клеток на разных сроках культивирования сохраняла диплоидный набор ДНК и на их долю приходится от 88 до 95,2% от общего количества клеток.

Кроме клеток с модальным классом 2с, были выявлены тетраплоидные клетки. Причем в культуре клеток среднего мозга процент тетраплоидных клеток на 20 сут культивирования уменьшается до 2,4, а в культуре клеток обонятельных луковиц процентное содержание клеток с уровнем плоидности 4с возрастает до 10,0 (таблица).

На 20 сут культивирования в культуре среднего мозга и обонятельных луковиц появляется небольшая доля октоплоидных клеток (таблица).

Выявление в исследованной культуре нейральных клеток среднего мозга и обонятельных луковиц ядер с массой ДНК 4с может свидельствовать, о том, что часть клеток сохраняет способность к пролиферации и перед митозом происходит удвоение массы ДНК (2n4с). В то же время появление в диплоидной популчции среднего мозга и обонятельных луковиц нейральных клеток с уровнями плоидности 4с и 8с может быть следствием аномальных митозов.

На основании цитофотометрической оценки уровней плоидности нейральных клеток были построены гистограммы (рис. 2).

Таблица Процентное соотношение диплоидных (2с), тетраплоидных (4с) и октоплоидных (8с) ядер клеток среднего мозга и обонятельных луковиц эмбрионов крыс линии Wistar на разных сроках культивирования Сроки Отделы головного Уровни плоидности культивирования мозга эмбрионов (сут) крыс 2с 4с 8с 15 88,6 10,2 Средний мозг 18 89,3 9,8 20 95,2 2,4 2, 11 94,7 5,3 Обонятельные 15 93,8 6,2 луковицы 20 88,7 10,0 1, Исследование препаратов ядер показало наличие в популяции культивируемых клеток явления октаплоидности с невысокой частотой встречаемости. На основании полученных данных был сделан вывод о том, что культивирование нервных прогениторных клеток крыс в течение 20 суток еще не сопровождается выраженной дестабилизацией генома и характеризуется лишь частичным изменением уровня плоидности.

Рисунок 2. Распределение ядер по содержанию ДНК (уровням плоидности, с) клеток среднего мозга (А) и обонятельных луковиц (Б) эмбрионов крыс на разных сроках культивирования.

МЕРЦЕНАРИЯ СТИМПСОНА В ДОННЫХ СООБЩЕСТВАХ НЕКОТОРЫХ БУХТ ЗАЛИВА ПЕТРА ВЕЛИКОГО Власенко Р.В. (аспирант) Тихоокеанский научно-исследовательский рыбохозяйственный центр, 690091 Владивосток rv_vlasenko@mail.ru Двустворчатый моллюск мерценария Стимпсона (Mercenaria stimpsoni (Gould, 1861)) – массовый представитель макрозообентоса верхней сублиторали прибрежья Приморья, является объектом промысла, прежде всего у берегов северного Приморья. Мерценария Стимпсона – тихоокеанский приазиатский низкобореальный вид, распространён в Японском и южной части Охотского моря. У материкового побережья встречается от южной оконечности п-ова Корея (36° с.ш.) до м.

Теплый (46° с.ш.). Верхнесублиторальный вид. Селится на песчаном, илисто-песчаном, мелко-галечном и ракушечном грунтах, на глубине 2-45 м. Обычно зарывается в грунт на длину раковины. Цель данного исследования – определить сообщества макробентоса мягких грунтов бухт Баклан, Пограничная, Рифовая и рассмотреть особенности обитания в них мерценарии.

Материалом для данного исследования послужили результаты водолазной гидробиологической съёмки выполненной в августе – сентябре 2010 г. от уреза воды до глубины 20 м в бухтах залива Петра Великого – Баклан, Пограничная и Рифовая. В пробы входили представители макрозообентоса, а также макрофиты и морские травы.

Сообщества макробентоса выделялись, руководствуясь видами, доминирующими по биомассе.

Поселения мерценарии приурочены к прибойным песчаным берегам и песчаным намывным бухтам с интенсивным гидрологическим режимом. Максимальное обилие отмечено на илисто-песчаных грунтах. В заливе Петра Великого моллюск образует поселения в районе от устья р. Туманная до м.

Островок Фальшивый, в зал. Китовый и бухтах Бойсмана, Баклан, Пограничная, Лазурная, Рифовая на глубинах от 2 до м, нередко является руководящим видом в сообществах.

Максимальные показатели удельной биомассы (свыше 500 г/м2) отмечены на глубинах 5-10 м.

В бухте Баклан на мягких грунтах выделено 5 сообществ макробентоса (таблица). Самое крупное по занимаемой площади – сообщество морской звезды Asterina pectinifera. Оно занимает глубины от 7 до 20 м на илистом, илисто песчаном и песчаном грунтах. Доля руководящего вида – 55% от средней биомассы сообщества. M. stimpsoni здесь играет заметную роль, частота встречаемости составляет 12,5%, доля от средней биомассы сообщества – 14,8%. Глубже 12,5 м мерценария не встречена.

Сообщество анфельции Ahnfeltia tobuchiensis, расположено на илистых, илисто песчаных и песчаных грунтах в диапазоне глубин 12-17 м. Доля анфельции составляет 99,9% от средней биомассы сообщества.

Сообщество спизулы Spisula sachalinensis простирается полосой вдоль береговой линии на глубинах от 1,5 до 8,2 м, занимая песчаные и илисто-песчаные грунты. Биомасса руководящего вида составляет 87,6% от средней биомассы сообщества. В приглубых частях сообщества, с 3-4 м изобаты, обитает M. stimpsoni с частотой встречаемости – 14,6%, доля от средней биомассы сообщества – 7,2%.

Сообщество M. stimpsoni, обнаружено на илистых песках в южной части бухты с глубинами 5-12,5 м. Биомасса мерценарии составляет 67,6% от средней биомассы сообщества.

Сообщество анадары Anadara broughtonii, расположено в центральной части бухты на илистых грунтах в диапазоне глубин 11-14 м. Доля руководящего вида от средней биомассы сообщества – 83,3%.

Таким образом, в бухте Баклан M. stimpsoni формирует самостоятельное сообщество и входит в состав двух других: A.

pectinifera и S. sachalinensis.

В бухте Пограничная на мягких грунтах было выделено сообществ макрозообентоса (таблица). Самое крупное по занимаемой площади сообщество – сердцевидного морского ежа Echinocardium cordatum. Оно занимает глубины от 7,5 до 20 м на протяжении всей бухты и располагается на илистом и илисто песчаном грунтах. Доля руководящего вида – 62% от средней биомассы сообщества. Повсеместно встречается A. pectinifera – 27% от средней биомассы сообщества.

Сообщество A. pectinifera, расположено у мыса Проходной и в центральной части бухты, занимая диапазон глубин 3,5-16, м на песчаных, илисто-песчаных грунтах. Доля руководящего вида от средней биомассы сообщества – 33%.

Сообщество S. sachalinensis занимает глубины от 2,3 до 8 м.

Располагается в центральной прибрежной части бухты на песчаном и илисто-песчаном грунтах с примесью ракуши. Доля спизулы составляет 91% от средней биомассы сообщества.

Характерно присутствие Mactra chinensis, A. pectinifera, E.

cordatum, M. stimpsoni, доля от средней биомассы сообщества 3;

2;

2 и 1,2% соответственно.

Сообщество брюхоногого моллюска Umbonium costatum, расположено узкой полосой вдоль береговой линии бухты от до 2,5 м на песчаном и илисто-песчаном грунтах. Доля доминанта – 91,7% от средней биомассы сообщества.

Сообщество двустворчатого моллюска Glycymeris yessoensis находится в северо-восточной части бухты у мыса Проходной в диапазоне глубин 5-9 м на песчаном грунте с примесью ракуши.

Доля руководящего вида составляет 86% от средней биомассы сообщества. Субдоминантом в сообществе является M.

stimpsoni, частота встречаемости – 50%, а доля от средней биомассы сообщества – 7,7%.

Сообщество M. stimpsoni расположено в центральной части бухты. Занимает небольшую площадь, в диапазоне глубин 7- м на илистом и илисто-песчаном грунтах с примесью ракуши.

Доля мерценарии от средней биомассы сообщества – 62,2%.

Таким образом в бухте Пограничная M. stimpsoni формирует самостоятельное сообщество и входит в состав другого (G.

yessoensis) в статусе субдоминанта. В сообществе S.

sachalinensis роль мерценарии незначительна.

В бухте Рифовая на мягких грунтах было выделено сообществ макрозообентоса (таблица). Самое крупное по занимаемой площади сообщество – звезды A. pectinifera занимает глубины от 5 до 20 м. Располагается на песчаных, илисто-песчаных грунтах с примесью гальки и ракуши. Доля доминанта от средней биомассы сообщества составляет 29,5%.

Сообщество плоского ежа Scaphechinus mirabilis расположено полосой вдоль береговой линии в диапазоне глубин 1,5-10 м на песчаном грунте. Доля доминанта – 83,6% от средней биомассы сообщества Мерценария с частотой встречаемости 5,8% обнаружена в диапазоне глубин 5-6 м, доля от средней биомассы сообщества незначительна – 1,1%.

Сообщество M. stimpsoni расположено узкой полосой вдоль береговой линии и сменяет сообщество S. mirabilis с увеличением глубины. Оно занимает глубины от 5 до 10 м на песчаных грунтах, доля мерценарии от средней биомассы сообщества – 78%.

Сообщество плоского ежа Echinarachnius parma расположено в центральной части бухты узкой полосой в диапазоне глубин 10-13 м на песке с примесью гальки и ракуши.

Биомасса руководящего вида составляет 67,5% от средней биомассы сообщества. Субдоминантом является A. pectinifera, ее доля от средней биомассы сообщества – 12%. Также здесь встречаются S. mirabilis и M. stimpsoni с долей от средней биомассы сообщества 6,4% и 6% соответственно.

Таблица Основные характеристики исследованных сообществ бухт Баклан, Пограничная, Рифовая и особенности обитания в них мерценарии Стимпсона Кол-во станций мерценарии, % доминанта, % сообщества ± Ср. биомасса ст.откл., г/м Сообщество Глубина, м Глубина, м емости, % встреча Частота Доля Доля Бухта Баклан 8,7 84,2± A. pectinifera 32 7-20 55 12,5 14, 12, 43,2± M. stimpsoni 8 5-12,5 67,6 100 67,6 5-12, 337± S. sachalinensis 41 1,5-8,2 87,7 14,6 7,2 3,4-8, – – – A. tobuchiensis 6 12-17 3603 99, 108±24 – – – A. broughtonii 2 11-14 83, Бухта Пограничная 95,8±70 – – – E. cordatum 50 7,5-20 43,7±67 – – – A. pectinifera 20 3,5-16,5 2,3-8,1 544,5± S. sachalinensis 22 90,7 13,6 1,2 3,8- 1,2-2,5 445,3±526 – – – U. costatum 8 91, 4,8-9,3 4711,9± G. yessoensis 8 86,2 50 7,7 5,5-9, 113,8± M. stimpsoni 5 7-14 62,2 100 62,2 7- Бухта Рифовая 105±157 – – – A. pectinifera 75 5-20 29, 171± S. mirabilis 34 1,5-10 83,6 5,8 1,2 5- 364± M. stimpsoni 17 5-10 78 100 78 5- 269± E. parma 10 10-13 67,4 10 6 718,7± S. sachalinensis 13 3-7,5 68,6 23 3,3 4, Сообщество S. sachalinensis встречается в диапазоне глубин 3-7,5 м на песках. Биомасса руководящего вида – 68,6% от средней биомассы сообщества. Субдоминантом является S.


mirabilis, доля от средней биомассы сообщества – 20,8%.

Встречаются M. chinensis до глубины 4 м и M. stimpsoni - на более приглубых участках, с долей от средней биомассы сообщества 4,4% и 3,3% соответственно.

Таким образом, в бухте Рифовая M. stimpsoni формирует самостоятельное сообщество и входит в состав других трех (S.

mirabilis, S. sachalinensis и E. parma), где ее роль незначительна.

В заливе Петра Великого мерценария часто обитает в сообществах с доминированием S. sachalinensis, занимая приглубую периферию, роль ее незначительна. В обнаруженном сообществе G. yessoensis мерценария встречается часто, являясь субдоминантом. В сообществе S. mirabilis, расположенном, как правило, на малых глубинах прибойной зоны, встречается редко, обилие невелико. Глубже – в сообществе E. parma встречается чаще, и вносит более ощутимый вклад в общую биомассу биоценоза. Также мерценария встречается в сообществах эвриэдафической звезды A. pectinifera, но лишь на подходящих для неё субстратах (песок, илистый песок). Самостоятельные сообщества M. stimpsoni приурочены к диапазонам глубин 5- м на илисто-песчаных грунтах с долей не менее 60% от средней удельной биомассы сообществ.

В исследованных бухтах хорошо прослеживается смена сообществ с увеличением глубины. Сильный уклон дна от уреза воды до 8-10 м, с резкими изменениями гидродинамики и гранулометрического состава донных отложений, обуславливает лентовидную конфигурацию биоценозов, ориентированных параллельно береговой линии. Здесь формируются сообщества с доминированием S. sachalinensis и плоских морских ежей, с увеличением глубины роль доминанта переходит к M. stimpsoni.

Мористее уклон уменьшается, выходя на плато, где, как правило, наблюдается заиление субстрата и облик сообществ, занимающих большие площади, формируют морские звезды, сердцевидные ежи, полихеты и офиуры.

ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ И ПРОЛИФЕРАЦИИ ЦЕЛОМОЦИТОВ В ХОДЕ РЕГЕНЕРАЦИИ КОМПЛЕКСА ВНУТРЕННИХ ОРГАНОВ У ДАЛЬНЕВОСТОЧНОГО ТРЕПАНГА (APOSTICHOPUS JAPONICUS) Воронова А.Н. (студентка) Дальневосточный федеральный университет, Школа естественных наук, 690091 Владивосток avoronova92@gmail.com Дальневосточный трепанг (Apostichopus japonicus) является традиционным объектом для исследования механизмов регенерации т.к. обладает способностью к эвисцерации и последующему восстановлению комплекса внутренних органов.

В ходе эвисцерации происходит удаление значительной части целомической жидкости вместе с содержащимися в ней иммунокомпетентными клетками целомоцитами.

Восстановление популяции целомоцитов происходит параллельно процессу регенерации пищеварительного тракта, при этом остается открытым вопрос о клеточных механизмах и источниках восстановления клеток целомической жидкости.

Целью представленной работы являлось исследование механизмов восстановления целомоцитов после экспериментально вызванной эвисцерации у дальневосточного трепанга. Основные задачи - изучить динамику клеточного состава целомической жидкости в ходе регенерации;

с использованием маркеров пролиферации установить наличие пролиферирующих клеток в составе популяции целомоцитов и определить их принадлежность к определенному клеточному типу согласно классификации целомоцитов.

Перед началом эксперимента у подопытных животных отбирали образцы целомической жидкости (контрольная точка).

Эвисцерацию вызывали введением в целомическую жидкость 2% KCI. Взятие образцов целомической жидкости осуществляли через 1 час, 6 часов, 1, 3, 7, 12 и 19 суток. Время взятия образцов установили с учетом анализа уже имеющихся литературных данных по указанной теме (Carnevali, 2006;

Smith, 2006;

Долматов, 2009;

Kun, 2009). Подсчет клеток в целомической жидкости проводили с использованием камеры Горяева.

Наличие пролиферирующих клеток определяли иммуноцитохимически, окрашивая мазки целомоцитов антителами на маркер пролиферации гистон Н3.

Анализ количества и состава клеток целомической жидкости в ходе эксперимента показал, что за час до проведения эвисцерации соотношение трех доминирующих клеточных типов: ювенильных, морулярных клеток и амебоцитов находится в нормальной для здорового животного пропорции 3:1:1(Smith, 2006). Сразу же после удаления кишечника наблюдалось резкое (в 5 раз), практически единовременное снижения количества всех циркулирующих клеток (рис. 1).

Рисунок 1. Количество целомоцитов в 1 мл целомической жидкости.

Тенденция к уменьшению наблюдалась вплоть до третьих суток эксперимента. При этом основным клеточным типом оставались амебоциты (рис. 2). Микроскопическое исследование морул выявило, что большая их часть находится в десструктивном состоянии, а гранулы свободно располагаются в межклеточном матриксе. Количество ювенильных клеток на протяжении всего времени наблюдений оставалось низким и было в 6 раз ниже, чем в контроле.

Рисунок 2. Изменение количества амебоцитов, морулярных и ювенильных клеток в течение регенерации.

По данным графиков (рис. 1, 2) видно, что возрастание численности целомоцитов происходило с третьих по седьмые сутки регенерации за счет увеличения количества амебоцитов и морулярных клеток. С седьмых по девятнадцатые сутки численность амебоцитов плавно возрастает. Постепенно соотношение клеточных типов приходит в норму, хотя количество клеток целомической жидкости за период наблюдений не достигает «нормальных» значений.

С использованием маркера пролиферации – антител к гистону Н3, показано, что делящихся клеток в контроле нет. На первых (1 час, 6 часов,1 сутки) и на последующих этапах (3 и сутки) регенерации имели место лишь единичные меченные клетки. Всплеск пролиферации пришелся на 12-19 сутки регенерации. Делящиеся клетки принадлежали к популяции ювенильных целомоцитов. В связи с чем мы рассматриваем их как прогениторные предшественники других типов клеток целомической жидкости в том числе амебоцитов и морулярных клеток. Мы считаем, что ювенилы пролиферируют и дифференцируются в соответствующие клеточные типы в зависимости от степени потребности в них регенерирующих соединительных тканей организма трепанга.

Полученные нами данные показывают, что в ходе восстановления популяции целомоцитов задействованы два механизма - морфолаксиса и эпиморфоза (Mozzi, 2006;

Dolmatov, 2009;

Frolova, 2010). Можно предположить, что на первых этапах регенерации идет пополнение клеток целомической жидкости за счет выселения блуждающих клеток из состава тканей кожно-мускульного мешка, а на последующих этапах регенерации, активизируются процессы пролиферации целомоцитов (ювенильных клеток) и нормализуется клеточный состав целомической жидкости.

ПОПУЛЯЦИОННО-ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ДВУСТВОРЧАТЫХ МОЛЛЮСКОВ CORBICULA JAPONICA PRIME (BIVALVIA, CYRENIDAE) ЭСТУАРНЫХ ВОДОЕМОВ ПРИМОРСКОГО КРАЯ Вороной Н.О.1 (ассистент), Заславская Н.И.1,2 (с.н.с.), Баркина М.Ю.1 (студентка) Дальневосточный Федеральный университет, Школа естественных наук, 690091 Владивосток Институт биологии моря им. А.В. Жирмунского ДВО РАН, 690041 Владивосток voronoy_n@mail.ru Двустворчатые моллюски рода Corbicula (корбикулы) представляют собой группу небольших по размерам солоновато и пресноводных моллюсков, широко распространенных по всему миру. Природный ареал корбикул охватывает значительную область, от Африки и Ближнего Востока, до Австралии и Сахалина, распространяясь практически по всей Азии. Благодаря своей пищевой и лекарственной ценности, эти моллюски являются важными промысловыми объектами.

Среди промысловых двустворчатых моллюсков юга Дальнего Востока, японская корбикула – C. japonica является единственным солоноватоводным видом, образующим крупные скопления в эстуариях, лиманах, лагунах, соленых озерах, опресненных бухтах и заливах. На протяжении нескольких последних тысячелетий ее добывали аборигенные народы, используя в пищу, а также для лекарственных целей. В пределах своего ареала корбикулы распространены неравномерно, и, по сути, ареал представляет собой прерывистую цепочку отдельных скоплений разного размера, существующих независимо друг от друга. Целью данной работы являлось определение особенностей популяционной структуры и степени изоляции поселений двустворчатых моллюсков C. japonica Приморского края.

Материалом послужили сборы корбикул из 10 эстуарных водоемов Приморского края (рис. 1). Размер каждой выборки составлял 70-120 образцов. При помощи горизонтального электрофореза в 14%-ном крахмальном геле исследовалась аллозимная изменчивость по 20 аллозимным локусам, кодирующих 17 ферментов. Для итогового анализа были отобраны 9 полиморфных локусов: эстераза (Est), маннозо-6 фосфат изомераза (Mpi), малат дегидрогеназа (Mdh), лейцинаминопептидаза (Lap), 6-фосфоглюконат дегидрогеназа (6-Pgd), -галактозидаза (Gal), аргининфосфат киназа (Argk), изоцитрат дегидрогеназа (Idh), глюкозо-6-фосфат изомераза (Gpi). Статистическую обработку проводили в программах BIOSYS (Swofford, Selander, 1981) и GENEPOP v 1.2 (Raymond, Rousset, 1995).

Во всех выборках наблюдается соответствие наблюдаемых частот аллелей, ожидаемым из уравнения Харди-Вайнберга, за исключением озерных популяций (оз. Пресное по локусу Gal:

p0,01;

оз. Мраморное по локусам Gal: p0,01 и Mpi: p0,01;

оз.

Круглое по локусам Idh: p0,01 и Gal: p0,01). Это несоответствие выражалось в дефиците гетерозигот, что может быть обусловлено эффектом Валунда. Генетический профиль всех популяций, по частотам наиболее часто встречающихся аллелей, также заметно отличается, за исключением пар ЛУ-ЛК, МТ-ДТ, ДТ-КТ. В то же время, показатели генетического сходства I (Nei, 1972) свидетельствуют о том, что все популяции представлены одним видом (I варьировало от 0,916 до 0,994). Об этом же свидетельствует тот факт, что ни в одной популяции не было обнаружено неравновесие по сцеплению ни по одной паре локусов.


Однако, тест на генетическую дифференциацию для всех пар популяций (G-тест) с поправкой на множественность сравнений показал существенность различий между всеми парами популяций, за исключением вышеупомянутых пар. При этом все исследованные популяции делятся на две группы – «южные» (расположенные в заливе Петра Великого) и «северные» (севернее м. Поворотного) при построении фенограммы с использованием процедуры Вагнера (рис. 2).

Средняя гетерозиготность в «южных» популяциях несколько выше, чем в «северных» (0,451 и 0,343 соответственно). К примеру, по локусу Est в озере Круглом изменчивость отсутствует, тогда как в «южных» поселениях в этом локусе встречается 3 аллеля.

Обозначения:

ЛУ - устье лагуны Лебяжья ЛК - кут лагуны Лебяжья РУ - р. Раздольная Приморский АА - р. Артемовка край ВВ - р. Волчанка КС - р. Киевка ТП - оз. Пресное КТ - оз. Круглое МТ - оз. Мраморное ДТ - оз. Духовское Рисунок 1. Карта-схема мест сбора двустворчатого моллюска C.

japonica в эстуарных водоемах Приморского края.

Таким образом, популяционно-генетическая структура C.

japonica определяется, в первую очередь, возможностью обмена генами между поселениями. Там, где такой обмен возможен (лагуна Лебяжья, сообщающиеся озера Духовское и Мраморное), различия между поселениями статистически несущественны. Все остальные поселения являются уникальными по генетическому составу. Расселение C. japonica, по всей вероятности, происходило в направлении с юга на север, о чем свидетельствует падение гетерозиготности в северных популяциях.

Рисунок 2. Фенограмма, отражающая генетические связи между поселениями Corbicula japonica.

Работа выполнена при поддержке грантов № 11.G34.31. и № 02.740.11.0678.

ВЛИЯНИЕ МОНОГАЛАКТОЗИЛДИАЦИЛГЛИЦЕРОЛА ИЗ МОРСКИХ МАКРОФИТОВ НА КОНФОРМАЦИЮ И ИММУНОГЕННОСТЬ ГЕМАГГЛЮТИНИНА ВИРУСА ГРИППА А H1/N1 A/CALIFORNIA/07/ Воронцов В.Н. (студент), Давыдова Л.А. (студентка) Дальневосточный федеральный университет, Школа естественных наук, 690091 Владивосток vladimirishere@hotmail.com Разработка противогриппозных вакцин является актуальной задачей в условиях распространения этого эпидемического заболевания. Вакцинация является одним из наиболее действенных способов профилактики против вирусных заболеваний. Известны несколько типов вакцин, в том числе против гриппа. Наиболее безопасными являются субъединичные вакцины, которые, однако, обладают пониженной иммуногенностью по сравнению с цельновирионными. В связи с этим идет поиск наиболее эффективных адъювантов.

Тубулярные иммуностимулирующие комплексы (ТИ комплексы), состоящие из тритерпенового гликозида кукумариозида А2-2, холестерина и моногалактозил диацилглицерола из морских макрофитов (МГДГ), являются одними из перспективных адъювантных носителей субъединичных антигенов.

ТИ-комплексы характеризуются отсутствием токсичности, характерной для классических ИСКОМ, они также способны включать амфифильный белковый антиген и обеспечивать иммуноадъювантный эффект при экспериментальной иммунизации. На ТИ-комплексы с антигеном наблюдается гораздо более выраженный гуморальный иммунный ответ, чем на классический ИСКОМ, липосомы и полный адъювант Фрейнда (Kostetsky et al., 2011).

В ТИ-комплексах роль липидного матрикса для белкового антигена выполняет МГДГ и вариации физико-химических свойств этого гликолипида могут быть использованы для изменения конформации белкового антигена и, следовательно, оптимизации иммуногенности всей вакцинной конструкции.

Как было показано ранее, физическое состояние гликоглицеролипидов и других полярных липидов мембран морских макрофитов зависит от состава их жирных кислот, который в свою очередь меняется в зависимости от таксономического положения этих растений и сезона (Sanina et al., 2004, 2012). В связи с этим, для оптимизации ТИ-комплексов 3 препарата МГДГ были выделены с помощью препаративной колоночной, а затем тонкослойной хроматографии из бурой водоросли Sargassum pallidum (отдел Phaeophyta), зеленой водоросли Ulva fenestrata (отдел Chlorophyta) и морской травы Zostera marina (отдел Embryophytа). МГДГ выделяли по методу Фольча и др.(Folch et al., 1957) из общелипидного экстракта этих растений, собранных в летний период при температуре морской воды 20-23 °С. Свежесобранные растения предварительно очищали от эпифитов, мелких морских беспозвоночных и частичек песка и кипятили 5 мин для инактивации ферментов.

Состав жирных кислот определяли методом ГЖХ, фазовые переходы кристалл - жидкий кристалл и вязкость полученных препаратов МГДГ исследовали методами дифференциальной сканирующей калориметрии и методом латеральной диффузии флюоресцентного зонда пирена как описано (Sanina et al., 2004, 2012). В качестве антигена использовали рекомбинантный гемаггютинин вируса гриппа H1/N1 A/California/07/2009 (Sino Biological Inc., Китай). Влияние МГДГ на конформацию белкового антигена исследовали с помощью методов дифференциальной сканирующей калориметрии, флюоресцентой спектроскопии и кругового дихроизма, а влияние на иммуногенность - с помощью двукратной иммунизаци (с интервалом 14 дней и окончанием эксперимента на 21 день после первой иммунизации).

Несмотря на значительные различия в эффекте МГДГ на конформацию белкового антигена, уровень анти гемагглютининовых антител, индуцированных иммунизацией лабораторных животных соответствующими ТИ-комплексами, нагруженными гемагглютинином, мало зависел от источника выделения и физико-химических свойств МГДГ.

Инкорпорирование гемагглютинина в ТИ-комплексы приводило к примерно одинаковому двукратному усилению специфического иммунного ответа по сравнению с чистым гемагглютинином. Отсутствие связи между уровнем специфического иммунного ответа против гемагглютинина и его конформационными изменениями не соответствовало ранее полученным результатам, полученным с использованием порина из Yersinia pseudotuberculosis (Sanina et al., 2012). Вероятно, это связано с тем, что выбранный мономерный рекомбинантный гемагглютинин сохраняет лишь две антигенные детерминанты из пяти возможных у нативного тримера. Обе они являются секвенциальными. Это означает, что иммуногенность такого антигена в меньшей степени зависеть от его конформации, как это было бы характерно для конформационных детерминант.

Работа выполнена при поддержке грантов Министерства образования и науки РФ (Госзадания 4.2007.2011 и 4.583.2011, Госконтракт П340) и Правительства РФ (грант 11.G34.31.0010).

РАЗРАБОТКА ИМИТАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ ПРОГНОЗА И ОПИСАНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ Газетдинов М.В. (инженер-лесопатолог) Филиал ФБУ «Российский центр защиты леса» ЦЗЛ Приморского края, 690024 Владивосток legovirus@yandex.ru Понимание механизмов работы биологических систем одна из важнейших задач экологии на современном этапе. Модель системы - это математический образ, позволяющий формализовать и обобщить в терминах теории представления о многочисленных свойствах и характеристиках сложных процессов. Расширение понятийного и образного круга не меньше, чем количественные расчеты представляет собой ценный результат междисциплинарных исследований с применением аппарата математики для изучения живых систем.

В этом смысле имитационное моделирование динамики численности занимает особое место. Отличительной чертой биологических популяций, как и всех живых систем, является их удаленность от термодинамического равновесия, использование для своего роста и развития энергии внешних источников. Это обуславливает необходимость использования для описания таких систем нелинейных моделей, позволяющих отразить основные характерные черты популяционной динамики лабораторных и природных популяций. Математические результаты, полученные при изучении моделей популяционной динамики служат для практических целей управления биотехнологическими и природными системами и, дают пищу для развития собственно математических теорий.

Цель данной работы - ознакомление с возможностями имитационного моделирования на примере моделей, созданных автором. Основные задачи, которые ставились при этом стали разработка моделей, связанных с основными законами и уравнениями в экологии, сравнение с ними, а также поиск возможностей данной методики для решения производственных задач и её эффективности.

Для исследования использовался программный пакет Stella 9.0.1, в котором производились основные манипуляции с возможными факторами при условии использования математических уравнений.

В 1797 году английский учёный Томас Мальтус в работе «Опыт о законе народонаселения» поставил вопрос об устойчивости популяции в условиях неограниченного роста.

Математически подобную модель можно описать следующим уравнением: dX/dt=kX. Согласно этому уравнению, в условиях, когда у популяции численностью Х особей нет недостатка в ресурсах, изменение её численности dX/dt пропорционально самой численности N. Решением этого дифференциального уравнениея является величина X(t) – численность популяции со временем растущая по экспоненте. Для решения этого уравнения в рамках указанного программного пакета была составлена простая модель потока, сравнение которой с классическим графиком представлено на рисунке 1.

В середине XIX в. немецкий химик Ю.Либих рассмотрел ситуацию, когда особь для своего роста нуждается в ресурсах нескольких типов, при этом интенсивность её роста определяется ресурсом, ограниченным в большей степени.

Математическая модель, описывающая этот механизм, впервые была предложена бельгийским математиком П.Ферхюльстом (1838 г.), а ввёл её в теорию американский эколог Р.Перл в 1920.

dX/dt=kX-bX2=rX(A-X), где r=k/b;

A=1/b – максимально возможная численность популяции. Для решения этого уравнения в виде модели в классическом виде значение коэффициента размножения b было принято равным 0,1.

Логистическая кривая, представляющая это уравнение и её фазовый портрет, а также сравнение с разработанной моделью представлены на рисунках 2 и 3.

Рисунок 1. Изменение во времени численности неограниченно растущей популяции: классический график (слева), модель в Stella (справа).

Рисунок 2. Логистическая кривая роста численности популяции:

классический график (слева), модель в Stella (справа).

В 1920-х годах итальянский математик В. Вольтерра создаёт математическую модель для конкурентной парадигмы, предложенной Дарвином и описывающую конкуренцию за ресурс между двумя видами: хищником и жертвой:dX/dt=k1X(A X)-b1XY;

dY/dt= k2Y(A-X )-b2XY. В решении этих уравнений графическим способом представлены две колеблющиеся кривым с запаздывающими колебаниями в динамике численности вида «хищник». Для описания этого уравнения методом имитационного моделирования была необходима случайность развития популяций при неизменном условии запаздывающих колебаний. В данном случае потоки потребления ресурсов и хищником, и жертвой были случайными, что, в свою очередь, оказало влияние на коэффициенты рождаемости обоих видов. Сравнение графиков представлено на рисунке 4.

Для решения прикладных задач требуются модели, позволяющие выяснить те или иные закономерности развития процессов в течение заданного времени. Случайные и коррелирующие с основными законами и стандартами схемы необходимы в настоящий момент в такой области, как лесопатологический мониторинг вредителей лесного хозяйства, в частности, хвойных пород как особо ценных в производстве.

Рисунок 3. Фазовый портрет уравнения Ферхюльста-Перла:

классический график (слева), модель в Stella (справа).

Натурное изучение вспышек хвоегрызущих насекомых даёт лишь описание предшествующих настоящему процессов, а не возможное развитие ситуации. Для поиска возможных сценариев развития нужна универсальная модель, дающая случайное многовариантное распределение динамики численности популяции исследуемых видов для последующей корреляции с начальными данными и прогнозом дальнейшего развития.

Для составления модели бралась модель взаимоотношений «хищник-жертва». В которой на численность личиночной стадии насекомого, влияла популяция вида энтомофага. Также в модели принималась возможность использования основным моделируемым видом использования ресурса, выраженного в долях. Случайное соотношение параметров рождаемости и смертности в данной модели выдавало случайные вариации развития популяции вредителя и как следствие разные динамики численности популяции, отображенные на рисунке 5.

Рисунок 4. Колебания численности популяций в системе «хищник жертва»: классический график (слева), модель в Stella (справа).

Рисунок 5. Динамика численности в популяции хвоегрызущих насекомых (E – количество яиц в кладке, М – количество имаго, С – количество гусениц), дефолиация крон (F), численность имаго паразитов (р).

Анализ различных случайных схем в модели предполагает развитие популяции от начала её вспышки, прохождения пика численности и гибели от всевозможных факторов, включая гибель от паразитов и истощения ресурса. При сравнении с ранее описанным вспышками численности различных видов насекомых вредителей хвойных пород было отмечено сходство в протекании натурных процессов и процессов, представленных в модели. Использование модели позволит произвести прогноз динамики численности хвоегрызущих насекомых на ранних стадиях вспышки. Однако модель даёт лишь приблизительное вычисление и предполагает корреляцию и сравнение с процессами происходящими in vivo. В дальнейшем предполагается усовершенствование и разработка более точной модели.

Представленные модели, разработаны на основе уравнений экологических процессов, описанных ранее другими исследователями. Сравнение графического отображение показало эффективность использования метода имитационного моделирования в данном ключе. Использование данной методики для решения производственных задач показало практическую возможность реализации в ключе прогнозирования динамики численности совместно с натурными исследованиями.

МНОГОЛЕТНЯЯ ДИНАМИКА РАЗМЕРОВ И ВОЗРАСТНОГО СОСТАВА АНАДЫРСКОЙ КЕТЫ (ONCORHYNCHUS KETA) Глебов И.И. (студент) Дальневосточный федеральный университет, Школа естественных наук, 690091 Владивосток tarial-ivan@mail.ru В работе рассматриваются многолетние изменения таких параметров, как размеры тела, возраст, межслекритные расстояния и количество склеритов у анадырской кеты.

Подобные работы уже проводились, однако они охватывали меньшие временные периоды. Данная работа включает период времени с 1962 по 2010 гг. Целью работы являлось проследить изменения рассматриваемых параметров рыб за последние лет и рассмотреть возможные причины этих изменений.

Основу работы составили данные по размерам, возрасту и характеристикам чешуи кеты р. Анадырь в период с 1962 по 2010 гг. Материал был собран в Анадырском лимане и в р.

Анадырь в период наиболее интенсивного хода производителей кеты (август-сентябрь).

Для анализа межгодовой динамики биологических показателей были отобраны особи в возрасте 3+ и 4+. Кета этих возрастных групп абсолютно преобладает (более 90 %) среди вернувшихся на нерест рыб в р. Анадырь (Путивкин, 1999).

Общее количество исследованных рыб составило 2930 экз.

(1640 экз. в возрасте 3+ и 1290 экз. в возрасте 4+).

Возраст рыб определяли по чешуе. За границу каждой годовой зоны принимали зону суженных склеритов. При определении возраста руководствовались общепринятой методикой (Правдин, 1966) с учетом рекомендаций В.Н.

Иванкова (1997). Измерения на чешуе кеты проводили вдоль максимального радиуса. Подсчитывали число склеритов, измеряли межсклеритные расстояния.

Размеры тела до 1980-х годов имели высокие показатели (3+ 67 см и 3900 г;

4+ 72 см и 4700 г), после чего до 2000-х годов происходило их уменьшение (3+ 62 см и 3200 г;

4+ 65 см и 3900 г). 2000-е гг. отмечены ростом размерных показателей анадырской кеты (3+ 64 см и 3400 г;

4+ 67 см и 4200 г).

Аналогично размерным показателям, количество склеритов было высоким в 60-е и 70-е годы (3+ 62 и 4+ 67), уменьшилось в 80-е и 90-е годы (3+ 59 и 4+ 63) и вновь начало увеличиваться в 2000-х (3+ 63 и 4+ 68). Отмечена тенденция старения стада от 1960-х к 2000-м гг. Доля старшевозрастной группы (4+ и 5+) имела максимальные значения в конце 80-х – начале 90-х гг, и сейчас имеет тенденцию к уменьшению. Рост размерных показателей в 2000-е годы не связан с увеличением доли старшевозрастных рыб в анадромном стаде. Рассматривая динамику изменений отдельно в разных возрастных группах (3+, 4+), мы видим, что изменение длины и массы в 2000-е годы, как и ранее, не зависят от возрастного состава.

Первый год жизни характеризуется высоким темпом роста как в нагульный, так и в зимовальный период. Уменьшение темпов роста начинается с зимовального периода второго года.

Наибольшее уменьшение темпов роста отмечено на третьем и четвертом годах жизни, от 1960-х к 2000-м гг.

Данные по внутригодовым изменениям темпов роста показывают тенденцию снижения этого показателя как в нагульный, так и в зимовальный период, а, значит, на всей акватории нагула и зимовки должно было синхронно происходить снижение численности зоопланктона. Такого рода изменения маловероятны, учитывая то, что на разных участках акватории условия среды различаются. Соответственно различается и видовой состав зоопланктона, являющегося пищей лососей, и его динамика в разных районах. Это, в свою очередь, привело бы к заметным различиям в темпах роста кеты в разные времена года в районах нагула и зимовки, чего мы не наблюдаем. Исходя из всего этого, мы считаем, что плотностной фактор, выражающийся в недостатке пищи, не является ведущим в формировании размеров кеты, хотя и может иметь место в отдельные годы в локальных районах (Шунтов и др., 2010а, б, в, г).

Возможно, значительное влияние на рост кеты оказывает температурный фактор. В последние десятилетия наблюдается потепление вод Северной Пацифики (http://www.nodc.noaa.gov).

Повышение температуры ускоряет физиологические процессы, что заставляет кету тратить больше энергии на обмен веществ.

Следовательно, даже при стабильно высокой интенсивности питания рыб на рост идет меньше энергии, и ее размерные показатели при этом заметно падают. В результате просматривается общая тенденция уменьшения показателей как темпов роста и количества склеритов, так и размерно-весовых характеристик. Влияние температурного фактора на рост кеты подтверждается отрицательной корреляцией между ростом анадырской кеты после первого года жизни и климатическими индексами, отражающими термические условия Северной Пацифики (теплосодержание океана, температура поверхности воды). Еще одним фактором, который может играть роль в росте кеты, является миграционная активность. В разные годы интенсивность миграций может различаться. Изменения в гидрологическом режиме вод может вызывать изменения в путях и протяженности миграций рыб. Кроме того, возросшая численность лососей в Северной Пацифике могла привести к расширению их ареала и следовательно к увеличению миграций. Такая ситуация отмечена для японской кеты в 1970 80-е годы после начала ее интенсивного искусственного воспроизводства (Ogura, 1994).

Таким образом, наблюдаемые изменения в размерах и росте анадырской кеты могут быть обусловлены комплексным воздействием ряда факторов, среди которых ведущее значение, возможно, имеют термический режим вод и плотностной фактор.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |
 



Похожие работы:





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.