| Результаты этапа: Важнейшей экологической характеристикой жизненного цикла является скорость размножения организмов. Рождаемость выступает как один из двух (второй – смертность) главных показателей популяционной динамики и одновременно может быть индикатором «места», которое данная популяция занимает в системе экологических взаимодействий. В 2014 г. мы продолжили разработку метода анализа рождаемости, который позволил бы оценить относительную силу воздействия на популяцию со стороны ее «соседей» по трофической цепи – хищников (воздействие «сверху») и пищи (воздействие «снизу»). В основе метода лежит тот факт, что рождаемость зависит от плодовитости и доли взрослых особей в популяции. Поскольку плодовитость в основном определяется пищевыми условиями, а быстрые и большие по величине изменения доли взрослых во многих случаях вызваны прессом размерно-избирательных хищников, вклад отношения доли взрослых и плодовитости в динамику рождаемости позволяет судить об относительной силе воздействия хищников и пищи на данную популяцию. Ранее мы провели тестирование метода на лабораторной популяции ветвистоусого рачка Daphnia galeata. В 2014 г. был разработан, пока только в предварительном порядке, новый вариант этого метода, более подходящий для природных условий. Этот вариант был опробован на природной популяции ветвистоусого рачка Bosmina longirostris, обитающей в условиях простой экосистемы небольшого северного озера. О ее упрощенном характере свидетельствует присутствие только одного массового вида планктонных ракообразных, почти полное отсутствие хищников и монотонный рост численности босмины в течение длительного времени на протяжении сезона. В 2014 г. с целью дальнейшего развития метода под руководством Л.В. Полищука аспиранткой А.А. Каспарсон был собран полевой материал по динамике ветвистоусых ракообразных в пруду в окрестностях Звенигородской биостанции МГУ. Экосистема этого водоема была более сложной, поскольку в пруду обитали несколько видов планктонных рачков, которые конкурировали за пищу, и присутствовали рыбы-планктофаги. В 2014 г. результаты, посвященные применению метода в условиях простой экосистемы северного озера, представлены на российской и международной научных конференциях в виде двух докладов (опубликованы тезисы); готовится к печати статья в международном журнале.
В современную эпоху, для характеристики которой нередко используют выражение «кризис биоразнообразия», резко возросли темпы вымирания видов животных и растений. Одной из задач эволюционной экологии, которая в этом контексте представляет собой теоретическую основу охраны природы, является анализ биологических факторов вымирания. В 2014 г. мы продолжили анализ ранее собранных данных для 211 видов млекопитающих по влиянию генетических и экологических факторов на риск вымирания. Генетические факторы представлены числом несинонимических нуклеотидных замен в митохондриальном геноме (относительно числа синонимических замен); эта величина рассчитывается биоинформатическими методами. Подавляющее большинство несинонимических, то есть изменяющих аминокислоту, замен представляют собой слабовредные мутации. Если число таких замен велико, это свидетельствует о неэффективном отборе; в свою очередь, неэффективный отбор против слабовредных мутаций может способствовать вымиранию. Экологические факторы представлены в нашем наборе данных массой тела, поскольку у млекопитающих крупные размеры тесно связаны с низкой численностью и низкой скоростью размножения, а последние в свою очередь увеличивают риск вымирания. Наконец, сам риск вымирания оценивали исходя из принадлежности видов к той или иной категории риска на базе Международной Красной книги (IUCN Red List). Ранее нами была проведена оценка вклада указанных факторов в риск вымирания: эта величина составила 62% для массы тела и 38% для несинонимических нуклеотидных замен. В 2014 г. мы провели дополнительные анализы, чтобы удостовериться в правильности этих результатов. В частности, был проверено, не влияет ли структура нашей выборки на полученные оценки (эта структура несколько отличается от структуры млекопитающих по данным Международной Красной книги) и не влияет ли филогенетическая родство видов на статистическую значимость наших оценок. Эти проверки показали, что наши результаты вполне устойчивы. Количественная оценка относительной роли экологических и генетических факторов в риск вымирания млекопитающих получена впервые в мировой литературе. Статья, подготовленная по результатам этой работы, принята к печати в ведущем международном экологическом журнале Oikos:
Polishchuk L.V., Popadin K.Y., Baranova M.A., Kondrashov A.S. A genetic component of extinction risk in mammals. Oikos. (Согласно сообщению из редакции, 19 декабря 2014 г. полностью подготовленная к печати статья отправлена редакцией в изд-во Wiley для опубликования ее на сайте журнала; публикация в режиме Early View Publication ожидается в январе 2014 г.)
Ключевые слова
Рождаемость, планктонные ракообразные, плодовитость, доля взрослых особей в популяции, генетические и экологические факторы вымирания, Красная книга, млекопитающие, масса тела, несинонимические и синонимические нуклеотидные замены, эффективность отбора против слабовредных мутаций.
|
