энтомология - Научный фонд "Биолог"
реклама
Научный фонд "Биолог" 4 Научный фонд "Биолог" ЭНТОМОЛОГИЯ Чайка Станислав Юрьевич ЗАКОНОМЕРНОСТИ МОРФОЛОГИЧЕСКОЙ И ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СПЕЦИАЛИЗАЦИИ КРОВОСОСУЩИХ НАСЕКОМЫХ Доктор биологических наук, профессор Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва BASIC APPOPRIATE OF MORPHOLOGICAL AND FUNCTIONAL SPECIALIZATION OF BLOOD-SUCKING INSECTS Chaika Stanislav Doctor of Sciences, Professor Lomonosov Moscow State University, Moscow АННОТАЦИЯ Обобщение данных автора по особенностям морфофункциональной организации сенсорных и метаболических систем кровососущих насекомых (Diptera, Siphonaptera, Heteroptera, Anoplura). ABSTRACT Autor’s generalization of data on the morphological and functional organization of sensory and metabolic systems of blood-sucking insects (Diptera, Siphonaptera, Heteroptera, Anoplura). Ключевые слова: кровососущие насекомые, зрительные органы, обонятельные органы, вкусовые органы, пищеварительная система, выделительная система. Keywords: blood-sucking insects, visual organs, olfactory organs, gustatory organs, digestive system, excretory system. Морфофункциональная специализация гематофагов, выражающаяся в приобретении черт определенного адаптивного типа, в значительной мере определяется эволюцией их паразитохозяинных отношений с прокормителем. Наиболее глубокие параллелизмы в организации метаболических систем гематофагов наблюдаются у видов, близких не только в таксономическом отношении, но и сходных по типу паразитизма. Строение сенсорных систем гематофагов отражает адаптивный характер эволюции последних. Никакие иные системы не могут сравниться с сенсорными системами по части корреляции степени их развития и характера биоценотических связей гематофагов с прокормителем. Особенно показательны в этом отношении зрительная система и органы дистантной хеморецепции. 1. Сенсорные системы. Анализируя особенности организации органов зрения гематофагов мы обнаруживаем богатый спектр модификаций их строения и ультраструктуры, проявляющийся тем не менее в рамках конструктивных возможностей конкретного типа глаз [6]. Органы зрения гематофагов представлены сложными аппозиционными (двукрылые, клопы) и простыми однолинзовыми (блохи, вши) глазами. При этом в линии развития типов паразитизма от свободноживущих гематофагов к постоянным эктопаразитам наблюдается либо постепенная редукция фасеточных глаз, либо формирование простых органов зрения. Уменьшение функциональной значимости органов зрения насекомых, обусловленное развитием эктопаразитизма, сопровождается сокращением поверхности, занимаемой микровиллами фоторецепторных клеток, утратой последними перпендикулярной ориентации относительно оптической оси глаза и снижением плотности размещения. Сходным образом экологическое сближение кровососущих насекомых с прокормителем отразилось на развитии их обонятельных органов [1, 2, 6]. Крайне малое количество обонятельных сенсилл у эктопаразитов, а также близких к ним по типу паразитизма гематофагов – результат поддержания последними тесного контакта с прокормителем. Выпадение из жизненной схемы гематофагов поведенческих актов, связанных с активным расселением, многократным и активным поиском прокормителя или источников углеводной пищи, поиском мест для откладки яиц привело к существенной морфофункциональной перестройке сенсорных систем облигатных гематофагов, в особенности эктопаразитов. В связи с дискретностью сенсилл как элементарных рецепторных образований ослабление функции определенной сенсорной системы выражается прежде всего в редукции численности сенсилл и Научный фонд "Биолог" не сопровождается дегенерацией их отдельных элементов. Узловые моменты сенсорно-трофических отношений гематофагов связаны с обнаружением прокормителя (поисковые рецепторы: органы зрения и обоняния), идентификацией приемлемости пищи, в том числе и белковых субстратов (контактные хеморецепторы), распределением пищевых жидкостей в разные отделы пищеварительной системы у гематофагов со смешанным типом питания (хеморецепторы цибариальной полости). Ультраструктурный уровень эволюции органов чувств насекомых характеризуется значительным консерватизмом организации рецепторных клеток. В органах зрения гематофагов это выражается в наличии у представителей всех таксонов только микровиллярных зрительных клеток, хотя диапазон изменчивости последних весьма широк как в пределах фасеточных, так и простых глаз. В хеморецепторных, механорецепторных, гигро- и терморецепторных сенсиллах консерватизм рецепторных клеток связан с наличием реснички в составе их периферического отростка. Однако в противоположность значительной стабильности ультраструктурной организации рецепторов определенной модальности их функциональным характеристикам присуща высокая лабильность [6]. 2. Метаболические системы. Сравнительный анализ метаболических систем у гематофагов из разных таксономических групп выявил значительную общность их структурной организации. Сходство организации в определенной мере является следствием гомеоморфоза (одной из разновидностей гомеостаза), отражающего поддержание относительного структурного постоянства конкретной функциональной системы. Сходство принципов функциональной организации пищеварительной системы насекомых определяется главным образом внеклеточным типом пищеварения и полифункциональностью клеток средней кишки [4]. Внеклеточное пищеварение с присущим ему цикличностью функционального состояния энтероцитов – быстрой сменой фаз секреции ферментов и всасывания гидролизованных веществ, оказалось в эволюционном отношении более перспективным по сравнению с внутриклеточным пищеварением, для которого характерно разграничение функций энтероцитов. Вместе с тем, как показано в нашем исследовании, структурная основа внеклеточного пищеварения весьма различна у представителей 5 Научный фонд "Биолог" разных таксонов, а в ряде случаев и групп с разным типом паразитизма. Значительные модификации в морфологии пищеварительной системы обнаруживаются у временных и постоянных эктопаразитов (мухи-кровососки, блохи, вши), которым свойственны многократный прием крови и большая скорость ее переваривания. У них отсутствует перитрофическая оболочка, а на поверхности клеток средней кишки формируются выросты, увеличивающие площадь контакта цитоплазматической мембраны с гидролизуемым субстратом [5]. На примере пищеварительной системы показано, что абсолютная конвергентность ее строения и функционирования, которая была бы обусловлена сходной трофической специализацией, не обнаруживается даже на клеточном и субклеточном уровнях организации. Более того, анализ гидролитических ферментов хотя и продемонстрировал отсутствие у гематофагов отчетливой специализации в наборе основных их подклассов (пептидгидролаз, гликозидаз, эстераз), выявил и существенные различия в составе последних. Набор ферментов в пределах определенных подклассов в значительной степени обусловлен филогенетически [3]. На молекулярную гетерогенность основных гидролитических ферментов указывает и наличие их множественных форм. Можно допустить, что конвергентность проявляется лишь на молекулярном и надмолекулярном уровнях организации, то есть на уровне функциональных блоков, пока не затронутых сравнительными исследованиями, по крайней мере у рассматриваемых нами объектов. Активность протеолитических ферментов – основных ферментов, ответственных за гидролиз крови – не зависит от особенностей пищевой специализации кровососущих насекомых (облигатные гематофаги, гематофаги с дополнительным углеводным питанием), а коррелирует со скоростью переваривания крови в кишечнике насекомых: наибольшая активность свойственна протеазам вшей, а наименьшая – протеазам клопов [3]. По сравнению с пищеварительной системой ультраструктурный уровень выделительных органов большинства гематофагов характеризуется большей изоморфностью. Сходство функциональных задач, выполняемых мальпигиевыми сосудами насекомых, привело к глубокому параллелизму разных уровней организации этих органов. Показано однако, что представители двух разных Научный фонд "Биолог" таксономических групп – блохи и вши – отличаются от других гематофагов составом эпителиальных клеток, который в значительной мере сходен с таковым паукообразных. Отсутствие митохондрий в микроворсинках клеток мальпигиевых сосудов блох и вшей мы рассматриваем как одно из проявлений модификации морфологической организации выделительной системы, обусловленной особенностями экологии и характера метаболизма этих насекомых. 3. Закономерности морфофункциональной специализации гематофагов. Детальный анализ строения сенсорных и метаболических систем, а также привлечение литературных данных по другим системам и органам гематофагов дают возможность заключить, что морфофункциональная специализация и эволюция гематофагов осуществляются на уровне идиоадаптационных изменений. Особенностью морфофункциональной эволюции многих гематофагов, ставших на путь развития временного или постоянного эктопаразитизма, является утрата ими ряда ароморфных признаков. Кроме того, переход насекомых к постоянному эктопаразитизму может сопровождаться и ценогенетическими преобразованиями (куклородные двукрылые, некоторые клопы). Как правило, степень утраты ароморфных признаков отражает уровень морфофункциональной и экологической специализации гематофагов. Утрата ароморфных признаков является следствием постоянно идущей оптимизации морфофункциональной организации, осуществляющейся на основе процессов саморегуляции, что свойственно любому адаптивному процессу. Вместе с тем, специализация определяется не только характером адаптивности конкретных организмов, но и их генотипически детерминированными чертами. Это особенно отчетливо прослеживается при анализе разных уровней структурной организации систем и органов. Для более точного суждения о морфофункциональной специализации основных групп гематофагов можно использовать критерий гетеробатмии - оценки соотношения исходных плезиоморфных и продвинутых апоморфных признаков организации. Уровень гетеробатмии характеризует стабильность организации видов и указывает на степень корреляции филогенетической продвинутости основных морфологических признаков. Использование критерия гетеробатмии дало возможность 6 Научный фонд "Биолог" оценить уровень и характер морфологической специализации кровососущих насекомых, различающихся таксономическим положением, особенностями жизненных схем и характера паразитизма, истоками развития их гематофагии. Выявлена зависимость уровня гетеробатмии от типа паразитизма гематофагов. Для насекомых с низким уровнем гетеробатмии (низшие двукрылые, вши) характерна стабильность определенного типа паразитизма для всех видов, входящих в состав этих групп. Напротив, в группах с промежуточным и высоким уровнями гетеробатмии (высшие двукрылые, блохи, клопы) всегда имеются виды с разными типами паразитизма. Анализ морфологической организации гематофагов под углом зрения эволюции их трофической специализации дал полезный материал для обоснования концепции множественности морфофункциональных путей становления гематофагии насекомых. Эта множественность базируется на филогенетической разобщенности гематофагов, полигенезе основных морфофункциональных черт их организации, разных источниках эволюции гематофагии и прослеживается на многих уровнях морфологической и биохимической организации насекомых. Отсутствие какого-либо одного морфофункционального пути становления гематофагии в некоторой мере является следствием стохастичности эволюции, при которой развитие крупных таксономических групп зачастую отличается разной направленностью. Вследствие этого сходные адаптивные механизмы реализуются на разной морфологической, ультраструктурной, а в ряде случаев и биохимической основах. По мере освоения разными таксонами сходной пищевой специализации за конвергентными чертами внешнего строения или образа жизни скрываются принципиальные различия морфологической и биохимической организации. Можно допустить, что разнообразие морфофункциональных способов освоения насекомыми гематофагии будет увеличиваться за счет развития последней в таксономических группах, имеющих в настоящее время иную трофическую специализацию. Становление гематофагии насекомых осуществлялось в разное время на базе разных предшествовавших трофических специализаций: хищничества-энтомофагии (низшие двукрылые, клопы), сапрофагии (высшие двукрылые, вши), хищничества и сапрофагии (блохи). Стратегия смешанного питания, свойственная самкам рецентных видов низших двукрылых, Научный фонд "Биолог" характеризуется высокой степенью эволюционной устойчивости, поскольку смена источников белкового питания осуществилась с сохранением углеводного питания. Весьма характерно, что процесс развития гематофагии у насекомых еще не завершился, о чем свидетельствует наличие частичной гематофагии у видов со смешанным питанием, преимущественно среди высших двукрылых и клопов. В настоящее время кровососущие виды обнаружены и в отряде чешуекрылых, долгое время считавшемся лишенным видов [6]. Вместе с тем очевиден и тот факт, что морфофункциональные преадаптации, заложенные предшествующей пищевой специализацией, значительно полнее реализуют вероятность развития гематофагии, что имеет место у хищников и сапрофагов. Познание основ возникновения и эволюции гематофагии в разных группах насекомых, а также характера их морфофункциональной специализации, должно способствовать выяснению главнейших закономерностей развития паразитарных взаимоотношений между насекомыми-гематофагами, объектами их питания и возбудителями болезней человека и животных. 7 Научный фонд "Биолог" Список литературы: 1. Чайка С.Ю. Некоторые закономерности эволюции обонятельного аппарата двукрылых // Ж. общ. биол. 1975. Т. 36. № 6. С. 870-877. 2. Чайка С.Ю. Эволюция обонятельной системы кровососущих насекомых в зависимости от их биоценотических связей с хозяиномпрокормителем // Ж. общ. биол. 1981. Т. 42. № 2. С. 241-252. 3. Чайка С.Ю. К сравнительной характеристике пищеварительных ферментов кровососущих на амилаза // Энтомол. обозрение. 1982. Т. 61, вып. 4. С. 746-754. 4. Чайка С.Ю. К анализу ультраструктуры средней кишки некоторых кровососущих двукрылых (Diptera) // Энтомол. обозрение. 1983. Т. 62, вып. 3. С. 470-477. 5. Чайка С.Ю. Уровни морфофункционального полиморфизма пищеварительной системы кровососущих насекомых // Ж. общ. биол. 1984. Т. 45. № 1. С. 105-114. 6. Чайка С.Ю. Морфофункциональная специализация насекомых-гематофагов. М.: KMK Scientific Press, 1997. 425 с. Научный фонд "Биолог" 8 Научный фонд "Биолог" БИОФИЗИКА Холманский А.С.1, Минахин А.А.2 ВЛИЯНИЕ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ НА МОЗГ ЧЕЛОВЕКА доктор химических наук, профессор Институт электрификации сельского хозяйства РАН, Москва 2 мануальный терапевт. Московский научно практический центр медицинской реабилитации восстановительной и спортивной медицины, филиал N 9. Москва 1 INFLUENCE OF SOLAR ACTIVITY ON THE HUMAN BRAIN Kholmanskiy Alexander, doctor of chemistry Institute of Electrification of Agriculture Academy of Sciences, Moscow Minakhin Andrey, manual therapist. Moscow scientific practical center of medical rehabilitation and sports medicine, branch N 9. Moscow АННОТАЦИЯ В работе провели мониторинг функционального состояния мозга в периоды 23 и 24 циклов солнечной активности (СА) и установили снижение эффективности наведения в процессе ночного сна латеральной асимметрии мозга. Обнаружили корреляцию между датами некоторых православных праздников и радиоизлучением Солнца в годы повышенной СА. Специфику действия солнечного психотропного фактора ночью и в годы повышенной СА связали с морфофункциональными особенностями эпифиза и ликворной системы мозга. ABSTRACT In work carried out monitoring the functional state of the brain at 23 and 24 cycles of solar activity (SA). Established a decrease in the efficiency of guidance during a night's sleep lateral brain asymmetry. A correlation was found between the dates of some orthodox holidays and radio emission of the sun during increased SA. Specificity of action of psychotropic solar factor at night and during the elevated CA associated with morphological and functional features of epiphysis and cerebrospinal fluid. Ключевые слова: солнечная активность, мозг, миф, эпифиз, ликвор. Keywords: solar activity, brain, myth, epiphysis, lique. 1. Введение Отличительным признаком человека как вида является творческая деятельность, в основе которой лежит способность эвристически мыслить. Возникновение этой способности было предопределено антропным принципом, который реализовался в свое время уникальной комбинацией физических условий в местах обитания приматов в Африке. Вследствие вызванной геокосмическими факторами мутации в геноме гоминида появились коды, отвечающие за генезис речевого аппарата [24]. В дальнейшем синергизм внешнего психотропного [2,4,7,16] и внутреннего акустического [24] факторов ускорил развитие способности творить новый смысл. Физическая природа внешнего фактора духовной эволюции наукой до сих пор не установлена. Среди кандидатов на его роль рассматривают космическое электромагнитное (ЭМ) излучение [2,7], магнитные поля [11,15], радиацию, солнечное и галактическое нейтрино [4,16,17,20]. Процесс совершенствования умственных способностей человека, составляя суть духовной эволюции, проявляется деятельностью людейтворцов, одаренных тем или иным творческим талантом. Духовный потенциал (ДП) человечества или отдельного народа [23], определяющий темп эволюции, пропорционален в каждый исторический момент сумме активных творцов. Открытие Чижевским временных корреляций между солнечной активностью (СА) и психосоматическими патологиями [27] стимулировало попытки выявить связь между СА и различными характеристиками ДП. При этом к творцам относили выдающихся деятелей (ученых и изобретателей, писателей и философов, художников и композиторов), внесших заметный вклад в культуру или науку. Хронометрию ДП составляли по дням рождения творцов [1] или по периодам их творчества [4,16,23]. Для оценки СА Научный фонд "Биолог" использовали число солнечных пятен (числа Вольфа). Хронологию СА с помощью радиоуглеродного анализа образцов деревьев реконструировали вплоть до XII века до н.э. [2,4]. В работе [1] сравнили ход СА и даты рождений 19959-ти одаренных людей, упомянутых в Большой Советской Энциклопедии за период 801-950 гг. Не выявив достоверных корреляций, заключили, что одаренные люди родятся чаще в январе-феврале. Отсюда следует, что вероятность зачатия таланта возрастает в маеиюне, то есть в период весеннего авитаминоза родителей, обостряющего чувствительность организма к воздействию внешних факторов в момент зачатия. Не помогло выявлению адекватных корреляций между СА и творческой активностью ученых и художников XVIII-XX столетий применение дискретного преобразования Фурье [26]. Модификации с помощью математической обработки хронологий СА и ДП всего человечества вплоть до XII века до н.э. мало добавили для выявления адекватных корреляций. Проведенный анализ позволил только предположить об усилении ДП европейских стран в годы минимумов СА [2]. В работах [16,23] сравнение хронологий СА и ДП Европы и России на отрезке времени 1400-2000 гг. показало отсутствие прямой связи между СА и ДП, максимум которого наблюдался в конце XIX века. В работах [15,16] предположили о положительном влиянии на духовную эволюцию галактических излучений (нейтрино, радиоволны). Например, излучения от взрывов сверхновых звезд в 1572, 1604 и 1667 года могли стимулировать рост ДП в эпоху Возрождения. Учитывая комплексный характер космофизических факторов и неоднозначность выявленных корреляций, в работе [2] ограничились общим выводом о сложном механизме влияния внешних факторов на внутренние и внешние ЭМ-связи живых систем. Полагают [4,7,11,15,17], что ключевую роль в механизме чувствительности центральной нервной системы (НС) к внешним ЭМ и магнитным полям играет физиология нейроэндокринных железы (эпифиза, гипофиза, щитовидной, надпочечников. В пользу этого говорят различные исследования по влиянию магнитного поля на мозг, магнитофосфены, а также чувствительность функциональной асимметрии и кровоснабжения мозга к смене знака сектора межпланетного магнитного поля [25]. В соответствие с духовно-физическим изоморфизмом [6,19] считают, что зависимость мышления от психотропного фактора 9 Научный фонд "Биолог" закономерно отображается и на содержании творческого продукта. Особенно отчетливо это проявляется на символике религиозного мифа антропоморфного, по своей сути. Реакция психофизики на особенные конфигурации планет (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер) и положения Солнца относительно зодиакальных созвездий и ярких звезд (Сириус, Регул, Ригель и др.) отражает герменевтика многих языческих и библейских мифов [6,12,18,22]. Названия планет созвездий и звезд, а также содержание связанных с ними религиозных ритуалов отображают специфические воздействия на физиологию человека межпланетного магнитного поля, радиоволнового и нейтринного излучения. Адекватность отображения механизма действия космоса на физиологию человека в мифах обеспечивается подчинением логики их символического языка универсальным законам диалектики [6,12]. При этом смысловыми ключами библейского мифа, как правило, служат известные механизмы реакций нервногуморальной системы человека на внешние факторы [12,18,19]. С целью выяснения природы и механизма влияния физических факторов на мозг и творческие способности человека в настоящей работе изучили зависимость функционального состояния мозга от СА и провели сравнительный анализ хронологии религиозных праздников с годовой ритмикой СА. 2. Материалы и методы В определении зависимости функционального состояния мозга от СА принимали участия люди разного возраста (от 23 до 65 лет) мужчины и женщины. При этом использовали метод [15], основанный на анализе направления и величины поворота тела человека вокруг своей оси при беге на месте. Систематически опыты проводили в Москве, эпизодически в Феодосии, Хургаде, южном Гоа в период 2012-2015 гг. Данные по интенсивности радиоизлучения Солнца на длине волны 10.7 см с частотой 2800 МГц (F10.7) брали на сайте ИЗМИРАН. Для обработки массивов значений F10.7 и построения графиков использовали программу Microsoft Office Excel. 3. Результаты и обсуждение 3.1. Сбой в физике Солнца. Из данных ИЗМИРАН следует, что максимумы 23 и 24 циклов CА отстоят друг от друга на ~13 лет вместо обычных ~11 лет и в период 2000-2012 гг. СА была очень низка [10]. Физика Солнца модулируется динамикой планет Солнечной системы и, прежде всего, Юпитером, имеющим большой собственный магнитный Научный фонд "Биолог" 10 момент и период обращения вокруг Солнца 11 лет. С учетом этого сбой ритмики и спад СА в период 1995-2012 гг. [15,20] можно связать с падением на Юпитер в 1994 году большой кометы Шумейкеров-Леви. С 1995 года начались глобальные возмущения климата Земли и социокультурной динамики [2]. Изменения в физике Солнца в период 2004-2011 гг. могли привести к прекращению генерирования в ночном сне ресурса функциональной асимметрии мозга (РФАМ) [15]. РФАМ проявлялся в латеральной асимметрии динамики опорно-двигательной системы человека при беге на месте и, повидимому, стимулировал умственную работу в течение дня. Таким путем выяснили, что и в период 2012-2015 генерация РФАМ у здоровых людей оставалась на очень низком уровне в Москве, Феодосии, Хургаде, Гоа. Научный фонд "Биолог" Генерацию РФАМ связали с действием на биосферу в ночное время проникающего солнечного излучения, обладающего хиральностью [4,15]. Помимо РФАМ данное излучение может быть ответственно за осевое закручивание древесины хвойных деревьев (спиротропизм) [20] и за аномальные флуктуации хиральности водных растворов сахаров [14,22. 3.2. Солнце и Луна в библейской мифологии Духовно-физический изоморфизм в библейской мифологии проявляется, например, в датах и названиях религиозных праздников и событий. Они, как правило, маркируют и символизируют специфичную космофизическую ситуацию и характерную реакцию на нее психофизики человека. В первую очередь это относится к непереходящим православным праздникам, приведенным в Таблице. Таблица Даты и названия непереходящих православных праздников № Дата Праздник 1 07.01 Рождество Христово 2 14.01 Обрезание Господне 3 19.01 Крещение Господне 4 15.02 Сретение Господне 5 07.04 Благовещение Богородицы 6 07.07 Рождество Иоанна Предтечи 7 19.08 Преображение Господне 8 28.08 Успение Богородицы 9 11.09 10 21.09 Усекновение главы Иоанна ПредтечиПредтечи Рождество Богородицы 11 27.09 Воздвижение Креста Господня 12 14.10 Покров Богородицы 13 04.12 Введение во Храм Богородицы Герменевтика большинства библейских мифологем связана с действием на психофизику человека Солнца и Луны [12,15,18]: в Солнце положи селение свое (Пс 18.5); положиши на камене гнездо твое (Чис 24.11). Лунная составляющая космофизики лежит в основе датировки некоторых иудейских и мусульманских праздников и определяет переходящую дату православной Пасхи. Даты непереходящих православных праздников отражают регулярные изменения в солнечноземных связях в течение года. На сайте ИЗМИРАН, начиная с ноября 2004 года, ежедневно приводятся величины F10.7, измеряемые в 17 (или 18), 20 и 22 (или 23) часа. Известно, что величина F10.7 пропорциональна числу пятен (W), поэтому может служить адекватной характеристикой СА, что и подтверждается корреляцией хронологий этих величин на Рис 1. На Рис 2 приведены усредненные по годам в двух периодах 2004-2012 и 2013-2015 гг. значения F10.7 в дни праздников, указанных в Таблице. Научный фонд "Биолог" 11 Научный фонд "Биолог" Рис 1. Хронологии числа пятен (W) и интенсивности радиоизлучения Солнца на длине волны 10.7 см (F10.7). Годовые значения в период 2004-2012 получены усреднением по часам, дням и месяцам, а месячные значения в период 2013-2015 усреднены по часам и дням. Рис 2. Средние значения F10.7 в дни православных праздников (номера точек соответствуют номерам в Таблице; а) – усреднения по часам и годам 2004-2012; b) – усреднения по часам и годам 2013-2015. Из Рис 2 следует, что интенсивность радиоизлучения Солнца во все дни праздников в период низкой СА (2004-2012 гг.) практически одинакова. В годы максимума СА (2013-2015 гг.) F10.7 существенно возрастает в праздничные дни, отмеченные в Таблице и на Рис 2 номерами 1 (Рождество Христово), 6 (Рождество Иоанна Предтечи) и 11 (Воздвижение Креста Господня). 3.3. Библейская мифология акта мышления Герменевтика сюжетов о Христе, Иоанне Предтечи и кресте Христовом сочетает в себе два смысловых уровня. Первый относится к природе психотропных космических факторов с крестообразной геометрией (ЭМ*) [15,16,18]: крестит Духом святым и огнем (Лк 3.16). Здесь «Дух святой» и «огонь» – относят к символам нейтринной и ЭМ энергии. Второй уровень связан с анатомией и физиологией крестообразных структур мозга, чувствительных к ЭМ* фактору и Научный фонд "Биолог" играющих ключевую роль в механизме мышления: возмет крест свой и по Мне грядет (Мк 8.34). Квинтэссенцией библейской герменевтики акта мышления является распятие Христа на кресте [18,21]: в руце Твои предаю Дух Мой (Лк 23.46); Бог бе слово (Ин 11,1). Поскольку физико-химический механизм мышления еще не раскрыт наукой, его представление в библейской мифологии может быть полезно для выявления структур мозга, играющих в мышлении ключевую роль. Прежде всего, это относится к эпифизу и ликворной системе мозга, фронтальная проекция которой воспроизводит силуэт ангела Гавриила, предвестника рождения Иисуса Христа. Ключевым символом энергетики ликвора служит дева Мария [18]. Срез мозга в плоскости Тобразного стыка боковых и III-го желудочка отвечает герменевтике креста Христова [18]: не испразднится крест Христов (1 Кор 1.17). Ее усиливает сходство боковой проекция III-го желудочка с силуэтом ягненка: се, агнец Божий (Ин 1.36). Адекватным символом эпифиза в Библии является ключевой ее персонаж – Моисей [18]: воздвизаше Моисей руце, одолеваше Израиль (Исх 17.11). Обобщенным символом разнообразных квантов вегетативной нервной системы служит многозначное библейское имя Израиль [18,22]. Важные детали механизма акта мышления раскрывает герменевтика библейского обряда жертвоприношения или евхаристии [18]. Она, в частности, может раскрывать физическую связь ликвора III-го желудочка с перекрестьем волокон зрительных нервов (хиазма), образующим дно желудочка. Аналогично, перекрестье блокового нерва и переднего спиномозжечкового пути в покрышке IV-го желудочка связывает герменевтику евхаристии с символикой предтечи Христа – Иоанном Крестителем: я крещу вас водою (Лк 3.16). 3.4. Особенности физики мозга Хотя данных о позитивном влиянии космической обстановки на эффективность мышления в дни праздников №№ 1,6,11 в Таблице нет, можно полагать, что их названия соответствуют благотворному влиянию повышенной интенсивности радиоизлучения Солнца в эти дни. С другой стороны опрос здоровых людей старше 60 лет (7 чел) показал, что 27.09.2015 (день усекновения главы Иоанна Предтечи) их психическое состояние с утра было дискомфортно и не располагало к умственной работе. Молодые же люди (18-25 лет) в этот день никаких изменений в самочувствии не ощутили. 12 Научный фонд "Биолог" Существенное отклонение интенсивности F10.7 в дни религиозных праздников именно в годы повышенной СА свидетельствует о чувствительности физиологии человека к возмущениям космической погоды. Для выявления роли ликвора и эпифиза в механизме мышления можно использовать известные данные по физике мозга [5,7,11,15,17,24,25] и механизмам влияния космической погоды на физиологию человека [2,4,7]. При этом особого внимания заслуживают физические особенности этих структур мозга. Ликвор до сих пор не принимается во внимание в исследованиях физико-химических механизмов мышления и чувствительности мозга к психотропному фактору. Физико-химические свойства ликвора и топология желудочков мозга позволяют выполнять ликворной системе коммуникативно-интегративную и сигнальнотрофическую функцию. В акте мышления данная функция может обеспечивать синхронизацию активности ассоциативных центров мозга. Полагают [9], что процесс установления новых связей между этими центрами лежит в основе механизма памяти, а значит, и мышления. Спинномозговая жидкость и ликвор представляют собой водный раствор, содержащий глюкозу, белки, гормоны и др. метаболиты [15]. Аномальные термодинамические свойства воды могут способствовать образованию в ликворе метастабильных надмолекулярных кластеров воды и ассоциатов из хиральных молекул [14,20,22]. В таких состояниях возрастает вероятность квантовых и кооперативных резонансных эффектов, лежащих в основе чувствительности физиологических жидкостей к слабым внешним факторам, включая хиральные. Большая роль спиновых корреляций орто- и параизомеров воды в процессах самоорганизации позволяет предложить ряд известных физических явлений в основу механизма чувствительности ликворной системы к внешним физическим факторам. В работе [2,7] обсуждается возможность взаимодействия биологических объектов с внешним магнитным полем по принципу ЯМР. Понятно, что при ориентационном упорядочивании ядерных спинов атомов молекул в составе кластеров будет возрастать энергия взаимодействия биосистемы с внешним и внутренним магнитным полем. К последнему можно отнести локальные магнитные вихри, генерируемые в перехватах Ранвье в миелиновых нервных волокнах [4,17], входящих в состав стенок желудочков мозга. Взаимодействие Научный фонд "Биолог" спиновой системы с внешним магнитным полем может приводить к понижению ее локальной температуры по известному механизму адиабатического размагничивания. Перечисленные механизмы чувствительности мозга к внешним факторам действуют, главным образом, в состоянии ночного сна и их активные этапы манифестирует стадия сна с «быстро бегающими глазами» [15,17]. Эпифиз расположен в фокусе двух полусферических линз с радиусом ~7 см, образованных из полушарий мозга. При облучении сферической диэлектрической линзы, моделирующей головной мозг человека, плоской радиоволной с частотой 2450 МГц наблюдали максимум ЭМ-энергии в центре сферы [5]. Акустические колебания стенок клиновоидной и лобных пазух, возбуждаемые при разговоре или пении, распространяются по всему мозгу [24]. При этом вогнутые части теменной и затылочной части черепа фокусируют звуковые волны также в области эпифиза. В эпифизе, начиная с первого года жизни, образуется мозговой песок, концентрация которого достигает максимума к 40 годам [3,13, 17]. Химический состав мозгового песка включает структуры изоморфные кристаллам гидроксиапатита и различные органические вещества. Учитывая эти данные, можно полагать, что эпифиз служит аккумулятором-конденсором внутренних звуковых волн и внешних радиоволн Солнца и возможно квантов ЭМ*. Таким образом, внешние и внутренние физические факторы могут влиять на кинетику синтеза в эпифизе нейрогормонов (мелатонина и серотонина), которые, в частности, регулируют когнитивные функции мозга. У здоровых людей со временем в ткани эпифиза формируются полости (кисты) [3,8,13]. Их генезис, повидимому, связан с эффектом фокусировки на эпифизе в процессе мышления ЭМ и ЭМ* квантов, которые как бы «выжигают» ткань эпифиза. Кристаллы мозгового песка, в принципе, могут дифференцировать хиральные физические сигналы от правого и левого полушария, реализуя тем самым РФАМ через биохимию процесса мышления. Отсутствие мозгового песка и кист в эпифизе шизофреника [3,8] может объяснять расстройство его мышления и расщепленность сознания. Литература 1. Виноградов Е.С. Изменение частоты рождений одаренных людей в разных фазах 11летнего солнечного цикла за 1100 лет. URL: http://www.voppsy.ru/issues/1991/916/916096.htm 13 Научный фонд "Биолог" 2. Владимирский Б.М. Космическая погода и социокультурная динамика. URL: http://www.biophys.ru/archive/cosmoweather00003.pdf 3. Гульков А.Н., и др. 2014. Мозговой песок эпифиза при ишемии мозга // Фундаментальные исследования. № 10. С. 654659. 4. Конюхов Н.И., Архипова О.Н., Конюхова Е.Н. 2015. Интеллект руководителя: практикам и исследователям. М.: 677 с. 5. Кудряшов Ю.Б., Исмаилов Э.Ш., Зубкова С.М. 1980. Биофизические основы действия микроволн / Учебное пособие. М: МГУ.160 с. 6. Лосев А.Ф. Диалектика мифа / URL: http://lib100.com/book/philosophy/dialektika_mifa/d ialektika.doc 7. Мартынюк В.С., Темурьянц Н.А. 2007. Экспериментальная верификация электромагнитной гипотезы солнечнобиосферных связей // Ученые записки Таврического национального университета им. В.И. Вернадского, Серия «Биология, химия». Т. 20 (59). № 1. С. 8-27 8. Российские ученые выявили скрытые признаки шизофрении // http://www.meddaily.ru/article/08feb2010/shiz_priz n 9. Савельев С.В. Структурноморфогенетические основы развития когнитивных способностей человека. URL: http://s-v-saveliev.ru/persona/science/232/ 10. Солнце сбилось с цикла. URL: http://sdnnet.ru/n/1569/ 11. Темурьянц Н., Щехоткин А. 1998. Магниточувствительность эпифиза // Биофизика. Т. 43. Вып 5. С. 761-65. 12. Топорков А. Л. 1997. Теория мифа в русской филологической науке XIX века. М.: 456 с. 13. Хелимский А.М. 1969. Эпифиз. М. 180 с. 14. Холманский А.С. 2015. Хиральность физиологических жидкостей // Асимметрия. URL: http://www.sciteclibrary.ru/texsts/rus/stat/st6760.pdf 15. Холманский А.С. 2009. Ресурс функциональной асимметрии мозга. URL: http://www.sciteclibrary.ru/texsts/rus/stat/stat1980.ht m; Зависимость ресурса функциональной асимметрии мозга от внешних условий // http://jasymmetry.com/2011/12/holmansky_1_2009_1/ 16. Холманский А.С. 2009. Галактический фактор духовной эволюции // http://jasymmetry.com/2011/12/holmansky_1_2009/ Научный фонд "Биолог" 17. Холманский А.С. 2006. Моделирование физики мозга // Математическая морфология. Электронный математический и медико-биологический журнал. Т. 5. Вып. 4. URL: http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N12-html/holmansky-3/holmansky-3.htm . 18. Холманский А.С. 2007. Физика евхаристии // Там же. Т. 6. Вып. 4. URL: http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N16-html/kholmanskiy-2/kholmanskiy-2.htm 19. Холманский А.С. 2008. Духовнофизический изоморфизм // Там же. Т. 7. В. 1. 2008. URL: http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N17-html/holmansky-3/holmansky-3.htm 20. Холманский А.С. 2010. Хиральность и квантовые эффекты как факторы морфогенеза // Там же. Т. 9. Вып. 4. URL: http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N28-html/kholmanskiy-2/kholmanskiy-2.htm. 14 Научный фонд "Биолог" 21. ХолманскийА.С. 2013. Умное христианство // Науковедение. №4. URL: http://naukovedenie.ru/PDF/85pvn413.pdf. 22. Холманский А.С. 2015. Фактор хиральности в физиологии семян // Научный фонд «Биолог». № 3 (7). С. 22–25. 23. Холманский А.С. 2014. Реальная духовность // Мир Науки. №2. URL http://mirnauki.com/PDF/11FILSMN214.pdf 24. Холманский А.С., Минахин А.А. 2012. Факторы филогенеза осанки и морфогенеза мозга человека // «Науковедение» №4; URL: http://naukovedenie.ru/PDF/48pvn412.pdf. 25. Холодов Ю.А. 1982. Мозг в электромагнитных полях. М.: Наука. 123 с. 26. Черемухин А.Г., Черемухин Д.Г. 2002. Воздействие циклов солнечной системы на творческую продуктивность. М. 88 с. 27. Чижевский А. Л. 1924. Физические факторы исторического процесса. Калуга.72 с.; Земное эхо солнечных бурь. Мысль. 1976. 376 с. Научный фонд "Биолог" 15 Научный фонд "Биолог" БИОХИМИЯ Бельская Л.В.1, Косенок В.К.2 ХРОНОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АНТИОКИСЛИТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ СМЕШАННОЙ СЛЮНЫ ЧЕЛОВЕКА кандидат химических наук, доцент, Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского, г. Омск 2 доктор медицинских наук, профессор, Омский государственный медицинский университет, г. Омск 1 АННОТАЦИЯ Подобрана методика определения антиоксидантной активности (АОА) слюны с использованием 2,6-дихлорфенолиндофенола. Определены хронофизиологические особенности динамики АОА слюны в норме. Показана принципиальная возможность применения данного показателя для оценки работы системы антиоксидантной защиты на фоне онкологической патологии. ABSTRACT Methods of determining the antioxidant activity (AOA) of saliva is chosen using 2,6dichlorophenolindophenol. Daily features of the dynamics AOA saliva defined in the norm. The principal possibility of using this index is indicated for the evaluation of the antioxidant defense system against the backdrop of cancer. Ключевые слова: слюна, биохимия, антиокислительная активность, клиническая лабораторная диагностика, онкология. Key words: saliva, biochemistry, the antioxidant activity, clinical laboratory diagnostics, oncology. Введение. В настоящее время большое количество исследований посвящено проблеме соотношения продукции свободных радикалов в норме и при различных патологиях, а также способности системы антиоксидантной защиты (АОЗ) эффективно блокировать их негативное воздействие [1]. АОЗ организма состоит из ферментативного звена, включающего антиоксидантные ферменты (супероксиддисмутаза, каталаза, глутатионредктаза и др.), и неферментативного звена, включающего низкомолекулярные вещества-антиоксиданты (витамины, глутатитон, мелатонин и др.) [2]. Оценка баланса генерации свободных радикалов и системы АОЗ проводится по накоплению различных продуктов – диеновых конъюгатов, малонового диальдегида, оснований Шиффа, уровню окисленности белка [3]. Другими подходами к оценке антиоксидантной активности (АОА) является исследование кинетики блокирования относительно стабильных радикалов, генерируемых непосредственно в реакционной среде, либо оценка скорости потребления кислорода [1]. При этом в зависимости от типа используемого радикала производится оценка различных компонентов системы АОЗ. Существующие методы определения АОА подразделяются на кулонометрические [4, 5], хемилюминесцентные [6, 7] и спектрофотометрические, включая определение отдельных компонентов системы АОЗ [8, 9], и интегральные методы [10, 11]. Целью исследования являлось определение АОА слюны человека и оценка вариации данного показателя в норме и при онкологической патологии. Материал и методы. Пробы слюны отбирали в утренние часы (время максимальной секреции) в течение 10 минут, после чего центрифугировали при 7000 об/мин. [12]. АОА определяли по регистрации скорости окисления восстановленной формы 2,6дихлорфенолиндофенола (2,6-ДХФИФ) кислородом, растворенным в реакционной среде [13]. В стандартную стеклянную пробирку вносят 0,5 мл фосфатного буферного раствора рН=7.40, 150 мкл раствора 2,6-ДХФИФ (0.8 мМ) и 150 мкл раствора Fe2SO4 (3.2 мМ). Затем перемешивают и добавляют 100 мкл слюны, измеряют оптическую плотность против дистиллированной воды в течение 5 мин. (λ=600 нм). Параллельно проводят холостой опыт, используя вместо раствора Fe2SO4 дистиллированную воду. Для стандартизации исследования в качестве антиоксиданта в контрольном опыте использовался водорастворимый синтетический аналог Научный фонд "Биолог" 16 витамина Е – тролокс (6-гидрокси-2,5,7,8тетраметилхроман-2-карбоновая кислота) с концентрацией 2.14 ммоль/л. Концентрацию антиоксидантов в образце (АОА) рассчитывают по формуле: ∆Ехол − ∆Еоп 𝐶= × Ск ∆Ехол − ∆Екал Статистическая обработка проводилась с использованием пакета программ Statistica 6.0 (StatSoft). Рассчитывали среднюю арифметическую величину (М), стандартную ошибку от средней арифметической (m), медиану (Me), интервал значений 5-95%. В зависимости от формы распределения применяли два вида статистических критериев: параметрические (t – 3,00 Научный фонд "Биолог" критерий Стьюдента) и непараметрические (U – критерий Вилкоксона). Результаты и обсуждение. В исследовании принимали участие 10 здоровых добровольцев (5 мужчин, 5 женщин, возраст 31.8±0.9 лет). Результаты определения АОА приведены на рис.1. Показано, что амплитуда АОА незначительна, наблюдается локальный максимум, соответствующий 15 часам дня и 3 часам ночи, при этом среднее значение составило 1.97±0.27 мМ. Акрофаза АОА с дневные часы может быть связана с повышением активности каталазы, в ночные – супероксиддисмутазы [14]. АОА, ммоль/л 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 Время, ч 0,00 0 3 6 9 12 15 18 21 24 Рис.1. Динамика суточной АОА слюны Отмечены суточные особенности изменения АОА в зависимости от пола (рис.2). Так, минимальное значение АОА у женщин приходится на 18 часов, тогда как у мужчин на 21 час вечера с постепенным увеличением до максимума в 3-6 часов утра. Показатель АОА отражает содержание в биологических жидкостях низкомолекулярных веществ, обладающих антиоксидантными свойствами (витамины, серосодержащие аминокислоты, глутатион, мелатонин и т.д.). По химической структуре мелатонин (N–ацетил–5– метокситриптамин) представляет собой производное биогенного амина серотонина, который, в свою очередь, синтезируется из аминокислоты триптофана, поступающей с пищей. Установлено, что мелатонин образуется в клетках эпифиза, а затем секретируется в кровь, преимущественно в темное время суток, ночью, тогда как на свету, в утренние и дневные часы, выработка гормона резко подавляется. Максимальное содержание мелатонина в организме человека наблюдается в 2 часа ночи [15]. Мелатонин связывает свободные радикалы кислорода, одновременно запуская естественную систему антиоксидантной защиты через активацию СОД и каталазы. В иссле­до­ваниях in vitro было выявлено, что мелатонин обладает значительно большей антиоксидантной активностью в плане прерывания процессов перекисного окисления липидов и инактивации активных свободных радикалов –OH и ROO–, чем известные антиоксиданты [16]. Можно предположить, что повышение АОА слюны в ночные часы обусловлено повышенной продукцией мелатонина [5]. Научный фонд "Биолог" 17 Научный фонд "Биолог" АОА, % 100 АОА (м) АОА (ж) АОА (ср) 95 90 85 80 75 70 65 60 3 6 9 12 15 18 21 24 Время, ч Рис.2. Суточная динамика АОА в зависимости от пола Дальнейшие исследования включали наблюдение за показателями АОА в течение недели (рис.3). Отмечено относительно стабильное значение показателя АОА без ярко выраженных минимумов и максимумов, что позволяет использовать среднее значение данного показателя для сравнительных исследований. 2,40 АОА, ммоль/л 2,20 2,00 1,80 1,60 1,40 1,20 Время, дни 1,00 0 1 2 3 4 5 6 7 Рис.3. Динамика недельной АОА слюны Дополнительно были обследованы 250 пациентов Клинического онкологического диспансера г. Омска с гистологически подтвержденным диагнозом. Среднее значение АОА составило 1.67±0.08 мМ, что статистически достоверно ниже значения, полученного для контрольной группы. Известно, что опухоль оказывает депрессивное влияние на системы и структуры всего организма больного в результате воздействия биологически активных продуктов метаболизма злокачественного роста [17]. Показатели АОА свидетельствуют о снижении работы системы АОЗ и повышении продукции свободных радикалов при наличии злокачественной опухоли. Таким образом, подобрана методика определения АОА слюны с использованием 2,6дихлорфенолиндофенола. Определены хронофизиологические особенности динамики АОА слюны в норме. Показана принципиальная возможность применения данного показателя для оценки работы системы АОЗ на фоне онкологической патологии. Литература: 1. Николаев И.В. и др. 2008. Антиоксидантная и пероксидазная активность слюны при воспалительных заболеваниях Научный фонд "Биолог" пародонта и возможность их коррекции. Биомедицинская химия. 4 (54): 454–462. 2. Хавинсон В.Х., Баринов В.А., Арутюнян А.В., Малинин В.В. 2003. Свободнорадикальное окисление и старение. СПб.: Наука. 327 с. 3. Петрович Ю.А., Пузин М.Н., Сухова Т.В. 2000. Свободнорадикальное окисление и антиоксидантная защита смешанной слюны и крови при хроническом генерализованном пародонтите. Российский стоматологический журнал. 3: 11–13. 4. Погорельцев В.И., Зиятдинова Г.К., Будников Г.К. Применение метода гальваностатической кулонометрии в клинической диагностике антиоксидантного статуса организма человека. 2004. Казань: КГМУ. 55 с. 5. Борисенков М.Ф., Ерунова Л.А., Люсева Е.М., Поздеева Н.В. 2007. Суточная динамика общей антиоксидантной активности слюны человека. Физиология человека. 3(33): 137–138. 6. Петрович Ю.А., Лемецкая Т.И., Пузин М.Н., Сухова Т.В. 2001. Интегральный коэффициент, характеризующий свободнорадикальное окисление и антиоксидантную защиту, и новый «остаточный» коэффициент, отражающий результативность применения антиоксидантов при пародонтите. Стоматология. 1: 38–41. 7. Камилов Р.Ф., Ханов Т.В., Яппаров Р.Н., Шакиров Д.Ф. 2009. Хемилюминесценция как метод оценки общей антиокислительной активности крови, слюны, слезной жидкости и мочи. Клиническая лабораторная диагностика. 2: 21–22, 35–36. 8. Бельская Л.В. 2015. Слюна как объект клинической лабораторной диагностики. Омск: Омскбланкиздат. 148 с. 18 Научный фонд "Биолог" 9. Волчегорский И.А., Корнилова Н.В., Бутюгин И.А. 2010. Сравнительный анализ состояния системы «перекисное окисление липидов – антиоксидантная защита» в слюне больных хроническим пародонтитом легкой и средней тяжести. Стоматология. 6: 24–28. 10. Re R., Pellegrini N., et al. 1999. Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Free Rad. Biol. Med. 26: 1231–1237. 11. Камышников В.С. 2009. Справочник по клинико-биохимическим исследованиям и лабораторной диагностике. М.: МЕДпрессинформ. 896 с. 12. Бельская Л.В., Сарф Е.А., Косенок В.К. 2015. Биохимия слюны: методы исследования (методическое пособие). Омск: Омскбланкиздат. 70 с. 13. Кондрахин И.П. 2004. Методы ветеринарной клинической лабораторной диагностики: справочник. М.: Колос. 520 с. 14. Кодуа Л.С. 2004. Циркадианная ритмичность показателей перекисного окисления липидов у женщин с нейроциркуляторной дистонией. Дисс.к.м.н. Москва. 125 с. 15. Анисимов В.Н. 2003. Молекулярные и физиологические механизмы старения. СПб.: Наука. 468 с. 16. Датиева В.К., Васенина Е.Е., Левин О.С. 2013. Перспективы применения мелатонина в клинической практике. Современная терапия в психиатрии и неврологии. 1: 47-51. 17. Окрут И.Е., Шакерова Д.А., Веселова Т.А. 2011. Изменение концентрации оксида азота и активности свободнорадикального окисления в крови больных раком молочной железы. Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. 5(1): 118–121. Научный фонд "Биолог" 19 Научный фонд "Биолог" БОТАНИКА Болотник Елизавета Витальевна ЭКОЛОГО-ЦЕНОТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СООБЩЕСТВ С УЧАСТИЕМ ВИДОВ РОДА PRUNELLA L. младший научный сотрудник Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ботанический сад Уральского отделения Российской академии наук г.Екатеринбург HABITAT DESCRIPTIONS OF PRUNELLA L. SPECIES Bolotnik Elizaveta junior researcher Ekaterinburg АННОТАЦИЯ Изучено 7 ценопопуляций Prunella grandiflora L. и 13 ценопопуляций Prunella vulgaris L. на Среднем и Южном Урале. Установлено, что оба изученных вида произрастают в растительных сообществах с обилием sp, cop1, cop 2 по шкале Друде, занимают 2-3 ярус и проходят полный цикл развития. В сообществах с участием Prunella grandiflora L. не встречаются сорно-рудеральные виды, хвойные лесные виды и растения мезофитных сообществ. ABSTRACT This study discribes in detail the habitats of Prunella grandiflora L. (7 plants communities) and Prunella vulgaris L. (13 plants communities) in the Middle and South Urals. Two distinct species observed in the plant communities with density sp, cop1, cop 2 (Dude scale), take 2-3 levels in plants communities and run a full cycle of development. It does not meet weed-ruderal species, coniferous forest species and mesophytic plants in communities with Prunella grandiflora L. Ключевые слова: Prunella grandiflora L., Prunella vulgaris L., фитоценозы. Keywords: Prunella grandiflora L., Prunella vulgaris L., phytocenoses. На территории России произрастает три вида рода Prunella L. - Prunella lanciniata (L.), Prunella grandiflora (L.) Scholler, Prunella vulgaris L. Prunella grandiflora L. и Prunella vulgaris L. произрастают в Средней полосе России. На территории России черноголовка обыкновенная распространена практически по всей лесной и лесостепной зоне. Черноголовка крупноцветковая – юго-западно-азиатский неморально – лесостепной вид [1]. На Среднем Урале проходит северная граница произрастания данного вида в Красноуфимском районе в подзоне северной лесостепи. Ее локальные популяции подвергаются высокой антропогенной нагрузке. Данные виды являются перспективными источниками лекарственного сырья для получения фенольных соединений [2]. Все это определяет важность изучения и сохранения популяций близкородственных видов рода Prunella L. в условиях Среднего и Южного Урала. В ходе экспедиционных исследований в период c 2010 до 2014 года на территории Среднего и Южного Урала в различных частях ареала было изучено 20 ценопопуляций рода Prunella L. Для исследования отбирали нормально развитые растения, без видимых признаков поражения насекомыми или грибковыми заболеваниям. В каждом из местообитаний согласно общепринятой методике сбора и гербаризации материала производили отбор особей [3]. На месте сбора закладывали площадки размером 10x10м2 для описания местообитания. Проективное покрытие подвергалось глазомерной оценке в баллах, затем списки с каждого местообитания объединяли и анализировали с помощью программы Microsoft Excel, делали вывод о составе ассоциаций. В настоящей работе были исследованы эколого-ценотические характеристики видов рода Prunella L., произрастающих на Среднем и Южном Урале. Всего по завершению работ было проанализировано 7 фитоценозов с Prunella grandiflora L. и 13 фитоценозов с Prunella vulgaris L. (табл. 1). Научный фонд "Биолог" 20 Научный фонд "Биолог" Таблица 1 Характеристика местообитаний произрастания видов рода Prunella L. № популя ции 1 2 Вид P. grandiflora P. grandiflora 3 P. grandiflora 4 P. vulgaris 5 6 Местонахождение Свердловская область, Красноуфимский район, остепненный южный склон «Александровских Сопок» Свердловская область, Красноуфимский район, к северу от д. Марийский – Усть-Маш, гора «Мокрая», на границе берёзового леса и центральная часть юго­восточного склона горы Свердловская область, юго-восток Красноуфимского района, берёзовый лес у опушки на юго­западном склоне горы на северо­восток от посёлка Свердловское Свердловская область, на северо-западе Красноуфимского района, около д. Нижний Иргинск, лес у южной опушки P. grandiflora Республика Башкортостан, Мечетлинский район, березовый лес у опушки на юговосточном склоне горы у поворота на село Кутушево, P. grandiflora Республика Башкортостан, Мечетлинский район, у села Большеустьикинское, гора Средний Мунчуг Республика Башкортостан, Мечетлинский район, к западу от с. Кургатово, придорожная растительная группировка на правом берегу реки Ока Свердловская область, Первоуральский район, сосновый лес у поворота на станцию Хрустальная 7 P. vulgaris 8 P. vulgaris 9 P. vulgaris Свердловская область, Сысертский район, сосновый лес напротив биостанции УрГУ 10 P. vulgaris Челябинская область, Усть-Катавский округ, сосновый лес у поселка Орловка на берегу реки Катав 11 P. grandiflora Челябинская область, Ашинский район, березовый лес у опушки на сопке, вблизи села Илек 12 P. vulgaris Пермская область, северный склон с хвойным лесом, вблизи д. Большие Ключи Растительное сообщество березовый крупнотравный лес (опушечное сообщество) остепненный луг разнотравнобобовый березовый костяничнозлаковый лес сосново - еловый разнотравный лес березовый разнотравноорляковый лес (опушечное сообщество) березовый остепненно травяной лес Проективное покрытие cop 1 cop 2 sp cop 1 cop 1 sp луг злаково разнотравный cop 1 cосновый черничный лес cop 1 сосновый ягодниковый лес cop 2 сосновый орляковоразнотравный лес осиново березовый разнотравнозлаковый лес(опушечное сообщество) луг разнотравный cop 1 cop 1 cop 2 Научный фонд "Биолог" 21 Научный фонд "Биолог" 13 P. vulgaris Пермская область, елово-лиственничная посадка, вблизи села Алтынного 14 P. grandiflora Пермская область, склон юго-восточный через реку Ирень у д. Еныпаево 15 P. vulgaris Пермская область, смешанный лес у д. Кисилево 16 P. vulgaris Свердловская область, березовый лес у д. Шаламы 17 P. vulgaris Пермская область, у д. Гусельниково, березовый лес 18 P. vulgaris Свердловская область, природный парк река Чусовая, д. Усть-Утка, злаково-разнотравный луг 19 P. vulgaris Свердловская область, пос. Северка, березовый лес 20 P. vulgaris Челябинская область, оз. Иткуль, березняк разнотравный Растительные сообщества, в которых произрастает Prunella grandiflora L. - это лесные сообщества (березовые, осиново-березовые), опушечные или остепненно – луговые. Prunella vulgaris L. произрастает в сосновых, березовых и еловых лесах, а также в составе луговых сообществ. Prunella grandiflora L. на границе ареала образует локальные популяции: Свердловское, Средний Мунчуг, Александровские сопки (табл. 1). В связи с небольшим размером популяций Prunella grandiflora L. и возрастающей с каждым годом антропогенной нагрузкой на территории Свердловской области необходима его охрана. Оба изученных вида произрастают в растительных сообществах с обилием sp, cop1, cop 2 по шкале Друде, занимают 2-3 ярус и проходят полный цикл развития (табл. 1). Данные свидетельствуют, что в сообществах с Prunella grandiflora L. и Prunella vulgaris L. на Среднем и Южном Урале преобладают виды семейств Злаковых, Розоцветных и Бобовых, что соответствует общим закономерностям фитоценотического построения травянистых сообществ данной географической зоны. В целом, анализ видового состава фитоценозов показал, что в изученных ассоциациях с участием Prunella grandiflora L. еловый папоротниково разнотравный березовый разнотравный лес (опушечное сообщество) луг разнотравный березовый разнотравно – бобовый лес луг разнотравный луг разнотравнозлаковый березовый разнотравно хвощевый лес березовый разнотравный лес cop 1 cop 2 cop 2 cop 1 cop 2 cop 1 cop 1 sp встречается 80 видов, относящихся к 24 семействам. Семейство Asteraceae представлено 13 видами, сем. Fabaceae - 11, сем. Rosaceae - 9, сем. Poaceae - 8, Scrophulariaceae - 6, сем. Lamiaceae и Rubiaceae - 4, сем. Caryophyllaceae и Apiaceae - 3,сем. Campanulaceae, Ranunculaceae, Geraniaceae и Covallariaceae – 2. Одним видом представлены: сем. Вetulaceae, Cyperaceae, Gentianaceae, Hypericaceae, Boraginaceae, Dipsacaceae, Plantaginaceae, Polygonaceae, Salicaceae, Hypolepidaceae, Asclepiadaceae. Наиболее часто в сообществах встречаются виды: Amoria montana (L.) Sojak., Betula pendula Roth, Calamagrostis epigejos (L.) Roth., Filipendula vulgaris Moench., Cerasus fruticosa Pall., Chamaecytisus ruthenicus (Fisch. ex Woloszcs.) Klaskova , Seseli libanotis (L.) Koch. В изученных сообществах с участием Prunella vulgaris L. встречается 110 видов из 35 семейств. Семейство Asteraceae представлено 14 видами, Rosaceae - 13, сем. Poaceae - 12, сем. Fabaceae - 9, Scrophulariaceae - 7, сем. Apiaceae - 5, сем. Lamiaceae, Caryophyllaceae, Rubiaceae, Geraniaceae, Boraginaceae и Plantaginaceae - 3, сем. Campanulaceae, Ranunculaceae, Вetulaceae, Cyperaceae, Pyrolaceae, Dryopteridaceae, Pinaceae, Salicaceae и Ericaceae – 2. Одним видом представлены: сем. Aristolochaceae, Onagraceae, Hypolepidaceae, Equisetaceae, Phamnaceae, Научный фонд "Биолог" Hypericaceae, Gentianaceae, Dipsacaceae, Lycopodiaceae, Convallariaceae, Fagaceae, Urticaceae, Caprifoliaceae, Violaceae. Наиболее часто в сообществах встречаются виды: Deschampsia caespitosa (L.) Beauv., Festuca pratensis Huds., Leucanthemum vulgare Lam., Phleum pratense L. Анализ видового состава фитоценозов, в которых произрастала Prunella grandiflora L. показал, что 91 % видов в ее фитоценотическом окружении являются поликарпиками. В основном, это стержнекорневые (24%), короткокорневищные (19%), длиннокорневищные (18%) и лишь небольшое количество надземностолонные и лиановидные по 5%, плотнокустовые, клубнеобразующие, ползучие и рыхлокустовые - по 4%, а также корнеотпрысковые и кистекорневые - по 2%. В окружении Prunella grandiflora L. 9% видов представлено монокарпиками, причем преимущественно многолетними. Древеснокустарниковые виды составляют 6%, травы – 94%; 63 вида (78%) - это гемикриптофиты, 6 видов (7%) геофиты, 5 видов (6%) нанофанерофиты, 4 вида (5%) хамефитов, 2 вида (3%) мезофанерофитов, 1 вид (1%) микрофанерофит. В ходе анализа фитоценозов, в которых произрастала Prunella vulgaris L. установлено, что 93 % видов являются поликарпиками. В основном это длиннокорневищные (24%), стержнекорневые (17%), короткокорневищные (19%), рыхлокорневищные (8%), ползучие (7%), надземностолонные (6%) и лишь небольшое количество кистекорневые и лиановидные - по 3%, плотнокустовые и корнеотпрысковые - по 2%, клубнеобразующие и подземностолонные по 1%. В окружении Prunella vulgaris L. 7% видов представлено монокарпиками. Древеснокустарникоые виды составляют 8%, травы – 92%. Следует отметить, что 83 вида (75%) - это гемикриптофиты, 8 видов (7%) - хамефиты, 6 22 Научный фонд "Биолог" видов (5%) - нанофанерофиты, 5 видов (4%) – мезофанерофиты и по 3 вида микрофанерофиты, геофиты и хамефиты (по 3%). Сравнительное изучение видового состава фитоценозов с участием черноголовок показало, что 56 видов растений встречаются только у одного из видов – у Prunella vulgaris L., при этом в сообществах с Prunella grandiflora L. не встречаются сорно-рудеральные виды, хвойные лесные и растения мезофитных сообществ. В свою очередь в составе сообществ с участием Prunella vulgaris L. не встречаются многие виды остепненных сообществ: Adonis vernalis L., Aster alpinus L., Astragalus danicus Retz., Calamagrostis epigejos (L.) Roth., Cerasus fruticosa Pall., Dracocephalum ruyschiana L., Echinops ritro L., Eryngium campestre L., Gentiana cruciata L., Inula hirta L., Onosma simplicissima L., Primula macrocalyx Bunge., Sedum purpureum Link., Silene baschkirorum Janisch., Stipa pennata L., Veronica spicata L., Vincetoxicum hirundinaria Medik. Список литературы: 1. Борисова А.Г. Род черноголовка — Prunella. В кн.: Флора СССР. М.-Л., 1954. Т. 20. С.494–498. 2. Алексеева Л.И., Болотник Е.В. Розмариновая кислота и антиоксидантная активность Prunella grandiflora и Prunella vulgaris (Lamiaceae) // Растительный мир Азиатской России. Вып. 1 (11). 2013. с. 121–125. 3. Вакар, Б.А. Определитель растений Урала, 2-е издание, испр. и доп. - СреднеУральск: Средне-Уральское книжное издательство, 1964 г. - 416 с. Работа выполнена по комплексной программе Уральского отделения РАН проект № 15-12-4-35 "Анатомо-морфологическая и биохимическая изменчивость лекарственных растений Урала на организменном и популяционно-видовом уровнях как основа их эффективного использования". Научный фонд "Биолог" 23 Научный фонд "Биолог" Кошелева Е.А.1, Матистов Н.В.2 БИОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ACHILLEA MILLEFOLIUM L. В УСЛОВИЯХ СРЕДНЕГО УРАЛА кандидат биологических наук Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ботанический сад Уральского отделения Российской академии наук, г. Екатеринбург 2 кандидат биологических наук Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук, г. Сыктывкар 1 BIOCHEMICAL FEATURES OF ACHILLEA MILLEFOLIUM L. IN THE MIDDLE URAL Kosheleva Elena Aleksandrovna candidate of biological sciences Botanical garden of the Ural branch of the Russian Academy of Sciences, Ekaterinburg Matistov Nikolay Vyacheslavovich candidate of biological sciences The Institute of Biology of the Komi Science Centre of the Ural branch of the Russian Academy of Sciences Syktyvkar Аннотация В статье представлено исследование по изучению биологических особенностей природных ценопопуляций Achillea millefolium (L.) Свердловской области, а так же было проведено определение содержания элементов в листьях и цветках тысячелистника. Установлено, что A. millefolium является полиморфным видом и обладает различной избирательностью накопления элементов. Abstract The article is dedicated to the study of biological features of Achillea millefolium (L.) populations in Sverdlovsk region. Chemical analysis of milfoil leaves and flowers was carried out. It was found that A. millefolium was a polymorphic species and it has selective localization of chemical compounds. Ключевые слова: тысячелистник обыкновенный, морфологические признаки, элементы. Keyword: Achillea millefolium, milfoil, morphological features, chemical compounds. Тысячелистник обыкновенный (Achillea millefolium (L.)) является одним из самых распространенных растений, используемый как в лекарственных, так и в декоративных целях. Спектр фармакологического действия тысячелистника очень широк: его применяют как ранозаживляющее, антимикробное, противовоспалительное, спазмолитическое средство, он также эффективен при профилактике заболеваний желудочно-кишечного тракта и варикозного расширения вен [1]. В настоящее время тысячелистник обыкновенный внесен в реестр Государственной Фармакопеи (1987). Для декоративных целей на рынке существует множество сортов, которые, благодаря своим качествам широко используются в садовом дизайне. Следует отметить, что данному растению посвящено множество исследований, но при этом он не теряет своей актуальности, а наоборот открывает широкий спектр систематических, биохимических, морфологических задач. По литературным источникам видно, что в центре внимания исследователей находятся биологохимические исследования тысячелистника в природе и в культуре [7], а также исследования химического состава и свойств эфирного масла, получаемого из травы тысячелистника [1, 4]. В нашей работе представлены результаты исследования по изучению биологических особенностей природных ценопопуляций Achillea millefolium (L.) Свердловской области и изучению химического состава их листьев и цветков. Сбор материала проводили летом 2014 года в Байкаловском районе Свердловской области. Данный район расположен в лесостепной области Западносибирской равнины, подзона северной лесостепи [8]. В соответствии с агроклиматическим районированием Свердловской области большая Научный фонд "Биолог" часть описываемой территории характеризуется по теплообеспеченности как умеренно теплый, по влагообеспеченности как влажная. Гидротермический коэффициент изменяется от 1,4 [5]. Среднегодовая температура воздуха составляет + 0,5 °С. Средняя дата перехода температуры воздуха через + 10 °С – 15 мая, последний заморозок по среднемноголетним данным наблюдается 11 июня, первый осенью 2 сентября, продолжительность безморозного периода на почве 80 дней, в воздухе – 100 дней. Сумма осадков за период с температурой воздуха выше 10 градусов (118 дней) составляет 225-250 мм, испаряемость за этот же период равна 176 мм, годовое значение гидротермического коэффициента – 1,4. Влагообеспеченность вегетационного периода составляет 65-85 %, оптимальный коэффициент увлажнения в первой половине вегетационного периода меньше единицы, т.е. испарение, превышает количество выпавших осадков (май-июль). В изучении находилось 50 особей A. millefolium в фенофазе цветения. Для фенотипического описания растения, 24 Научный фонд "Биолог" произрастающего на территории Среднего Урала, фиксировали диаметр базальной части побега, высоту растения, количество листьев, окраску соцветия и количество корзинок в щитковидном соцветии. Уровень изменчивости признаков анализировали с помощью шкалы С.А. Мамаева (1972). Для исследования химического состава тысячелистника, а в частности, для определения содержания металлов в кислоторастворимой форме определяли на атомно-эмиссионном спектрометре с индуктивно-связанной плазмой Spectro Ciros (Spectro Analytical Instrument GmbH, Германия). В результате морфологического анализа было получено, что в условиях Среднего Урала растения A. millefolium достигают 34,13 см высотой (Таблица 1). Стебель прямостоячий, опушенный, диаметр базальной части побега составляет 2,6 мм. Листья сизовато-зеленые, опушенные, ланцетовидные, дважды- трижды перисторассеченные. В целом, в фазу цветения на растении образуется 15 листьев. Соцветия варьируют по окраске: от белого до фиолетового. Таблица 1. Биометрические характеристики Achillea millefolium (L.) в условиях Среднего Урала Высота растения, см Диаметр базальной Кол-во листьев, шт. Кол-во корзинок в части побега, мм щитковидном соцветии, шт. Х±ΔХ CV,% Х±ΔХ CV,% Х±ΔХ CV,% Х±ΔХ CV,% 34,13±2,629 28 2,6±0,018 27 15±0,935 24 10,87±1,794 62 При анализе уровня изменчивости исследуемых признаков выявлено, что очень высокий уровень изменчивости у признака «количество корзинок в щитковидном соцветии», у остальных показателей уровень изменчивости – высокий, что говорит о высоком полиморфизме исследуемого вида. Известно, что лекарственным растительным сырьем у A. millefolium является трава, которая богата содержанием эфирного масла, дубильных веществ, витаминов С, К, каротина, алкалоидов. В листьях и соцветиях содержится горький гликозид ахиллеин, эфирное масло, в состав которого входят азулены, сложные эфиры, камфора, муравьиная, изовалериановая, уксусная кислоты и флавоноиды [3]. Следует отметить, что помимо биологически активных соединений, в растениях содержится комплекс элементов, которые оказывают сильное воздействие на жизненные процессы растений. В данной работе было проведено определение содержания 20 элементов в листьях и цветках A. millefolium (Таблица 2). Научный фонд "Биолог" № 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 25 Научный фонд "Биолог" Таблица 2. Числовые показатели содержания металлов в листьях и цветках Achillea millefolium (L.) Элементы Лист A. millefolium (L.) Цветы A. millefolium (L.) мг/кг ±Δ мг/кг ±Δ Cu 7,7 1,5 9,3 1,9 Pb 0,72 0,18 <0,5 Cd 0,13 0,06 0,17 0,08 Zn 17 3 33 7 Ni 3,3 1,1 4,0 1,4 Co 0,26 0,1 0,12 0,05 Mn 56 17 50 15 Fe 430 120 130 40 Al 750 200 130 30 Cr 3,9 0,8 0,89 0,18 Ca 17000 5000 8800 2700 Mg 2800 800 2500 800 K 33000 13000 22000 9000 Na 34 13 16 6 P 3900 1200 4000 1200 Ba 10 3 <5,0 V 1,4 0,4 0,28 0,07 Sr 38 11 15 4 Mo 0,73 0,29 0,41 0,16 As 0,24 0,12 <0,10 - Установлено, что в цветках превалирует накопление Cu, Cd, Zn, Ni, P, а в листьях – Pb, Co, Mn, Fe, Al, Cr, Ca, Mg, K, Na, Ba, V, Sr, Mo, As. Следует отметить, что максимальное накопление K, Ca, P, Mg, Al, Fe, Mn выявлено и в листьях, и в цветках. Следует отметить, что A. millefolium является аккумулятором такого важного эелемента , как Zn, который входит в состав многих ферментных систем в организме человека. Таким образом, тысячелистник обыкновенный (A. millefolium) является полиморфным видом и обладает различной избирательностью накопления элементов. Список литературы: 1. Верниковская Н.А., Темердашев З.А. Идентификация и хроматографическое определение фенольных соединений в тысячелистнике обыкновенном // Аналитика и контроль. Т.16, № 2, 2012. 2. Государственная фармакопея СССР: в 2-х т. – 11-е изд. – М.: Медицина, 1987. – Т. 1. – С. 290-292. 3. Гусев Н.Ф., Петрова Г.В., Злобина Ю.М. Влияние угольного разреза на особенности элементного состава Achillea millefolium //Известия Оренбургского государственного аграрного университета. №4 (42), 2013. 4. Евдокимова О.В. Разработка и валидация методики количественного определения суммы флавоноидов в траве тысячелистника // Вестник ВГУ, серия: химия. биология. фармация, 2007, № 2. 5. Краткая агроклиматическая характеристика Свердловской области. Екатеринбург, 1993. Ч.1. (фонды ин-та «Урал НИИгипрозем») 6. Мамаев, С.А. Формы внутривидовой изменчивости древесных растений (на примере семейства Pinaceae на Урале) / С.А. Мамаев; М.: «Наука», 1972. – 283 с. 7. Нефедова Е.Е. Биологические особенности тысячелистника обыкновенного в природе и культуре // Актуальные проблемы биологии и экологии: Материалы докл. 13-й молодежной науч. конф. Ин-та биологии Коми НЦ УрО РАН. – Сыктывкар, 2007. – с. 177-179. 8. Прокаев, В.Н.Физико-географическое районирование Свердловской области. – Свердловск, 1976. – 136 с. Работа выполнена по комплексной программе Уральского отделения РАН проект № 15-12-4-35 "Анатомо-морфологическая и биохимическая изменчивость лекарственных растений Урала на организменном и популяционно-видовом уровнях как основа их эффективного использования". Научный фонд "Биолог" 26 Научный фонд "Биолог" Мерзлякова Кристина Витальевна КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПОПУЛЯЦИЙ ЛУГОВОСТЕПНЫХ ВИДОВ В ОКРЕСТНОСТЯХ ГОРОДА КУРСКА Студентка 3 курса, направления подготовки”Биология”, профиль “Биоэкология” Курский Государственный Университет город Курск QUANTITATIVE INDICES OF POPULATIONS MEADOW –STEPPE’S SPECIES in NEIGHBORHOOD of the KURSK CITY. Merzlyakova Kristina Student 3 courses, directions of preparation “Biology”, profile “Bioecology” Kursk State University Kursk АННОТАЦИЯ В статье приведены результаты изучения количественных характеристик популяций луговостепных видов из семейств Ranunculaceae и Rosaceae урочища Линево озера и на территории Монастырской балки в пределах города Курска. ABSTRACT In the article there are results of studying of quantitative characteristics of populatoins meadow – steppe’s species Ranunculaceae and Rosaceae. Researches were conducted in natural boundary of the Linevo's lake and in the territory of the Monastic beam of Kursk city. Ключевые слова : Filipendula vulgaris , Fragaria viridis , Thalictrum flexuosum , плотность экземпляров , количественные характеристики популяций . Keywords : Filipendula vulgaris, Fragaria viridis, Thalictrum flexuosum, the density of copies, quantitative characteristics of populations. Изучение количественных характеристик ценопопуляций растений позволяет лучше понять особенности их биологии и, в конечном счете, выработать оптимальные меры для их сохранения. В период полевого сезона 2014 года мною на в окрестностях города Курска были изучены количественные характеристики популяций некоторых луговостепных видов из семейств Ranunculaceae и Rosaceae. Для сравнения изучение проводилось в местах с различным уровнем антропогенного воздействия – в урочище Линево озеро (юго-восточная окраина города) и на территории Монастырской балки (югозападная окраина города). Для каждого вида закладывалось по 20 площадок площадью 1 м2. На площадках подсчитывалось количество экземпляров растений. Мною были изучены следующие виды : Filipendula vulgaris Moensch – Таволга обыкновенная. Короткокорневищный травянистый многолетник с веретеновидноутолщенными корнями [Нухимовский, 2002] . Западно-азиатско-европейский лесостепной вид. В окрестностях города Курска является нередким видом в обеих урочищах. Плотность экземпляров таволги в урочище Линево озеро составляет 2–13 экземпляров на 1 м2 ; в Монастырской балке – 1– 13 экземпляров на 1 м2. Fragaria viridis Duch. – Земляника зеленая. Ползучий корневищный травянистый многолетник. Евросибирский лесостепной вид. Является одним из обычных видов в окрестностях города Курска. Плотность экземпляров земляники зеленой в урочище Линево озеро составляет 1–11 экземпляров на 1 м2 ; на территории Монастырской балки – 1–19 экземпляров на 1 м2; на территории Монастырской балки наблюдается заметное увеличение плотности. Thalictrum flexuosum Bernh .Ex Reichenb . – Василистник извилистый. Короткокорневищный вегетативно неподвижный травянистый многолетник . Европейский подтаежный вид . В окрестностях города Курска является одним их нередких видов как в урочище Линево озеро, так и на территории Монастырской балки. Плотность экземпляров василистника как в урочище Линево озеро, так и на территории Монастырской балки составляет 1–4 экземпляров на 1 м2; существенной разницы в плотности популяций не наблюдается. Научный фонд "Биолог" 27 Научный фонд "Биолог" Средние значения плотности популяций изученных видов приведены в таблице 1. Таблица 1 Количественные характеристики популяций луговостепных видов в окрестностях города Курска № 1 2 3 Название вида Filipendula vulgaris Fragaria viridis Thalictrum flexuosum Среднее количество экз. на 1 м2 Монастырская Урочище Линево озеро балка 5,8 6,4 5,4 8,7 2,7 2,4 Вывод Таким образом , из изученных видов наибольшая разница в плотности популяций в урочище Линево озеро и на территории Монастырской балки наблюдается у земляники зеленой . Василистник и таволга практически не обнаруживают разницы плотности популяций при различных уровнях антропогенного воздействия . Список литературы 1. Зозулин Г.М. Подземные части основных видов травянистых растений и ассоциаций плакоров Среднерусской лесостепи в связи с вопросами формирования растительного покрова // Тр. Центр.-Чернозем. запов. Курск, 1959. Вып. 5. с. 3–314. 2. Нухимовский Е.Л. Основы биоморфологии семенных растений. Т. 2. Габитус и формы роста в организации биоморфологии . М., 2002. 859 с. Научный фонд "Биолог" 28 Научный фонд "Биолог" МИКРОБИОЛОГИЯ Володченко Виктория Федоровна ВЛИЯНИЕ СОЛЕЙ МАКРОЭЛЕМЕНТОВ НА РОСТ ENTEROCCOCUS FAECIUM И BACILLUS SUBTILIS 534 студент Оренбургский государственный университет, г. Оренбург Influence of salts on the growth of macroEnteroccocus faecium and Bacillus subtilis 534 Volodchenko Victoria student Orenburg State University, Orenburg Аннотация В ходе исследования были установлены минимальные подавляющие концентрации солей макроэлементов по отношению к изучаемым микроорганизмам. Были получены оптимальные концентрации, стимулирующие рост пробиотических штаммов. Проанализировано действие комплекса солей на динамику роста исследуемых микроорганизмов. Аnnotation The study established minimum inhibitory concentrations macronutrient salts studied with respect to microorganisms. Рrepared were the optimal concentrations of stimulating the growth of probiotic strains. It analyzes the effect of the complex salts on the growth dynamics of the studied microorganisms. Ключевые слова: макроэлементы, фазы роста, Enteroccocus, Bacillus Keywords : macro , growth phase , Enteroccocus, Bacillus Введение Известен целый ряд способов отбора штаммов микроорганизмов для их включения в состав пробиотических препаратов. При этом способность микрофлоры оказывать влияние на минеральный обмен пока не получила должного применения. Практическая значимость изучаемого вопроса связана с тем в последнее время в медицине и ветеринарии широко применяются пробиотические препараты применяемые как правило лишь для нормализации процессов пищеварения [1,2]. Однако, при этом не учитывается их потребность в различных химических элементах, вследствие дефицита которых микроорганизмы вступают в условия конкуренции с макроорганизмом [3, 4, 5]. На наш взгляд это может провоцировать эндогенные потери как макро- так и микроэлементов. Исходя из выше изложенного, перед нами была поставлена цель по изучению влияния солей макроэлементов на рост пробиотических штаммов (Enteroccocus faecium и Bacillus subtilis 534). Материалы и методики исследования В качестве регулирующих факторов в работе использовались соли макроэлементов (CaCl2, NaCl, KH2PO4, MgSO4×7Н2О). В ходе исследования использовались чистые культуры микроорганизмов, выделенные из двух пробиотических препаратов: «Бифиформ» на основе микроорганизмов Enteroccocus faecium и Bifidobacterium longum, а также «Споробактерин» на основе суспензии бактерий Bacillus subtilis 534. Метод выделения и идентификации чистой культуры использовался для получения E. faecium из комбинированного препарата «Бифиформ». Для определения минимальных подавляющих концентраций (МПК) солей макроэлементов на рост изучаемых микроорганизмов использовали метод последовательных разведений. Для определения значений оптической плотности бактериальной суспензии в работе применяли нефелометрический метод. На основании полученных данных была проведена статистическая обработка. Были посчитаны средние значения с ошибкой средней, достоверность результатов. Для обработки данных использовалось программное обеспечение Microsoft Office Excel. Результаты исследования Для реализации поставленной цели в качестве объектов исследования нами были использованы 2 пробиотических препарата. Один из используемых пробиотиков представлен монокультурой («Споробактерин» на основе биомассы живых B. subtilis 534), а второй является бинарным препаратом – «Бифиформ», Научный фонд "Биолог" 29 Научный фонд "Биолог" состоящий из штаммов E. faecium и B. longum. В связи с этим предварительным этапом в нашей работе являлось выделение чистых культур из данного пробиотика, с помощью метода истончающего штриха и дальнейшая их идентификация. Получение чистых культур исследуемых микроорганизмов позволило нам приступить к решению задач нашей работы, первая из которых заключалась в определении МПК солей макроэлементов на рост пробиотических штаммов. Для этого брали 1М растворы солей CaCl2, KH2PO4, MgSО4×7Н2О и 2 М раствор для NaCl, разводили методом серийных разведений, культивировали исследуемые штаммы в жидкой питательной среде, а затем изучали МПК. Из данных представленных в таблице 1 следует, что наибольшую устойчивость ко всем изучаемым солям проявляет E. faecium, в то время как B. subtilis оказался чувствительным в отношении CaCl2, NaCl, KH2PO4. По отношению к MgSО4×7Н2О исследуемые микроорганизмы проявили высокую устойчивость. Как видно из таблицы 1, такими концентрациями стали: для KH2PO4 и CaCl2 – 0,25 М, а также для NaCl и MgSO4×7Н2О – 1М (таблица 1). Таблица 1 Минимальные подавляющие концентрации солей макроэлементов (KH 2PO4, CaCl2, NaCl, MgSO4×7Н2О), влияющие на рост микроорганизмов (Enterococcus faecium, Bacillus subtilis 534). Пробиотические Соли макроэлементов штаммы KH2PO4 CaCl2 NaCl MgSO4×7Н2О E.faecium B. subtilis 534 1:1 1:2 1:4 1:1 1:2 1:4 1:1 1:2 1:4 + + + + + + + + + – – + – – + – + + Примечание – «+» активный рост; «–» отсутствие роста. Следующей нашей задачей являлось определение оптимальных концентрации солей макроэлементов оказывающих стимулирующий эффект на рост всех изучаемых микроорганизмов. Для этого использовали рабочие концентрации, полученные при предыдущем исследовании. Рабочую концентрацию мы так же разбавляли методом последовательных разведений, инкубировали исследуемые микроорганизмы, а после 24 часов определяли оптическую плотность бульона с микроорганизмами и исследуемой солью макроэлемента, а также измеряли плотность среды с солью. Чтобы получить плотность культуры. Целью данного этапа работы было получить концентрацию, подходящую для всех исследуемых пробиотических штаммов. При изучении действия CaCl2 на динамику роста исследуемых микроорганизмов было выявлено, что плотность роста пробиотических штаммов оптимальна при содержании 8,594 мг/мл соли CaCl2. Значения оптической плотности минимальны при количестве соли 275 мг/мл, эти показания ниже контрольных. Оптимальным количеством соли для B. subtilis и E. faecium оказалось при разведении 1:32 (8,594 мг/мл). Для KH2PO4 оптимальная концентрация, оказывающая стимулирующий эффект на рост исследуемых микроорганизмов составила 21,25 мг/мл. Количество KH2PO4 в 340 мг/мл замедляет 1:1 + + 1:2 + + 1:4 + + рост всех пробиотических штаммов, так как значения оптической плотности в данном разведении меньше, чем в контрольных образцах. При изучении действия NaCl на рост исследуемых микроорганизмов было установлено, что оптимальным количеством соли является 72,5 мг/мл. Минимальные значения пробиотических штаммов отмечается при количестве хлорида натрия в 580 мг/мл. Анализ полученных данных показал, что для культивирования пробиотических штаммов в периодической культуре оптимальным количеством сульфата магния является 76,87 мг/мл. Минимальная концентрация клеток B. subtilis отмечается при количестве соли 2460 мг/мл, а для E. faecium таким количеством оказалось 307,5 мг/мл. Полученные в ходе данного исследования значения мы использовали для выполнения следующей задачи, а именно для изучения влияния солей на динамику и фазы роста исследуемых микроорганизмов. Определение влияния солей макроэлементов на динамику роста исследуемых штаммов осуществлялось путем культивирования микроорганизмов в периодической культуре на жидкой питательной среде без добавления рабочих концентраций солей для получения контроля роста исследуемых штаммов, а также в присутствии отдельных солей и комплекса солей Научный фонд "Биолог" макроэлементов. Производили измерение оптической плотности каждые 3 часа, начиная с нулевого часа. Замеры проводились до тех пор, пока не было получено примерно три одинаковых значения оптической плотности, что свидетельствовало о наступлении стационарной фазы роста. Анализ полученных данных показал, что действие солей макроэлементов на время наступления, а также на продолжительность фаз роста неоднозначно. Так при изучении влияния солей макроэлементов на динамику роста B. subtilis 534 (рисунок 1) было выявлено, что соли KH2PO4, CaCl2 , NaCl оказывают стимулирующий эффект по отношению к контролю. Дигидроортофосфат калия и хлорид кальция интенсифицируют наступление лог-фазы. В 30 Научный фонд "Биолог" контроле стационарная фаза наступает через 24 часа культивирования в периодической культуре, а также при наличии сульфата магния в среде. При культивировании B. subtilis в присутствии хлоридов калия и натрия наступление стационарной фазы происходит на 27-ой час культивирования, а наличие KH2PO4 обеспечивает установление данной фазы на 30-й час инкубирования. Максимальные значения оптической плотности регистрируются при культивировании B. subtilis 534 в присутствии комплекса солей, экспоненциальная фаза роста наступает на 12-й час культивирования, а так же пролонгирует стационарную фазу роста. Сульфат магния не оказывает существенного влияния на динамику роста исследуемого микроорганизма. Рисунок 1. Влияние солей макроэлементов на динамику роста B. subtilis 534 В результате исследования влияния солей макроэлементов на динамику и фазы роста E. faecium (рисунок 2) было установлено, что комплекс солей стимулирует рост пробиотического штамма, а также после 15-ти часов культивирования регистрировались значения оптической плотности выше, чем в контроле при наличии в среде дигидроортофосфата калия. Лаг-фаза длится 3 часа в контроле, в присутствии солей калия, кальция, натрия, а также в присутствии комплекса солей. Продолжительность данной фазы при наличии в среде сульфата магния и составляет примерно 2 часа. Наступление экспоненциальной фазы роста E. faecium происходит через 6 часов культивирования во всех образцах, кроме пробирки с наличием в среде сульфата магния, в данной пробе лог-фаза устанавливается на 3-й час инкубирования. В контроле и в присутствии сульфата магния стационарная фаза роста наступает на 27-й час культивирования. Хлорид кальция интенсифицирует наступление данной фазы. В свою очередь хлорид натрия задерживает наступление стационарной фазы. Максимальные Научный фонд "Биолог" значения концентрации клеток регистрировались при наличии в среде комплекса солей. Минимальные значения оптической плотности 31 Научный фонд "Биолог" отмечались при наличии в среде хлоридов кальция и магния. Рисунок 2 – Влияние солей макроэлементов на динамику роста E. faecium Заключение В ходе изучения минимальных подавляющих концентраций было установлено, что Bacillus subtilis 534 проявил чувствительность к солям (KH2PO4, NaCl, CaCl2), максимальная чувствительность была проявлена к соли CaCl2. Enteroccocus faecium проявил высокую устойчивость к действию всех исследуемых солей. По отношению к соли MgSO4×7Н2О все пробиотические штаммы проявили резистентность. В ходе исследования было установлено, что для изучаемых солей оптимальные концентрации по отношению к исследуемым микроорганизмам составили: CaCl2 в количестве 8,584 мг/мл, KH2PO4 в количестве 21,25 мг/мл, NaCl и MgSO4×7Н2О в количестве72,5 мг/мл и 76,87 мг/мл, соответственно. Комплекс солей в изучаемых концентрациях оказал стимулирующий эффект в отношении Bacillus subtilis 534 и Enteroccocus faecium. Список литературы 1. Honda K. 2012. The microbiome in infectious disease and inflammation. Annu. Rev. Immunol. 30: 759-795. 2. Garrett W. S. 2010.Homeostasis and inflammation in the intestine. Cell. 140: 859-891. 3. Каримов И.Ф., Сизенцов А.Н., Дроздова Е.А., Исайкина Е.Ю., Алешина Е.С. 2014. Физиология роста микроорганизмов уч. пособие. Изд-во ООО ИПК "Университет". Оренбург. 260. 4. Miroshnikov S. A. 2007.The influence of probiotic preparations on exchange of heavy metals. Микроэлементы в медицине. 3: 43-44. 5. Мирошников, С. А. Кван О. В., Дерябин Д. Г., Нотова С. В. 2005. Влияние перорального приема препарата Bifidobacterium longum на величину эндогенных потерь ионов тяжелых металлов. Вестник ОГУ. 2: 44-46. Научный фонд "Биолог" 32 Научный фонд "Биолог" Лысенко О.В.1, Лукьянчикова Л.В.2 ОСОБЕННОСТИ КЛИНИКИ И МИКРОБИОЦЕНОЗА КОЖИ У БОЛЬНЫХ МИКРОБНОЙ ЭКЗЕМОЙ 1 д.м.н., профессор кафедры дерматовенерологии ГБОУ ВПО «ЮУГМУ» МЗ РФ г. Челябинск 2 Заведующая п/о №7 ГБУЗ ОКВД №3 г. Челябинск АННОТАЦИЯ Микробная экзема – хроническое рецидивирующее заболевание кожи.Упорное течение, склонность к диссеминации, резистентность к проводимой терапии в сочетании частыми обострениями и рецидивами, значительные трудовые потери – характерные черты современного экзематозного процесса. Ключевую роль в развитии патологического процесса играет нарушение микробиоценоза кожи.У больных микробной экземой, как в очагах поражения, так и на здоровых участках кожи имеется выраженный дисбиоз, проявляющийся снижением доли облигатных эпидермальных стафилококков до 40-50% и значительным возрастанием количества условно-патогенной и патогенной флоры. ANNOTATION Microbial eczema - a chronic relapsing disease of the skin. Thrust for a tendency to dissemination, resistance to therapy in conjunction frequent exacerbations and relapses, significant loss of employment - the characteristic features of modern eczematous process. A key role in the development of the pathological process plays a violation microbiocenosis skin. Patients microbial eczema in the lesions and on healthy skin has a distinct skin dysbiosis manifested by a decrease in the proportion of obligate epidermal staphylococcus 40-50% and a significant increase in the number of conditionally pathogenic and pathogenic flora. Ключевые слова: микробная экзема, микробиоценоз кожи Keywords: microbial eczema, skin microbiocenosis Микробная экзема острое или хроническое рецидивирующее аллергическое заболевание кожи, формирующееся под влиянием экзогенных и эндогенных триггерных факторов и характеризующееся появлением полиморфной сыпи, острой воспалительной реакцией, обусловленной серозным воспалением кожи, и сильным зудом. [1] Характерные гистологические признаками микробной экземы - спонгиоз, различной степени выраженности акантоз и поверхностная периваскулярная лимфогистиоцитарная инфильтрация. Больные микробной экземой, для которой характерно длительное течение с частыми рецидивами, составляют 20-30% дерматологических пациентов амбулаторного приема и приблизительно 10% стационарных больных [3,5,6]. Заболеваемость микробной экземой среди трудоспособного населения составляет от 2 до 10%. В последние годы, инфекционная экзема приобрела тенденцию к более тяжелому течению с частыми продолжительными рецидивами, значительным распространением патологического процесса на коже, а также резистентностью к общепринятым методам лечения.[3,5,7] Всё чаще обсуждается вопрос о наличие у больных инфекционной экземой стойких дисбиотических сдвигов, которые инициируют нарушение микробиоценоза кожных покровов экзематозных очагов [3,7, 9]. Несмотря на это, в этиологии инфекционной экземы роль различных сочленов микрофлоры кожи изучена недостаточно. В стандартных условиях микрофлора принимает участие в осуществлении кожей ее защитных функций за счет подавления патогенных микроорганизмов непатогенными. У здоровых людей основу микробиоценоза кожи составляют стафилококки, стрептококки, сарцины, дифтероиды, почвенные и грамположительные палочки, плесневые грибы и др. Количественные и видовые изменения состава нормофлоры могут сопровождаться как развитием заболевания, так и манифестацией болезней, протекающих субклинически [3,8,9,12]. У больных инфекционной экземой в очагах поражения имеется выраженный дисбиоз, Научный фонд "Биолог" проявляющийся снижением доли облигатных эпидермальных стафилококков до 40-50% и значительным возрастанием количества условнопатогенной и патогенной флоры. Нередко встречаются ассоциации микроорганизмов и микоценозы. Эти качественные и количественные нарушения микробиоценоза кожи играют ключевую роль в развитии и поддержании патологического процесса при инфекционной экземе. Большое значение имеет чрезмерная обсемененность кожного покрова патогенными стафилококками (золотистым и эпидермальными), в том числе, в различных микробных ассоциациях.[10,11,12] Таким образом, изучение инфекционных агентов является важным моментом для понимания патогенеза заболевания и особенностей клинической картины, ассоциированной с микробиоцинозом кожи, что и стало целью нашего исследования. Материалы и методы Для достижения поставленной цели в 20092013 г. проведено одноцентровое проспективное исследование с привлечением 139 больных микробной экземой (59 мужчин и 80 женщин) и 30 условно здоровых лиц, составивших контрольную группу, сопоставимую по полу и возрасту. Критериями исключения из исследования послужили: возраст больных менее 18 и старше 60лет, сопутствующие заболевания в стадии обострения, наличие тяжелой соматической патологии. Всем пациентам проведены одинаковые клинико-инструментальные исследования.Клинический мониторинг осуществляли путем определения степени выраженности субъективных симптомов, тяжесть заболевания определяли, используя индекс оценки тяжести микробной экземы (ИОТМЭ),выделялись три степени тяжести дерматологического процесса: легкая (ИОТМЭ до 15 баллов), средняя (ИОТМЭ от 16 до 25) и тяжелая (ИОТМЭ более 25). Оценку качества жизни пациентов производили с помощью Дерматологического Индекса качества жизни (ДИКЖ). [2] Для диагностики нарушений микробиоценоза кожи больных инфекционной экземой проводили сравнительное бактериологическое исследование бакпечатков экзематозного очага и интактных участков кожи (с внутренней стороны правого плеча). Статистический анализ данных осуществляли с помощью пакетов прикладных программ MicrosoftExcel 2007 и STATISTICA 6.0 (forWindows; «StatSoft, Inc.», 2001). 33 Научный фонд "Биолог" Результаты и обсуждения Среди больных микробной экземой преобладали лица женского пола (57%), большинство пациентов были рабочими (35%), средний возраст составил 37,8 лет. Дебют заболевания приходился в основном на возраст от 26 до 35 лет (57 пациентов, 41%), средний возраст дебюта равнялся 29,5 лет, что свидетельствует о более частом развитии тяжелого распространенного процесса у трудоспособного населения и подчеркивает социальную значимость проблемы. Учитывая ритм современной жизни, работоспособные граждане обращались к врачу в основном через 7-12 месяцев от начала заболевания (38 человек) и более, чем через 1 год (36 больных). В первый месяц заболевания обратился только 21 больной (15%). Преобладающим триггерным фактором при инфекционной экземе явилось нарушения целостности кожных покровов (28%), обострения очагов фокальной инфекции (15%), профессиональные в редности (12%) и грибковая инфекция стоп (11%).У всех больных течение заболеванияимело хронически-рецидивирующий характер. Пациенты в основном отмечали одно или два обострения в год (47% и 34%), среднее количество обострений в год составило 1,8. Излюбленной локализацией очагов поражения при микробной экземе являлись нижние конечности, на которых процесс находился у 87 больных (63%), в то время как на верхних конечностях отмечался в 2 раза реже. Редко очаги микробной экземы располагались на лице. Течение заболевания при инфекционной экземе носило в основном острый характер (67% случаев), хроническая форма встречалась у 22% больных. Степень тяжести заболевания всех больных, включенных в исследование, была не менее средней, поскольку изучались пациенты, получающие стационарное лечение. Большинство пациентов (66%) имели заболевание средней степени тяжести, в то время как на тяжелую степень приходилось 34% случаев. Согласно ДИКЖ, 8 (5%) больных микробной экземой качество своей жизни расценивали как удовлетворительное, оценки 98 человек (71%) соответствовали умеренному снижению качества жизни, 33 (24%) пациента считали, что их уровень качества жизни является низким. Качественные и количественные нарушения микробиоценоза кожи играют ключевую роль в развитии и поддержании Научный фонд "Биолог" патологического процесса при микробной экземе. Нарушение микробиоценоза кожи выявлено у больных микробной экземой, как по количественным показателям, так и по видовому составу. Среди облигатной флоры при микробной экземе, наиболее часто встречающимися микроорганизмами оказались представители семейства Micrococcaceae. Так, St. aureus был обнаружен у 110 пациентов (79%), St. capitis - у 30 (22 %), St. epidermidis - у 128 (92%), St. haemolyticus - у 14 (10%), и St. hominis - у 55 (40 %) человек. St. saprophyticus выявлялся у 75 больных (54 %), что имело достоверные и значительно выраженные отличия от показателей контрольной группы. Грибы рода Candida (C. albicans) выделялись в 11% случаев. Учитывая наличие феномена взаимного усиления патогенности грибов рода Candida и бактерий при ихассоциации, мы сравнили объективные показатели тяжести экзематозного процесса по ИОТМЭ у пациентов с кандидозным поражением и без него. При сравнении установлено, что ИОТМЭ больных инфекционной экземой, у которых в очаге поражения отмечался рост C.albicans, составил в среднем 27,7, а у пациентов у которых в очаге отсутствовали грибы рода Candida, ИОТМЭ составил в среднем 21,3 (p <0,05). В виде монокультуры микроорганизмы высевались у 90 (65%) больных микробной экземой, а у 49 (35%) пациентов в виде ассоциации 2-3 микроорганизмов.В связи с особой ролью видового состава микроорганизмов в патогенезе микробной экземы мы рассмотрели его более детально, сравнив микробиоз пораженного и здорового участков кожного покрова в зависимости от остроты процесса и сопоставив показатели с данными здоровых лиц. Отмеченосущественное увеличение общей численности микроорганизмов, максимальная их плотность как на здоровом, так и на пораженном участках наблюдалась у лиц с острой экземой (41,2 ± 6,2 КОЕ/см2 и 156,2 ± 14,9 КОЕ/см2 соответственно). При хронической экземе она была несколько ниже - 28,1 ± 3,4 КОЕ/см2 на здоровой коже и 75,2 ± 8,2 КОЕ/см2на пораженных участках. При групповом анализе у пациентов с микробной экземой преобладали стафилококки,как на пораженной (при хронической форме 23,5 ± 2,1 КОЕ/см2, при острой - 37,1 ± 2,6 КОЕ/см2), так и на неизмененной коже (16,1 ± 1,8 КОЕ/см2 и 24,8 ± 2,9 КОЕ/см2,соответственно).Таким образом, при острой экземе общая плотность микроорганизмов на воспаленном участке, составившая156,2 ± 34 Научный фонд "Биолог" 14,9КОЕ/см2,, в 38 разпревышала этот же показатель на здоровом участке кожи, в 21 раз – область заболевания у больных хронической формой экземы и в 434 - раза общую плотность микроорганизмов на поверхности кожи клинически здоровых людей. Общая плотность Грам+микроорганизмов на пораженной коже в 2 раза превосходила общую плотность Грам +микроорганизмов на непораженном участке этих больных и в 316 раз – показатель контрольной группы. Плотность C. Albicans, напротив, при остром процессе была ниже, чем при хроническом и на экзематезированных участках составляла3,1±0,2КОЕ/см2, на здоровых – 2,7±0,3КОЕ/см2, а хроническое течение микробной экземы сопровождалось существенным увеличением роста грибов рода Candida- на пораженном участке 5,7±0,4КОЕ/см2, на не пораженном - 2,1±0,1КОЕ/см2. Таким образом, проведенной нами исследование позволило сделать соответствующие выводы. Выводы: 1. Основными характеристиками современного течения инфекционной экземы является омоложение возраста дебюта болезни, непрерывно рецидивирующий характер патологического процесса и позднее обращение пациентов за медицинской помощью. 2. Дисбиотические изменения при инфекционной экземе выражаются в повышенной обсемененности стафилококками как в очаге поражения (при острой форме до 37,1 КОЕ/см2, при хроничесокй до 23,5КОЕ/см2) так и на неизмененном участке кожи до 24,8КОЕ/см2. При остром варианте течения процесса плотность микроорганизмов на воспаленном участке в 38 раз превышает плотность микроорганизмов на неизмененной коже, в 21 раз – область заболевания у больных хронической формой и в 434 раза общую плотность микроорганизмов на поверхности кожи здоровых лиц. Список литературы 1. Охлопков, В.А. Федеральные рекомендации по ведению больных экземой / В.А. Охлопков, О.В. Правдина, Е.Ю. Зубарева. — М., 2013. — 18 с. http://www.cnikvi.ru/docs/clinic_recs/bolezni-kozhii-pridatkov-kozhi/ 2. Адаскевич, В.П. Дерматологические индексы в дерматологии / В.П. Адаскевич. — М.: Медицинская книга, 2004. — 165 с. 3. Потекаев, Н.С. Экзема: ремарки к современным представлениям / Н.С. Потекаев Научный фонд "Биолог" // Клиническая дерматология и венерология. — 2009. — №1. — С. 67-73. 4. Охлопков, В.А. Оценка клинической эффективности топической комбинированной терапии больных экземой, осл ожненной бактериальной инфекцией / В.А. Охлопков, Е.Ю. Зубарева, Ю.А. Новиков, М.С. Сукач, Т.В. Репина, И.Ю. Лекавичус, Н.В. Гранкина // Вестник дерматологии и венерологии. — 2014. — №3. — С. 121-127. 5. Кубанова, А.А. Дерматовенерология: клинические рекомендации. — М.: ДЭКС-Пресс, 2010. — 428 с. 6. Кунгуров, Н.В. Актуальные вопросы совершенствования специализированной помощи больным хроническими дерматозами / Н.В. Кунгуров, Н.М. Герасимова, М.М. Кохан и др. // Российский журнал кожных и венерических болезней. — 2002. — № 5. – С. 75-76. 7. Маркова, О.Н. Микробная экзема: клиника, патогенез и принципы лечения / О.Н. Маркова // Военно-медицинский журнал. — 2004. —№7. — С.23-25. 8. Жилина, С.В. Мониторинг штаммов S.aureus spp., изолированных при гнойно- 35 Научный фонд "Биолог" воспалительных заболеваниях кожи и мягких тканей / С.В. Жилина, А.Ю. Миронов и др // Курский научно-практический вестник «Человек и его здоровье». — 2009. — №1. — С. 51-52. 9. Солнцева, В.К. Микробоценоз кожи больных хроническими дерматозами / В.К. Солнцева, А.С. Быков, А.А. Воробьев, О.Л. Иванов // Журнал микробиологии, иммунологии и вирусологии. — 2000. — № 6. — С. 51–55. 10. Никонова, И.В. Состояние биоценоза кожи при микробной экземе / И.В. Никонова, Е.В. Орлов, П.Е. Коннов // Практическая медицина. — 2011. — №49. — С. 80-83. 11. Онищенко, Н.С. Оценка микробиоценоза при экземе на фоне протозойной инвазии / Н.С. Онищенко // Фундаментальные исследования. — 2011. — №9-1. — С. 111-115. 12. Оркин, В.Ф. Микробная экзема: клиника, патогенез, лечение / В.Ф. Оркин, Н.М. Олехнович. — Саратов: Изд-во Сарат. Мед. ун-та, 2002. — 103 с. Научный фонд "Биолог" 36 Научный фонд "Биолог" МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ Иванова К.А., Волкова Н.В.2, Щербаков Д.Н.3 СПОСОБ ОЧИСТКИ НИТЧАТОГО БАКТЕРИОФАГА М13 младший научный сотрудник ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» р.п. Кольцово 2 студент Алтайский Государственный Университет город Барнаул 3 кандидат биологических наук Алтайский Государственный Университет город Барнаул 1 ТНЕ METHOD FOR PRECIPITATION OF FILAMENTOUS BACTERIOPHAGE M13 Ivanova Ksenia Anatolievna Jr. Researcher SRC VB «Vector» Koltsovo Volkova Natalia Vyacheslavovna Student Altay State University Barnaul Scherbakov Dmitriy Nikolaevich Ph.D. Altay State University Barnaul АННОТАЦИЯ В статье описана методика изоэлектрического осаждения нитчатых бактериофагов, без использования ПЭГ/NaCl. Методика основана на применении буферного раствора со значением рН, соответствующим значению изоэлектрической точки фаговых частиц. Описанный способ удобен для работы с микрообъемами, не требует больших временных и финансовых затрат. Полученный в результате препарат бактериофагов не содержит примесей культуральной среды и готов к использованию для проведения ИФА, иммунизации животных и других манипуляций с частицами бактериофага. ABSTRACT This article describes a technique of isoelectric precipitation filamentous bacteriophages without using PEG / NaCl. The technique is based on the use of a buffer solution with a pH corresponding to the isoelectric point of the phage particles. The method is suitable for use with microvolume wich does not require much time and cost. The resulting preparation contains no impurities bacteriophage culture medium and ready to use in ELISA, immunization of animals, and others. Ключевые слова: бактериофаг М13; осаждение бактериофагов; изоэлектрическое осаждение; методика Keywords: bacteriophage M13; bacteriophage precipitation; isoelectric precipitation; technique Нитчатые бактериофаги – это нелитические вирусы, инфицирующие бактерии и безопасные для человека. Они используются в технологии фагового дисплея, для иммунизации животных, генной терапии, для бактериального биоконтроля, а также в качестве матрицы для получения наночастиц [4, с.51]. Нитчатый фаг М13 имеет размер около 880 нм в длину и 6,5 нм в ширину [2, с.364], кольцевую одноцепочечную ДНК. Капсид бактериофага М13 образован 5 копиями минорных оболочечных белков (р3, р6, р7, р9), а также мажорным белком р8, представленным 2700 копиями. Белок р8 - небольшой, длиной 50 а.о., альфа-спиральный белок. В составе вирусной частицы этот белок уложен в виде трубчатой структуры, при этом N-конец белка направлен в сторону раствора и С-концевые белки образуют контакт с ДНК бактериофага. Таким образом, физико-химические свойства целой частицы определяются аминокислотной последовательностью N-конца белка р8 фага М13 – AEGDDPAK. В частности, изоэлектрическую точку (значение рН, при котором суммарный заряд этого молекулы равен нулю) вирусной частицы можно определить, если определить изоэлектрическую точку пептида – AEGDDPAK. Научный фонд "Биолог" Это значение было найдено теоретически, и подтверждено экспериментально, и равно 4,2 [5, с.1653]. Методы осаждения фага М13 из культуры E.coli, как правило, основаны на использовании полиэтиленгликоля. Осаждение фагов с помощью ПЭГ и NaCl основано на эффекте «высаливания». Добавление больших количеств ПЭГ совместно с высокими концентрациями NaCl экранирует поверхностный заряд вирусной частицы и увеличивает гидрофобность ее поверхности, это приводит к слипанию вирусных частиц и выпадению их в осадок. Подход имеет ряд очевидных недостатков: осаждение происходит длительное время, а в результате в осадке фагов присутствует ПЭГ, NaCl и остатки культуральной среды. Очистка фагов от примесей после такого осаждения весьма затруднена, и, с помощью диализа, требует недели [3, с.8023]. В работе [3, с.8023] описан метод, где бактериофаги очищают изоэлектрическим осаждением, используя кислоту (или основание). У этого метода так же есть ряд недостатков. Многие процедуры при работе с бактериофагами требуют работы с небольшими объемами (500 мкл – 1500 мкл). Измерение pH в таких объемах является весьма сложной процедурой. Используют специализированные электроды (нестандартное оборудование, которое непросто приобрести), или наносят аликвоту образца на специальную индикаторную бумагу, что приводит к потерям материала. Рассчитать добавляемый объем невозможно, так как необходимо учесть множество параметров (объем суспензии фага, pH среды, вещества, присутствующие в суспензии и т.д.), а добавление кислоты (щелочи) сопряжено с ошибками. Наращивание культуры фага М13 Культуру наращивали в 200 мл среды LB с pH 7.0–7.5. В 500-мл коблу Эрленмейера приливали 200 мл среды LB, добавляли 200 мкл E.coli ER2738 и 10 мкл фаговой суспензии (примерно 1×1010 БОЕ/мл), полученной из одной отдельной колонии. Наращивание проводили при 37 ºС, 220 об/мин., 16 часов. Бактериальные клетки удаляли двумя последовательными центрифугированиями 5.000 об/мин и 12.000 об/мин в течение 10 минут при 20 ºС. Осаждение бактериофагов с помощью ПЭГ После удаления бактериального осадка 2.5 M NaCl/20 % PEG-8000 добавляли к супернатанту в соотношении 4:1. Осторожно перемешали, 37 Научный фонд "Биолог" оставили на ночь для преципитации при 4 ºС. Фаги осаждали центрифугированием в течение 10 минут при 4 ºС, 13.000 об/мин. Супернатант удаляли, осадок ресуспендировали в 10 мл деионизированной воды. Определение объема натрий-ацетатного буфера со значением рН=4,2, необходимого для осаждения фагов из культуральной среды LB и TBS После удаления бактериального осадка натрий-ацетатный буфер со значением рН=4,2 (0,2М раствор уксусной кислоты и 0,2М раствор ацетата натрия 73,5:26,5 соответственно) добавляли к супернатанту в различных соотношениях. Эксперимент проводили в 14 проворностях. Фаги осаждали центрифугированием в течение 10 минут при 4 ºС, 13.000 об/мин. Супернатант удаляли, осадок ресуспендировали в буфере TBS. Затем добавляли натрий-ацетатный буфер со значением рН=4,2 в различных соотношениях. Эксперимент проводили в 8 проворностях. Проверка жизнеспособности фага М13 в кислой среде Бактериофаги инкубировали в натрийацетатном буфере с рН=4 в течение 1, 2,4 и 8 часов, эксперимент проводили в трех повторностях. Определение выхода нитчатого бактериофага М13 гравиметрическим методом после очистки различными способами Осадки бактериофагов были высушены при температуре 105ºС и взвешены. Титр жизнеспособных бактериофагов определяли методом Грациа[1], он составил 1011 БОЕ/мл. В данной работе разработана методика осаждения бактериофагов с помощью натрийацетатного буфера со значением рН=4,2. Этот способ сокращает время работы от суток до 1 часа. При осаждении фагов ПЭГ/NaCl в полученном препарате присутствуют остатки ПЭГ, что подтверждается качественной реакцией с тиоцианатом железа. В работе [3, с.8023] фаговую суспензию очищали от остатков ПЭГ с помощью диализа в течение 7 суток, но даже после этого качественная реакция давала положительный результат. Кратное переосаждение с уменьшением объема ПЭГ приводило к снижению титра на порядок, таблица 1. Научный фонд "Биолог" 38 Научный фонд "Биолог" Таблица 1 Результаты переосаждения фаговых препаратов различными способами 4,00×1011 Исходная биологическая концентрация, БОЕ/мл Способ осаждения Изоэлектрический Изоэлектрический ПЭГ/NaCl ПЭГ/NaCl Биологическая 3,00×1011 3,67±0,63×1011 2,33±0,63×1011 1,33±0,63×1011 концентрация после 1 осаждения, БОЕ/мл Способ осаждения Изоэлектрический ПЭГ/NaCl ПЭГ/NaCl Изоэлектрический Биологическая 3,33± 0,41×1011 3,33± 0,41×1011 4,00±1,09×1010 2,33 ± 0,63×1011 концентрация после 2 осаждения, БОЕ/мл В работе экспериментально был определен объем натрий-ацетатного буфера, необходимый для осаждения фагов из культуральной среды LB и буфера TBS. Исходная среда LB имела значение рН=7,4. После удаления бактериального осадка среда LB с бактериофагами имела значение рН=7,38. При добавлении трех объемов буфера значение рН достигало 4,29 – верхнего допустимого значения. При этом значении бактериофаги выпадали в осадок. Результаты осаждения представлены в таблице 2. Таблица 2 Осаждение бактериофагов из культуральной среды LB № 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 LB, мл 0,4 0,4 0,5 0,5 1 1 2 2 3 3 15 15 30 30 НА-буфер, мл 1,2 1,2 1,5 1,5 3 3 6,5 6 9,5 9,5 44,5 45 90 90 Исходный буфер TBS для ресуспендирования бактериофагов имел значение рН=7,5. После осаждения фагов из бактериальной массы, описанного выше, суспензия фагов в TBS буфере имела значение рН=6,91. При добавлении одного объема натрий-ацетатного буфера значение рН достигало 4,26 – близкого к верхнему допустимому значению. При этом бактериофаги Значение рН 4,29 4,29 4,29 4,29 4,29 4,29 4,29 4,29 4,29 4,29 4,29 4,29 4,29 4,29 выпадали в осадок. Результаты осаждения представлены в таблице 3. Таким образом, экспериментально было определено, что для осаждения бактериофагов из культуральной среды LB необходимо добавить не менее трех объемов, а для осаждения бактериофагов из буфера TBS необходимо добавить не менее 1 объема натрий-ацетатного буфера со значением рН=4,2. Научный фонд "Биолог" 39 Научный фонд "Биолог" Таблица 3 Осаждение бактериофагов из фагов из буфера TBS № 1 2 3 4 5 6 7 8 TBS, мл 0,5 0,5 0,7 0,7 1 1 2 2 НА-буфер, мл 0,5 0,5 0,7 0,7 1 1 2 2 Бактериофаги обычно стабильны в диапазоне pH от 5 до 8 [1, с.63], Также в работе было показано, что рН=4,2 не влияет на Значение рН 4,26 4,26 4,26 4,26 4,26 4,26 4,25 4,25 жизнеспособность бактериофагов, представлены в таблице 4. результаты Таблица 4 Количество жизнеспособных бактериофагов после изоэлектрического осаждения Время 1 час 2 часа 4 часа 8 часов инкубирования БОЕ/мл 2,33*1011 2,67*1011 2,00*1011 2,33*1011 Препараты бактериофагов, полученные осаждением с помощью ПЭГ, содержат примеси полиэтиленгликоля достигающие половины массы препарата. Такой вывод можно сделать, сравнивая массу препаратов фагов, полученных Способ осаждения Изоэлектрический Изоэлектрический с помощью ПЭГ/NaCl с помощью ПЭГ/NaCl осаждением ПЭГ и изоэлектрическим осаждением и имеющих одинаковое количество жизнеспособных частиц. Результат представлен в таблице 5. Таблица 5 Результаты определения удельной массы бактериофагов Удельная масса Титр жизнеспособных бактериофагов, бактериофагов, г/мл БОЕ/мл 0,00567 1011 0,00468 1011 0,01050 1011 0,00997 1011 Работа выполнена при поддержке гранта министерства образования и науки РФ (код проекта 303). Литература: 1. Каттер, Э. Бактериофаги. Биология и практическое применение / Э. Каттер, А. Сулаквелидзе. − М.: Научный мир, 2012. – С. 63. 2. Chung WJ, Oh JW, Kwak K, Lee BY, Meyer J, Wang E, Hexemer A, Lee SW (2011) Biomimetic self-templating supramolecular structures. Nature 478:364–368. 3. Dong Dexian et al. A simple and rapid method to isolate purer M13 phage by isoelectric precipitation //Applied microbiology and biotechnology. – 2013. – Т. 97. – №. 18. – С. 80238029. 4. Rakonjac J, Bennett NJ, Spagnuolo J, Gagic D, Russel M (2011) Filamentous bacteriophage: biology, phage display and nanotechnology applications. Mol Biol 13:51–76. 5. Zimmermann K, Hagedorn H, Heuck CC, Hinrichsen M, Ludwig H (1986) The ionic properties of the filamentous bacteriophages Pf1 and fd. J Biol Chem 261:1653–1655. Научный фонд "Биолог" 40 Научный фонд "Биолог" СЕЛЕКЦИЯ И СЕМЕНОВОДСТВО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ Онучина О.Л.1, Корнева И.А.2, Грипась М.Н3. СОЗДАНИЕ И ИЗУЧЕНИЕ ДИПЛОИДНОГО СЕЛЕКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА КЛЕВЕРА ГИБРИДНОГО (TRIFOLIUM HYBRIDUM L.) кандидат сельскохозяйственных наук, заведующая лабораторией Фалёнская селекционная станция п. Фалёнки, Кировская область 2 младший научный сотрудник Фалёнская селекционная станция п. Фалёнки, Кировская область 3 кандидат сельскохозяйственных наук, заведующая лабораторией Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Северо-Востока г. Киров 1 CREATION AND STUDYING OF DIPLOID BREEDING MATERIAL OF A HYBRID CLOVER (TRIFOLIUM HYBRIDUM L.) Onuchina Olga Leonidovna PhD in agriculture, head of laboratory Falenki breeding station Falenki, Kirov region Korneva Irina Alekseevna Assistant researcher Falenki breeding station Falenki, Kirov region Gripas' Maria Nikolaevna PhD in agriculture, head of laboratory North-East Agricultural Research Institute Kirov АННОТАЦИЯ В статье представлены результаты и перспективы селекции клевера гибридного для условий северо-востока европейской части России. В 1999 г. внесён в государственный реестр селекционных достижений РФ диплоидный сорт Фалей. Новый селекционный материал создан методом поликросса с последующим формированием сложногибридных популяций. По результатам изучения в селекционных питомниках и экологическом сортоиспытании (2012-2015 гг.) выделены перспективные номера зимостойкие, урожайные по кормовой массе, с высоким сбором сырого протеина и повышенной засухоустойчивостью. ABSTRACT Results and prospects of breeding of a hybrid clover for conditions of north-east of the European part of Russia are presented in the article. Diploid variety Falej is brought in the state register of selection achievements of the Russian in 1999. The new breeding material is created by a polycross method with the subsequent formation of complexhybrid populations. By results of studying in selection nurseries and ecological varietal tests (2012-2015) perspective numbers are selected - winter-hardy, fruitful in fodder mass, with high yield of a crude protein and the raised drought resistance. Ключевые слова: клевер гибридный; сорт; зимостойкость; урожайность зелёной массы; сбор сухого вещества; сбор сырого протеина; засухоустойчивость. Keywords: hybrid clover; variety; winter hardiness; yield of green mass; yield of dry matter; yield of a crude protein; drought resistance. Клевер гибридный, розовый (Trifolium hybridum L.) – ценная кормовая высокобелковая культура. На сильноувлажнённых, кислых, малопродуктивных, глинистых и болотных почвах он даёт более высокие урожаи сена, чем клевер луговой. Лучше переносит низкие температуры и близость стояния грунтовых вод, выносит затопление до 46 дней, но менее засухоустойчив. Сохраняет питательную ценность и после цветения, хорошо поедается при Научный фонд "Биолог" посеве в смеси со злаковыми травами. Хороший медонос. В сельскохозяйственном производстве Кировской области долгое время (1965…2003 гг.) использовался эстонский сорт Йыгева-2. В настоящее время районированы диплоидный сорт Фалей (1999 г.) и тетраплоидный Фрегат (2006 г.) селекции Фалёнской селекционной станции и НИИСХ Северо-Востока. Сорта характеризуются высокой урожайностью сухого вещества – до 12,0…13,58 т/га, но имеют слабую засухоустойчивость, особенно к третьему году жизни. Селекционная работа с клевером гибридным в Северо-Восточном селекционном центре ведётся в двух экологических пунктах (г. Киров и п. Фалёнки Кировской области) и направлена на создание сортов сенокоснопастбищного типа использования, адаптированных к почвенно-климатическим условиям региона. Основные методы селекции – последовательное поликроссное скрещивание сортообразцов различного экологогеографического происхождения и формирование сложногибридных популяций, в которых сохраняется высокий и устойчивый гетерозис, а также различные виды отбора. Большое внимание уделяется изучению сортообразцов из мирового генофонда ВНИИР им. Н.И. Вавилова и выделению наиболее зимостойких, с быстрым темпом отрастания весной и после укосов, толерантных к болезням, урожайных по кормовой массе и семенам в местных условиях для включения их в селекционный процесс. Для создания нового селекционного материала в скрещивание привлекались сортообразцы, выделившиеся по хозяйственноценным признакам при изучении в коллекционных питомниках (1991-1997 гг.) в условиях Фалёнской селекционной станции: Красноуфимский 4 (Свердловская область, к29919), Турсит-1 (Белоруссия, к-34661), Даубяй (Литва, к-31577), Рабитицкий местный (Ленинградская область, к-37123), SVAO 421 (Швеция, к-36341), Смоленский (Смоленская область, к-36133), м. Пиканский (Амурская область, к-46643), Местный (Канада, к-33606), Odenwalder (ФРГ, к-37479), Приекульский 26 (Латвия, к-34659), Коломыкский (Украина, к44648), Местный (Калининградская область, к37476), Яхромский (Московская область, к34663) и другие, а также местный сорт Зуевского района Кировской области. 41 Научный фонд "Биолог" В питомниках поликросса (1993-2010 гг.) с использованием данных сортообразцов сформированы 17 сложногибридных популяций. В поколениях Syn1-Syn7 проведены биотипические отборы по морфо-биологическим признакам, устойчивости к болезням и кислотности почвы. Новый сложногибридные популяции изучены в условиях Фалёнской селекционной станции в селекционных питомниках на делянках площадью 1 м2 в 4-х-кратной повторности (посев 2011, 2012 и 2014 гг., учёт 2012-2015 гг.) и контрольном питомнике на делянках площадью 2 м2 в 3-х-кратной повторности (посев 2012 г., учёт 2013-2014 гг.). Стандарт – Фалей. Почва опытных участков дерновосреднеподзолистая среднесуглинистая со следующими агрохимическими показателями в пахотном горизонте: рНсол.4,46-4,65, Р2О5 122-192, К2О 133-150 мг/кг почвы, гумус (по Тюрину) 2,562,65 %. Различные погодные условия в годы проведения исследований позволили объективно оценить новый селекционный материал. Условия в зимний период складывались удовлетворительно для перезимовки клевера. Для формирования вегетативной массы условия были наиболее благоприятными в 2012 и 2015 гг. (ГТК 1,70 и 1,76). Вегетационный период 2014 г. характеризовался умеренным увлажнением (ГТК 1,34), в 2013 г. наблюдалась сильная засуха (ГТК 0,64). По данным пяти лет изучения клевера гибридного в селекционных питомниках выявлена зависимость урожайности зелёной массы селекционных номеров от погодных условий и года пользования травостоем. В первый год пользования при достаточной тепло- и влагообеспеченности селекционные номера сформировали два полноценных укоса, в засушливых условиях, а также в травостоях второго года пользования – один укос. Урожайность зелёной массы в травостоях первого года пользования при благоприятных условиях (2012, 2015 гг.) была высокой и составила у селекционных номеров 3,5…5,5 кг/м2 в сумме за два укоса (стандарт – 3,4…4,8 кг/м2). В условиях засухи урожайность снизилась в 2,1…4,3 раза – до 1,1…1,7 кг/м2 (один укос). В среднем за три года изучения выделены четыре перспективных номера с урожайностью зелёной массы 3,4…3,6 кг/м2, в т.ч. три номера с достоверными прибавками к стандарту в 2012 г. (+17,6…20,6 %) и популяция Пр-4/98-а, существенно превысившая стандарт в 2015 г. на Научный фонд "Биолог" 42 Научный фонд "Биолог" 14,6 % и в засушливый 2013 г. - на 21,4 % (табл. 1). Таблица 1 Урожайность зелёной массы (кг/м2) лучших номеров клевера гибридного в селекционных питомниках первого года пользования Селекционный 2012 г. (сумма 2013 г. 2015 г. (сумма Среднее % к ст. номер двух укосов) (один укос) двух укосов) Пр-4/98-а 3,5 1,7* 5,5* 3,6 112,5 Ф-1/08 4,0* 1,5 5,2 3,6 112,5 Пр-11/98 4,1* 1,4 4,9 3,5 109,4 Пр-12/98 4,0* 1,4 4,7 3,4 106,3 Фалей, ст. 3,4 1,4 4,8 3,2 100,0 НСР05 0,6 0,2 0,5 0,5 *превышение достоверно В травостоях второго года пользования урожайность селекционных номеров не превышала 1,8 кг/м2 за один укос и была особенно низкой в засушливый год (0,4…0,6 кг/м2). Три номера достоверно превзошли стандарт в условиях засухи на 50,0 % и четыре в 2014 г. – на 18,2…63,6 % (табл. 2). Таблица 2 Урожайность зелёной массы (кг/м2) лучших номеров клевера гибридного в селекционных питомниках второго года пользования Селекционный 2013 2014 Среднее % к ст. номер (один укос) (один укос) Пр-4/98-а 0,6* 1,8* 1,2* 150,0 Пр-11/98 0,5 1,5* 1,0* 125,0 Пр-12/98 0,6* 1,4* 1,0* 125,0 Пз-12/98 0,6* 1,3* 1,0* 125,0 Фалей, ст. 0,4 1,1 0,8 100,0 НСР05 0,2 0,2 0,2 *превышение достоверно В среднем за 5 лет изучения в травостоях первого и второго года пользования выделена перспективная сложногибридная популяция Пр4/98-а с высокой урожайностью зелёной массы - 2,6 кг/м2 (достоверно выше стандарта на 18,2 %) и повышенной засухоустойчивостью (на 21,4-50,0 % существенно выше стандарта по урожайности зелёной массы в условиях засухи). Популяция Пр-4/98-а создана на основе сортообразцов Турсит 1, м. Пиканский, м. Канада, Odenwalder и селекционного номера 582/89. В процессе формирования сложногибридной популяции проведены биотипические отборы на устойчивость к стрессовым факторам кислых почв и склеротиниозу на полевом искусственном инфекционном фоне. В контрольном питомнике посева 2012 г. селекционные номера оценивали по комплексу хозяйственно-ценных признаков. Погодные условия (засуха в первый год пользования и умеренное увлажнение во второй год пользования) позволили также оценить засухоустойчивость номеров. По результатам двух лет изучения выделены две перспективные популяции: П-1/93 и П-3/98 - зимостойкие (87…95 %), урожайные (достоверно превышающие стандарт по урожайности зелёной массы на 3,1…3,7 т/га, сбору сухого вещества на 0,63…0,64 т/га), с высокой облиственностью (59,1…67,9 %), формирующие травостой на 1,2…5,6 см выше стандарта (табл. 3,4). Научный фонд "Биолог" 43 Научный фонд "Биолог" Таблица 3 Урожайность кормовой массы лучших селекционных номеров клевера гибридного в контрольном питомнике, 2013-2014 гг. Урожайность зелёной массы, т/га (один Сбор сухого вещества, т/га (один укос) укос) Селекционный номер средне %к %к 2013 г. 2014 г. 2013 г. 2014 г. среднее е ст. ст. П-1/93 14,5* 16,9* 15,7* 130,8 3,51* 3,83* 3,67* 124,4 П-3/98 14,5* 15,7* 15,1* 125,8 3,36* 3,96* 3,66* 124,1 Фалей, ст. 11,2 12,8 12,0 100,0 2,62 3,27 2,95 100,0 НСР05 2,3 2,4 2,3 0,42 0,40 0,40 *превышение достоверно Таблица 4 Хозяйственно-биологическая характеристика лучших селекционных номеров клевера гибридного в контрольном питомнике, 2013-2014 гг. Фалей, Показатель Год пользования П-1/93 П-3/98 стандарт Зимостойкость, % Период от весеннего отрастания до начала цветения 1 укоса, сут. Высота травостоя, см 1 95 95 92 2 87 87 87 1 56 55 57 2 47 47 50 1 45,7 49,8 44,2 2 45,2 44,7 43,5 1 66,2 66,0 66,9 2 67,9 59,1 60,6 Облиственность растений, % Выделенные популяции характеризуются повышенной засухоустойчивостью: в 2013 г. они существенно превзошли стандарт по урожайности зелёной массы на 3,3 т/га или 29,5 % и сбору сухого вещества на 0,73-0,89 т/га или 28,2-40,0%. Для создания популяции П-1/93 были использованы сортообразцы Красноуфимский 4, Турсит-1 и Даубяй, популяции П3/98 - Рабитицкий местный, SVAO 421 и Смоленский. Повышенная устойчивость к засухе у селекционного номера П-1/93 подтверждена при экологическом сортоиспытании в НИИСХ Северо-Востока (г. Киров). Данная популяция в засушливых условиях 2013 г. достоверно превзошла стандарт Фалей по сбору сухого вещества на 0,52 т/га или 14,7 %, сбору сырого протеина на 0,41 ц/га или 8,5 % (табл. 5). Потенциальная урожайность сухого вещества перспективной сложногибридной популяции П-1/93 (8,22…10,4 т/га) выявлена при изучении в контрольном питомнике 2008 г. (п. Фалёнки) и экологическом сортоиспытании 2012 г. (г. Киров). Научный фонд "Биолог" 44 Научный фонд "Биолог" Таблица 5 Сбор сухого вещества и сбор сырого протеина перспективного селекционного номера клевера гибридного, ЭСИ (НИИСХ Северо-Востока, 2013 г.) Селекционный номер Сбор сухого вещества, т/га 1 укос 2 укос сумма за два укоса П-1/93 2,46 1,59* 4,05* Фалей, стандарт 2,33 1,20 3,53 НСР05 0,16 0,26 0,48 *превышение достоверно Таким образом, использование разнообразного исходного материала, провокационных фонов и различных методов селекции позволило создать перспективный селекционный материал клевера гибридного с высокой зимостойкостью, урожайностью Сбор сырого протеина, ц/га 1 укос 2 укос сумма за два укоса 3,03 2,20 5,23 2,88 1,94 4,82 0,25 0,29 0,63 кормовой массы, повышенной засухоустойчивостью, устойчивый к почвенноклиматическим условиям северо-восточного региона европейской части России. Научный фонд "Биолог" 45 Научный фонд "Биолог" ФИЗИОЛОГИЯ Васильева Н.А.1, Ломиашвили Л.М.2 АНАЛИЗ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РОТОВОЙ ЖИДКОСТИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ В РЕЗУЛЬТАТЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ КОМПЬЮТЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ассистент Омский Государственный Медицинский Университет г. Омск 2 доктор медицинских наук, доцент Омский Государственный Медицинский Университет г. Омск 1 ANALYSIS OF ORAL LIQUID AS A RESULT OF ELECTROMAGNETIC RADIATION Natalia Vasileva assistant Omsk State Medical University Omsk Larisa Lomiashvili Doctor of Medical Science, assistant professor Omsk State Medical University Omsk АННОТАЦИЯ В современных условиях работа на персональном компьютере является ежедневной необходимостью вне зависимости от сферы деятельности. В настоящей статье проведен сравнительный анализ показателей ротовой жидкости до и после воздействия электромагнитного излучения. ABSTRACT Nowadays, the work on the personal computer is a daily necessity, regardless of activity. The comparative analysis of oral fluid before and after exposure of electromagnetic radiation is presented in this article. Ключевые слова: персональный компьютер, ротовая жидкость. Keywords: personal computer, oral liquid. В современных условиях работа на персональном компьютере является ежедневной необходимостью вне зависимости от сферы деятельности. Для оценки влияния электромагнитного излучения представляется интересным изучение свойств ротовой жидкости. Саливодиагностика наиболее актуальное направление развития стоматологической лабораторной диагностики. Простота и доступность этого метода позволяют рассматривать его как один из возможных методов донозологической экспресс – диагностики [1]. Целью исследования явилось – оценить состояние ротовой жидкости в результате воздействия электромагнитного излучения. Для достижения поставленной цели нами было проведена лабораторная оценка состояния ротовой жидкости по следующим показателям: активные ионы калия, концентрация общего белка, поверхностное натяжение [2]. Материал и методы.. Материалом исследования служила смешанная слюна 10 операторов. Ротовую жидкость собирали утром, натощак, до чистки зубов, центрифугировали при 3000 об/мин. Данная порция служила для определения исходных биохимических показателей ротовой жидкости и маркировалась как «0 часов». Длительность работы оператора за персональным компьютером составляла 6 часов. Были определены следующие контрольные точки: 1,5 часа, 3 часа, 4,5 часа,6 часов. Контрольные точки соответствовали повторным заборам ротовой жидкости для исследования. Однофакторный дисперсионный анализ Фридмана [3] показал, что существовала статистически значимая динамика показателей ротовой жидкости на протяжении 6 ч работы за компьютером (рисунок 1). Научный фонд "Биолог" 46 Научный фонд "Биолог" Рисунок 1 – Динамика показателей группы "6 часов" по срокам исследования, ANOVA Фридмана, критерий Вилкоксона для парного сравнения зависимых выборок *Различия в сравнении с предыдущим сроком. Нулевая гипотеза отвергалась при p <0,05. Центральная тенденция – медиана, рассеивание – интерквартильный размах (QL-QU) и min-max При анализе концентрации активных ионов калия были выявлены 3 критические точки, в которых произошли статистически значимые изменения изучаемого показателя. Первое значимое снижение было зарегистрировано через 1,5 ч работы за персональным компьютером, сохранялась на этом уровне через 3 ч, а через 4,5 и 6 значение этого показателя еще больше уменьшалось (рисунок 1). Колебания значения данного показателя в контрольной точке исследования «3 часа» не выходили за границы допустимой погрешности измерения. При анализе изменения концентрации белка были выявлены аналогичные контрольные точки исследования, в которых произошли статистически значимые изменения. Содержание белка снижалось через 1,5 ч, сохранялось на этом уровне через 3 ч, и дополнительное снижение происходило через 4,5 и 6 часов (рисунок 1). Дальнейший статистический анализ показал значимое изменение поверхностного натяжение через 1,5 ч, а затем не изменялось, оставаясь ниже исходного уровня (рисунок 1). Таким образом, исследования показало наличие статистически значимого негативного влияния электромагнитного излучения на показатели ротовой жидкости операторов. Литература 1. Ломиашвили Л.М. Ротовая жидкость как биологический индикатор реакции организма человека на повреждающее воздействие электромагнитного излучения от персонального компьютера / Л.М.Ломиашвили, В.В.Седельников, М.Б.Елендо, М.А.Борисенко // Уральский медицинский журнал. – 2012. - №08 (100). – С. 58-60. 2. Физико-химические методы исследования смешанной слюны в клинической и экспериментальной стоматологии /А.Н. Питаева, А.П. Коршунов, В.Г. Сунцов и др.// учебное пособие. – Омск, 2001. – 71 с. 3. Реброва О. Ю. Статистический анализ медицинских данных: применение пакета прикладных программ STATISTICA. – Москва, 2006. – 305 с. Научный фонд "Биолог" 47 Научный фонд "Биолог" Шептухина А.И.1, Николаева О.В.2, Козлов В.А.3, Сапожников С.П.4 РОЛЬ ЭТАНОЛА В ФОРМИРОВАНИИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО АМИЛОИДОЗА студентVI курса ФГБОУ ВПО «ЧГУ им. И.Н. Ульянова», г. Чебоксары студентVI курса ФГБОУ ВПО «ЧГУ им. И.Н. Ульянова», г. Чебоксары 3 доктор биологических наук, кандидат медицинских наук, доцент ФГБОУ ВПО «ЧГУ им. И.Н. Ульянова», г. Чебоксары 4 доктор медицинских наук, профессор ФГБОУ ВПО «ЧГУ им. И.Н. Ульянова», г. Чебоксары 1 2 ROLE OF ETHANOL IN THE FORMATION OF AN EXPERIMENTAL AMILOIDOSIS Sheptukhina Aluona Igorevna student of FBEI HPE "Chuvash state University im. I. N. Ulyanov", Cheboksary Nikolaev Oksana Vladislavovna student of FBEI HPE "Chuvash state University im. I. N. Ulyanov", Cheboksary Kozlov Vadim Avenirovich doctor of biological Sciences, candidate of medical Sciences, assistant professor of FBEI HPE "Chuvash state University im. I. N. Ulyanov", Cheboksary Sapozhnikov Sergey Pavlovich doctor of medical Sciences, Professor FGBOU VPO "Chuvash state University im. I. N. Ulyanov", Cheboksary АННОТАЦИЯ Целью данного эксперимента был анализ возможного защитного действия этилового спирта при формирующемся искусственном амилоидозе с использованием разработанной экспериментальной модели амилоидоза на основе соевого заменителя сливок, которое подтвердилось по окончании данного эксперимента. ABSTRACT The purpose of this experiment was to analyze the possible protective action of ethyl alcohol at emerging artificial amyloidosis with use of the developed experimental model of amyloidosis based on soy cream substitute, which was confirmed at the end of this experiment. Ключевые слова: амилоидоз, этиловый спирт, болезнь Альцгеймера Keywords: amyloidosis, ethyl alcohol, Alzheimer's disease Введение. Проблема амилоидоза в связи со старением человеческой популяции и увеличением числа больных, имеющих хронические воспалительные заболевания, а также числа больных с различными наследственными формами амилоидоза становится все более актуальной [1, 6, 11]. В настоящее время широкого исследуется роль полифенолов красного виноградного вина в профилактике развития болезни Альцгеймера (БА) [3, 9, 10], патогенез которой обусловлен отложением Аβ-амилоида. Предполагают, что фенольные соединения, содержащиеся в растительных продуктах питания и напитках, играют важную роль в снижении заболеваемости амилоидных заболеваний [12, 13]. Однако механизм этого предполагаемого благоприятного воздействия на организм остается малопонятным, возможно, что один из растительных фенолов, ресвератрол, в дополнение к своим антиоксидантным, противовоспалительным свойствам, обладает анти-Aβ–агрегантным действием, участвуя в расщеплении белка предшественника амилоида при БА [15]. По другим данным, ресвератрол может дозозависимо ингибировать образование Aβ42, вмешиваться в процесс его агрегации, менять конформацию его олигомеров и тем самым ослаблять цитотоксичность [5, 18]. В ряде исследований, показано, что экстракты виноградных косточек ингибируют агрегацию и олигомеризацию Aβ в пробирке и на мышиной модели болезни Альцгеймера [4, 14, 16]. Ряд авторов исследовали влияние полифенолов вина на формирование, дестабилизацию бета-амилоидных фибрилл (fAbeta) в пробирке (при рН 7,5 при 37 ° С). В целом их антиамилоидные свойства располагались в порядке: мирицетин = Морин = кверцетин> кемпферол> (+) - катехин = (-) – эпикатехин [17]. Так же есть данные, что ресвератрол заметно снижает уровень секретируемого и внутриклеточного Аβ не ингибируя синтез Aβ, поскольку нет никакого влияния на Abeta-продуцирующие ферменты (βи -секретаз), а вследствие внутриклеточной деградации β-амилоида с помощью механизма с участием протеасом [18]. Другим предполагаемым механизмом действия является влияние ресвератрола на Научный фонд "Биолог" 48 Научный фонд "Биолог" пространственное положение одной из областей белка SIRT1, что увеличивает его активность. Активация белка SIRT1 супрессирует участки генома, ответственные за синтез APP [18]. Тем не менее, мы предполагаем, что образование амилоида может быть нарушено в результате параметаболического (не ферментативного) взаимодействия ацетальдегида с 1-40, 1-42 мономерами-предшественниками амилоида. Параметаболизм ацетальдегида с образованием известных и гипотетических продуктов описан в ряде публикаций [2, 3, 5]. Непосредственная роль этанола, как компонента красного виноградного вина, в формировании амилоида ранее не исследовалась. Цель исследования выяснение роли этанола в профилактике системного амилоидоза. Основная часть. Материал и методы. В эксперименте были использованы восемнадцать белых лабораторных половозрелых 35-дневных мышей-самцов массой 25±1,2 г. Содержание и использование животных соответствовало правилам, принятым в ФГБОУ ВПО «ЧГУ им. И. Н. Ульянова», рекомендациям Национального совета по исследованиям и законодательству Российской Федерации. Системный амилоидоз воспроизводили с помощью разработанной нами модели амилоидоза у молодых мышей, получаемой в результате подкожного введения cоевого заменителя сливок ТУ 9199-004-58706213-10 [4, 5, 7]. Случайным образом мыши были разделены на три группы по шесть мышей: 1) контрольная группа, 2) группа, в течение 15-ти дней получали подкожно ежедневно 0,3 мл 10% водного раствора cоевого заменителя сливок ТУ 9199-00458706213-10, 15 инъекций, 3) группа, в течение 15-ти дней получали подкожно ежедневно 0,3 мл 10% водного раствора cоевого заменителя сливок ТУ 9199-004-58706213-10, 15 инъекций, и получали per os в свободном доступе вместо воды 5% раствор сахарозы с 10 объемными % этилового спирта. Первые две группы в течение всего времени эксперимента находились в одной клетке со свободным доступом к корму и воде, третья группа мышей - в отдельной. Доступ к корму был свободный. По окончании введения белковых препаратов мыши были декапитированы. Органы: печень, левая почка, селезенка, – изъяты, измерены миллиметровой лентой, взвешены на электронных аналитических весах и зафиксированы 10% нейтральным формалином, после чего их окрашивали 1% раствором красного конго для выявления амилоида и докрашивали гематоксилином. Срезы микроскопировали в проходящем свете на микроскопе Лейка с последующей видеофиксацией микрофотографией в цифровом виде, а также на поляризационном микроскопе МИН-8. Cоевый заменитель сливок ТУ 9199-00458706213-10 имел состав: жиры – 28,5 г, углеводы – 63,0 г, белки – 2,1 г. Представляет собой смесь сухого кукурузного сиропа, частично гидрогенизированного соевого масла, молочного белка, стабилизатора – фосфат калия, эмульгатора моно- и дигилицеридов жирных кислот, противослеживателя – диоксида кремния, хлорида натрия, красителя Е 160а (сумма альфабета- и гаммакаротинов). Результаты исследования. Форма, цвет и консистенция органов всех групп были в пределах возрастной нормы. Какихлибо патологических изменений, вызванных болезнями лабораторных животных, не выявлено. Визуально форма, линейные размеры печени животных второй группы не отличались от печени животных первой группы, однако, на срезе печень выглядела как сальная. Линейные размеры органов мышей второй группы практически в два раза меньше интактных. Данные о влажной массе изъятых органов представлены в таблице. Таблица 1. Влажная масса изъятых органов, г Орган 1) группа, контрольная 2) группа, 10%-й водный 3) группа, 10%-й водный раствор соевого белка раствор соевого белка с 10%раствором спирта на 5% растворе сахарозы per os Печень 4,14±0,1 5,64±0,1 р=0,001 5,09±0,1 р=0,001 р=0,0015 Почка 1,2±0,03 1,4±0,04 0,62±0,04 р=0,0015 р=0,000 Селезенка 0,8±0,015 1,4±0,05 0,4±0,05 р=0,000 Примечание: значения р приведены по отношению к интактной группе. Органы животных всех подопытных групп не отличались на внешний вид от интактных, однако, консистенция печени была более плотная, чем у интактных мышей, на срезе печень выглядела как сальная у мышей 2 группы. Во всех подопытных группах наблюдалось статистически Научный фонд "Биолог" значимое увеличение массы изъятых органов по отношению к контролю. Микроскопически органы контрольной группы соответствовали гистологической норме. В препаратах второй группы большое количество амилоид-положительного вещества в стенках крупных артерий, пролиферация нефротелия с образованием полулуний. На срезах третьей группы клубочки не увеличены в размерах (до 50-60 мкм). В цитоплазме эпителиоцитов встречаются множественные мелковакуализированные включения. Амилоид откладывался преимущественно в виде конгломератов в цитоплазме эпителия вблизи ядра и в 50% клубочков в стенке капилляров. Просветы канальцев не расширены. В просветах некоторых канальцев наблюдаются образования типа гиалиновых цилиндров. Во второй группе практически вся красная пульпа представлена амилоид-положительным веществом с вкраплениями лимфоидной ткани в соотношении примерно 1:1. В сравнении со ней у третьей группы количество амилоидположительного вещества гораздо меньше, в виде отдельных включений в красной пульпе и в септах, в то время как белое вещество практически интактно. Для третьей группы характерно нахождение амилоид-положительного вещества в перисинусоидальных пространствах, имеющих вид перстневидных образований, и в стенках единичных сосудов. Очевидно, накопление амилоидного вещества происходило в купферовских клетках. Гистологическая картина у третьей группы соотносима с булыжной мостовой, трабекулярная структура сохранена. Цитоплазма гепатоцитов мелковакуолизирована. В гепатоцитах на периферии дольки встречаются единичные гепатоциты с отложением амилоидположительного вещества. Интима крупных сосудов интактна. Исходя из полученных результатов исследования можно сделать ряд выводов: 1. В эксперименте с 10%-м водным раствором соевого белка с 10%раствором спирта на 5% растворе сахарозы per os в свободном доступе вместо воды размеры органов меньше практически в два раза; 2. Гистологически у мышей этой же группы отложения амилоида встречались реже: в селезенке только в виде отдельных включений в красной пульпе, в печени практически отсутствовали; 3. В почках мышей, получающих 10%-м водный раствор соевого белка с 10%раствором 49 Научный фонд "Биолог" спирта на 5% растворе сахарозы per os в свободном доступе вместо воды, количество клубочков с отложениями амилоида заметно меньше, канальцы не расширены, размеры клубочков не увеличены. Литература: 1. Калын Я.Б., Гаврилова С.И. 2008. Эпидемиологические и фармакоэкономические аспекты болезни Альцгеймера. Психиатрия, 4-6 (34-36). : С. 7 2. Козлов В.А., Голенков А.В., Сапожников С.П. 2013. Минорные примеси потребляемого алкоголя как причина смертности населения // Наркология. Т. 12. № 9 (141). С. 6670. Козлов В.А., Голенков А.В., Сапожников С.П.2013. Абсент и туйон (невыпиваемый Чернобыль). Наркология. Т. 12. № 12 (144). С. 5560. 3. Козлов В.А., Голенков А.В., Сапожников С.П. 2014. Эффекты красных сухих вин и других алкогольных напитков на развитие и течение болезни Альцгеймера: очевидное, сомнительное и неизвестное. Психическое здоровье. Том 12. № 6 (97): 81-87. 4. Козлов В.А. и соавт. 2015. Экспериментальные модели амилоидоза как причина развития болезни Альцгеймера. II Международная науч.-практ. конф. Наука сегодня: постулаты прошлого и современные теории. С. 71–74. 5. Козлов В.А., Сапожников С.П., Шептухина А.И., Голенков А.В. 2015. Параметаболизм как неспецифический модификатор супрамолекулярных взаимодействий в живых системах. Вестник РАМН, 4 (70): 397-402. 6. Козлов В.А., Сапожников С.П., Шептухина А.И., Голенков А.В. 2015. Сравнительный анализ различных моделей амилоидоза. Вестник РАМН, (1): 5–11. 7. Николаева О.В., Шептухина А.И., Козлов В.А., Сапожников С.П. 2015. Морфологические изменения паренхиматозных органов при экспериментальной модели амилоидоза. Международный студенческий научный вестник, (2): 58–59 8. Козлов В.А. и соавт. Изменение клеточного состава селезенки мышей при экспериментальном амилоидозе. 2015. Морфологические науки и клиническая медицина: матер. Всероc. науч.-практ. конф. с международным участием, посв. 100-летию со дня рождения канд. мед. наук, доцента А.Н. Бриллиантовой. С. 82–85. Научный фонд "Биолог" 9. World Health Organization Global status report on alcohol and health. – L’IV Com Sàrl, Le Mont-sur-Lausanne, Switzerland, 2011. – 286 p. 10. EpiCast Report: Alzheimer's Disease – Epidemiology Forecast to 2022.2013. Global Data, August 31, 2013. 11. Kozlov V.A. Sapozhnikov S.P., Sheptuhina A.I., Golenkov A.V. The comparative analysis of various amyloid models. 2015. Vestn Ross Akad Med Nauk, (1):5-11. 12. Stefani M., Rigacci S. 2014. Beneficial properties of natural phenols: Highlight on protection against pathological conditions associated with amyloid aggregation. BioFactors, 40(5):482–493. 13. Hayden E.Y., Yamin G., Beroukhim S., Chen B., Kibalchenko M., Jiang L., Ho L., Wang J., Pasinetti G.M., Teplow D.B. 2015. Inhibiting amyloid β-protein assembly: Size-activity relationships among grape seed-derived polyphenols. Journal of Neurochemistry, 135( 2):, 416–430. 12. . Turner R.S., Thomas R.G., Craft S., van Dyck C.H., Mintzer J., Reynolds B.A., Brewer J.B., Rissman R.A., Raman R., Aisen P.S. 2015. A randomized, double-blind, 50 Научный фонд "Биолог" placebo-controlled trial of resveratrol for Alzheimer disease. Neurology, 85(16):1383-91. 13. Hayden E.Y., Yamin G., Beroukhim S., Chen B., Kibalchenko M., Jiang L., Ho L., Wang J., Pasinetti G.M., Teplow D.B. 2014. Inhibiting amyloid β-protein assembly: Size-activity relationships among grape seed-derived polyphenols. BioFactors, 40(5): 482–493. 14. Ono K., Yoshiike Y., Takashima A., Hasegawa K., Naiki H,. Yamada M. 2003. Potent anti-amyloidogenic and fibril-destabilizing effects of polyphenols in vitro: implications for the prevention and therapeutics of Alzheimer's disease. J Neurochem, 87(1):172-81. 15. . Feng Y., Wang X.P., Yang S.G., Wang Y.J., Zhang X., Du X.T., Sun X.X., Zhao M., Huang L., Liu R.T. 2009. Resveratrol inhibits beta-amyloid oligomeric cytotoxicity but does not prevent oligomer formation. Neurotoxicology. 30(6):986-95. 16. . Marambaud P., Zhao H., Davies P. 2005. Resveratrol promotes clearance of Alzheimer's disease amyloid-beta peptides. J Biol Chem, 280(45):37377-82. Научный фонд "Биолог" 51 Научный фонд "Биолог" ЭКОЛОГИЯ (ПО ОТРАСЛЯМ) Алёшин М.А.1, Смолин А.М.2, Михайлова Л.А.3, Никитин А.А.4 ВЛИЯНИЕ СОВРЕМЕННОГО ЖИДКОГО ПРОТИВОГОЛОЛЕДНОГО МАТЕРИАЛА НА МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ И АГРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПОЧВЫ Кандидат сельскохозяйственных наук, Пермская государственная сельскохозяйственная академия им. Д.Н. Прянишникова, г. Пермь 2 Кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Пермская государственная сельскохозяйственная академия им. Д.Н. Прянишникова, г. Пермь 3 Доктор сельскохозяйственных наук, профессор Пермская государственная сельскохозяйственная академия им. Д.Н. Прянишникова, г. Пермь 4 Советник по науке НКО "Ассоциация зимнего содержания дорог" 1 INFLUENCE OF MODERN LIQUID DEICING MATERIAL ON MICROBIOLOGICAL ACTIVITY AND AGROCHEMICAL INDICATORS OF THE SOIL Alyoshin Matvei Alekseevich Candidate of agricultural sciences, Perm state agricultural academy of D.N. Pryanishnikov, Perm Smolin Alexey Mikhaylovich Candidate of agricultural sciences, associate professor Perm state agricultural academy of D.N. Pryanishnikov, Perm Mikhaylova Lyudmila Arkadyevna Doctor of agricultural sciences, professor Perm state agricultural academy of D.N. Pryanishnikov, Perm Nikitin Alexey Aleksandrovich Adviser for science of NPO "Association of the winter maintenance of roads" АННОТАЦИЯ Посредством мелкоделяночного полевого опыта определено влияния современного жидкого противогололедного материала на показатели, характеризующие уровень плодородия и микробиологическое состояние супесчаной дерново-мелкоподзолистой почвы. Среди всего спектра определяемых показателей, отмечена тенденция не значительного снижения общей численности почвенной микрофауны при последующем экспрессивном типе восстановления. ABSTRACT By means of a field experiment with small allotments it is defined influences of modern liquid deicing material on indicators which reflect the level of fertility and a microbiological condition of the sandy saddy-podzolic soil. Among all range of the defined indicators, the tendency not of considerable decrease in total number of soil microfauna at the subsequent expressional type of restoration is noted. Ключевые слова: жидкий противогололедный материал, показатели плодородия почвы, микробиологическая активность Keywords: liquid deicing material, indicators of fertility of the soil, microbiological activity. Санитарная охрана почвы - комплекс мероприятий, направленных на ограничение поступления в почву различных загрязнений до величин, не нарушающих процессов самоочищения почвы, не приводящих к загрязнению воздуха, поверхностных и подземных вод [1]. Данное положение должно четко соблюдаться при использовании материалов и реагентов в рамках биосферы. Так, при обработке городских дорог в зимний период противогололедными материалами (ПГМ), возможно их попадание в почву прилегающих территорий населенных пунктов весной при таянии снега. Вследствие чего, актуальным вопросом остается влияние используемых реагентов на микробиологическое состояние и агрохимические показатели почвы. Цель: Определение влияния современного жидкого ПГМ «ХКН-КМ» СТО 13938707-01-2013 на показатели, характеризующие уровень плодородия и микробиологическое состояние почвы. Объект и методы исследований. В качестве объекта исследования выступил образец Научный фонд "Биолог" современного ПГМ «ХКН-КМ» СТО 1393870701-2013 (представляет собой водный раствор без механических включений, осадка и взвеси), который предназначен для зимнего содержания объектов дорожного хозяйства, включая уличнодорожные сети, пешеходные зоны, дворовые территории и искусственные сооружения. Производитель – завод минерального сырья и противогололедных технологий г. Ярославль. Химический состав данного реагента представлен соединениями хлоридов щелочных (Na, K) и щелочноземельных (Са, Mg) металлов с общим уровнем минерализации не ниже 26%. Изучение влияния противогололедного материала ПГМ «ХКН-КМ» жидкий СТО 13938707-01-2013 проводилось в рамках микроделяночного полевого опыта заложенного на супесчаной дерново-мелкоподзолистой почве. Противогололедный материал вносили в двух дозах – в качестве нормального расхода использовали дозировку 50 мл/м2и 150 мл/м2 в качестве повышенного количества (имитация многоснежной зимы). В результате, схема опыта была представлена 3-мя вариантами: 1) Контроль (без внесения реагента); 2) Внесение ПГМ в дозе 50 мл/м2; 3) Внесение ПГМ в дозе 150 мл/м2. При площади делянки 1 м2, каждый вариант был представлен в 3-х кратной повторности. Для равномерного распределения реагента по всей площади делянки производили его разведение в 5 литрах дистиллированной воды. Отбор почвенных образцов проводили агрохимическим тростевым буром с глубины пахотного горизонта (0-20 см) с соблюдением стерильности [2]; 52 Научный фонд "Биолог" Определение численности почвенных микроорганизмов проводили на 3 и 10 дни после внесения ПГМ. Для учета общего количества бактерий, посев проводили на мясопептонный агар (МПА), для учета грибов – среду Чапека, для учета количества актиномицетов – крахмальноаммиачный агар (КАА) [3]. После определения среднего количества колоний на параллельных чашках пересчитывали количество микроорганизмов на 1 грамм абсолютно сухой почвы; Определение агрохимических показателей, характеризующих уровень почвенного плодородия, проводили по стандартным методикам [4, 5]; Эмиссию СО2 из почвы определяли посредством титриметрического анализа [6]. Результаты и обсуждение. По данным целого ряда исследователей, почвенная микрофауна является самым точным биоиндикатором «почвенной чистоты». Внесение противогололедного реагента в первый срок оказало незначительное депрессирующее влияние на почвенные микроорганизмы. Наиболее устойчивыми оказались почвенные грибы, численность которых претерпела минимальные изменения (табл. 1). Снижение общего количество микроорганизмов, при низкой дозе не значительно, тогда как при дозировке 150 мл/м2 можно отметить снижение их численности более чем в 2,5 раза. Аналогичная тенденция прослеживается и для группы актиномицеты, численность которых снижается при увеличении дозы ПГМ почти в 3 раза. Таблица 1 Численность групп почвенных микроорганизмов после внесения ПГМ * Вариант Общее микробное число Грибы Актиномицеты 1-ый срок отбора 1. Контроль (26±0,5)·106 (10±1)·104 (13±2)·106 2 6 4 2. ПГМ, 50 мл/м (21±1)·10 (12±3)·10 (10±2)·106 2 6 4 3. ПГМ, 150 мл/м (10±0,8)·10 (13±2)·10 (6±0,5)·106 2-ой срок отбора 1. Контроль (24±2)·106 (8±3)·104 (14±3)·106 2 6 4 2. ПГМ, 50 мл/м (33±3)·10 (17±1)·10 (21±3,2)·106 2 6 4 3. ПГМ, 150 мл/м (29±10)·10 (15±2)·10 (16±5)·106 - доверительный интервал(±) при 0,05 уровне значимости. Важно отметить, что во второй срок снижения численности микроорганизмов в почве при внесении ПГМ (независимо от дозы), обнаружено не было. Наблюдается не только восстановление до исходного уровня, но и резкое увеличение численности отдельных групп организмов и прежде всего актиномицетов. То есть уже к 10-му дню можно наблюдать так называемую саморегенерацию и очищение почвы. Кроме микробиологической активности, первоочередной задачей в опыте стояло изучение действия ПГМ на показатели, характеризующие кислотность почвы и состояние почвенного поглощающего комплекса (ППК). Результаты представлены в таблицах 2-4. Научный фонд "Биолог" 53 Научный фонд "Биолог" Таблица 2 Влияние ПГМ на показатели характеризующие кислотность почвы* Мг-экв. /100 г. почвы Вариант рНвод. рНсол. Нг Аl 1-ый срок отбора 1. Контроль 6,2 5,0 1,8 отсутствует 2 2. ПГМ, 50 мл/м 6,2 5,2 1,8 отсутствует 3. ПГМ, 150 мл/м2 5,7 4,9 1,8 отсутствует 2-ой срок отбора 1. Контроль 6,5 5,0 2,0 отсутствует 2 2. ПГМ, 50 мл/м 6,2 4,9 1,5 отсутствует 3. ПГМ, 150 мл/м2 5,9 4,9 2,0 отсутствует * - доверительный интервал по всем показателям не более 0,02. По величине рН взятый для опыта участок имеет характерную для зональных дерновоподзолистых почв кислую (рН сол.4,9-5,2) реакцию почвенного раствора. В свою очередь значение гидролитической кислотности не превышает значения 2 мг-экв. /100 г. почвы. Различия по величине рН между вариантами были вызваны во многом пестротой почвенного плодородия, так Вариант 1. Контроль 2. ПГМ, 50 мл/м2 3. ПГМ, 150 мл/м2 1. Контроль 2. ПГМ, 50 мл/м2 3. ПГМ, 150 мл/м2 как отсутствовала прямая связь увеличения кислотности от дозы ПГМ. Внесение ПГМ не способствует переводу алюминия почвенных минералов в подвижное состояние. Не менее важным является действие ПГМ на состояние почвенного поглощающего комплекса (ППК) (табл. 3). Таблица 3 Влияние ПГМ на показатели характеризующие состояние ППК Мг-экв. /100 г. почвы Сl-, мг / 100 мл V, % вытяжки S ЕКО 1-ый срок отбора 12,1 ±1,41 13,8 ±0,0 87,2 ±2,23 0,1-0,5 12,6 ±0,34 14,4 ±2,2 87,7 ±2,20 0,5-1,0 12,4 ±0,70 14,1 ±2,0 87,5 ±2,20 0,5-1,0 2-ой срок отбора 13,2 ±0,4 15,2 ±2,3 86,9 ±2,40 0,1-0,5 12,3 ±0,7 13,8 ±0,3 88,8 ±0,57 1,0-5,0 12,3 ±0,1 14,3 ±1,8 86,1 ±0,0 1,0-5,0 Слабое влияние противогололедного материала на показатели характеризующие состояние ППК прежде всего связано с низкой емкостью поглощения (13,8-15,2мг-экв. /100 г. почвы), что крайне характерно для дерновоподзолистых почв легкого гранулометрического состава. При внесении ПГМ несколько увеличилось содержание иона хлора в водной вытяжке в образцах 2-го срока отбора. Это связано с тем, что большинство минеральных компонентов ПГМ представлено хлоридами. В свою очередь, следует отметить высокую подвижность иона хлора и способность его к вымыванию за пределы пахотного корнеобитаемого горизонта. Особенно этому будут способствовать наличие атмосферных осадков. Кроме физико-химических показателей, уровень плодородия почвы характеризуется содержанием основных элементов минерального питания (табл. 4). Научный фонд "Биолог" 54 Научный фонд "Биолог" Таблица 4 Влияние ПГМ на показатели характеризующие обеспеченность почвы элементами питания и эмиссию углекислого газа Мг/кг почвы Мг СО2/ Вариант кг*час N-NO3 N-NH4 Р2О5 К2О 1-ый срок отбора 1. Контроль следы 24,8 ±1,50 71,4 ±0,0 196,2 ±6,4 33,8 ±5,18 2 2. ПГМ, 50 мл/м следы 24,8 ±0,49 179,5 ±0,2 195,2 ±4,7 37,4 ±2,53 3. ПГМ, 150 мл/м2 следы 34,7 ±0,38 99,7 ±0,1 116,9 ±6,2 33,8 ±7,23 2-ой срок отбора 1. Контроль следы 16,7 ±0,0 126,1 ±0,2 222,7 ±2,9 26,8 ±6,86 2. ПГМ, 50 мл/м2 следы 20,4 ±0,02 124,8 ±0,3 190,1 ±2,6 37,4 ±4,53 3. ПГМ, 150 мл/м2 следы 28,5 ±0,0 99,1 ±0,0 168,8 ±5,4 30,3 ±7,44 На основании данных таблицы, можно отметить, что осенью под хорошо развитым травостоем содержание в почве минеральных форм азота в оба срока очень низкое и низкое. Содержание подвижного фосфора и обменного калия, также не было подвержено значительным изменениям. Четкого влияния ПГМ на содержание минерального азота, подвижного фосфора и обменного калия в почве отмечено не было. Не обнаружено и существенного влияния ПГМ на дыхание микроорганизмов (большая ошибка определений связана с тем, что для анализа использовали дерновый слой, удалить все корни из которого, во влажном состоянии практически невозможно). Выводы 1. На 3 день после внесения ПГМ отмечалось слабое угнетающее действие на отдельные группы микроорганизмов. Ко второму сроку отбора, отмечалось восстановление численности сапрофитной микрофауны, актиномицетов и почвенных грибов, что свидетельствует об отсутствии токсичности испытанного ПГМ для почвенной микрофлоры; 2. Противогололедный материал ХКН-КМ жидкий СТО 13938707-01-2013 в дозах 50 и 150 мл на квадратный метр не оказал заметного влияния на содержание основных элементов питания, физико-химические свойства, величину кислотности почвы и почвенное дыхание. 3. Использование ПГМ привело к незначительному увеличению концентрации иона хлора в составе водной вытяжке. Однако при данном уровне (1,0-5,0 мг/100 мл вытяжки), полученная концентрация не является токсичной и может практически полностью исчезнуть при наличии атмосферных осадков. Литература 1. СанПиН 2.1.7.1287-03. Санитарноэпидемиологические требования к качеству почвы 2. ГОСТ 17.4.4.02-84. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа. 3. Теппер Е.З. Практикум по микробиологии / Е.З. Теппер, В.К. Шильникова, Г.И. Переверзева. – М.: Изд-во «Агропромиздат». 1987.- 240 с. 4. Агрохимические методы исследования п оч в / Под ред. А.В. Соколова. – М.: "Наука", 1975. - 656 с. 5. Химический анализ почв: учебное пособие / Растворова О.Г., Андреев Д.П., Гагарина Э.И., Касаткина Г.А., Федорова Н.Н. – СПб.: Изд-во Санкт-Петербургского университета. – 1995. – 264 с. 6. Основные микробиологические и биохимические методы исследования почв, ВНИИСХМ. – Л.: Лениздат.1987. – 121 с. References 1. SanPiN 2.1.7.1287-03. Sanitary and epidemiologic requirements to quality of the soil 2. GOST 17.4.4.02-84. Methods of selection and preparation of tests for the chemical, bacteriological, gelmintologichesky analysis. 3. Tepper E.Z. Praktikum on microbiology / E.Z. Tepper, V.K. Shilnikova, G.I. Pereverzeva. – M.: Publishing house "Agropromizdat". 1987. - 240 pages. 4. Agrochemical methods of research of soils / Under the editorship of A.V. Sokolov. – M.: "Science", 1975. - 656 pages. 5. Chemical analysis of soils: Manual / Rastvorova O.G., Andreyev D.P., Gagarina E.I., Kasatkina G.A., Fedorova N.N. – SPb.: Publishing house of the St. Petersburg university. – 1995. – 264 pages. 6. Main microbiological and biochemical methods of research of soils, VNIISHM. – L.: Lenizdat.1987. – 121 pages. Научный фонд "Биолог" 55 Научный фонд "Биолог" Стогов И.А.1, Мовчан Е.А.2, Ланге Е.К.3, Полякова Н.В.4 СТРУКТУРА БИОТЫ РЕК И ОЗЕР ПОЛУОСТРОВА ЯМАЛ В 2014 Г. 1 кандидат биологических наук, доцент, СПбГУ, г.Санкт-Петербург 2 ст. преп. СПбГУ, г.Санкт-Петербург 3 н.с., Атлантическое отделение ИО РАН, г.Калининград 4 ст. преп. СПбГУ, г.Санкт-Петербург STRUCTURE OF THE BIOTA OF THE RIVERS AND LAKES OF THE YAMAL PENINSULA IN 2014 Stogov Igor A. Candidate of Science, associate professor of SPSU, St. Petersburg Movchan Ekaterina A. Senior teacher SPSU, St. Petersburg Lange Evgeniya K. researcher, Atlantic dep. of Oceanology Ist. of RAS, Kaliningrad Polyakova Nataliya V. Senior teacher SPSU, St. Petersburg АННОТАЦИЯ В работе представлены структурные показатели фитопланктона, зоопланктона и зообентоса и оценено качество воды рек и озер полуострова Ямал в 2014 г. ABSTRACT In article structural characteristics of a phytoplankton, zooplankton and zoobenthos are presented and quality of water of the rivers and lakes of the Yamal Peninsula in 2014 is estimated. Ключевые слова: реки и озера Ямала, планктон, бентос, качество воды. Keywords: rivers and lakes of Yamal, plankton, benthos, quality of water. Несмотря на достаточно длительный, почти 100-летний, период исследования, гидробиологический режим водных объектов полуострова Ямал до сих пор изучен слабо. В ретроспективной сводке по Ямалу (Богданов и др., 2000) отмечено множество не обследованных рек и озер. Целью настоящей работы стала оценка современного состояния фито-, зоопланктона и зообентоса водных объектов Ямала по данным, полученным авторами в 2014 г. Биологический материал собран в 2014 г. на 10 водных объектах полуострова Ямал в сентябре 2014 г. Всего собрано и обработано по 10 проб фитопланктона и зоопланктона, а также 20 проб макрозообентоса. Пробы фитопланктона (0,5 л) отбирали с поверхности и фиксировали модифицированным р-ром Люголя (Кузьмин, 1975) с последующей концентрацией стандартным методом седиментации до конечного объема 10 мл (Руководство…, 1992). Подсчет водорослей проводился в камере Нажотта (0,02 мл) в проходящем свете с использованием микроскопа "Ergaval" (увеличение до х640). Биомассу клеток водорослей рассчитывали методом геометрического подобия. К доминирующим формам относили виды и группы водорослей, составлявшие более 10% от общей биомассы в пробе. Пробы зоопланктона отбирали способом фильтрации 100 л воды из поверхностного слоя 00.5 м через капроновое сито № 70 и фиксировали формалином до 3-4% концентрации. Для расчета биомассы зоопланктона использовали средние веса, вычисленные с использованием параметров уравнения зависимости массы тела от длины (Балушкина, Винберг, 1979; Методические рекомендации..., 1984). Пробы макрозообентоса собраны дночерпателем площадью захвата 1/40 кв.м по 2 дночерпателя в пробу, промыты через сито ячеей 0,2 мм и зафиксированы 70-% этиловым спиртом. Биомасса донных беспозвоночных определена взвешиванием организмов на торсионных весах «Techniprot» точностью 0,5 мг. В конце сентября 2014 г. таксономическое разнообразие фитоценозов исследованных водных объектов п-ва Ямал варьировало в широких пределах от 4 до 26 таксонов. Озерный фитопланктон характеризовался наибольшим числом таксонов (16-21) и относительно высоким таксономическим разнообразием зеленых и цианобактерий. Фитоценозы ручьев и небольших до 4 м шириной рек представлены 5-10 таксонами водорослей, в более крупных реках Сеяха, Надояха, Матюйяха шириной 20-35 м отмечено 10-15 таксонов. Диатомеи Navicula spр. по биомассе доминировали в речных и озерных фитоценозах р. Надояха и оз. Томбойто (табл. 1). Золотистые водоросли рода Uroglena доминировали в фитоценозах двух озер, а криптофитовые Научный фонд "Биолог" Cryptomonas spp., как правило, превалировали в речных сообществах. Среди массовых форм диатомей обычны водоросли родов Nitzschia, Eunotia, Synedra, Tabellaria, Diatoma, среди зеленых – Koliella, Mougeotia, среди желтозеленых – Tribonema. Уровень вегетации микроводорослей был неодинаков – суммарная биомасса варьировала от 56 Научный фонд "Биолог" 10 до 922 мг/куб.м, при этом реки характеризовались низкой продуктивностью фитопланктона – средняя биомасса составила 60±20 мг/куб.м. Вегетация озерного фитопланктона была существенно выше, составив в среднем 650±220 мг/куб.м. Таблица 1. Структурные характеристики фитопланктона исследованных водоемов и водотоков (N – численность, тыс. кл../л; В – биомасса, мг/куб.м; руководящая форма – более 10% общей биомассы). Станция N B Руководящие формы ручей б/н 43 10,63 Tabellaria flocculosa, Eunotia lunaris, Pennales р. 389 138,79 Synedra ulna, Mougeotia sp. Матюйяха р. Махаяха 120 44,15 Cryptomonas spp., Synura uvella р. Надояха 259 35,75 Asterionella formosa, Diatoma vulgare, Navicula sp., Synedra ulna река б/н 1 129 29,95 Nitzschia sigmoidea, Synedra sp., Navicula sp. река б/н 2 117 48,29 Tabellaria fenestrata, Epithemia zebra var.saxonica, Cryptomonas spp., Flagellata р.Сеяха 385 92,44 Tribonema affine, Asterionella formosa, Fragilaria capucina, Oscillatoria sp., оз. 649 222,03 Uroglena sp., Navicula sp. Томбойто озеро б/н 1 19015 816,86 Koliella longiseta, Flagellata озеро б/н 2 8480 921,49 Asterionella formosa, Uroglena sp., Flagellata Водные объекты п-ова Ямал характеризуются крайне бедным видовым составом и низким уровнем развития зоопланктона. Отмечено 2 вида коловраток, 8 видов ветвистоусых и 5 видов веслоногих ракообразных. На отдельных станциях отмечено от 1 до 11 форм, их количество на большинстве станций не превышало 5. Количественное развитие зоопланктона на всех станциях низкое, на некоторых станциях отмечены лишь единичные организмы, как правило, ювенильные стадии веслоногих ракообразных. Максимальная численность обычно не превышала 3-4 тыс.экз./куб.м, биомасса - 0,5 г/куб.м (табл. 2). Таблица 2. Структурные характеристики (N – численность, экз./куб.м; В – биомасса, мг/куб.м) зоопланктона в водоемах и водотоках п-ва Ямал в 2014 г. станция N B Руководящие формы ручей б/н 10 0,10 Copepoda copepoditii р. Матюйяха 4200 528,10 Holopedium gibberum р. Махаяха 50 3,30 Heterocope borealis р. Надояха 250 6,50 Bosmina (E.) crassicornis река б/н 1 710 7,30 Chydorus sphaericus река б/н 2 220 2,20 Copepoda copepoditii р.Сеяха 3030 103,00 Bosmina (E.) crassicornis, Eurytemora lacustris, Cyclops scutifer оз. Томбойто 880 10,91 Alonella exisa, Copepoda copepoditii озеро б/н 1 20 0,20 Chydorus sphaericus, Copepoda copepoditii озеро б/н 2 4330 201,70 Eudiaptomus gracilis Зообентос исследованных рек и озер п-ова Ямал характеризовался довольно бедным видовым составом, на отдельных станциях было отмечено от 2 до 10 форм. Количественное развитие на большинстве станций низкое, однако в р. Махаяха общая численность составляла 22800 Научный фонд "Биолог" 57 экз./кв.м, биомасса – около 65 г/кв.м, что связано с массовым развитием мелких двустворчатых моллюсков рода Pisidium. На большинстве речных и озерных станций преобладали личинки хирономид, реже доминировали высшие ракообразные и олигохеты (табл. 3). Как уже отмечено, качество воды в водных объектах полуострова Ямал в 2014 г. оценено по 2 индексам для фито- и зоопланктона и 4 индексам для зообентоса (табл. 4). Наихудшим Научный фонд "Биолог" качеством воды характеризовались реки Матюйяха и Сеяха, средний класс вод в которых соответствовал переходному от умеренно загрязненных до загрязненных органическим веществом. В среднем воды исследованных водоемов и водотоков п-ва Ямал в 2014 г. соответствовали 3 классу вод, т.е. умеренно загрязненных органическим веществом. Таблица 3. Структурные характеристики (N – численность, экз./кв.м; В – биомасса, г/кв.м) зообентоса в водоемах и водотоках п-ва Ямал в 2014 г. станция N B Руководящие формы, доля в общей биомассе Ручей б/н 4600 17,11 Chironomus sp. 39% р. Матюйяха 1500 2,63 Sergentia corosim 70% р. Махаяха 22800 64,95 Pisidium sp. 38% р. Надояха 880 1,16 Procladius (Holotanypus) sp. 53% Река б/н 1 80 0,14 Procladius (Holotanypus) sp. 77% Река б/н 2 1760 1,27 Hydrobaenus lugubris 73% р. Сеяха 220 0,96 Saduria entomon 47% оз. Томбойто 220 0,68 Gammarus lacustris 99% Озеро б/н 1 920 2,60 Oligochaeta var. 37% Озеро б/н 2 240 3,69 Microsema гр. gelidum 77% оз. Томбойто Озеро б/н 2 Река б/н 2 1,3 1,8 5 1,6 1,9 0 1,6 6 1,7 3 1,9 2 1,2 5 2,4 1 0,8 1 11 1,1 8 1,4 7 1,4 7 1,2 2 0,6 8 0,1 4 0 1,5 1,4 9 6,5 0,9 8 1,6 9 1,0 3 1,9 5 1,5 5 9,6 1,1 5 1,4 4 1,4 7 1,5 7 0,8 5 0,3 5 0 4 3,5 1,5 7 - 1,7 7 1,4 5 2,7 3 1,8 Шеннон-Уивер (Hn) 0,5 3 1,2 Шеннон-Уивер (Hn) 1,5 Балушкина (Kch) 0,8 8 0 Гуднайт-Уитли (Nol) Вудивисс Средний класс качества вод р. Махаяха Зообентос Пантле-Букк (S) р. Матюйяха Зопланктон Озеро б/н 1 Шеннон-Уивер (Hn) Ручей б/н Пантле-Букк (S) р. Сеяха Фитопланкто н Река б/н 1 станция р. Надояха Таблица 4. Качество воды исследованных водоемов и водотоков п-ва Ямал в 2014 г. 1 2,8 5 В фитопланктоне бассейна нижней Оби насчитывается 706 таксонов водорослей видового и внутривидового ранга (Семенова, Науменко, 2001). По таксономическому разнообразию во 0,5 8 0 0 2,9 7 0,6 3 7 0,4 9 1,2 5 1,9 1 0,9 7 13 2 3,4 2 2,8 2 3 - 1,5 5 2,0 3 0,6 9 1,5 1 7,5 1,4 2 1 1,7 5 2,2 3 6,5 0 25 2 3,6 2 3,2 4 3,1 5 3,1 2 3,1 всех водоемах преобладают диатомовые и зеленые водоросли; синезеленые составляют 10 % от общего числа видов. Разнообразие водорослей из других отделов невелико и составляет от 1 до 3 Научный фонд "Биолог" 58 % общего разнообразия. В экологогеографическом отношении водоросли планктона низовий Оби представлены широко распространенными видами, обитающими в основном в пресных водоемах, велика роль бореальных видов. Наличие арктоальпийских видов указывает на холодолюбивый характер фитопланктона реки и Обско-Тазовской устьевой области. В Нижней Оби и Обско-Тазовской устьевой области по результатам многолетних исследований выявлено 223 вида и 45 разновидностей и форм зоопланктона (Семенова и др., 2000). Наибольшее число видов отмечено для коловраток — 36 % всего видового разнообразия; для ветвистоусых и веслоногих рачков соответственно 31 и 33 %. В реках чаще всего доминируют коловратки, составляя в среднем 66,5% численности и 42% биомассы зоопланктона. В заливах рек фауна планктона богаче, как в качественном, так и в количественном отношении. Средняя численность зоопланктона рек пова Ямал составляет 40,1 тыс.экз./ куб.м, а биомасса 0,65 г/ куб.мЗоопланктон озер характеризуется наибольшим богатством фауны и количественным развитием зоопланктеров. В пойменных озерах обычно доминируют ветвистоусые рачки (Природная…, 1995), хотя соотношение основных групп меняется в течение года: основной компонент планктонных сообществ в весеннее время – молодь веслоногих рачков и коловратки, в осеннее – коловратки (Савченко, 2008). Средняя численность зоопланктона пойменных озер составляет 69,6 тыс.экз./куб.м, биомасса – 2,8 г/куб.м. Непойменные озера отличаются низким видовым разнообразием, но относительно высоким обилием зоопланктона: средняя численность составляет 72,4 тыс.экз./ куб.м, средняя биомасса – 2,5 г/ куб.м (Природная…, 1995). Экологическая группа Фитопланктон Зоопланктон Зообентос Научный фонд "Биолог" В низовьях Оби в ходе многолетних наблюдений в зообентосе было обнаружено более 90 видов, родов и форм донных беспозвоночных. В качественном составе наиболее богато представлены личинки хирономид (63 вида). Наибольшие значения биомассы по многолетним наблюдениям отмечены на разрезах р. Мал. Оби — в среднем 4,7 г/кв.м, по р. Бол. Оби биомассы зообентоса значительно меньшие и в среднем составляют 0,9 г/кв.м (Шарапова, Кузикова, 1986; Кузикова, Бутакова, Садырин, 1989). Характерной особенностью речных систем являются, при значительном видовом разнообразии, невысокие количественные показатели и их неравномерное распределение. Русла рек, дно которых сложено из чистых песков, не отличаются богатством донной фауны. Общая численность колеблется от 10 до 200 экз./кв.м, биомасса – от 0,05 до 2,0 г/кв.м. По численности и биомассе доминируют (свыше 90%) псаммофильные личинки хирономид, встречаются двустворчатые моллюски родов Euglesa и Pisidium, в небольших количествах олигохеты. На участках рек с замедленным течением и в озерах обычно развивается богатая донная фауна. Численность бентосных организмов колеблется от 100 до 9200 экз./кв.м, биомасса – от 0,3 до 23,0 г/кв.м. Доминируют личинки хирономид или двустворчатые моллюски, часто встречаются личинки ручейников и поденок, брюхоногие моллюски (Природная…, 1995). В зообентосе озер северной части Обского бассейна преобладают малощетинковые черви сем. Tubificidae и личинки хирономид, среди которых наибольшее значение имеют хищные виды Procladius ferrugineus и Cryptochironomus defectus, а также пелофилы Chironomus nigrifrons (Шарапова, Абдуллина, 2005). Таблица 5. Структура биоты и качество воды в реках и озерах Ямала в 2014 г. показатель реки озера N, тыс.кл./л B, мг/куб.м N, экз./куб.м B, мг/куб.м N, экз./кв.м B г/кв.м Класс качества вод Таким образом, по нашим данным 2014 г. планктонные и донные ценозы рек и озер полуострова Ямал характеризуются обычными 210+40 60+10 1210+480 90+40 4550+1830 12.6+5.7 3,2 9380+2680 650+120 1740+720 70+40 460+130 2.3+0.5 3,1 для региона величинами обилия (табл. 5), при этом количественные показатели фитопланктона существенно выше в озерах, а зообентоса – в Научный фонд "Биолог" реках. Структурные показатели зоопланктона и средние индекса качества вод в стоячих и текучих водах различаются несущественно. Литература Богданов В. Д., Богданова Е. Н., Госькова О. А., Мельниченко И. П. Ретроспектива ихтиологических и гидробиологических исследований на Ямале. Екатеринбург: Изд-во «Екатеринбург», 2000. 88 с. Кузикова В. Б., Бутакова Т. А., Садырин В. М. Современное состояние донной фауны Нижней Оби и ее эстуария // Гидробиологическая характеристика водоемов Урала. Свердловск: УрО АН СССР, 1989. С. 92–102. Кузьмин Г.В. Фитопланктон. Видовой состав и обилие // Методика изучения биогеоценозов внутренних водоемов. М. 1975. С. 73-87. Природная среда Ямала // ред. Цибульский В. Р., Валеева Э. И., Арефьев С. П. и др. Тюмень: ИПОС СО РАН, 1995. Т. 1. 168 с. Руководство по гидробиологическому мониторингу пресноводных экосистем // Под ред. Абакумова В.А. СПб., Гидрометеоиздат, 1992. 318 с. Савченко Н.В. Гидробиология озёр альпийского пояса Северо-Западного Алтая и Западно-Сибирской Субарктики (сравнительный 59 Научный фонд "Биолог" аспект). В: Биоразнообразие, проблемы экологии Горного Алтая и сопредельных регионов: настоящее, прошлое, будущее. Ч. 1. (По материалам международной конференции 22-26 сентября 2008 года, г. Горно-Алтайск): 1-4, электр. ресурс: http://elib.gasu.ru/konf/biodiversity/2008. Семенова Л.А., Князева Н.С., Степанова В.Б. и др. Среда обитания рыб в низовьях р. Оби и ее эстуариях // Биологические ресурсы прибрежья Российской Арктики. М.: Изд-во ВНИРО, 2000. С. 133–136. Семенова Л.А., Науменко Ю.В. Новые данные к альгофлоре Нижней Оби и ее эстуария // Вестн. экологии лесоведения и ландшафтоведения. 2001. Вып. 1. С. 131–137. Шарапова Т.А., Кузикова В.Б. К изучению зообентоса Нижней Оби // Водные экосистемы Урала, их охрана и рациональное использование. Свердловск, 1986. С. 158–159. Шарапова Т.А., Абдуллина Г.Х. К изучению водных беспозвоночных южных тундр Западной Сибири // Вестник экологии, лесоведения и ландшафтоведения. № 5, (2005). ЭНИ Института Проблем Освоения Севера Сибирского Отделения Российской Академии Наук.
