№ 6 (2024)
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ И ЭВОЛЮЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ
Уникальность и филогенез микроба чумы Yersinia pestis
Аннотация
Филогении микроба чумы (Yersinia pestis), реконструированные на основе молекулярно-генетического (МГ) подхода, не конгруэнтны фактам, накопленным классическими научными направлениями: экологией, биогеографией, палеонтологией, эпизоотологией и другими. МГ подход, несмотря на свою продвинутость, не может назвать исходного хозяина возбудителя чумы и доверительно охарактеризовать корень филогенетического древа. Этот недостаток восполняет экологический в широком понимании (ЭКО) подход, оперирующий такими экологическими, филогеографическими и биогеографическими категориями, как подвид, географическая популяция, ареал, экологическая ниша, непосредственное родство. Y. pestis, будучи “обитателем крови” теплокровных грызунов-хозяев, передается трансмиссивным способом через укусы блох и является уникальным в семействе кишечных бактерий Yersiniaceae (Enterobacteriaceae). Согласно ЭКО подходу, его уникальность связана с происхождением в популяциях монгольского сурка-тарбагана (Marmota sibirica) от клона кишечного псевдотуберкулезного микроба Y. pseudotuberculosis O:1b при уникальных обстоятельствах – заражении популяции сурков псевдотуберкулезом не традиционным алиментарным путем на пастбище, а травматическим способом во время зимней спячки. Выявление исходного хозяина возбудителя чумы раскрывает широкие перспективы изучения его эволюционной истории (видообразования и внутривидовой диверсификации) и совершенствования методологии эколого-географических, филогеографических и филогенетических исследований этого особо опасного патогена.



БИОХИМИЯ
Влияние разных режимов освещения и кормления на экспрессию генов fadsd5, fadsd6, elovl2, elovl5а десатураз и элонгаз в печени молоди атлантического лосося Salmo salar L. в условиях аквакультуры
Аннотация
Проведен анализ относительного уровня экспрессии генов ферментов – десатураз и элонгаз (fadsd5, fadsd6, elovl2, elovl5a, elovl4), являющихся ключевыми в биосинтезе длинноцепочечных полиненасыщенных жирных кислот, в печени молоди атлантического лосося Salmo salar Linnaeus, 1758, содержащегося при разных режимах освещения и кормления в условиях аквакультуры. Установлено, что в марте у смолтов атлантического лосося (0+), выращиваемых при круглосуточном освещении и кормлении, уровень экспрессии гена fadsd5 десатуразы был выше, чем у рыб, содержащихся при естественном режиме освещения и кормлении в светлое время суток. Изменения в экспрессии генов (elovl2, elovl5a, fadsd5) у молоди лосося отражают адаптивные процессы на молекулярно-генетическом уровне в процессе роста и развития рыб и в ответ на изменения условий окружающей среды. Полученные результаты позволяют оценить способность/потребность молоди лосося к биосинтезу ПНЖК в процессе роста и развития.



Активность ферментов энергетического и углеводного обмена у сеголеток радужной форели (Oncorhynchus mykiss Walb.) при кормлении двумя видами коммерческих кормов
Аннотация
Исследовали активность ферментов энергетического и углеводного обмена (цитохром с оксидазы, лактатдегидрогеназы, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, 1-глицерофосфатдегидрогеназы, пируваткиназы, альдолазы) в мышцах и печени радужной форели Oncorhynchus mykiss Walb. трех размерных групп (РГ) возрастом 5, 10 и 12 месяцев при влиянии двух видов коммерческих кормов с различающимся составом. Уровни активности ферментов Г6ФДГ, 1-ГФДГ и альдолазы в печени были достоверно выше у рыб из группы «Корм №2». Выявленные различия в активности ферментов в печени рыб позволяют предположить, что корм №2 в большей степени (по сравнению с кормом №1) способствует использованию углеводов в биосинтезе липидов. Различия в активности ферментов ЦО, ЛДГ, альдолазы, Г6ФДГ и 1-ГФДГ в печени и мышцах рыб в зависимости от месяца сбора проб и принадлежности к размерной группе связаны, вероятнее всего, с перестройками в метаболизме рыб по мере увеличения массы в сторону генеративного обмена.



ГЕНЕТИКА
Анализ мутаций типа G:C>T:A, G:C>A:T и G:C>C:G в гене TP53 у облученных женщин с раком молочной железы и без в отдаленные сроки после хронического радиационного воздействия
Аннотация
Работа представляет результаты анализа мутаций типа G:C>T:A, G:C>A:T и G:C>C:G в гене TP53 в клетках периферической крови у 24 женщин с раком молочной железы и у 17 женщин без такового, подвергшихся хроническому облучению. Было обнаружено 17 различных вариантов, представляющих собой однонуклеотидные замены. Различия частот носителей обнаруженных вариантов между группой сравнения и основной не достигали статистически значимого уровня. Все обнаруженные варианты присутствовали в базе данных IARC TP53 и не имели клинического значения как «патогенные». Несмотря на отсутствие статистически значимых различий, вопрос о влиянии хронического низкоинтенсивного радиационного воздействия на частоту мутаций в гене TP53 остается открытым и требует дальнейших исследований с привлечением большего объема данных.



БОТАНИКА
Распространение Lemna на границе ареала на северо-западе Мурманской области как результат антропогенных изменений водных объектов
Аннотация
Приведены данные о новых местонахождениях рясок Lemna minor, Lemna trisulca и Lemna × japonica – гибрида между L. minor и L. turionifera (Lemnaceae) на северо-западе Мурманской области севернее 68.5° с. ш., в том числе в государственном природном заповеднике “Пасвик” и на сопредельных ему территориях в водосборном бассейне р. Паз. На северо-западе Мурманской области обнаружено 2 новых местонахождения L. minor, 1 – L. × japonica, а также 10 новых местонахождений L. trisulca. Всего представители рода Lemna произрастали на 18 обследованных станциях: 2 – L. minor, 2 – L. × japonica, 16 – L. trisulca (на 2 станциях L. minor и L. trisulca произрастали совместно). Диапазон pH воды исследованных рек и озер изменялся от 6.0 до 7.6, т.е. был преимущественно нейтральным (среднее значение – 6.9). Минерализация воды изменялась от 17 до 251 мг/л (среднее значение – 53 мг/л). Местонахождения L. minor в безымянном озере у г. Заполярный и оз. Куэтсъярви – по-видимому, самые северные в мире, а L. trisulca в р. Паз (оз. Клистерватн) – в европейской России. На севере Мурманской области L. minor и L. × japonica связаны только с антропогенно эвтрофированными водоемами с повышенной, относительно фона, минерализацией воды. Данные таксоны можно считать здесь индикаторами высокой трофности. Местообитания L. trisulca – преимущественно антропогенно трансформированные водные объекты. Максимальные показатели обилия данного вида отмечены также в зонах повышения трофности водоема.



Aristolochia секции Siphisia in vitro
Аннотация
Результаты исследования представляют собой оптимизацию методики по клональному микроразмножению 4 видов рода Aristolochia секции Siphisia – редких, эндемичных и лекарственных растений. В работе использованы 6-бензиламинопурин (БАП) (0.5, 1.0, 1.2 и 1.4 мг/л) и индолилмасляная кислота (ИМК) (0.5 и 1.0 мг/л). Субкультивирование на разных питательных средах (МС с добавлением 0.5 мг/л БАП на этапе размножения и ½ ВПМ с добавлением 0.5 мг/л ИМК на этапе укоренения) способствовало массовому получению микрорастений. Максимальные значения высоты микропобегов каждого вида выявлены при использовании 0.5 мг/л БАП. Наибольшим потенциалом к размножению обладали экспланты A. macrophylla (коэффициент размножения равен 34 шт.) и A. manshuriensis (34 шт.), наименьшим – A. californica (18.6 шт.), что связано с активацией разного числа почек у каждого вида.



ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ
Активность антиоксидантных ферментов и экспрессия кодирующих их генов в листьях растений пшеницы c разным аллельным статусом гена GPC-B1 при оптимальном содержании цинка в среде и его дефиците
Аннотация
Показано, что растения мягкой пшеницы изученных образцов устойчивы к дефициту цинка в корнеобитаемой среде. Обнаружены различные пути адаптации к этим условиям со стороны антиоксидантной системы у растений, имеющих функциональный аллель гена GPC-B1. Так, у растений линии 15-7-1 сохранение окислительно-восстановительного баланса клеток связано с возрастанием экспрессии гена Cu/ZnSOD и снижением экспрессии генов FeSOD и CAT1, а у растений линии 13-3, помимо повышения количества транскриптов гена Cu/ZnSOD, – с высокой конститутивной активностью супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы (КАТ). Полученные данные могут быть использованы при создании сортов (линий) пшеницы, способных при выращивании в условиях дефицита цинка в почве формировать семена с относительно высоким содержанием этого микроэлемента.



ЗООЛОГИЯ
Влияние температуры воды на размерно-возрастной состав, численность популяции Черноморcких моллюсков Hydrobia acuta и зараженность их партенитами трематод Gynaecotyla adunca
Аннотация
В статье выполнен анализ влияния температуры воды на размеры, численность популяции моллюсков Hydrobia acuta и их зараженность партенитами трематод Gynaecotyla adunca в бухте Казачьей (Черное море). Выявлено, что изменение температуры объясняет около 60% изменчивости экстенсивности инвазии и около 30% изменчивости численности моллюсков. Установленные корреляционные зависимости могут быть использованы для приближенной оценки влияния температуры воды на показатели численности популяции моллюсков и их зараженности партенитами трематод в черноморской акватории.



Разработка и валидация метода оценки индивидуальных поведенческих характеристик собаки домашней (Canis lupus familiaris) путем онлайн-опроса владельцев
Аннотация
Оценка индивидуальных поведенческих характеристик (ИПХ) домашних собак представляет для исследователей как фундаментальный, так и практический интерес. В работе представлены результаты разработки и оценки надежности методики оценки ИПХ на основе онлайн-опроса владельцев, не обладающих специальной подготовкой. В опросе приняли участие 4530 респондентов. Опросник включал 20 вопросов, которые оценивались по шкале Ликерта. Методом факторного анализа выявлено 6 факторов, по которым проведено сравнение ИПХ различных породных групп по классификации FCI, а также оценена прогностическая роль породы при определении различий ИПХ собак. Сравнение данных нашего опросника с аналогичными, полученными в США и Японии (Q-BARK), показало, что выделенные факторы в целом совпали (Альфа Кронбаха составила 0.73, что говорит о достаточной надежности методики), хотя вопросы для российской аудитории были сформулированы иначе. Таким образом, данный опросник может быть использован для оценки ИПХ, формирования современного поведенческого портрета конкретной породы, ее соответствия имеющимся стандартам, а также изменений, происходящих в результате отсутствия отбора, например, по рабочим качествам.



ЭКОЛОГИЯ
Первичная продукция в литорали Онежского озера и ее роль в продуктивности водоема
Аннотация
Впервые выполнены двухлетние сезонные исследования продукции фитопланктона в каменисто-песчаной литорали северного глубокого и холодноводного Онежского озера. Результаты исследований показали, что фотосинтез характеризуется двумя или тремя сезонными максимумами, величины которых находятся в пределах олиготрофных экосистем. Рассмотрены основные первичные продуценты, концентрация фосфора в воде, температура воды в течение вегетационного периода. Выявлены различия в сезонной динамике фотосинтеза и сходные среднесезонные и максимальные величины в сравнении с глубоководным районом озера. Показан малый вклад продукции литорального фитопланктона в первичную продуктивность экосистемы.



Пригодность местообитаний и динамика ареала редких пустынных видов миксомицетов рода Didymium в условиях глобального изменения климата в Азии
Аннотация
Способность определить пространственное распределение редких видов имеет решающее значение для понимания факторов окружающей среды, влияющих на них. Моделирование пространственного распределения методом максимальной энтропии (MaxEnt) решает эту проблему, позволяя сделать выводы о распределении видов при изменении окружающей среды на основе данных о встречаемости. С помощью этого метода мы построили карту современного и потенциального географического распространения двух редких видов аридных миксомицетов – Didymium mexicanum и Didymium nullifilum. Были созданы модели потенциального распространения видов в мировом масштабе с использованием биоклиматических данных и программного обеспечения MaxEnt для моделирования пригодности местообитаний видов в текущих условиях (~1950–2000 гг.) и при прогнозируемых изменениях будущего климата (2100 г. н.э.) на основе 18 точек пространственного распространения D. mexicanum и 4 точек для D. nullifilum. Для видов дано подробное морфологическое описание. Вид D. mexicanum выявлен нами впервые в Азии.



Показатели метаболизма амфипод Gammarus oceanicus, подвергшихся воздействию октилфенола (4т-ОФ)
Аннотация
Нарастающее воздействие деятельности человека на биосферу требует исследования последствий воздействия опасных токсических веществ на водные экосистемы. Исследованы экофизиологические показатели амфипод Gammarus oceanicus Segerstråle, 1947, такие, как скорости потребления пищи, потребления кислорода и экскреции фосфатов (выделяющихся с мочой организма), для того, чтобы определить реакции этих рачков на воздействие малоизученного микрозагрязнителя антропогенного происхождения, ксеноэкстрогена, 4-трет-октилфенола (4т-ОФ). Через 28 дней воздействия наименьших концентраций 4т-ОФ (0.25 мкг/л) выявлено снижение пищеварительной и выделительной активности ракообразных, а уровень потребления кислорода был аналогичен значениям у контрольных рачков. Все изученные показатели тестируемых животных значимо изменялись после такого же времени воздействия 2.5 мкг/л 4т-ОФ, показывая неблагоприятное влияние на функционирование организма рачков. Полученные данные могут быть использованы для разработки критериев качества водной среды.



Многолетняя динамика вирусов гриппа A птиц в популяциях кряквы (Anas platyrhynchos) Москвы и Московской области: зависимость от миграционной активности
Аннотация
Целью данного исследования является выявление биологического разнообразия вирусов гриппа птиц на московских прудах и соотнесение изменения вирусологической картины с особенностями миграции крякв и динамикой численности уток этого вида на водоемах Москвы, попытка объяснения изменений в составе и разнообразии штаммов. В сентябре – ноябре 2008–2023 гг. на берегах городских прудов Москвы и Московской области собирали фекалии кряквы и изолировали из них вирусы гриппа типа А, к которым относятся и вирусы гриппа птиц. Вирусы выделяли стандартным способом путем размножения в куриных эмбрионах. Далее субтипировали изоляты путем ПЦР со специфическими праймерами и проводили секвенирование вирусов гриппа А. В течение 2008–2013 гг. в пробах от крякв преобладали европейские штаммы вирусов, в 2014–2019 гг. – азиатские. Соотнесение этих результатов с изменением миграционной картины у крякв позволяет считать, что европейские штаммы заносились в Московскую область преимущественно из южной Европы, а азиатские стали заноситься из Западной Европы. За исследованный период 2008–2019 гг. наблюдалось снижение числа штаммов вирусов гриппа, выделяемых от крякв на московских прудах. После 2014 года уменьшилась частота и резко упало разнообразие выделяемых вирусов. Причин снижения разнообразия штаммов может быть несколько, в частности – изменение соотношения добытых птиц на весенней и осенней охоте, увеличение численности крякв на зимовках в местах гнездования, а также падение численности озерных чаек, которые тоже являются носителями вирусов гриппа птиц.



ФИЗИОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ И ЧЕЛОВЕКА
Взаимосвязь количественных показателей sCD56 и sCD16 с уровнем иммунокомпетентных клеток, цитокинов, циркулирующих иммунных комплексов и циклических нуклеотидов у практически здоровых людей, проживающих на Арктической территории
Аннотация
Изучали содержание иммунокомпетентных клеток крови, фагоцитарную активность нейтрофилов, концентрации цитокинов, циркулирующих иммунных комплексов и уровни циклических нуклеотидов (цАМФ и цГМФ) сыворотки крови с разным уровнем растворимых молекул адгезии NCAM (CD56) и иммуноглобулина Fc-рецептора III (CD16) у практически здоровых людей, проживающих на Арктической территории. Установлено, что увеличение концентрации в сыворотке крови sCD56 и sCD16 у практически здоровых взрослых лиц трудоспособного возраста ассоциировано с повышением содержания клеток с соответствующими мембранными рецепторами. Увеличение концентрации sCD56 происходит с повышением содержания NK-клеток (CD3-CD16+CD56+) и T-NK клеток (CD3+CD16+CD56+). Увеличение уровня sCD16 сопровождается снижением содержания циркулирующих в крови лимфоцитов преимущественно Т-хелперов (CD3+CD4+), цитотоксических Т-лимфоцитов (CD3+CD8+) и активированных Т-лимфоцитов (CD3+HLA DR+). Повышение концентраций sCD56 ассоциировано с увеличением содержания провоспалительных IL-1β, IL-6, TNF-α и противовоспалительного IL-10. Концентрации циркулирующих иммунных комплексов повышаются с увеличением содержания sCD16 и sCD56. Повышение активности проведения сигнала с увеличением содержания лейкоцитов периферической крови CD16+ и CD56+ и шеддинга данных молекул происходит на фоне снижения концентраций цАМФ и цГМФ.


