Заповедный Байкал


День начала:19 Январь 2017 19:00
День окончания:19 Январь 2017
Место проведения:   ул. Малая Грузинская, 15. Государственный биологический музей им. К. А. Тимирязева
Проводит:   Государственный биологический музей им. К. А. Тимирязева.
Байкал
Озеро Байкал.

Чтобы узнать о природе разных стран, не обязательно ехать далеко. В Биологическом музее имени К. А. Тимирязева регулярно проходят встречи с учёными и путешественниками, побывавшими в заповедных уголках нашей планеты и готовыми рассказать о своих впечатлениях, открытиях и достижениях всем желающим.

Екатерина Железная — специалист в области популяционной биологии орхидных. Собирая материал для научной работы, она побывала в Баргузинском, Байкальском и Байкало-Ленском заповедниках, в Тункинском и Прибайкальском национальных парках, в горной стране Хамар-Дабан и других местах Иркутской области и Бурятии. В работе ей помогали местные биологи и сын Олег — студент-географ. В экспедициях Екатерина искала новые факты из жизни орхидей и рябчика дагана (рябчик дагана — это растение), собирала гербарий для музея, а ещё ночевала в палатке, варила уху и фотографировала закаты! Екатерине удалось обнаружить редкие растения: башмачок вздутоцветковый, калипсо луковичную, ладьян трёхнадрезный, орляк обыкновенный.

На лекции речь пойдет не только о растениях. Почему вода в Байкале такая чистая? Какие растения и животные обитают в озере и на его берегах и не встречаются больше нигде? Для чего была построена Круглобайкальская железная дорога? Как выглядели жилища коренных жителей Прибайкалья — бурятов, эвенков и тофаларов? Наконец, как составить маршрут путешествия по Прибайкалью? Об этом и о многом другом можно будет узнать на лекции. (далее…)

Сосны и ели используют одни и те же гены для адаптации к холоду


Pinus contorta
Сосна скрученная широкохвойная (Pinus contorta).

Международная группа исследователей, в которую вошли специалисты шести научных организаций Австралии, Канады и США, продвинула нас в понимании генетических механизмов адаптации деревьев к меняющимся условиям окружающей среды. Показано, что два связанных дальним родством вида деревьев используют одни и те же гены для решения сходных задач. Материалы исследования опубликованы в журнале Science.

«Главный вопрос биологии: как повторяется эволюционный процесс? Один из способов ответить на заданный вопрос — изучить, как различные виды приспосабливаются к похожим условиям, и проверить, используются ли одинаковые генетические решения при такой адаптации», — говорит один из авторов исследования, профессор Джейсон Холлидей (Jason Holliday).

В течение пяти лет около тридцати человек изучали два вида хвойных деревьев, растущих в западной части США и в Канаде — сосну скрученную широкохвойную (Pinus contorta) и канадскую ель (Picea glauca). Были собраны образцы из более чем 250 мест, после чего геном каждого из деревьев (23 тысячи генов) был секвенирован.

Анализ полученных данных показал, что сосна и ель используют один и тот же набор из 47 генов для адаптации к изменениям температуры, зависящих от расположения места обитания растения. Это интересный результат, ведь общий предок данных деревьев жил около 140 млн лет назад. У близких видов часто развиваются сходные черты, но в какой степени сходны на уровне генома наблюдаемые признаки разных видов, до сих пор не проверялось. (далее…)

Калифорнийская академия наук описала в 2016 году 133 новых вида


Shannon Bennett
Д-р Шеннон Беннетт (Shannon Bennett).

Описание обитающих на Земле видов — трудоёмкое занятие, но крайне интересное и нужное. В 2016 году только исследователи из Калифорнийской академии наук (California Academy of Sciences) описали 133 новых вида, дополнив наше знание о сложной структуре земной жизни. Среди ранее неизвестных видов — одна муха-жужжала, 43 муравья, 36 жуков, одна песчаная оса, четыре паука, шесть растений, 23 рыбы (в том числе один угорь, одна акула и один скат), семь голожаберников, пять ископаемых ежей (один ископаемый плоский морской ёж), один коралл, африканская ящерица и пугающий ранее неизвестный птичий вирус. К открытиям причастны более десятка учёных Академии и несколько десятков их коллег из других стран.

Не секрет, что на нашей планете всё ещё есть множество неизведанных мест, где живут до сих пор не описанные растения и животные (не говоря даже об огромном мире одноклеточных и вирусов). Калифорнийские учёные сообщают о видах, живущих на суше пяти континентов и в водах трёх океанов. (далее…)

Растению выгодно быть мутуалистом летучей мыши и питаться её фекалиями


Nepenthes hemsleyana
Nepenthes hemsleyana.

Что подтолкнуло плотоядное растение к изменениям, которые привели к переходу от употребления животной пищи к питанию фекалиями летучей мыши? Экологи из Германии, Брунея и Австралии считают, что они нашли ответ. Материалы их исследования, проясняющие эволюцию мутуализма, опубликованы в Journal of Ecology.

При мутуализме два разных вида обмениваются ресурсами или услугами, и часто один из видов перекладывает на другой выполнение ключевых для выживания задач.

Экологи считают, что такой «экологический аутсорсинг» развивался потому, что это наиболее эффективный подход. Но насколько это выгодно? Определить соотношение затрат и выгод — сложная задача. Международная группа экологов во главе с доктором Каролиной Шёнер (Caroline Schöner) из Грайфсвальдского Университета (нем. Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald) разработала оригинальный способ проверить это. (далее…)

Генетики отвечают на вопросы, заданные во времена Дарвина


Понимание генетических механизмов развития цветка расширяет наши знания обо всей системе опыления — основе биоразнообразия и продовольственной безопасности
Понимание генетических механизмов развития цветка расширяет наши знания обо всей системе опыления — основе биоразнообразия и продовольственной безопасности. / Иллюстрация — Ася Ад.

Биологи определили группу генов, отвечающую за репродуктивные признаки примулы обыкновенной (Primula vulgaris), растения, особенности размножения которого интересовали ещё Чарльза Дарвина.

Для примулы характерна так называемая диморфная гетеростилия. Суть этого приспособления к перекрёстному опылению заключается в том, что цветки у одной части популяции имеют длинные пестики, а у другой — короткие. Рыльце у длиннопестиковой формы располагается около уровня отгиба, а тычинки прикреплены к средней части трубки венчика; рыльце у короткопестиковой формы располагается в средней части трубки венчика, а тычинки — около уровня отгиба.

Гетеростилию первоцветов (первоцвет — одно из наименований примулы) подробно изучал Чарльз Дарвин в 1862 и 1877 годах. Он же ввёл термин гетеростилии в научный оборот. Основываясь на результатах экспериментов, Дарвин сделал вывод, что у гетеростильных первоцветов возможны три варианта опыления (между разными формами, между одинаковыми формами и самоопыление), но наиболее благоприятным для растений является перекрёстное опыление между разными формами: в этом случае семян образуется больше и они более жизнеспособны. (далее…)

Какой была кукуруза пять тысяч лет назад?


Маис
Маис (кукуруза) в ботаническом атласе конца XIX века.

Уже более пяти тысяч лет назад кукуруза, которую выращивали в Центральной Мексике, была генетически ближе к современным сортам, чем к своему дикорастущему предку. Об этом свидетельствует генетический анализ кукурузного початка, возраст которого — около 5310 лет.

Материалы исследования опубликованы 17 ноября в журнале Current Biology.

«Около 9 тысяч лет назад на территории современной Мексики люди стали собирать и есть дикую траву, теосинте, — говорит Натан Уэльс (Nathan Wales) из Музея естественной истории Дании (дат. Statens Naturhistoriske Museum). — Отбор человеком на протяжении нескольких тысяч лет вызвал серьёзные изменения, превратив малопродуктивное растение в современный маис, иначе называемый кукурузой. Как мы знаем, современный маис так сильно отличается от дикого предка, что несколько десятилетий учёные не могли прийти к соглашению, какое же растение было настоящим предком маиса».

Чтобы прояснить историю доместикации кукурузы, Уэльс и его коллеги секвенировали геном маиса, сохранившегося в початке возрастом 5310 лет (образец Tehuacan162). Древний початок был обнаружен при раскопках мезоамериканских древностей в Долине Теуакан, проведённых Ричардом МакНейшем (Richard MacNeish) в 1960-х годах и хранился в Археологическом музее Роберта Пибоди (Robert S. Peabody Museum of Archaeology, США).

Tehuacan162 — один из пяти самых старых из доступных учёным образцов кукурузы и лучший по сохранности древней ДНК. (далее…)

Методы датирования. Часть 1. Дендрохронология



(далее…)

Реакция на углекислый газ зависит от соседей


Мятлик луговой.
Мятлик луговой.

Растения, приспособленные выдерживать высокие концентрации CO2, хуже растут в экосистемах с иным видовым составом — к такому выводу пришли учёные из университета Британской Колумбии (University of British Columbia). Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

«Чтобы спасти некоторые виды растений и животных, учёные предлагают переместить их в более подходящие климатические условия. Наше исследование показывает, что адаптация, возникшая в одном растительном сообществе, не всегда переносится в другое», — говорит ведущий автор исследования Элизабет Клейнханс (Elizabeth Kleynhans).

Исследователи проанализировали влияние окружения на эволюцию мятлика лугового (Poa praténsis). В ходе проводившегося в Миннесоте эксперимента по изучению последствий изменения климата, это растение в течение 14 лет подвергалось воздействию повышенных концентраций углекислого газа на делянках с низким и высоким видовым разнообразием. Затем семена мятлика отправили в Ванкувер, где их посадили на участках с тем же или другим видовым составом. (далее…)

Северные леса могут стать аварийным резервом земной экосистемы


Ель чёрная (Picea mariana)
Ель чёрная (Picea mariana).

Согласно исследованию, опубликованному 16 июня в Science, произрастающие в северных широтах бореальные леса в один не самый прекрасный день могут стать местом сохранения видового разнообразия нашей планеты.

Исследование, проведённое специалистами лаборатории Harvard Forest Гарвардского университета, прогнозирует потенциальных победителей и проигравших в меняющемся климате северной тайги. Было изучено 26000 деревьев в канадской провинции Квебек, обследованная территория по площади превосходит Испанию.

Учёные исходили из предпосылки, что в течение ближайшего столетия Земля будет испытывать беспрецедентное увеличение температур. К югу от 49 параллели потепление может вызвать засуху и повышенную смертность деревьев. (далее…)

Цветочная пыльца стала менее питательной из-за углекислого газа


Пчёлы на цветах золотарника
Пчёлы на цветах золотарника.

Разрушение одомашненной популяции медоносных пчёл — огромная проблема не только для пчеловодов, но и для всего мира: пчёлы опыляют до 75% всех культурных растений, и их исчезновение грозит серьёзным продовольственным кризисом. Между тем, в разных странах ежегодно гибнут тысячи и десятки тысяч пчелиных семей. Среди причин такого положения вещей называют варроатоз, нозематоз, синдром разрушения колоний, применение инсектицидов. Однако причины очевидно более многообразны, да и этиология синдрома разрушения колоний остаётся дискуссионной. Недавнее исследование, проведённое специалистами из Службы сельскохозяйственных исследований (Agricultural Research Service, ARS) Министерства сельского хозяйства США (United States Department of Agriculture, USDA), выявило ещё один стресс-фактор, делающий пчёл более уязвимыми к воздействию паразитов, возбудителей болезней и ядохимикатов: пыльца, основной источник питания пчёл, стала за последние десятилетия менее питательной из-за выбросов углекислого газа. (далее…)

Учёные пересчитали все известные виды растений


Drosera magnifica
Drosera magnifica, растение из рода росянок, открытое в 2015 году, благодаря Facebook.

Науке известно около 390 900 видов растений — к такому выводу пришли ботаники из Королевского ботанического сада Великобритании, изучив существующие базы данных растительных видов.

В базах обнаружилось множество повторов — одно и то же растение учитывалось под разными названиями. По итогам подсчётов, учёные, вычтя из общего числа водоросли, антоцеротофиты, мхи и печёночники, насчитали 390 900 описанных растительных видов. Из них, примерно, 369 400 цветковых.

Исследователи утверждают, что тысячи видов растений остаются неописанными. Открытия происходят постоянно. Так, в 2015 году было описаны 2034 новых вида. В их числе — 90 новых видов бегониевых, пять новых видов лука, новое насекомоядное растение Drosera magnifica (впервые, между прочим, замеченное учёными на фото в Facebook) и Gilbertiodendron maximum — огромное, вырастающее до 45 метров в высоту дерево, эндемик Габона. Чаще всего новые растения открывают ботаники из Китая, Австралии и Бразилии. (далее…)

Обнаружено новое растение с сердцевидными плодами


Плоды растения Coprosma cordicarpa.
Плоды растения Coprosma cordicarpa.

На Гавайях обнаружен новый вид растений с сердцевидными плодами. Растение относится к семейству Мареновые (Rubiaceae) и принадлежит к роду Копросма (Coprosma), распространённому на многих отдалённых островах Тихого океана. Учёные назвали новый вид в честь символа любви — Coprosma cordicarpa, что переводится как «Копросма с сердцеобразными плодами». Результаты исследования опубликованы в журнале PhytoKeys.

Доктор Мэгги Дж. Шпорк-Кёлер (Maggie J. Sporck-Koehler) заметила небольшие сердцевидные плоды в природном заповеднике Ахихи Кинау на острове Мауи. Сначала она пыталась идентифицировать вид с помощью определителя растений, однако этого сделать не удалось. Тогда Шпорк-Кёлер обратилась к доктору Джейсону Т. Кантли (Jason T. Cantley), который работал над докторской диссертацией по роду Копросма в Гавайском университете в Маноа.

Вместе учёные отправились в Музей Бишопа в Гонолулу, чтобы изучить хранящиеся там образцы растений, но не нашли совпадения. Тогда они предположили, что имеют дело с новым видом, не описанным ранее.

Исследователи решили изучить растение на острове Мауи и привлекли к работе над проектом Мариан М. Чау (Marian M. Chau), специалиста Лаборатории консервации семян. Полевые исследования показали, что растение действительно является представителем нового и редкого вида: насколько известно, оно растёт только на острове Мауи. Поэтому Coprosma cordicarpa уже занесён в Красную книгу. По предложению Мариан М. Чау 609 семян 32 растений были отобраны для хранения в Лаборатории консервации семян.

Наземное растение утратило гены, адаптируясь к жизни в воде


Морская трава — взморник морской (Zostera marina).
Взморник морской (Zostera marina).

Международная коллаборация учёных расшифровала геном взморника морского (Zostera marina) — многолетнего травянистого растения. Оказалось, что взморник, который когда-то рос на суше, а затем приспособился к жизни в воде, в процессе адаптации утратил некоторые гены.

«Поскольку цветковые растения возникли и развивались на суше, можно ожидать, что многие генетические свойства взморника будут такими же, как у сухопутных растений. Изучив различия между ними, мы сможем узнать, как взморник приспособился к морской среде», — говорит Матс Тёпель (Mats Töpel), научный сотрудник отдела Морских наук Гётеборгского университета. Он работал в составе одной из 35 научных групп, занимавшихся расшифровкой генома. (далее…)

Хвойные деревья удвоили свой геном в ходе эволюции


Ель
Ель (Pícea) — род деревьев семейства Сосновые (Pinaceae).

У хвойных один из древнейших и наиболее консервативных геномов среди растений. Геном хвойных отличается и большой длиной (более 20 млрд пар оснований), что сделало его полное секвенирование непростым делом. Но почему ДНК этих растений столь огромна? Среди учёных бытовало предположение, что размер генома хвойных обусловлен его удвоением (диплоидизацией) на каком-либо этапе их эволюции. Однако после секвенирования стало очевидно, что за последние 100 млн лет, недолгое, на самом деле, по меркам эволюции хвойных время, полиплоидизации их генома не было.

Но удваивание генома хвойных всё же произошло: данные недавнего исследования, опубликованные в журнале Science Advances, говорят о том, что это было гораздо раньше — более чем 200 млн лет назад.

В геноме современных сосновых, кипарисов и тисовых были обнаружены свидетельства того, что в ходе эволюции он дублировался, а вот в той ветви хвойных, к которой принадлежит араукария, полиплоидии не обнаружено.

Дублирование генома распространено среди растений, но предыдущие исследования ДНК ели не дали доказательств тому, что этот процесс произошёл у хвойных. В новом исследовании анализировался не один геном, использовались данные о 24 видах хвойных и других голосеменных и трёх видах отдалённо родственных растений.

Майкл Баркер (Michael Barker) из Университета Аризоны в Тусоне и его коллеги определили, что у предков кипариса (Cupressaceae) и тисовых дублирование генома произошло в промежутке между 210 и 275 млн лет назад, у сосновых между 200 и 342 млн лет назад. Дополнительный набор ДНК, вероятно, помог выжить хвойным во время массового пермского вымирания.

В США начато клонирование одного из старейших деревьев мира


Леди Свобода
Леди Свобода растёт в национальном парке во Флориде. Вместе со своим старшим соседом Сенатором она служила ориентиром ещё индейцам-семинолам.

Организация, занимающаяся сохранением старейших деревьев мира, приступила к клонированию Леди Свободы (Lady Liberty) — таксодиума двурядного из семейства кипарисовых возрастом 2000 лет, растущего во Флориде. Специалисты организации полагают, что дереву осталось лишь несколько лет жизни, потому необходимы срочные действия по спасению генетического материала. Таким образом, Леди Свобода может повторить судьбу своего старшего соседа — дерева Сенатор, который, согласно оценкам, был пятым по возрасту дерева мира.

Сенатор и Леди Свобода — болотные кипарисы (таксодиум двурядный, Taxódium dístichum), растущие в Парке Больших Деревьев (Big Tree Park) в округе Семинол на востоке Флориды. Леди Свобода имеет высоту около 27 метров и диаметр 3 метра, а её возраст оценивается в 2000 лет. Но дни её, по-видимому, сочтены: Дэвид Миларч (David Milarch), руководитель организации Archangel Ancient Tree Archive, полагает, что дерева не станет в течение ближайших пяти лет.

Archangel Ancient Tree Archive располагается в Мичигане и занимается спасением самых важных деревьев в мире, в том числе наиболее старых. Организация направила в Парк Больших Деревьев своих представителей, которые собрали образцы генетического материала с целью последующего клонирования. Непосредственно сейчас Леди Свободе ничего не угрожает, но судьба Сенатора служит предупреждением о грозящей опасности. (далее…)