1.5.7. Генетика

В статье дано описание дерновых заболоченных почв грунтового и поверхностного увлажнения в Беларуси, основанное на катенарных  генетических исследованиях и результатах изучения их свойств, в том числе и после длительного осушения. Приведены сравнительные данные их морфологических признаков, физико-химических свойств, содержанию и абсолютным запасам общей влаги, органического вещества,   илистой фракции и физической глины в слоях почв 0-20 см, 0-50 и 0-100 см, валовом составе илистой фракции. Показано, что в дерновых заболоченных почвах грунтового увлажнения степень химической дифференциации  с нарастанием степени увлажнения уменьшается, т.е. профили дерновой временно избыточно увлажняемой и глееватой  почв  химически дифференцированы  значительно сильнее, чем  дерново-глеевых. И наоборот: в дерновых заболоченных почвах поверхностного увлажнения степень химической дифференциации  с нарастанием степени увлажнения увеличивается, т.е.  профиль дерново-глеевой почвы дифференцирован  значительно сильнее, чем временно избыточно увлажняемой и глееватой.  Осушение всех дерновых заболоченных почв сопровождается уменьшением содержания гумуса, изменением его качественного состава, причем последнее особенно заметно в почвах грунтового увлажнения. Обусловлено это тем, что осушение дерновых заболоченных почв грунтового увлажнения вызывает необратимое изменение общего направления почвообразовательного процесса – развитие подзолообразования. При осушении дерновых заболоченных почв поверхностного увлажнения – усиливается лессиваж, при этом почвы поддаются окультуриванию и их рекомендуется использовать в интенсивных севооборотах.

Обсуждаются региональные оценки изменений запасов углерода в фитомассе и почвах за исторический период в регионах южной тайги и лесостепи европейской территории России на примере двух административных областей Костромской (южная тайга) и Курской (лесостепь). Актуальные и потенциальные запасы углерода в фитомассе и 100-см слое почв рассчитаны на единой картографической основе с учетом типо-возрастной структуры восстановленной и современной растительности, таксономической принадлежности почв, их гранулометрического состава и структуры земельных угодий. Показано, что за период антропогенного использования общие запасы органического углерода модельных территорий снизились почти на 25 % в Костромской области, и более, чем на 30 %, – в Курской. При этом в Костромской области углеродный пул фитомассы уменьшился на 40 %, что обусловлено активным использованием лесного фонда, а пул углерода почвы практически не изменился. В Курской области высокая степень распашки территории и почти полное сведение древесной растительности привели к значительному уменьшению углеродных пулов как фитомассы (на 75 %), так и почвы (на 23-27 %).

В работе приводится обзор накопившихся сведений и краткая история использования иван-чая узколистного (Chamaenerion angustifolium (L.) Scop.) в связи с его предполагаемой заготовкой. В Ростовской области это редкий вид,  занесенный в региональную Красную книгу, однако на сопредельных территориях правового статуса охраны иван-чай узколистный не имеет. Сказанное послужило основой изучения гербарных сборов, хранящихся в крупнейших гербариях страны. Полученные данные позволяют определить его местонахождение в бассейне Нижнего Дона (бассейн реки Глубокой) и осуществить мероприятия по охране C. angustifolium в Ростовской области.

Изучено содержание и распределение меди, кобальта и цинка в системе почва-растение многолетнего полевого опыта, заложенного на серой лесной почве лесостепной зоны Западной Сибири. Постоянным  источником ТМ послужили  минеральные удобрения (азотные, фосфорные и калийные), которые вносили ежегодно на протяжении более четверти века  в агроценоз. Проведенные исследования показали, что оптимизация минерального питания растений не только обеспечивает полноценный продукционный процесс, но и снижает   содержание ТМ  в почве и растениях. Кроме того, проведенные опыты подтвердили общую закономерность лимитирования сельскохозяйственными  культурами поступление ТМ в репродуктивные и запасающие органы  ( семена, плоды, клубни) и повышенное их накопление в генеративных органах (листья, стебли).  Многолетнее использование научно обоснованных доз удобрений не вызвало накопление ТМ в почве и растениях  в количествах, значимых относительно действующих санитарно-гигиенических нормативов. Вместе с тем современный уровень химизации земледелия требует мониторинг изучаемых ТМ с целью   выявления, как их избытка, так и недостатка.

Энергия полезных ископаемых является результатом серии сложных химических реакций внутри Земли при высоких температурах и давлении, которые происходят в течение длительного периода геологического времени. Продуцирование ископаемой энергии требует огромного количества тепла. Хотя большая часть угля, нефти и газа приурочены к осадочным породам с богатыми геотермальными ресурсами, в земной коре не существует такого явления как «море нефти» или «море газа». Нефть, природный газ, сланцевый газ  существуют под землей в виде огромной «капиллярной сети», представленной порами пород, трещинами, пещерами, разломами. Трещины и другие пустоты могут быть полностью внутри коры. Месторождения ископаемой энергии сосредоточены лишь в небольшой части земной поверхности, максимальная глубина, на которую проникает добывающая отрасль, составляет всего 5 километров. Нефть, природный газ и сланцевый газ заполняют эти поры, трещины, разломы и песчаные пласты, эффективно предотвращая чрезмерную утечку земного теплового потока. Огромное давление, создаваемое нефтью, природным газом и сланцевым газом внутри коры, противодействует внутреннему тепловому давлению земли, обеспечивая динамический баланс. Как только нефть, природный газ и сланцевый газ выкачаны, поток внутренней теплоты земного шара следует за капиллярной сетью из-за потери теплоизоляции и теплоизоляционных материалов, и в конечном итоге достигает поверхности, заставляя кору под поверхностью «лихорадить» и вызывая экологические и геологические катастрофы. Огромные количества экстремально рассеянного тепла вызывают попадание водяного пара, CO2, CH4 и других газов из коры в атмосферу и океаны, что нарушает баланс атмосферной энергии и вызывает изменение климата и метеорологические катастрофы. С повышением температуры моря повышается также влажность воздуха, и это приводит к возникновению тайфунов, ураганов и тропических циклонов, а также таких погодных аномалий, как сильные местные дожди, снег, засухи, суровые зимы. Ожидается, что эти явления станут более частыми, погода станет более экстремальной. Глобальный климат будет характеризоваться долгосрочным потеплением, если добычу энергетических ресурсов продолжать прежними темпами.

Целью исследования было изучение вклада полиморфизма гена рецептора фолликулостимулирующего гормона FSHR в процесс формирования количества доминантных фолликулов, а также изучение ассоциации содержания гормонов ФСГ и ЛГ в сыворотке до и после проведения гормональной стимуляции с количеством образующихся ооцитов. В исследовании приняли участие 100 женщин с диагнозом бесплодие, в возрасте от 24 до 42 лет, проходившие процедуру экстракорпорального оплодотворения. С учетом овариального ответа было сформировано 3 группы пациентов: с нормальным овариальным ответом, с гиперстимуляцией, со скудным овариальным ответом. Анализ ДНК на наличие мутации Asn680Ser  гена FSHR проводили методом анализа полиморфизма длин рестрикционных фрагментов. Определение уровней гормонов в сыворотке крови проводили методом иммуноферментного анализа. В группе с нормальным овариальным ответом гомозиготами было показано следующее распределение частот генотипов: 45,3%  - AA, 39,6% - AG, 15,1% - GG. В двух других группах характер распределения частот генотипов соответствовал распределению в группе с нормальным ответом. Статистический анализ уровня гормонов среди пациенток с различным типом овариального ответа показал достоверное повышение базального уровня ФСГ и уровня ФСГ после стимуляции суперовуляции у пациенток со скудным овариальным ответом. Содержание ЛГ в сыворотке после стимуляции достоверно ниже в группе с нормальным овариальным. Базальный уровень АМГ в группе с гиперстимуляцией достоверно выше по сравнению с двумя другими группами.

Эндемичный кавказский подснежник плосколистный  (Galanthus platyphyllus Traub et Moldenke, 1947) – редкий вид, занесенный в Красную книгу Российской федерации и ряд региональных Красных книг.  Имеет ограниченный ареал, часть которого находится на территории России. В Красную книгу Краснодарского края вид занесен с категорией и статусом как «Уязвимый» – 2,  локально встречающийся закавказский эндемичный вид с сокращающейся численностью, где ему грозит окончательное истребление; также включен в Красную книгу Республики Северная Осетия-Алания, где состояние его популяции в связи с труднодоступностью мест произрастания не вызывает особого беспокойства. G. platyphyllus  включен в Конвенцию о международной торговле видами дикой фауны и флоры, находящимися под угрозой исчезновения (СИТЕС, Приложение II) – Conventionon International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora (CITES, Appendix II) (2006). На территории Карачаево-Черкесской республики (КЧР) до настоящего времени было достоверно известно о произрастании только подснежника альпийского – G. alpinus Sosn., собранного в окрестностях п. Азиатский,  во влажном буковом лесу, на склоне северо-западной экспозиции в долине р. Б. Лабы. Местонахождение G. platyphyllus  было ранее неизвестно и нами приводится впервые. Обнаружено новое местонахождение G. platyphyllus  в качестве дополнения к флоре КЧР: во влажном лесу, в долине реки Б. Лаба, на правобережье, в 6 км на юг от п. Азиатский, 902 м над ур. моря,  5 апреля 2017 г. Цветение зафиксировано в начале апреля.

Исследованы черноземы южные и темно-каштановые почвы Оренбургского Зауралья в различных типах угодий: целина, сенокос, пастбище, залежь, пашня. Установлено, что агрогенная трансформация экосистем сопряжена со следующими процессами: 1) снижение продуктивности фитоценоза за счет сокращения подземной биомассы; 2) ухудшение структурно-агрегатного состояния почв; 3) ослабление интенсивности продуцирования почвами углекислого газа; 4) сокращение содержания гумуса (на 8—29 % от исходного значения); 5) изменение фракционно-группового состава гумуса в сторону снижения доли фракции ГК-2. 

Уточнено геологическое строение глубокозалегающих отложений на севере Западной Сибири: литологический состав и фильтрационно-емкостные свойства юрских и доюрских пород, а также геохимическая характеристика разреза. Произведена предварительная оценка перспектив нефтегазоносности. Выявлена зависимость величин запасов УВ месторождений от палеофациальной обстановки осадконакопления, толщин отложений и катагенетической преобразованности исходного органического вещества.

Дана характеристика текущего санитарного и лесопатологического состояния 45 участков городских лесов Петрозаводского городского округа Республики Карелия. Обработка информации проводилась методами ГИС-технологий при усреднении балльных оценок с помощью медианы и их использовании в компонентном анализе. Выделены 5 групп участков городских лесов: минимально нарушенные (17 % от всей площади городских лесов), слабо (18 %), средне (31 %), сильно (4 %) и максимально (30 %) нарушенные. Предлагается использовать полученные данные для рационального планирования развития городской территории.

В статье приведены теоретическое и экспериментальное обоснование влияния миллиметровых волн различных частотных диапазонов на формирование субпопуляций патогенных коринебактерий с низкой и высокой способностью к образованию биопленок. Экспериментально доказано, что электромагнитные волны в частотном диапазоне 61,0 ГГц оказывали стимулирующее воздействие на биопленкообразующие способности коринебактерий, а в диапазоне 42,2 ГГц, напротив, угнетали изучаемые свойства.

Приведены результаты исследований отзывчивости семян различной крупности на средства химической защиты растений и удобрения. Применение интенсивных технологий влечет за собой снижение появления другой разновидности (Pallidum) в яровом ячмене Соболек. Отбор крупнозерных семян ячменя Соболек в первичных звеньях семеноводства, применение удобрений и средств химической защиты растений повышают урожайность семян на 0,15-1,22 т/га, всхожесть на 1-3 %, сортовую чистоту на 1-2 %.

Были смоделированы и изучены техногенно нарушенные почвы на основе оподзоленного чернозема. Показано, что при нарушении почв происходит уменьшение содержания в них основных элементов питания и ухудшение физико-химических свойств. Найдены коэффициенты корреляции, демонстрирующие зависимость продуктивности горчицы белой, высеваемой на биологическом этапе рекультивации нарушенной почвы, от вышеперечисленных факторов.

Получены уникальные данные о состоянии здоровья населения арктической зоны РФ. Демографическая ситуация характеризовалась положительным естественным приростом населения за счет высокой рождаемости и высокими показателями младенческой смертности. Показан значительный рост экологически зависимых патологий крови, кроветворных органов и отдельных нарушений, вовлекающих иммунные механизмы (за счет анемий), и заболеваний органов пищеварения.

Инбридинг, как процесс спонтанного близкородственного сексуального размножения, обычен в дикой природе. Как целенаправленный процесс, инбридинг используется в селекции растений и животных. В результате инбридинга обычно повышается гомозиготность потомств, поскольку при близкородственном скрещивании возрастает доля идентичных аллелей в геномах последующих потомств.  Гомозиготность  ведёт к снижению приспособленности, к ослаблению популяций, то есть к инбридинговой депрессии. Цель данной работы – использовать фактор инбридинговой депрессии для подавления популяций патогенных организмов в лесных экосистемах. Инбридинг в лесных экосистемах достигается в результате репродуктивной изоляции патогенных организмов посредством экологических барьеров. Исследования и опытно-производственная апробация результатов исследования проводились в Среднерусской лесостепи. Модельные тест-объекты: сумчатый гриб Erisiphe alphitoiges,  базидиальные грибы Heterobasidion annosum и Porodaedalea pini.

Рассматриваются способы повышения продуктивности зеленой массы козлятника восточного в первые годы жизни, перспективность получения семян козлятника восточного с кормовых посевов. Приводятся результаты опытов по инокуляции и доинокуляции посевов козлятника в чистом виде и в составе двухкомпонентных травосмесей.

Нейросетевые диагностические и прогностические системы в последние пять лет активно внедряются в клиническую практику. Подобные системы обладают большей чувствительностью и специфичностью по сравнению с традиционными шкалами оценки тяжести состояний, однако в описании большинства таких систем отсутствует информация о принципах и алгоритмах выбора параметров, подаваемых на вход нейронной сети. Зачастую это приводит к избыточности исследуемых параметров, что, в свою очередь, негативно влияет на результат работы нейросетевой системы. Предложен алгоритм выбора информативных параметров для оптимизации информационных данных, анализируемых в процессе нейросетевого прогнозирования исхода патологий гемостаза.

Обсуждается потенциал использования зеленых микроводорослей в сельском хозяйстве. Для эффективного внедрения технологий направленного производства необходимо разработать методы высокопроизводительного культивирования в условиях естественного солнечного освещения. В статье сравнивается эффективность конверсии света при двух различных способах культивирования хлореллы в условиях, имитирующих плотность солнечной энергии, характерную для климатометеорологических условий средних широт.

Установлено, что чувствительность самцов белых крыс к иммобилизационному стрессу (10 дней по 2 часа) находится в прямой зависимости от исходного уровня активности животных. Естественный женский половой стероид эстрон (эстрон, 1,0 мг/кг, 10 дней) вызывает угнетение двигательной и исследовательской активности у стрессированных крыс не зависимо от исходного уровня активности. Синтетический аналог женского полового гормона нестероидного происхождения (синэстрол, 0,8 мг/кг, 10 дней) у низко- и среднеактивных стрессированных крыс выступает как стресс-лимитирующий фактор, у высокоактивных направленность воздействия синестрола совпадает с эффектами эстрона.