Перейти к основному содержанию

Лаборатория популяционной экологии

Адрес: Россия, 119071, Москва, Ленинский проспект, д. 33.
Телефон: 8 (499) 135-98-85

e-mail: shilab@sevin.ru


В 1989 г. по инициативе академика В.Е. Соколова была создана Группа тропической популяционной экологии под руководством профессора С.А. Шиловой. В 1992 г. она получила название Группы популяционной экологии в подчинении дирекции, а в 2006 г. получила статус лаборатории. В 2009 г. заведующим лаборатории стал д.б.н. А.В. Чабовский.

Общее направление работы – изучение экологических, поведенческих, физиологических и генетических факторов и механизмов динамики популяций и сообществ как основы их устойчивости и изменчивости при изменении условий среды на модели мелких млекопитающих и воробьиных птиц. Методологические подходы основаны на долговременных комплексных мониторинговых и индивидуально-ориентированных исследованиях пространственной и временной динамики природных популяций в меняющихся условиях различных ландшафтных зон в сочетании с лабораторными и экспериментальными исследованиями. Методология строится на использовании комплекса зоологических, ботанических, этологических, экологических, физиологических, биохимических, молекулярно-генетических, цитогенетических и морфологических методов.   Основные направления:

  • Долговременная динамика популяций и сообществ: роль изменения климата, антропогенной трансформации ландшафта, неоднородности среды и внутрипопуляционных механизмов
  • Нестационарная динамика популяций грызунов пастбищных экосистем при изменении пастбищных нагрузок и климата (Калмыкия, 1980- н.в.) (Е.Н. Суркова, Л.Е. Савинецкая, В.В. Неронов, А.В. Чабовский)
  • Динамика популяций и сообществ мелких млекопитающих Енисейской тайги: роль изменения климата, пространственной неоднородности среды и внутрипопуляционных факторов (1972 – н.в.) (Б.И. Шефтель)
  • Динамика популяций и сообществ воробьиных птиц енисейской тайги: роль видовой специализации, пространственной неоднородности и потепления климата (1978 – н.в.) (О.В. Бурский, Е.Ю. Демидова)
  • Динамика популяций мелких млекопитающих умеренных лесов Европейской части: роль пространственной неоднородности, антропогенной трансформации местообитаний и внутрипопуляционных механизмов (Тверская область, 2005 – н.в.) (Н.А. Щипанов, А.А. Калинин)
  • Динамика популяций и сообществ мелких млекопитающих северной тайги: роль физических и экологических факторов в ограничении и регуляции дисперсии. (Республика Коми, 2005 – н.в.) (А.А. Калинин)
  • Структура популяций лесных птиц в условиях естественной и антропогенной фрагментации лесного ландшафта на примере островного лесного массива в подзоне сухих степей Заволжья (О.Н. Батова)
  • Популяционные, экологические, морфологические, поведенческие, молекулярно-генетические, цитогенетические аспекты внутривидовой дифференциации и подразделенности
  • Происхождение и эволюция хромосомных рас обыкновенной бурозубки: цитогенетические, молекулярно-генетические, экологические, морфологические, этологические аспекты гибридизации, изоляции и распространения рас (Н.А. Щипанов, С.В. Павлова, Б.И. Шефтель).
  • Экологические, географические и генетические аспекты внутривидовой дифференциации длиннохвостого суслика (А.В. Чабовский, Л.Е. Савинецкая)
  • Эволюция жизненных циклов, репродуктивных стратегий и брачных отношений, механизмы полового отбора, выбор партнера и конфликт полов.
  • Жизненные циклы воробьиных птиц: разнообразие, экологическая обусловленность и демографические следствия – по материалам долговременных популяционных исследований в енисейской тайге (О.В. Бурский, Е.Ю. Демидова).
  • Эколого-физиологические основы популяционных процессов и эволюции жизненных циклов: трейдоффы жизненного цикла (конфликт между репродуктивным усилием и механизмами иммунной защиты организма), роль стресса в модификации онтогенетических программ. (К.А. Роговин, О.Н. Шекарова)
  • Экологические, поведенческие и молекулярно-генетические аспекты репродуктивных стратегий, брачных отношений и отцовства у варакушки: долговременные индивидуально-ориентированные исследования природной популяции в Заволжье (О.Н. Батова).
  • Репродуктивные стратегии, репродуктивные решения и жизненные циклы наземных беличьих: эволюционные и экологические аспекты – долговременные индивидуально-ориентированные исследования природной популяции желтого суслика в Заволжье (Н.А. Васильева, А.В. Чабовский).
  • Экологические аспекты эволюция паразитарных систем на примере чумы (В.В. Сунцов)
  • Состояние и динамика редких видов грызунов – природоохранные аспекты (О.Н. Шекарова, Л.Е. Савинецкая)

Эволюция жизненного цикла дубровника Анализ многолетней динамики популяций дубровника – птицы, занесенной в Красный список МСОП со статусом «угроза вымирания» - позволяет утверждать, что его жизненный цикл за последнее тысячелетие претерпел быструю антропогенную эволюцию, связанную с культивацией риса в Юго-Восточной Азии (рис. 1). Отбор был направлен на увеличение выживаемости за счет снижения репродукции. Пример дубровника – вероятно, единственный документированный случай быстрой антропогенной эволюции комплекса взаимосвязанных параметров жизненного цикла среди наземных позвоночных. Современное угрожающее состояние вида, вероятно, связано с невозможностью быстрых обратных изменений в условиях браконьерского преследования и перехода к интенсивному ведению хозяйства (О.В. Бурский)

Демографические основы роста численности
Рис. 1 Демографические основы роста численности (черные рамки) повлекли изменения по трем основным направлениям: экспансия гнездового ареала (голубой), усиление территориальной регуляции (красный) и сокращение пребывания в гнездовом ареале (зеленый); изменение дополнительных параметров (оранжевый) поддерживало направление эволюции по принципу положительной обратной связи.


Нестационарная пороговая динамика грызунов пастбищных экосистем под влиянием антропогенной трансформации ландшафта Многолетний (1994-2015) мониторинг пастбищных экосистем Калмыкии показал отложенный по времени пороговый ответ популяции грызунов на снижение поголовья скота в конце 80-90-х гг. прошлого века (рис. 2). Резкий переход от устойчивого состояния высокой численности к устойчивому состоянию низкой численности сопровождался скачкообразным ростом изменчивости структуры популяции, что может указывать на снижение ее устойчивости к изменению условий. Это редкий пример пороговой динамики и скачкообразной смены режимов функционирования природной популяции в ответ на трансформацию экосистемы, вызванную социально-экономическими преобразованиями. Полученные результаты важны как для понимания механизмов устойчивости биологических систем, так и для управления ими в изменяющемся мире (А.В. Чабовский, Л.Е. Савинецкая, Е.Н. Суркова).

Траектория движения популяции в пространстве двух осей
Рис. 2. Траектория движения популяции в пространстве двух осей: численности в предыдущий год и ее роста в последующий. Голубой и красный кружки показывают точки равновесия для периода высокой численности (1994-2003) и периода низкой численности (2003-2015) на пересечении линий нулевого роста (черная горизонтальная пунктирная линия) и средней многолетней численности по периодам (голубая и красные вертикальные линии). Резкий переход из одного устойчивого состояния в другое произошел в один год – в 2003 г.


Экологический сценарий происхождения и эволюции микроба чумы Разработан экологический сценарий происхождения и эволюции микроба чумы Yersinia pestis (рис. 3). Сценарий открывает широкие перспективы для эколого-молекулярно-генетического синтеза в инфектологии и подготавливает фактологические основы для создания современной теории происхождения и эволюции возбудителей природноочаговых болезней человека и животных. Выявленные закономерности создают теоретические предпосылки для разработки алгоритма искусственной селекции и культивирования чумоподобных микробов с заданными свойствами, необходимого для совершенствования системы биологической безопасности общества и контроля бактериологического оружия (В.В. Сунцов).

Сценарий происхождения, естественного распространения в Евразии и антропогенной мировой экспансии микроба чумы
Рис. 3. Сценарий происхождения, естественного распространения в Евразии и антропогенной мировой экспансии микроба чумы Yersinia pestis во время первой (I), второй (II) и третьей (III) пандемий. 1 – южная граница зоны “вечной” мерзлоты; 2 – Сахаро-Гобийская аридная зона; 3 – граница доминантного распространения в природе микроба Y. pseudotuberculosis O:1b; 4 – район происхождения микроба чумы и направления его естественной экспансии в Евразии; 5 – ареал первичных природных очагов; 6 – ареалы вторичных природных очагов; 7 – распространение представителя рода Tatera из тропической Африки на Азиатский континент в раннем плейстоцене. gly+ (gly–) – способность (неспособность) штаммов ферментировать глицерин. Точечными стрелками показаны пути антропогенного распространения подвида, обладающего признаком gly–, из индостанских популяций T. indica.


Жизненный цикл, репродуктивные решения и конфликт полов у желтого суслика На модели желтого суслика впервые для грызунов показано, что часть рецептивных самок не размножаются из-за дефицита самцов, что не характерно для млекопитающих и противоречит общепринятым следствиям теории конфликта полов (рис. 4). Участие в размножении самок определяется пространственно-временным распределением самцов, и, соответственно, соотношением полов на момент выхода из спячки. Впервые для самцов наземных беличьих установлено наличие альтернативных поведенческих тактик доступа к самкам во время гона: «активная» и «пассивная». Более успешной тактики - активного поиска самки и конкурентной борьбы - придерживаются взрослые самцы, первыми выходящие из спячки, в хорошем физическом состоянии и с высоким социальным статусом. Пассивная «тактика ожидания» без широких перемещений свойственна взрослым самцам в плохом физическом состоянии, а также молодым самцам, выходящим из спячки позже.
Кариотипическая изменчивость и пути послеледниковой экспансии обыкновенных бурозубок (Sorex araneus) Изучение распределения кариотипов в географическом пространстве позволяет представить себе предполагаемые пути послеледниковой экспансии обыкновенных бурозубок (Sorex araneus) и ранние этапы формирования современного распределения их хромосомных рас на территории России (рис. 5). У обыкновенных бурозубок выявлено два центра кариотипического разнообразия, которые, по-видимому, обозначают два рефугиума, на северо-западе в Прибалтике и около Байкала.

Успех размножения самок желтого суслика в зависимости от соотношения полов на момент выхода из спячки. Успешные самки просыпаются при относительно большем обилии самцов, чем неуспешные.
Рис. 4. Успех размножения самок желтого суслика в зависимости от соотношения полов на момент выхода из спячки. Успешные самки просыпаются при относительно большем обилии самцов, чем неуспешные.
Современного распределение хромосомных рас обыкновенных бурозубок на территории России и предполагаемые пути послеледниковой экспансии
Рис. 5 Современного распределение хромосомных рас обыкновенных бурозубок на территории России и предполагаемые пути послеледниковой экспансии. Хромосомные расы, образующие различные кариотипические цепочки выделены различной штриховкой. Стрелки – предполагаемые пути перемещения, двойные стрелки соединяют идентичные кариотипы. Жирная пунктирная стрелка соединяет идентичные (ныне изолированные) кариотипы, предположительно представляющие одну расу в период отступления ледника (LGT) когда Балтика еще не наполнилась.

Программа сохранения видового разнообразия животных – вредителей Впервые на модели мелких млекопитающих предложена инновационная программа сохранения видового разнообразия животных – вредителей, подвергающихся целенаправленному истреблению, реализация которой сохранит эти виды от вымирания (рис. 6). Программа интегрированного подхода к контролю численности животных-вредителей предусматривает решение фундаментальных вопросов (мониторинг численности объектов контроля, анализ популяционных механизмов восстановления численности видов – вредителей, оценка биоценотических последствий контроля численности ключевых видов), а также прикладных задач (оценка экономической прибыли при дератизации, внедрение не летальных способов контроля численности вредителей, координация действий контрольных служб и природоохранных организаций). В России вопросы сохранения разнообразия видов – вредителей ранее не разрабатывались и подняты нами впервые.

Программа интегрированного подхода к контролю численности животных-вредителей
Рис. 6. Программа интегрированного подхода к контролю численности животных-вредителей


Причины и последствия нарушения биологического разнообразия в естественных экосистемах в очагах природных инфекций Показано, что наиболее важным фактором нарушения биологического разнообразия в естественных экосистемах в очагах природных инфекций является применение высокотоксичных родентицидов, которые разрешены соответствующими инструкциями (Рис. 7). В России химический способ борьбы с грызунами в очагах остается ведущим, в то время как в развитых странах внедрена интегрированная система контроля, основу которой составляет разработка не летальных способов сокращения численности вредителей (С.А. Шилова, О.Н. Шекарова, Л.Е. Савинецкая).

Биоценотические последствия применения высокотоксичных родентицидов на примере борьбы с монгольской пищухой
Рис. 7. Биоценотические последствия применения высокотоксичных родентицидов на примере борьбы с монгольской пищухой фосфидом цинка в природных очагах чумы в соответствии с Методическими Указаниями 3.1.25-65-09. Монгольская пищуха является ключевым видом (keystone) высокогорных экосистем. На норах монгольской пищухи видовое разнообразие растений увеличивается в 6 раз. Пищухи составляют до 80 % в питании хищных млекопитающих и птиц высокогорных экосистем. Норы монгольских пищух населяют разнообразные таксоны живых организмов.

Чабовский Андрей Всеволодович Заведующий лабораторией, и.о. главного научного сотрудника д.б.н.
Сунцов Виктор Васильевич Ведущий научный сотрудник д.б.н.
Щипанов Николай Александрович Исполняющий обязанности главного научного сотрудника д.б.н.
Бурский Олег Владиславович Ведущий научный сотрудник д.б.н.
Роговин Константин Александрович Ведущий научный сотрудник к.б.н.
Неронов Владимир Валерьевич Научный сотрудник к.б.н.
Демидова Екатерина Юрьевна Научный сотрудник к.б.н.
Шекарова Ольга Николаевна Научный сотрудник к.б.н.
Батова Ольга Николаевна Научный сотрудник к.б.н.
Александров Дмитрий Юрьевич Ведущий инженер к.б.н.
Калинин Алексей Андреевич Старший научный сотрудник к.б.н.
Шефтель Борис Ильич Старший научный сотрудник к.б.н.
Васильева Нина Александровна Старший научный сотрудник к.б.н.
Павлова Светлана Владимировна Старший научный сотрудник к.б.н.
Савинецкая Людмила Евгеньевна Научный сотрудник  
Суркова Елена Николаевна Младший научный сотрудник  
Артамонов Артем Вячеславович Младший научный сотрудник