ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ

Руководитель лаборатории Ю.И. Чернов


Этот безжизненный на вид грунт населяет не менее 20 видов членистоногих


Самый северный листоед Земли – Chrysolina septentrionalis (Северная Земля)

Лаборатория организована в 1980 г. под названием лаборатории структуры и динамики сообществ в связи с задачей усиления в Институте иследований в облсти экологии, в частности - синэкологии.

Один из принципов работы лаборатории - свободный выбор модельных объектов исследований. Иными словами, круг и характер анализируемых вопросов не лимитируются спецификой той или иной группы организмов. Конкретными объектами работы служат почвенные и напочвенные (герпетобионтные) беспозвоночные, в особенности мелкие членистоногие (клещи и колемболы); комплекс обитателей толщи травостоя, рассматриваемый как самостоятельный ярус животного населения; группировки птиц; различные ценотические системы, такие как «цветки-насекомые», «растения-филлофаги» (очаги массового размножения вредителей леса), «хищник-жертва» (например, трофические связи насекомоядных птиц), обитатели зоогенных субстратов; общественные перепончатокрылые и др.

В первые годы лаборатория состояла из зоологов, изучавших структуру животного населения, его хорологию, сукцесионные процессы, ценотические отношения и т.д. В 1986 г. к ней присоединилась руководимая проф. Р.С. Ушатинской группа экологической физиологии насекомых. В ее составе были специалисты, изучавшие механизмы адаптации насекомых к различным условиям. В тематику лаборатории были включены исследования роли различных типов адаптаций в формировании сообщества и реализации приспособительных стратегий в сообществах в зависимости от их структуры и характера ценотических отношений.

Коллектив лаборатории в своих исследованиях стремится наряду с традиционным для отечественной экологии интегральным подходом глубже разрабатывать аналитические принципы, выявлять имманентные особенности различных ценотических структур. Одной из основных задач ставится использование широкого круга экологических методов -количественного учета, определения показателей разнообразия, видовой структуры, устойчивости, инструментального измерения и анализа различных параметров среды и системы адаптивных механизмов. В работе лаборатории широко используются компьютерные программы. Особое внимание уделяется анализу различных аспектов методики количественного учета.

Сотрудники лаборатории ведут исследования в разных регионах и ландшафтно-зональных условиях, но особенно большое внимание уделяется работе в условиях экстремального характера, в полярных пустынях, тундрах и в их высотных аналогах. Изучение таких сообществ важно не только для познания своеобразных форм синэкологических структур, ценотических отношений и адаптивных механизмов, но и позволяет четко формулировать принципиальные общие экологические положения, так как в экстремальных условиях в более острой форме проявляются многие особенности приспособительных систем и организации сообществ.

Основные направления работы лаборатории:

1. Структура и динамика сообществ: анализ различных параметров их имманентной организации (видовое разнообразие, доминантность, выровненность, соотношение экологических групп), механизмов формирования нишевой структуры, факторов устойчивости и динамики, роли внешних условий и трофо-ценотических отношений, закономерностей сукцессионного процесса и др.
2. Хорология - анализ пространственного распределения видов, фаунистических группировок, сообществ и их компонентов в связи с ландшафтно-зональными условиями. Особое внимание уделяется зональным трендам параметров биоразнообразия и их связям с климатическими градиентами.
3. Изучение адаптивных механизмов и стратегий в сообществах разных типов. Наибольшее внимание уделяется адаптациям к тепловым условиям, биотопическому распределению в зависимости от температуры, особенностям жизненных циклов и сезонного развития и др.
4. Частная систематика и фаунистика, главным образом, членистоногих (клещей, коллембол, некотрых групп насекомых): описание новых видов, таксономические ревизии, составление определителей и др.; инвентаризация фауны различных районов, в том числе заповедников, пополнение базы фаунистических данных, сравнительный анализ видовых ареалов и фаунистических комплексов.
5. Проблемы антропогенных воздействий на сообщетва и виды и сохранения биологического разнообразия. Анализ структуры животного населения, ценотических связей и состояния популяций в условиях большого города, выявление видов, подлежащих охране; обоснование принципов и подготовка предложений и документации по охране насекомых, организации микрозаповедников, памятников природы, а также участие в составлении Красных книг.

Все эти направления работы лаборатории объединяются общей проблемой формирования ландшафтно-зональной структуры живого покрова и биоты, анализом связей их параметров и компонентов с градиентом климатических факторов. Это относится к биоценологическим, биогеографическим и адаптационным аспектам ее исследований.

На примере разных модельных объектов исследуются факторы и закономерности сукцессионного процесса. Детально всесторонне изучены антропогенные сукцессии в широколиственно-хвойных лесах, а также зоогенные сдвиги в очагах массового размножения вредителей леса. Концепция укорочения сукцессий в экстремальных условиях широко используется при анализе организации и типологии тундровых, полярно-пустынных и нивальных сообществ.

Важнейший объект исследования лаборатории в последние годы - полярные пустыни, сообщества которых характеризуются предельным уровнем обеднения видового состава. Получены данные, доказывающие зональный статус этого типа ландшафта. Детально исследованы фауна и население коллембол и клещей полярных пустынь в циркумполярном объеме. Показана роль различных форм адаптивных стратегий и преадаптаций в процессах формирования фауны этого маргинального ландшафта с пессимальными климатическими условиями. Впервые среди наземных животных установлен комплекс видов-гиперарктов. На примере гамазовых клещей рода Arctoseius исследованы особенности адаптивной радиации таксона в условиях крайне низкого общего видового разнообразия фауны полярной пустыни (разнообразие рода в полярно-пустынных сообществах не имеет аналогов среди наземных животных). Основу акароценозов полярных пустынь обоих полушарий составляют виды таксонов, которые обычны и в настоящих аридных пустынях; они принадлежат к самым древним линиям Acariformes, известным уже с девона. Важнейшие преадаптации, позволяющие им развиваться в короткие благоприятные периоды, - упрощенность строения, потребление жидкой пищи и высокая скорость стандартного метаболизма. В полярных пустынях наиболее разнообразны сообщества интразональных (эвтрофированных и самых теплообеспеченных) местообитаний. Эти стации выступают форпостами продвижения членистоногих в направлении к полюсам. Группировки коллембол нивальных пустынь сибирских плато и хребтов, несмотря на схожесть целого ряда синэкологических показателей (уровни численности, структура доминирования, пространственное распределение), весьма отличны от своих зональных аналогов, что имеет не только фауногенетические, но и климатические причины.

Другое направление работ последних лет связано с комплексом герпетобионтных членистоногих острова Врангеля, фауна которого характеризуется многими уникальными чертами: высокое видовое богатство, наличие таксонов, не встречающихся в других регионах Арктики, разнообразие растительноядных насекомых, высокий уровень видового эндемизма. Диапазон фаунистических и биоценотических различий комплексов членистоногих острова сопоставим с преобразованиями во всем Средне-Сибирском секторе Арктики, что обусловлено уникальным “размахом” климатических градиентов.

Большое внимание уделяется методологическим аспектам экологии. Критически анализируются понятийный аппарат, направления развития экологии и ее место в системе биологических дисциплин. Особое внимание, уделяется взаимоотношениям экологии с эволюционной теорией, принципам и сущности эволюционной экологии.

Лаборатория принимает активное участие в деятельности научных советов, в частности Совета по проблемам экологии и антропогенной динамики биологических систем РАН, в разработке и выполнении экологических программ (Государственная научно-техническая программа «Исследования Мирового океана, Арктики и Антарктики», подпрограмма ФЦНТП «Биологическое разнообразие», темы ФЦНТП по основам мониториига биоразнообразия и сохранению редких и исчезающих видов и др.). Много внимания уделяется организации различных научных совещаний и конференций. Так, лабораторией были организованы российские и международные совещания по адаптациям к условиям Арктики, ценотическим связям в тундровых экосистемах, экологии экстремальной среды, по развитию экспериментальной экологии тундры. Российским фондом фундементальных исследований в разные годы поддерживались гранты лаборатории весьма разнообразной тематики: “Широтные градиенты климатического тепла и таксономическая структура арктической биоты», «Таксономическое разнообразие и организация сообществ Арктики», «Структура таксонов и ареалы арктических микроартропод», «Полярно-пустынные и нивальные комплексы микроартропод», Антропогенные сукцессии в широколиственно-еловых лесах", “Ценотические взаимодействия, стохастические процессы и стабильность населения птиц”, «Популяционная экология и организация сообществ птиц в лесных массивах большого города» и др. Коллектив лаборатории участвует в работе по государственному гранту поддержки ведущих научных школ РФ. Он посвящен хорологии сообществ и широтно-зональным трендам биоразнообразия. Школа объединяет научных сотрудников, преподавателей, аспирантов и студентов из нескольких научных учреждений и вузов России. Сотрудники лаборатории выигрывали гранты правительства Москвы по вопросам урбоэкологии и сохранения биоразнообразия.

Лаборатория успешно сотрудничала со специалистами США, Канады, Норвегии, Болгарии, Голландии, Польши и др., с которыми разрабатываются совместные проекты по синэкологии, вопросам адаптаций, частной систематики, фаунистике и ареалогии.

Дальнейшее развитие лаборатории видится прежде всего в усилении связи строго дифференцированного подхода к анализу конкретных синэкологических и популяционных структур, элементов адаптивных систем с концептуальными разработками в области фундаментальной экологии.