Лабораторная работа

Ученые МГУ им. М.В.Ломо-носова в составе международного научного коллектива во время экспедиции в Тверскую область нашли и описали новый вид гриба, Entoloma krutiсianum. Статья была опубликована в журнале Persoonia.

“Грибы до сих пор остаются загадочной и недостаточно хорошо изученной группой организмов. Даже в относительно хорошо изученных местах продолжают скрываться новые для науки виды”, — говорит один из авторов статьи, ведущий инженер кафедры микологии и альгологии биологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова Максим Дьяков.

Осенью 2015 года сотрудниками кафедры микологии и альгологии МГУ им. М.В.Ломоносова и лаборатории систематики и географии грибов Ботанического института им. В.Л.Комарова (БИН) РАН была организована рабочая поездка по северо-западной части Тверской области с целью изучения разнообразия и уточнения списка грибов этого региона. В результате этой работы было сделано много интересных находок, пополнен новыми данными список грибов не только Тверской области, но и России в целом, а также обнаружен новый для науки вид — Entoloma krutiсianum (на снимке). Этот гриб относится к семейству Entolomataceae, порядка Agaricales, класса Agaricomycetes, отдела Basidiomycota. Местообитание вида — во мху в зеленомоховом еловом лесу, гриб растет небольшими группами. Найден он был в окрестностях деревни Крутицы Старицкого района Тверской области.

В статье международный коллектив ученых опубликовал детальное описание макро- и микроморфологии гриба. Кроме того, молекулярными методами было подтверждено отличие найденного гриба от близких видов, его нуклеотидная последовательность депонирована в ГенБанк, а ваучерный образец инсерирован в микологический гербарий БИН РАН.

“Таким образом, даже, казалось бы, относительно неплохо изученные в микологическом отношении леса средней полосы России нуждаются в более подробном исследовании разнообразия и экологии грибов, наиболее актуально это для особо охраняемых природных территорий, инвентаризация микобиоты на многих из которых еще только начинается”, — заключает другой автор статьи, ведущий научный сотрудник кафедры микологии и альгологии биологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова доктор биологических наук Алина Александрова.

На биологическом факультете Алтайского государственного университета (АлтГУ) выполняется мультидисциплинарный проект “Разработка системы управления численностью птиц в зоне ответственности полигона ТБО Барнаула, представляющих потенциальную опасность для авиационных полетов” (ТБО — твердые бытовые отходы). В состав группы под руководством профессора кафедры экологии, биохимии и биотехнологии АлтГУ доктора биологических наук Александра Мацюры входят сотрудники биологического, физико-технического и географического факультетов АлтГУ, привлекаются студенты и магистранты этих подразделений вуза. Проект получил в 2016 году поддержку Российского фонда фундаментальных исследований.

Группа занимается разработкой и совершенствованием современных средств разгона стай птиц (врановых, чайковых, воробьиных) электронными, лазерными, динамическими и статическими отпугивателями, оптическими и биологическими репеллентами. К настоящему времени уже начата реализация хозяйственных договоров, в рамках которых выполняются работы по отпугиванию птиц с территории агроценозов Михайловского района Алтайского края (КХ “Партнеры”).

Главные достоинства предложенного метода — существенное увеличение площади охвата, надежность конструкции и возможность использования приборов под открытым небом, гибкая система противодействия привыканию птиц.

Практикуется комплексное отпугивание птиц от объектов торговли, сельского и муниципального хозяйства с применением современных технических и биологических репеллентов. Принимаются меры по устранению нежелательного скопления синантропных птиц на зверофермах, предприятиях зерновой промышленности, в рыбных хозяйствах, на сельхозобъектах, вокруг культурно-исторических памятников.

Опыт в практической орнитологии, накопленный учеными АлтГУ, позволяет им оказывать разнообразную помощь в области защиты от птиц сельским хозяйствам, полигонам твердых бытовых отходов, садоводам и фермерам, муниципальным образованиям и торговым организациям.

Разработка магистранта кафедры телекоммуникаций и основ радиотехники ТУСУР Алексея Залевского научит дроны ориентироваться в пространстве так же, как ориентируется летучая мышь.

Сегодня беспилотные летательные аппараты (БПЛА), получающие все большее распространение, находят свое применение во многих сферах деятельности. Они достаточно активно используются в картографии, для мониторинга территорий, сельскохозяйственных и лесных угодий, трубопроводов, охраны объектов, при поисковых и спасательных работах. 

Беспилотники, осуществляющие поиск, мониторинг и охрану, оснащены в основном фото- и видеокамерами и приборами ночного видения. Все эти приборы имеют достаточно серьезные ограничения по дальности действия и по погодным условиям. Так, фото- и видеокамера могут обеспечить хорошее качество изображения только в условиях хорошей видимости. Снег, дождь, туман, задымленность снижают возможность получения качественных снимков. Также очень важно, чтобы камеру не трясло, что с увеличением высоты и скорости полета обеспечить сложно — беспилотник раскачивается на ветру, и изображение “плывет”. 

Магистрант кафедры телекоммуникаций и основ радиотехники ТУСУР Алексей Залевский уверен, что его проект позволит решить многие проблемы.

— Я бы сравнил нашу разработку с системой ориентации в пространстве летучей мыши. У этих животных зрение дополняется своеобразной системой “эхолокации”. Благодаря использованию двух систем летучие мыши хорошо ориентируются в пространстве и днем, и ночью. Так вот, мы предлагаем дополнить “глаза” беспилотника (то есть камеры) системой радиолокации — радаром, который позволит получать информацию вне зависимости от условий видимости на расстоянии 

2 километров. Использование малошумящих современных компонентов даст возможность увеличить дальность обзора без увеличения затрат энергии. Это значит, что установка дополнительного оборудования не повлияет на характеристики полета и не сократит время работы дрона, — говорит Алексей Залевский.

По мысли разработчиков, радар будет применяться в БПЛА малых размеров — они наиболее финансово доступны для большинства организаций. Масса полезной нагрузки таких аппаратов — не более 2 килограммов, поэтому разработчики создали радар массой менее 1 килограмма. Максимальная скорость полета БПЛА, при которой радар способен обеспечить качественную информацию, — 125 км/ч.

В настоящее время реализованы алгоритмы обработки сигналов, создана программа моделирования, позволяющая воссоздавать объекты с поверхности местности по отраженным от них сигналам. Выполнена приемная часть радиомодуля, сейчас ведется работа над передающей.

Алексей Залевский занимается своей научно-исследовательской работой в СКБ “Связь” под руководством доцента кафедры телекоммуникаций и основ радиотехники ТУСУР, руководителя СКБ “Связь” Андрея Гельцера. 

Разработчики уверены в хороших перспективах своего проекта, ведь прямых аналогов продукту на российском рынке нет. Эту уверенность поддержали и эксперты регионального этапа конкурса “УМНИК”, рекомендовав проект для финансирования региональным жюри.

Ученый из Италии, сотрудник центра превосходства “БиоКлимЛэнд” Томского государственного университета (ТГУ) и специалист по биоразнообразию Роберто Кацолла Гатти выдвинул новую теорию появления на Земле новых видов — эндогеносимбиоз. Она основана на изменениях в цепочках ДНК вследствие взаимодействия основного носителя с вирусами или бактериофагами. Теорию подтвердили опыты ученых из Бостона и Стэнфорда.

— Существующие сейчас теории эволюции не объясняют всего биоразнообразия и скорость образования новых видов, — говорит Роберто Кацолла Гатти. — Я считаю, что ДНК различных вирусов, бактериофагов могут симбиотически встраиваться в ДНК клеток носителя. Таким образом, с течением времени изменения в ДНК хозяина накапливаются, и образуется новый вид.

В теории Дарвина важную роль играют мутации, которые проявляются вследствие необходимости приспособиться к окружающей среде. При этом для возникновения нового вида нужен длительный промежуток времени — несколько тысяч лет. В последующие годы развивалась теория эндосимбиоза, которая утверждает, что единственная возможность создать новый вид — это симбиоз. Он возникает, когда элементы клетки, ранее существовавшие отдельно в форме бактерий, начинают работать совместно с клеткой и трансформируются в органеллы — митохондрии, рибосомы, хлоропласты и др. 

Роберто Кацолла Гатти высказал предположение, что не только бактерии могут входить в симбиоз с клеткой, но и различные внешние вирусы. Их ДНК взаимодействует с ДНК клетки, что приводит к ее изменениям. Со временем эти изменения накапливаются, и образуется новый вид.

Теорию Роберто Кацолла Гатти подтверждают эксперименты ученых Джейми Хензи и Велкин Джонсон из Бостонского колледжа. Они доказали, что противовирусные гены — интерферон-содержащие протеины с тетратрикопептидными повторами — были сформированы при взаимодействии между млекопитающими и вирусами.

В то же время доктор Дэвид Энард и его коллеги из Стэнфордского университета выявили, что вирусы ответственны за 30% всех изменений адаптивных аминокислот в некоторых белках клеток человека. 

Эти результаты свидетельствуют о том, что вирусы являются одними из самых доминирующих факторов эволюционных изменений. Ранее было подсчитано, что 7-8% всего генома человека несет около 100 000 фрагментов ДНК, которые пришли в качестве ретровирусов извне. В настоящее время исследователи полагают, что эта цифра занижена и что количество эндогенного генетического материала из внешних источников выше и является важным фактором эволюции.

— При помощи мутации или адаптации создание новых видов возможно, но это может занять несколько тысяч лет, — говорит ученый. — Моя теория, в отличие от предыдущих, объясняет, почему эволюция шла скачкообразно. Например, между ящерицами и млекопитающими не было промежуточного этапа развития, произошел скачок эволюции и появился новый вид.

Примером является находка палеонтологов Нильса Элдриджа и Стивена Гулда. В скалах на разных уровнях они обнаружили останки животных, которые наглядно демонстрировали переход от ящериц к млекопитающим без промежуточных этапов.

По словам Роберто Кацолла Гатти, новая ДНК способна изменить вид животного очень быстро, что объясняет скачки в эволюции.