Разгадывая биологический пазл

A A A

На вопросы «Улицы Московской» отвечает Сергей Титов, доктор биологических наук, профессор, декан факультета физико-математических и естественных наук, завкафедрой «Зоология и экология» ПГУ, член Териологического общества при РАН, член РГО, автор более 200 научных публикаций, руководитель 12 научно-исследовательских проектов, большинство из которых – по грантам РФФИ.

 

titovСергей Титов (стоит справа) со своими аспирантами, июнь 2018 г.


– Сергей Витальевич, каково направление Ваших исследований?
– По специализации я зоолог и эколог, и все мои исследования лежат в этой плоскости. Современная биология шагнула далеко вперед, появились новые методы, например, молекулярно-генетические методы исследования биологических организмов. Они ко всему прочему позволяют изучать надорганизменные структуры (популяции, сообщества), например, ответить на вопрос, как структура популяции меняется в зависимости от изменения различных факторов.
В результате того, что кафедра активно получала всевозможную грантовую поддержку, была создана современная лаборатория молекулярной экологии и систематики животных. Она дает возможность получать результаты, конкурентные с результатами мировой наукой.
Мы в основном разрабатываем две проблемы.
Во-первых, проблема целостности биологического вида – одна из центральных в биологии. Когда Линней и другие систематики прошлого описывали виды, было все просто и понятно. При последующем изучении оказалось не все так однозначно.
То, что считалось одним видом, оказалось комплексом видовых форм или видов-двойников. Кроме того, если мы выделяем вид, значит, мы предполагаем, что он существует как бы сам в себе.
Но нередко бывают ситуации, когда виды начинают смешиваться, или в широком смысле происходит процесс биологической эволюции, которую, к сожалению, человек на протяжении своей короткой жизни увидеть не может.

 

– А Вам удается?
– Используя методы и случаи, когда виды прекращают быть обособленными и начинают скрещиваться, мы наблюдаем, как происходит видообразование на уровне сформировавшихся видовых форм.
По классическим представлениям, виды должны быть стерильны друг для друга. Но есть модельные группы животных, для которых гибридизация – обычное явление.
Модельная группа – это животные, которые быстро размножаются, имеют высокую численность (наземные беличьи, в частности суслики, мышевидные грызуны, земноводные, рыбы), и у которых возможно быстро пронаблюдать происходящие изменения.
Наблюдать образование новых видовых форм на крупных животных, таких как слоны или киты, конечно, интересно, но эти исследования потребуют длительного периода исследования.
Мы активно изучали гибридизацию до 2009 г. Сейчас после 9-летнего перерыва будем следить, как поменялась ситуация с гибридизацией сусликов в Поволжье – это новая тема гранта РФФИ. Будет изучена динамика гибридных зон: как меняются их границы, изменяются гибридные популяции во времени и пространстве, исчезают ли они, какова их судьба, каковы результаты былого течения этого биологического процесса для популяций и вида в целом.

– А второе направление исследований?
– Вторая проблема – это влияние средовых и внутренних факторов на полиморфизм, или разнообразие природных популяций.
Понятно, что мир у нас сейчас жестокий, факторы достаточно агрессивны, и посмотреть, как реагирует популяция на действие этих факторов, очень интересно.

– И как же популяция реагирует?
– Самое большое влияние человека на природную среду – ее фрагментация. Человек разбивает ареалы обитания животных постройкой дорог, рубкой лесов. Исторически виды имели сплошные ареалы, состоящие из естественно связанных друг с другом участков обитания. Теперь же у многих видов осталась лишь мозаика маленьких кусочков, где они существует.
Вот такие островки живут сами по себе. В биологии это называется «метапопуляция».
Факторы, приводящие к фрагментации ареалов видов, могут быть как естественными, например та же Волга, и антропогенными. Мы смотрим реакцию популяций на естественную их изоляцию и изоляцию, связанную с деятельностью человека.
Особенно высоко человеческое влияние на быстро расселяющиеся виды. Например, степной вид никогда бы не перешел через лесной массив. Человек строит дороги, и по обочинам (это же маленькие кусочки открытого пространства), которые в экологии называют «сеть тропинок», вид шагает за пределы былой зоны обитания и появляется в новых районах.
С одной стороны, вид расширяет свое место обитания, и для вида это хорошо. С другой стороны, если вид попадает в условия, где его «никто не ждал», это может сказаться отрицательно на аборигенном биологическом сообществе.
Переходы географических границ, как и переходы биологических границ, явления одного ранга. Поняв одно, можем понять и другое.

– Сергей Витальевич, что человеку дает исследование поведения популяций в меняющихся условиях?
– Изучать механизмы популяционной динамики на примере популяций человека интересно, но может оказаться страшным. Например, гибель половины популяции мы будем естественно воспринимать как трагедию. В природе это обычный ход вещей. Поэтому, в принципе, изучая природные популяции, мы эти знания можем переносить и на человека.
У нас существует проблема перенаселенности человеческой популяции. Несмотря на предпринимаемые обществом действия, все равно биологические механизмы будут срабатывать на сокращение численности населения на планете Земля. Отсюда большое количество новых инвазий и заболеваний. То есть природа сама стремится сократить численность человека. Пусть это звучит не очень гуманно, но это природа.
Человек как был социобиологическим существом, так и остался. Хотя, конечно, наши знания растут, у нас появляется больше возможностей, но все равно приходится прислушиваться к природе.
Поэтому, когда уже совсем становится туго, мы сразу начинаем заниматься биологией.

– Почему опасно исчезновение отдельных видов?
– Это же как биологический пазл: все виды сообщества связаны между собой. Выпадение 1-2-3 деталей пазла может и не повлиять на сообщество, оно может продолжить существовать. Надо знать все видовые связи и предвидеть, стоит ли охранять этот вид от того, чтобы не погибло все сообщество, или оно переживет исчезновение одного вида достаточно спокойно.
Но с нарушением среды обитания биологических видов, в том числе и человека, мы обедняем связи в этом сообществе и делаем отдельные виды, очень важные для жизни этого сообщества, реперными. Если они исчезнут, исчезнет все сообщество.
Здесь достаточно тонкие грани. Надо постоянно следить, как наша деятельность влияет на изменение самой структуры сообщества. Иначе сообщество из устойчивого перейдет в нестабильное, и любой шаг приведет к прекращению его существования в нормальном виде. Как произошло с Аральским морем, так может быть и, например, с Сурским морем. Это катастрофа для конкретных видов, для конкретных особей. Для человека в том числе.

– У нас стала настолько агрессивная среда?
– Среда действительно стала сильно фрагментирована и часто просто не пригодна для существования. Кроме того, человек, следуя своей выгоде, иногда действует неэффективно. Раньше было желание уничтожить всех вредителей сельского хозяйства.
Под это попали суслики, хоть вредителями как таковыми, в полном смысле слова, и не являются. Они пострадали в большей степени из-за того, что распахали все целинные земли. Они же степные обитатели, естественно, они перешли жить в поля – и сразу стали вредителями.

– А если суслик исчезнет совсем, что тогда?
– Он важный компонент системы. Суслик выедает растительность, не позволяет скапливаться большому количеству растительной ветоши и уходить степи в ковыльный сукцессионный вариант.
Потому что ковыльная степь – это мертвая степь. Семена ковыля протыкают насквозь шкурку мелких животных (мышей, полевок), вызывая их гибель.
В принципе, ковыльная степь – это последний элемент в сукцессионном ряду биологических сообществ открытых пространств. Дальше должны появиться кустарники, а после кустарников – лес.

– Что плохого, если все будет покрыто лесами?
– Леса нормальные тут не получатся. Для каждой природной зоны существует свой ландшафт и свои биотопы. У нас лесостепь. Поскольку климат изменяется, возможно движение этих зон.
Это опять же такая динамика, которую человеку в одну жизнь, жизнь одной научной школы, не проследить. У нас одна скорость жизни, а у природы совсем другая.

– Зачем тогда нам это изучать, раз у нас скорость жизни другая?
– Есть у ученых такой пытливый взгляд, они хотят узнать что-то новое и предотвратить какие-то негативные события. Например, мы усиленно размножаем микробов, подталкивая организмы освоить новые среды обитания, а потом сами же страдаем от них: свалки, неправильные сбросы в водоемы.
С первого взгляда кажется, что последствия тех или иных действий человека проявятся где-то далеко и не сегодня, и это часто является ошибочным убеждением.
Последствия могут проявить себя неожиданно и быстро. Все зависит от масштаба рассмотрения.

Прочитано 550 раз

Уважаемый читатель!

Наверное, если вы дочитали эту публикацию до конца, она вам понравилась. Очень на это рассчитываем.
Верим в то, что сравнительно малочисленная аудитория «Улицы Московской» вместе с тем еще и верная аудитория. Верная принципам открытого и свободного общества.
Открытое общество, одним из элементов которого является справедливая и сбалансированная журналистика «Улицы Московской», может существовать исключительно на основе взаимной ответственности и взаимных обязательств.
Мы бросаем вызов власти и призываем ее к ответственности.
Мы ставим под сомнение справедливость существующего положения вещей и готовим наших читателей к тому, что все еще изменится.
Мы рассказываем о вещах, о которых власть хотела бы умолчать, и даем шанс обиженным донести свою правду.
Но мы нуждаемся в вашей поддержке.
И если вы готовы потратить посильные вам средства для поддержания свободного слова, независимых журналистских расследований, мы потратим ваши средства на эти цели.

Заранее благодарен, Валентин Мануйлов

donate3

Поиск по сайту