8 октября в пресс-центре ТАСС (Екатеринбург) прошла пресс-конференция по итогам экспедиционного сезона уральских ученых. Своими результатами поделились заведующий лабораторией функциональной экологии наземных животных Института экологии растений и животных УрО РАН Владимир Вершинин, научный сотрудник той же лаборатории Екатерина Малкова, старший научный сотрудник лаборатории стратиграфии и палеонтологии Института геологии и геохимии им. А.Н. Заварицкого УрО РАН Татьяна Малышкина и научный сотрудник группы охранных археологических исследований Института истории и археологии УрО РАН Иван Фролов.
Не дать уйти
в небытие
Доктор биологических наук Владимир Вершинин отметил, что ряд показателей функциональной экологии амфибий, или земноводных, можно использовать как индикаторы состояния окружающей среды, поскольку они очень чувствительны к загрязнениям. Во всем мире численность этого класса животных в последние десятилетия снижается, почти половина видов официально признана специалистами сокращающимися или исчезающими. По образному выражению Владимира Леонидовича, амфибиям грозит «прыжок в небытие». Причины — сокращение пригодных местообитаний, загрязнение пестицидами и грибок Bd (батрахохитридиум), вызывающий у амфибий смертельно опасное кожное заболевание. Этот грибок был обнаружен в конце прошлого века и сейчас стремительно распространяется по планете. Уничтожает личинок земноводных также хищная рыбка ротан.
Уральские экологи ведут мониторинг численности популяций амфибий более полувека. Например, по краснокнижному сибирскому углозубу (четырехпалому тритону) в одном из лесопарков Екатеринбурга построены 49-летние ряды. Нынешним летом ученые наблюдали крах воспроизводства этого вида в ряде популяций. При этом некоторые чиновники предлагают исключить сибирского углозуба из Красной книги, видимо, чтобы строительные компании (частные застройщики) получили возможность вырубать и застраивать территории городских лесопарков. Снижается численность и других видов хвостатых амфибий — тритона обыкновенного и тритона гребенчатого, исследования которого поддержаны Президентским фондом природы. У них отмечается большое количество аномалий, что служит индикатором состояния популяций и качества водной среды.
В условиях урбанизации страдают и бесхвостые амфибии — лягушки и жабы. Сотрудники лаборатории функциональной экологии наземных животных ИЭРиЖ УрО РАН построили спектры аномалий для четырех видов лягушек, обитающих в Уральском регионе: озерной, остромордой, травяной и сибирской. В загрязненной среде у них нарушается регуляция кислотно-щелочного баланса крови, они оказываются более подверженными паразитарным инвазиям и заболеваниям. Уральские ученые впервые в Палеарктике установили связь между заражением паразитами и аномалиями скелета лягушонка, а также деформациями оси хвоста личинок. Обнаружено и явление, названное хостджампингом, когда происходит «перепрыгивание» паразитов с одного вида на другой, что раньше считалось невозможным.
Актуально в практическом плане и новое направление исследований уральских экологов — изучение популяции живородящей ящерицы как дополнительного резервуара природно-очаговых инфекций. Этот представитель пресмыкающихся, который в отличие от змей безопасен и широко распространен, может нести на себе большое количество таежных клещей — переносчиков энцефалита и болезни Лайма.
Новые результаты исследования аномалий и патологий амфибий и рептилий, их онтогенеза, экологии, эволюции, вопросы биоиндикации обсудили очно и онлайн участники IV Международной школы-конференции, прошедшей 12–16 октября в Екатеринбурге на базе Уральского федерального университета им. первого президента России Б. Н. Ельцина и собравшей специалистов в области зоологии, паразитологии, эволюционной морфологии, экологии, молекулярной генетики, цитологии, физиологии и охраны природы из России, Беларуси, Индии, Германии.
Гуманный мониторинг
Руководитель проекта автоматизации экологического мониторинга с помощью нейросетевых технологий кандидат биологических наук Екатерина Малкова (Институт экологии растений и животных УрО РАН) рассказала о разработке и популяризации нейросетевой идентификации видов мелких млекопитающих — серых и лесных полевок, лесных и полевых мышей, мышовок, мышей-малюток, бурозубок — по отпечаткам лап, получаемых с помощью следовых тоннелей. Она пояснила, что применение традиционных методов мониторинга (отлов) сопряжено с ограничением подвижности и частой гибелью животных, к тому же они слишком дороги, не могут использоваться массово и в местах, часто посещаемых людьми, например, в лесопарках. Щадящие методы применяются и сегодня, но без привлечения ИИ видовая идентификация по отпечаткам лап требует трудоемких ручных измерений и высокой квалификации исследователя.
В прошедшем полевом сезоне ученые совершили 6 экспедиционных выездов на территории Свердловской области: в Висимский природный биосферный заповедник, в деревню Хомутовку (вблизи Первоуральска), в природный парк «Оленьи ручьи», а также работали в Екатеринбурге. В исследованиях участвовали студенты Уральского государственного горного университета, получившие навыки работы со следовыми тоннелями.
Следовой тоннель — это прозрачная пластиковая бутылка, куда помещается бумажный картридж, на заклеенный скотчем конец которого наносятся чернила из минерального масла и порошкообразного угля. В бутылку вкладывается приманка, животное заходит в «тоннель», оставляет там следы и выходит. Ученые фотографируют или сканируют следовые картриджи и загружают изображения в нейросетевую модель для определения вида «посетителя».
В нынешнем полевом сезоне экологи ИЭРиЖ УрО РАН собрали более 20 тыс. отпечатков лап мелких млекопитающих, 6 тыс. получены в полевой лаборатории от животных известных видов для обучения нейросети в полевых условиях. Такого массива данных по мелким млекопитающим в открытом доступе нет — именно он станет фундаментом будущего сервиса для гуманного мониторинга видового состава этих животных на разных территориях (от ООПТ до городских лесопарков) без их отлова и умерщвления.
Древняя ихтиофауна
Кандидат геолого-минералогических наук Татьяна Малышкина и ее коллеги (Институт геологии и геохимии им. А.Н. Заварицкого УрО РАН) занимались поиском и изучением остатков ископаемых акул и скатов мелового периода (последний период мезозойской эры, 145–66 млн лет назад) на территории Уральского региона. Эти животные, будучи вершиной трофической пирамиды, составляли важную часть морских сообществ. Изучение их макроостатков, прежде всего зубов, позволяет определять возраст отложений, в которых они найдены, и восстанавливать палеосреду.
В меловой период Уральские горы были узкой полоской поднятий, окруженной морями, очертания которых динамично изменялись. Перед учеными стоит задача найти остатки ихтиофаун мелового периода и сравнить палеосообщества как между собой, так и с другими регионами. В мае уральские палеонтологи вместе с коллегами из Урало-Сибирского палеонтологического общества работали в Оренбургском Предуралье. В овраге Царя Леонида они собрали богатый палеонтологический материал морской биоты. Найденные здесь зубы акул (на фото) — уникальные находки, так как ранее остатков морских позвоночных животных в Оренбургском Предуралье не находили. В частности, удалось выяснить, что обитавшие 100 млн лет назад к западу от Уральских гор гребнезубые акулы относятся к неизвестному ранее виду. Были также найдены древние кораллы, аммониты, белемниты, двустворчатые моллюски, зубы и кости морских рептилий. Этот палеонтологический материал позволяет получить представление о природной среде Урала в далеком прошлом.
Нынешним дождливым летом полевые работы были осложнены неблагоприятными погодными условиями, в том числе затоплениями местности. Но в сентябре палеонтологам удалось совершить несколько разведочных выездов в поисках новых местонахождений акул мелового периода к востоку от Уральских гор, в Челябинскую область. В Зауралье, в отложениях древнего Западно-Сибирского моря, находки меловых акул случаются крайне редко в силу особенностей условий захоронения органических остатков того времени. Тем не менее ученым удалось найти новую точку с древней ихтиофауной, а также заложить фундамент поисковых работ на следующий год.
Екатеринбургские находки
Сотрудники группы охранных археологических исследований Института истории и археологии УрО РАН во главе со старшим научным сотрудником Сергеем Чаиркиным ведут раскопки и наблюдения на трех участках культурного слоя Екатеринбурга. Краткие итоги нынешнего сезона подвел научный руководитель раскопок Иван Фролов.
На территории парка «Динамо» раскопки напоминают слоеный пирог: самые ранние постройки датируются концом XVIII в., самые поздние — началом XX в. Второй участок находится на пересечении улиц Воеводина и Малышева, недалеко от моста через реку Исеть. Здесь найдены остатки монументального инженерного сооружения, видимо, подземных коммуникаций рубежа XVIII – XIX вв., которые ученые связывают с водоотведением уральской горнозаводской промышленности. На третьем участке, в районе ул. Гоголя (бывшей Разгуляевской), обнаружены остатки 10 архитектурных сооружений; самое позднее датируется второй половиной XX в., самые ранние — концом XVIII в. Деревянный настил из полубревен одного из них может относиться к мощению улицы Большой, которая возникла на этом месте в середине XVIII в. и была упразднена в середине XIX в. Ученые взяли образцы дерева для более точного датирования дендрохронологическим методом. Здесь также были найдены монеты, выпущенные с 1736 по 1818 г. Параллельно археологи ведут архивные изыскания, изучают старые планы и карты. Благодаря этому была открыта внутриквартальная застройка конца XVIII — начала XX в., которой нет на исторических иллюстрациях; выяснилось также, что с середины XVIII по середину XIX в. здесь проходила улица Большая.
Всего за нынешний сезон группой охранных археологических исследований ИИА УрО РАН собрано около 5 тыс. археологических предметов. Среди наиболее значимых — старообрядческие нательные кресты XVIII–XIX вв. (цветной металл, эмаль), монеты времени правления Анны Иоанновны (1736–1748), большая коллекция масляных светильников XIX в. («жировиков»), которыми пользовались для освещения заводских цехов и ремесленных мастерских.
Редкая находка — доска и фишки для настольной игры «Мельница» (рубеж XVIII–XIX вв.). Эта древняя игра — самая ранняя доска для нее была обнаружена при раскопках Помпеи — пользовалась большой популярностью. Были найдены также курительные трубки и металлическая форма для их изготовления (первая половина XIX в.).
Одна из поздних находок — комплект из двух погон образца 1914 г. А на раскопках в районе ул. Гоголя при снятии техногенного слоя XX века открылся фрагмент стены 1970-х гг. с остатками мемориальной доски большевику Антону Валеку (в 1918–1919 гг. он служил в особом отделе 3-й армии Восточного фронта) и членам его группы, казненным в апреле 1919 г.
Все эти находки — вещественные свидетельства нашей истории — археологам предстоит оформить, описать, проанализировать и ввести в научный оборот. В будущем году раскопки в культурном слое Екатеринбурга будут продолжены.
Елена ПОНИЗОВКИНА
Верхнее фото на с. 4 В. Бурнашева, пресс-центр ТАСС (Екатеринбург).
Фото на с. 4, 7 предоставлены участниками пресс-конференции