КАРТОЧКА ПРОЕКТА,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер 19-14-00102

НазваниеМикроорганизмы, экосистемы и климат: факторы формирования рецентных сообществ и реконструкция динамики окружающей среды и экосистем в голоцене

РуководительМазей Юрий Александрович, Доктор биологических наук

Организация финансирования, регионФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени M.В.Ломоносова», г Москва

Года выполнения при поддержке РНФ 2019 - 2021 

КонкурсКонкурс 2019 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни, 04-107 - Экология биосистем

Ключевые словараковинные амебы, простейшие, микроорганизмы, болото, торф, экосистема, климат, палеореконструкции, структура сообществ, биоразнообразие

Код ГРНТИ34.33.15


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Биологическое разнообразие и межвидовые взаимоотношения влияют на экосистемные процессы, при этом сами в значительноей степени определяются климатом. Экосистемы как элементы глобального цикла углерода регулируют концентрацию парниковых газов в атмосфере, существенно определяя глобальные климатические тренды. Взаимосвязь биологических сообществ, экосистемных процессов и климата формирует сложную совокупность положительных и отрицательных связей, понимание которой дает возможность более адекватно прогнозировать поведение системы «биосфера-климат» в условиях крупномасштабных планетарных изменений, наблюдаемых в последние десятилетия. Разработка более точных прогностических моделей возможна только на основе достоверных данных о многолетней (столетия и тысячелетия) динамике экосистем и макромасштабных закономерностях пространственного распределения биоразнообразия. В совокупности это позволяет оценить относительную роль исторических, современных естественных и антропогенных фильтров в формировании биологического разнообразия и, как следствие, экосистемных функций, в том числе связанных с системой «биосфера-климат». Настоящий проект нацелен на изучение модельных объектов – экосистем и их элементов (сообществ организмов) являющихся, с одной стороны, ключевыми звеньями глобального цикла углерода, и, соответственно, системы «биосфера-климат», а, с другой, способных предоставить надежную палеоэкологическую информацию о динамике экосистем в течение голоцена, а также о естественных и антропогенных факторах среды, определяющих макропространственное распределение сообществ. Торфяники – экосистемы, которые депонируют до половины массы атмосферного углерода и благодаря этому обеспечивют постоянное изъятие углекислого газа из атмосферы, при этом являясь источником другого важного парникового газа – метана. Остается до конца неясным, как оба процесса связаны с особенностями структуры экосистем торфяников, локальной и глобальной климатической ситуациями. Сами торфяники – динамические системы, которые могут формироваться при благоприятных климатических условиях, например, из озер, а также могут трансформироваться в другие экосистемы (например, леса) при недостаточной влажности климата. При этом торфяная залежь формирует палеоэкологическую летопись, которая позволяет изучать закономерности динамики экосистем в масштабах тысячелетий, в основном в течение голоцена, что позволяет оценивать глобальные экосистемные и климатические тренды, а также предлагать различные сценарии прогностических моделей динамики биосферы. Раковинные амебы – одноклеточные организмы, вносящие существенный вклад как в фиксацию углерода торфяниками (через позитивное влияние на рост высших растений как звена микробной пищевой петли, а также прямой вклад в виде миксотрофии), так и в высвобождение углерода (через деструкцию как потребителя бактерий, грибов и простейших и ресурс для беспозвоночных). Короткое время генерации, обильные популяции, хорошо выраженные функциональные признаки раковинных амеб позволяют установить наличие быстрых реакций пищевых сетей и, соответственно, экосистемных процессов на модификации среды (в отличие от более крупных организмов, реагирующих на изменения факторов среды, как правило, с запаздыванием или с пороговым эффектом). Благодаря наличию устойчивой к разложению раковинки, эти организмы, с одной стороны, хорошо сохраняются в палеонтологической летописи, а, с другой, формируют многочисленные морфо-физиологические адаптации, позволяющие им населять широкий диапазон битопов (болота, пресные воды, почвы) и распространяться по всей планете. Палеоэкологические реконструкции являются основным источником информации о долгосрочной (сотни и тысячи лет) динамике экосистем и климата, что необходимо для надежного прогнозирования поведения этих систем в нестабильных условиях окружающей среды. При этом достоверность реконструкций основывается на точности оценки реакции современных индикаторных организмов на основные факторы среды, определяющих их распределение. Для повышения этой точности необходимо использование комплекса методов, включающего в себя полевые наблюдения (для выявления пространственных структур и поиска корреляций с факторами), полевые мезокосменные эксперименты (для оценки воздействия факторов в контролируемых условиях, максимально приближенных к естественным), палеоэкологические наблюдения (для оценки долгосрочной динамики), моделирование (для нахождения количественной связи между структурой сообществ и факторами среды [калибровка], а также между таксономическим, функциональным, генетическим разнообразием и экосистемными функциями). Важными условиями повышения точности является: а) использование всего набора современных подходов в оценке биологических сообществ на основе таксономического, функционального и генетического разнообразия, что увеличивает число возможных характеристики экосистем для реконструкции; б) использование глобальных баз данных, что повышает универсальность разрабатываемых калибровочных моделей. Все эти методы предполагается использовать для решения двух групп задач проекта: 1) фундаментальных, нацеленных на выявление основных факторов, определяющих структуру рецентных сообществ микроорганизмов, оценку краткосрочных (десятилетия) и долгосрочных воздействий (сотни и тысячи лет) этих факторов с учетом закономерностей сукцессионной динамики экосистем, что позволит лучше понимать, как современные экосистемы будут реагировать на глобальные климатические сдвиги и предлагать соответствующие меры управления; 2) прикладных, направленных на повышение точности методов палеоэкологических реконструкций. Фундаментальные задачи будут включать в себя: 1) выявление закономерностей распределения рецентных сообществ протистов (описанных в аспектах таксономического, функционального и генетического разнообразия), в зависимости от основных климатических факторов, региональной специфики, типа экосистем (пресноводные, заболоченные, почвенные), локальной (внутриэкосистемной) гетерогенности биотопа; 2) выявление закономерностей многолетней динамики сообществ раковинных амеб в рамках основных процессов климатически обусловленной трансформации континентальных экосистем (залесение болот и заболачивание озер) в разных географических регионах путем проведения палеоэкологических реконструкций; 3) оценку реакции видового и функционального разнообразия раковинных амеб в полевых мезокосменных экспериментах на изменения температуры, увлажненности, освещенности, биоценотического окружения. Прикладные задачи будут направлены на: 1) решение таксономических вопросов, которые являются основой ризоподного анализа в палеоэкологии, 2) построение новых калибровочных моделей (transfer functions) на основе глобальных баз данных. В таком комплексе связей между рецентными сообществами микроорганизмов, современными и историческими факторами, а также с глобальными климатическими изменениями голоцена, задача ранее не ставилась ни одной из групп исследователей. По субъективной оценке авторов некоторые результаты однозначно определят направления исследований в соответствующей области мировой науки на ближайшие годы. К таким планируемым результатам относятся: 1) выявление роли исторических и современных факторов в формировании таксономической и функциональной структуры рецентных сообществ раковинных амеб (с особым вниманием на возможную роль антропогенного фактора и его сопоставление с амплитудой влияния естественных факторов, действовавших в течение голоцена), 2) сопоставление пространственно-временной изменчивости таксономического, функционального и генетического разнообразия сообщества микроорганизмов, 3) построение модели, связывающей структуру сообществ микроорганизмов со структурой растительности и ее изменениями в пространстве и времени, 4) обобщенная модель голоценовой динамики экосистем торфяников в Западно-Сибирской и Восточно-Европейской равнин, 5) новая калибровочная функция, базирующаяся на функциональных признаках раковинных амеб, 6) новая паназиатская калибровочная функция и ее верификация в различных регионах Азии. Этим и определяется актуальность и научная новизна предлагаемого проекта.

Ожидаемые результаты
Ожидаемые результаты связаны с выявлением комплекса связей между рецентными сообществами микроорганизмов, современными и историческими факторами, а также с глобальными климатическими изменениями голоцена. По субъективной оценке авторов подобная задача ранее не ставилась ни одной из групп исследователей, а некоторые результаты однозначно определят направления исследований в соответствующей области мировой науки на ближайшие годы. К таким планируемым результатам относятся: 1) выявление роли исторических и современных факторов в формировании таксономической и функциональной структуры рецентных сообществ раковинных амеб (с особым вниманием на возможную роль антропогенного фактора и его сопоставление с амплитудой влияния естественных факторов, действовавших в течение голоцена), 2) сопоставление пространственно-временной изменчивости таксономического, функционального и генетического разнообразия сообщества микроорганизмов, 3) построение модели, связывающей структуру сообществ микроорганизмов со структурой растительности и ее изменениями в пространстве и времени, 4) обобщенная модель голоценовой динамики экосистем торфяников в Западно-Сибирской и Восточно-Европейской равнин, 5) новая калибровочная функция, базирующаяся на функциональных признаках раковинных амеб, 6) новая паназиатская калибровочная функция и ее верификация в различных регионах Азии. Этим и определяется актуальность и научная новизна предлагаемого проекта. Значимость ожидаемых результатов для общества определяется тем, что проект направлен на изучение биологического разнообразия, которое определяет экосистемные процессы; послдение, в свою очередь, как элементы глобального цикла углерода, регулируют концентрацию парниковых газов в атмосфере и в значительной степени вляют на глобальные климатические тренды. Взаимосвязь структуры биологических сообществ, экосистемных процессов и климата формирует сложную совокупность положительных и отрицательных связей, понимание которой дает возможность прогнозировать поведение системы «биосфера-климат» в условиях крупномасштабных планетарных изменений, наблюдаемых в последние десятилетия. Разработка более точных прогностических моделей возможна только на основе достоверных данных о многолетней (столетия и тысячелетия) динамике экосистем и макромасштабных закономерностях пространственного распределения разнообразия. В совокупности это позволяет оценить относительную роль исторических, современных естественных и антропогенных факторов в формировании биологического разнообразия и, как следствие, экосистемных функций, в том числе связанных с системой «биосфера-климат». Именно на совершенствование подходов к решению этих вопросов и направлен настоящий проект.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2019 году
В соответствии с поставленными задачами был собран новый полевой материал в малоизученных регионах. В частности, получены образцы для проведения ризоподного и других видов палеоэкологического анализа, а также для анализа рецентных сообществ раковинных амеб по результатам проведения полевых работ в Западной Сибири (полевой стационар «Мухрино»), образцы для проведения ризоподного и других видов палеоэкологического анализа из Аляске (болото «Dot Lake B», расположенное в пойме реки Танана, притока Юкона), образцы для анализа рецентных сообществ раковинных амеб в разнотипных заболоченных экосистемах в окрестностях городов Уайтхорс и Ванкувер, образцы для проведения анализа рецентных сообществ раковинных амеб из болота в пойме реки Грендален и из искусственного грунта в заброшенной теплице на архипелаге Шпицберген, из зональных типов растительности, сфагновых болот, дриадников и ерников на полуострове Русский, в окрестностях поселков Амдерма и Певек, из моховых подушек, дернины, нор леммингов архипелага Северная Земля (острова Комсомолец, Пионер, Октябрьской Революции, Большевик, Малый Таймыр). Получены образцы из полевых мезокосменных экспериментов по влиянию увеличения температуры, уменьшения влажности, затенения на рецентные сообщества раковинных амеб и показатели метагеномного разнообразия (по экспериментам, поставленным в 2012 и 2017 гг на полевом стационаре «Мухрино» и на болоте «Старосельский мох» в Центрально-лесном биосферном заповеднике). Разработан протокол по проведению секвенирования ампликонов гипервариабельных фрагментов гена 18S рРНК из природных образцов. Пополнены базы данных по рецентным сфагнобионтным раковинным амебам России, построены базы данных по палеосообществам раковинных амеб Евразии, построены базы данных рецентных и палеосообществ раковинных амеб по функциональным признакам. Завершен анализ образцов (ризоподный, спорово-пыльцевой, ботанический, диатомовый, физико-химический, радиоуглеродный анализы) из болота «Водопроводное», расположенного в окрестностях беломорской биологической станции МГУ, а также торфяной колонке из болота «Мочуля», расположенного в государственном природном заповеднике «Калужские засеки». Проведен анализ данных по структуре рецентных сообществ сфагнобионтных раковинных амеб Кольского полуострова. В результате работы выявлено высокое видовое разнообразие рецентных сообществ сфагнобионтных раковинных амеб в болотных экосистемах региона, насчитывающее 110 таксонов. Данный показатель приближается к потенциально возможной оценке видового пула видов в 116–131 таксон (статистические оценки видового пула сообществ Сhao, Jack1, Jack2, Boot) раковинных амеб. Существенный вклад в формировании данного разнообразия вносят аапа-болота. На уровне биотопа и болота основной вклад в формирования видового разнообразия вносят характеристики окружающей среды, а на уровне болот и районов – преимущественно способность видов к расселению и история формирования экосистем. Уровень болотных вод существенно влияет на видовую структуру сообществ раковинных амеб, однако влияние этого фактора уменьшается при увеличении глубины залегания вод. Это может быть связано с более высоким влиянием атмосферных осадков на влажность субстрата по сравнению с грунтовыми водам в таких биотопах. По результатам проверки модели, построенной на основании сокращенной обучающей выборки, точность предсказания (RMSEP) изменялась от 7.3 до 7.6 см (перекрестная проверка и бутстреп, соответственно), а коэффициент корреляции R2 равнялся 0.54. С использованием построенной калибровочной модели проведена оценка оптимумов и толерантности таксонов в отношении к уровню залегания болотных вод, которые могут быть использованы для проведения реконструкции палогидрологического режима болотных экосистем в регионе. Проведен анализ данных по структуре рецентных сообществ почвообитающих раковинных амеб Дальнего Востока России. Показано, что фауна раковинных амеб изученного региона характеризуются высоким видовым разнообразием, с преобладанием эврибионтных и почвенных видов. Видовое разнообразие почвенных сообществ раковинных амеб в лесных экосистемах в основном определяется крупномасштабными факторами (климат, история, преобладающий тип почве и растительность и др.) и в меньшей степени различиями пространственной неоднородностью в пределах леса. Последние может быть связано с особенностями почв и рельефа, на которых формируются данные типы лесов, а также с влиянием самих растительных сообществ на почвенные организмы. Вариация видовой структуры сообществ раковинных амеб между пробными площадями, участками в пределах пробных площадей и образцами в пределах участка либо случайна, либо незначительна. Проведен анализ данных по динамике палеосообществ раковинных амеб в северной тайге Кольского полуострова. Показано, что, в целом, растительность полуострова Киндо на протяжении 9000 лет была характерной для таежной зоны. Формирование болота происходило одновременно с изоляцией современного озера Водопроводное от линии берега моря и формированием межскального суходола на фоне поднятия берега острова. Возможно, процесс заболачивания суходола происходил одновременно с зарастанием озера, вследствие чего трудно определить очаг зарастания. В целом динамика развития болота соответствует классической схеме периодизации голоцена. Существенный вклад в специфику развития болота вносит рельеф и частые лесные пожары. Проведен анализ данных по динамике палеосообществ раковинных амеб в широколиственных лесах западной части Среднерусской возвышенности. Полученные результаты свидетельствуют о том, что динамика структуры сообществ раковинных амеб в ходе сукцессии “водоем – болото” в значительной степени соотносится с характером локальной растительности. Совместно они определяются либо аутогенными, либо аллогенными факторами сукцессии, сменяющими друг друга во времени. В частности, трансформация водоема в низинное болото вероятнее всего произошла в результате действия климатических (аллогенных) факторов: кратковременное иссушение и пожары, приведшие к зарастанию берегов. Трансформация низинного болото в мезотрофное сфагновое может быть связана как с аутогенными факторами (накопление отложений), так и с аллогенными (снижение активности человека на прилегающей территории). С применением ризоподного анализа была проведена реконструкция степени увлажнения торфяников в Европе. Главной задачей исследования было понять – находится ли наблюдаемый уровень увлажнения болот в пределах амплитуды колебаний, наблюдавшихся за последние тысячелетия, и, если нет, то связано ли это с влиянием деятельности человека. Было обнаружено, что болота в последние 200 лет существенно осушаются, причем четверть из них находятся в наименее увлажненном состоянии за 2000-летнюю историю. Эта тенденция к осушению связана с потеплением климата, усиливающейся аридизацией и антропогенным влиянием. Так, 42 % исследованных болот были значительно повреждено в результате деятельности человека: вырубок, осушения, пожаров, выпаса скота. Полученные данные свидетельствуют о том, что современное состояние многих европейских болот вышло за пределы наблюдавшихся ранее амплитуд и что значительную роль в этом сыграли антропогенные факторы. По данным реконструкции температуры в период 1181–1945, полученным на основе хирономидного анализа отложений озера Сильваплана (Швейцарские Альпы), был проведен анализ временных рядов методами флуктуационного анализа с устранением трендов и мультифрактального флуктуационного анализа с устранением трендов. Результаты анализа показали наличие постоянно существующих температурных флуктуаций. При этом они демонстрировали долговоременную память с масштабирующим поведением. Это означает, что повышение (снижение) температуры в прошлом всегда сопровождалось соответствующим увеличением (уменьшением) температуры в будущем с различными амплитудами. Это может означать то, что увеличение частоты, интенсивности и продолжительности экстремальных температурных явлений из-за изменения климата будут более выраженными в будущем, чем ожидалось ранее с использованием прежних моделей. Был проведен анализ торфяных залежей и радиоуглеродных датировок базальных горизонтов торфа в 43 болотах, расположенных на трех участках в пределах Мещерской низменности и Мокшинского Полесья. Для анализа выбраны болота, образовавшиеся путем суходольного заболачивания и приуроченные к водоразделам или надпойменным террасам. Полученные данные показали, что болотообразовательный процесс в этих регионах протекал в течение всего голоцена и находился под влиянием пожарного режима территории. В периоды, когда частота пожаров возрастала (8.8-5.8 и 4.2-3.2 тысяч календарных лет назад) активизация процессов заболачивания была вызвана изменениями водного баланса плоских и слабо дренируемых равнин после гибели древостоя. Проведена таксономическая ревизия дорсо-вентрально сплющенных раковинных амеб, включающая 21 род раковинных амеб. Описан новый признак – утолщение на внутренней стороне устья (внутренняя губа). Выделено три новых вида, разделенных на два рода в зависимости от симметрии раковинки. Переописан род Ellipsopyxis. Построена паназиатская калибровочная функция, связывающая видовую структуру сообществ раковинных амеб и поверхностную влажность болот, а также проведена верификация ее работы на рецентных сообществах из разных регионов Азии.

 

Публикации

1. Варотсос К., Мазей Ю.А. Future temperature extremes will be more harmful: a new critical factor for improved forecasts International Journal of Environmental Research and Public Health, Vol. 16. P. 4015-4022 (год публикации - 2019).

2. Свиндлс Г., Моррис П., ... Мазей Ю.А., ... Цыганов А.Н., ... Уорнер Б. Widespread drying of European peatlands in recent centuries Nature Geoscience, Vol. 12. Issue 11. P.922-930 (год публикации - 2019).


Аннотация результатов, полученных в 2020 году
За отчетный период работы по проекту проводились по трем основным направлениям: 1) сбор и анализ материала с администрированием баз данных по видовой структуре сообществ, 2) выявление закономерностей распределения и структуры рецентных сообществ раковинных амеб и оценка взаимосвязей между современными сообществами и климатом и 3) проведение палеореконструкции экосистем и ландшафтов в голоцене и определение их связи с глобальными изменениями окружающей среды, а также повышение точности методов палеоэкологических реконструкций. В рамках первого направления отобраны и проанализированы образцы рецентных/субрецентных сообществ раковинных амеб в Юго-Восточной Азии и Арктике, которые были добавлены в обобщенную базу данных, включающую информацию о количестве особей каждого вида раковинных амеб в сообществе, а также данные о характеристиках окружающей среды. Данные работы позволят расширить географию применения ризоподного анализа и повысить точность реконструкций с его использованием. В рамках второго направления проанализированы имеющиеся массивы данных по влиянию климатических факторов (повышение температуры воздуха в течение вегетационного периода, затенение и снижение уровня осадков) на сообщества раковинных амеб в полевых экспериментах на болотных экосистемах южной и средней тайги (в Восточно-Европейской и Западно-Сибирской равнинах, соответственно). Показано, что эффекты климатических характеристик на сообщества раковинных амеб в значительной степени зависят от локальных условий обитания. При этом могут изменяться обилие, число видов и видовая структура сообществ раковинных амеб. Особый интерес представляет выявленный положительный эффект затенения на число видов и численность раковинных амеб, что может указывать на их угнетение в результате повышенной инсоляции в поверхностных горизонтах сфагнума. Помимо классических данных по таксономической структуре сообществ, для эксперимента в южной тайге получены метагеномные данные, что позволило дополнить результаты эксперимента молекулярно-генетическими данными. Максимальное затенение привело к наибольшим изменениям в структуре операционных таксономических единиц как прокариот, так и эукариот. Подобные исследования до сих пор немногочисленны, но очень важны, так как позволяют оценить экологические процессы на нескольких уровнях организации живого. В дополнение к влиянию климатических характеристик, получены результаты экспериментов по взаимной трансплантации почвенных раковинных амеб в различных типах тундры. Выявлены основные характеристики сообществ раковинных амеб в каждом типе растительности и показано, что в результате трансплантации, основные изменения в сообществах раковинных амеб связаны с исчезновением или появлением малочисленных видов. При этом, эти виды могут как присутствовать на реципиентном участке до этого, так и появляться впервые. Одним из направлений работ, нацеленных на изучение механизмов воздействия климатических факторов на сообщества стал анализ данных полевого эксперимента по влиянию затенения на бентосные организмы на литорали Белого моря. Предварительные результаты анализа свидетельствуют о том, что большинство исследованных групп проявляют изменения в структуре сообществ (соотношение обилия разных видов), но не в составе представленных таксонов. Детальный анализ будет проведен после получения данных по всем группам организмов и результатов метагеномного анализа. Помимо этого, проведен анализ данных по видовой структуре сообществ диатомовых водорослей и инфузорий в различных типах высокоширотной песчаной литорали побережья Белого и Баренцева морей с целью оценки возможного влияния морфодинамического состояния и свойств донных осадков на микробентос. Волновая активность и свойства донных осадков являются основными факторами, контролирующими разнообразие и состав литорального микробентоса. Однако диатомеи и инфузории по-разному реагировали на эти факторы. Проведен анализ почвенных и сфагнобионтных сообществ раковинных амеб в различных регионах Голарктики, включая три региона в Евразийской части Арктики, два в Северной Америке, и по одному в Западной Сибири, Камчатке и лесостепной зоне Восточно-Европейской равнины. В результате выявлены особенности видового состава в разных регионах, оценена зависимость видовой структуры сообществ от поверхностной влажности биотопов и вклад сезонной сукцессии в формирование общего разнообразия. Полученные данные будут использованы для построения калибровочных моделей и уточнения результатов палеоэкологических реконструкций с использованием ризоподного анализа. Помимо этого, был проведен мета-анализ данных по глобальному распределению трех разных размерных групп морских донных организмов (гетеротрофных жгутиконосцев, инфузорий и гарпактикоидных ракообразных) с целью проведения оценки роли различных факторов в структуре биогеографического распространения мелких организмов. Полученные результаты подтверждают гипотезу о том, что размер тела является «основной чертой», которая формирует глобальные биогеографические закономерности. В рамках третьего направления исследований проведены комплексные палоеэкологические реконструкции динамики окружающей среды в голоцене для южной тайги и лесостепной зоны Восточно-Европейской равнины, средней тайги Западной Сибири, а также для Фолклендских островов. В результате проведенных работ продемонстрирована роль природных (климат, пожары, сукцессионная динамика) и антропогенных факторов в формировании и развитии болотных экосистем. Показано, что существенную роль в формировании болот в начале голоцена играли пожары и климатические факторы, приводившие к снижению эвапотранспирации и изменению гидрологического режима, тогда как в позднем голоцене увеличивалась роль антропогенных факторов. В Западной Сибири наиболее активная аккумуляция углерода болотами наблюдалась на относительной теплой стадии голоцена (Атлантик). Если в будущем изменения приведут к более теплому и влажному климату в Западной Сибири, региональные болота могут продолжать играть важную роль в связывании атмосферного углекислого газа. Для повышения точности и снижения трудоемкости ризоподного анализа в палеоэкологических работах был применен подход, основанный на использовании функциональных признаков вместо таксономических. Для этого была построены калибровочные модели зависимости функциональной структуры сообществ раковинных амеб от характеристик влажности субстрата на основе имеющейся обучающей выборки для лесной зоны Восточно-Европейской равнины и вновь полученных данных по тропическим болотам Индонезии. Показано, что качество моделей на основе функциональных признаков сопоставимо с таковым широко используемых моделей на основе видовой структуры сообществ, при этом определение функциональных признаков раковинных амеб менее трудоемко. Полученные данные были использованы при подготовке обзорной статьи по использованию функциональных признаков раковинных амеб в палеоэкологии, в написании которой приняли участие ведущие специалисты по раковинным амебам. В работе обобщается опыт использования функциональных признаков на данных момент, приводится их исчерпывающий перечень и обсуждается возможность применения в различных типах экосистем и биогеографических регионах. В дополнение к этому были проведены работы по математическому анализу долговременных временных рядов климатических параметров (температура и влажность), реконструированных по биологическим индикаторам с целью выявления скрытых закономерностей в долгосрочной динамике и уточнения подходов к моделированию и прогнозированию климатических систем. На основе математических параметров моделей многолетней динамики был разработан новый инструмент прогнозирования текущей погоды для более точной оценки среднего времени ожидания экстремальных значений этих климатических параметров. Проведенное моделирование позволяет лучше понять закономерности изменчивости климата в течение голоцена для уточнения существующих прогностических моделей динамики климата. По результатам работы над проектом в отчетном году было опубликовано 12 статей в международных рецензируемых изданиях, из которых 7 в высокорейтинговых журналах из Q1.

 

Публикации

1. Азовский А., Мазей Ю., Сабурова М., Сапожников Ф. Patterns in diversity and composition of microbenthos of subarctic intertidal beaches with different morphodynamics Marine Ecology – Progress Series, Vol. 648. P. 19–38 (год публикации - 2020).

2. Азовский А.И., Чертопруд Е.С., Гарлицкая Л.А., Мазей Ю.А., Тихоненков Д.В. Does size really matter in biogeography? Patterns and drivers of global distribution of marine micro- and meiofauna Journal of Biogeography, Vol. 47. P. 1180–1192. (год публикации - 2020).

3. Бобров А.А., Мазей Н.Г., Мазей Ю.А. The description of two new species of testate amoebae from suspended soil of the aerial roots at the tropical urban park in Hainan (China) and the review of the genus Bullinularia Deflandre, 1953 (Amoebozoa: Arcellinida) Protistology, Vol. 14. №3. P. 112–129 (год публикации - 2020).

4. Вароцос К., Мазей Ю., Ефстатиу М. Paleoecological and recent data show a steady temporal evolution of carbon dioxide and temperature Atmospheric Pollution Research, Vol. 11. № 4. P. 714–722. (год публикации - 2020).

5. Вароцос К., Мазей Ю., Новенко Е., Цыганов А., Ольчев А., Пампура Т., Мазей Н., Фатюнина Ю., Салдаев Д., Ефстатиу М. A new climate nowcasting tool based on palaeoclimatic data Sustainability, - (год публикации - 2020).

6. Дьяконов К., Новенко Е., Мазей Н., Кусильман М. The Age of Peatlands and Peatland Formation Stages in Polesie Landscapes of the East European Plain Doklady Earth Sciences, Vol. 492, Part 2, pp. 464–470 (год публикации - 2020).

7. Крашевская В., Цыганов А., Есаулов А., Мазей Ю., Хаспари К., Саад А., Субихам С., Бехлинг Х., Биагиони С. Testate amoebae species and trait-based transfer functions for reconstruction of hydrological regime in tropical peatland of Central Sumatra, Indonesia Frontiers in Ecology and Evolution, - (год публикации - 2020).

8. Мазей Ю.А., Трулова А.С., Мазей Н.Г., Пейн Р., Цыганов А.Н. Contributions of temporal and spatial variation to the diversity of soil-dwelling testate amoeba assemblages in a swampy forest Pedobiologia, Vol. 81–82. 150660 (год публикации - 2020).

9. Марциш К., Жассэ В., Косакян А., Крашевская В., Лар Д., Лара Э., Ламентович Л., Ламентович М., Макумбер А., Мазей Ю., Митчелл Э., Нассер Н., Паттерсон Т., Рое Е., Зингер Д., Цыганов А., Фурнье Б. Testate amoebae functional traits and their use in paleoecology Frontiers in Ecology and Evolution, - (год публикации - 2020).

10. Маукой Д., Пейн Р., Бабешко К., Барлетт Р., Бумер И., Боуи Х., Эванс Ч., Ринг-Грубеш Ф, Муирхэд Д., О'Каллаган М., Пиотровская Н., Руш Г., Слоан Т., Смитон К, Цыганов А., Мазей Ю. Falkland Island peatland development processes and the pervasive presence of fire Quaternary Science Reviews, Vol. 240. 106391 (год публикации - 2020).

11. Пейн Р., Бобров А., Цыганов А., Бабешко К., Слоан Т., Кей М., Куприянов Д., Сурков Н., Новенко Е., Андреев А., Мазей Ю. First records of contemporary testate amoeba assemblages from the Kamchatka Peninsula, Russia and potential for palaeoenvironmental reconstruction Boreas, - (год публикации - 2020).

12. Цыганов А.Н., Комаров А.А., Мазей Н.Г., Борисова Т.В., Новенко Е.Ю., Мазей Ю.А. Динамика видовой структуры сообщества раковинных амеб в ходе сукцессии “водоем – болото” в голоцене: на примере болота Мочуля (Калужская область, Европейская Россия) Зоологический журнал, - (год публикации - 2020).