​Продолжаем цикл интервью с учеными ТюмГУ – победителями конкурса лучших проектов фундаментальных научных исследований. Конкурс совместно провели Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ) и Правительство Тюменской области.​   

Сегодня наши гости – руководитель проекта «Структурно-функциональное моделирование листьев опасных инвазионных растений для анализа и прогнозирования их распространения в Тюменской области», заведующая лабораторией экологической физиологии растений и экспериментальной фитоэкологии Института X-BIO, кандидат биологических наук Лариса Иванова (Л.И.); эксперт по ботанике и биогеографии растений кандидат биологических наук Анатолий Хапугин (А.Х.) и кандидат биологических наук Леонид Иванов (Леон. И.) – специалист по газообмену, углеродному балансу растений. 

– В чем суть проекта, что за такие страшные инвазионные растения есть у нас в области? Откуда они здесь взялись? 

Л.И.: – В комплексном проекте решается несколько актуальных проблем, связанных с фундаментальными исследованиями биологических инвазий. Это изучение свойств инвазионных растений, их опасности и ареала их распространения. 

А.Х.: – Для Тюменской области очень актуально изучение инвазионных растений, раньше у нас они специально не исследовались. Наше исследование охватывает несколько наиболее опасных и агрессивных представителей этой группы. Инвазионные растения – это виды, которые завезены сюда из Северной Америки, Западной Европы и других регионов. Они способны наносить вред либо непосредственно человеку, как борщевик Сосновского, либо естественным экосистемам. Например, североамериканский вид череда облиственная может вытеснять из прибрежных местообитаний местные виды череды, меняя облик растительных сообществ. Некоторые инвазионные виды являются аллергенными. 
биологи1.jpg 
 
Л.И.: – Инвазионные растения обладают уникальными физиологическими свойствами, которых нет у местных видов, и могут подавлять и вытеснять местные. Тот же борщевик Сосновского опасен при контакте с ним. Он выделяет сок, который при воздействии ультрафиолетового излучения вызывает сильные ожоги на коже. И, если площадь ожогов большая, то человек может пострадать вплоть до летального исхода. Обычный же сибирский вполне съедобен. 

 – Получается, вам теперь необходимо выявить зоны распространения этих растений в нашей области? 

Л.И.: – Когда местное население осознает, что произошла инвазия, бывает уже достаточно поздно – растения широко распространяются, нужны большие экономические затраты, усилия и время, чтобы убрать эти растения. Нужно заранее, пока они ещё не распространились, отслеживать любые чужеземные виды, которые попадают к нам семенами – их привозят путешественники на транспорте из других регионов. Чтобы оценить инвазионный потенциал этих растений, узнать, могут ли они у нас вытеснить местные виды, лучший подход – изучать их физиологические особенности, которые определяют распространение растений в данных условиях, климате, в данных типах мест обитания. 

– Именно такое изучение и называется «структурно-функциональное моделирование»? 

Л.И.: – Да, это – совершенно новый подход к изучению растения, такое исследование не проводили ни у нас, ни в других странах. Это инновационный метод, основанный на трехмерном моделировании и структуры, и функций растения с помощью специализированного программного обеспечения, которое разрабатывается сотрудниками нашей лаборатории. У нас три блока исследований: первый – ботанический, который отвечает за распространение и определение видов (некоторые виды очень похожи на местные, их трудно определить), за их географию. Второй блок – физиологический, который курируют Леонид Иванов и ведущий в нашей стране эксперт по физиологии прибрежно-водных растений, кандидат биологических наук Дина Ронжина. В тех местах, которые укажут ботаники, физиологи изучат функциональные свойства инвазионных растений. Мы должны изучить структуру фотосинтетических органов, потому что растение имеет успех тогда, когда может свести положительный углеродный баланс – при фотосинтезе поглотить больше углекислого газа, чем выделить его при дыхании. А за это отвечает структура и функция фотосинтетических органов, то есть, мы полностью изучаем комплекс всех физиологических особенностей, которые связаны с фотосинтезом, продуктивностью и ростом растений, структуру листа и интенсивность поглощения-выделения углекислого газа. Затем это всё передаем физикам (третий блок исследований), которые моделируют точные количественные данные, используя программное обеспечение. На основе этого мы можем изменять в трехмерной модели экологические условия и прогнозировать, при каких условиях структура листьев будет иметь успех. Потом можно будет понять, где нужно отслеживать эти виды. Допустим, борщевик Сосновского предпочитает хорошо увлажненные и освещенные места. Это поймы, обочины дорог. Мы в тенистый лес уже за ним не пойдем. 

А.Х: – Мы предварительно собрали данные о распространении инвазионных видов, но эта информация не полная, и нужны новые исследования. Пока местные жители не замечают этих растений, в почве накапливается банк семян, и даже если взрослое растение уничтожить, то через год-два из семян могут снова прорасти новые. Нужны долговременные мониторинг и противодействие внедрению и расселению инвазионных растений. 

Л.И: – И выявлять их надо целенаправленно, мы же не можем идти цепью по территории всей области и искать чужеродные виды. Надо изучать их особенности, чтоб точно определять местонахождение. 

– Потом об этом расскажете Департаменту агропромышленного комплекса – принесете пользу области… 

Л.И.: – Польза будет, да. Но чтобы её получить, нужно в течение трех лет провести фундаментальное научное исследование, представить новые данные научному сообществу и верифицировать разработанные подходы к изучению углеродного баланса инвазионных растений, получить отзывы ведущих экспертов. Частью работы будет также картирование распространения видов с помощью ГИС-технологий плюс прогнозные карты, которые покажут, как растения могут распространяться. 

Леон. И: – Кстати, растения появились у нас не только из-за путешествий и заноса людьми. Изменение климата, потепление, изменение равновесия в экосистеме тоже подталкивает к инвазиям. 

А.Х.: – Некоторые виды человек сам высаживает. Потом они просто "сбегают" в дикую природу, где успешно осваиваются. 

– Декоративный наш ландшафтный дизайн… 

 А.Х.: – Да. Заранее нужно иметь в виду, что культивируемый вид может представлять потенциальную опасность для местных экосистем. 

– А студенты вам помогают в исследовании?   

Л.И.: – Обязательно. Студенты одновременно и обучаются, и участвуют в работе на всех ее этапах – от сбора образцов в природе, лабораторного анализа данных до разработки концепции моделирования углеродного баланса инвазионных растений. Большая часть студентов в лаборатории - магистранты либо профиля "Биобезопасность растений", либо "Математическая биология и биоинформатика" в X-IO. Наша задача - привлечь сильных, самостоятельных исследователей в аспирантуру, подготовить кадры высшей квалификации для самого университета и всей научно-образовательной экосистемы региона. 

Источник:Управление стратегических коммуникаций ТюмГУ.

Источники

Ученые X-BIO ТюмГУ об опасных инвазионных растениях на территории Тюменской области
Тюменский государственный университет (utmn.ru), 05/04/2021

Похожие новости

  • 19/11/2020

    Проект ученого СВФУ получил поддержку РФФИ и академии наук и технологий Вьетнама

    ​На три миллиона рублей будет профинансирован научно-исследовательский проект доцента Института математики и информатики Северо-Восточного федерального университета Александра Григорьева. Ученый одержал победу в совместном конкурсе Российского фонда фундаментальных исследований и Вьетнамской академии наук и технологий «Вьета_а».
    738
  • 29/12/2020

    Доцент Тюменского индустриального университета предложил модель трансформации городских транспортных систем в условиях пандемии Covid-19

    ​Кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой Эксплуатации автомобильного транспорта Тюменского индустриального университета Дмитрий Захаров стал победителем первого регионального конкурса грантов на лучшие проекты фундаментальных научных исследований, проводимого совместно Российским фондом фундаментальных исследований (РФФИ) и Тюменской областью.
    412
  • 20/11/2020

    Конференция «Все меняется» позволила сделать важный шаг сближения гуманитарных и естественных наук

    ​B ТюмГУ прошла международная онлайн конференция "Все меняется: климат, общество, ландшафты в исторической перспективе". Современные ученые говорят о том, что мы живем в новой геологической эпохе - антропоцене, в которой деятельность человека является определяющим фактором в изменении климата и окружающей среды.
    888
  • 24/02/2021

    Координационное совещание по работе Западно-Сибирского межрегионального НОЦ прошло в Тюмени

    ​Замминистра науки и высшего образования РФ Алексей Медведев и директор департамента стратегического развития Минобрнауки Юрий Казаков 20 февраля провели совещание с участниками Западно-Сибирского межрегионального научно-образовательного центра (НОЦ) Тюменской области, ХМАО-Югры и ЯНАО, на котором обсудили итоги работы Центра в 2020 году, наметили планы на будущее.
    333
  • 23/03/2021

    «Карбоновая» тема в экономическом измерении

    На площадке Финансово–экономического института (ФЭИ) Тюменского государственного университета прошёл круглый стол на тему «Карбоновая стратегия предприятия, территории, страны». Участие ТюмГУ в федеральном проекте «Карбон» и создание сети карбоновых полигонов – это приоритетная задача развития междисциплинарных направлений исследований Западно-Сибирского межрегионального научно-образовательного центра (НОЦ) Тюменской области, ХМАО-Югры и ЯНАО, которая формирует запрос на развитие академических коллабораций как внутри университета, так и с партнёрскими организациями.
    261
  • 13/05/2016

    Разработки томских ученых помогут агрономам Сибири повысить урожай

    ​Почвоведы БИ ТГУ проведут научные изыскания, цель которых - определение маркеров для диагностики солодей - почв с пониженным плодородием. Новые данные помогут агрономам в правильном освоении пахотных земель и выборе оптимальных способов для их обработки.
    3279
  • 01/10/2020

    Клещи Кавказа могут помочь в борьбе с вредителями сельского хозяйства

    ​Группа исследователей Института X-BIO ТюмГУ вернулась из экспедиции по Северному Кавказу, которая осуществлялась по проекту Российского научного фонда (РНФ) «Эколого-генетические основы скрининга биоресурсов насекомых и клещей для биологического контроля вредителей» под руководством доктора биологических наук Александра Хаустова.
    727
  • 18/02/2021

    Дышать станет легче: клапан принудительной очистки воздуха запатентовали в ТИУ

    Оптимизировать систему вентиляции и улучшить качество воздуха дома и в офисе поможет клапан принудительной вентиляции с очисткой воздуха. Патент на изобретение в январе 2021 года получила кандидат технических наук, доцент, профессор кафедры Техносферной безопасности Тюменского индустриального университета Наталья Литвинова.
    307
  • 11/12/2020

    Молодые ученые Иркутска предлагают свои разработки для внедрения в различные сферы от космоса до нефтепереработки

    ​За достижения в области науки и техники 22 иркутянам вручили стипендии мэра. С интересными, а главное, полезными для города исследованиями на конкурс заявились студенты, аспиранты и молодые ученые из ИГУ, ИрНИТУ, ИрГУПС, БГУ, Сибирского института физиологии и биохимии растений СО РАН.
    477
  • 05/05/2017

    Тюменские ученые разрабатывают матрицу для процессора, работающего по принципу мозга человека

    ​Ученые Тюменского государственного университета (ТюмГУ) разрабатывают матрицу, которая в дальнейшем может стать основой для построения нейроморфного процессора, работающего по принципу человеческого мозга.
    1309