Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Современная Москва является лидером в решении глобальных и локальных задач по охране окружающей среды в условиях интенсивного хозяйственно-экономического развития. Главной градостроительной проблемой является сохранение баланса между природой мегаполиса и его социально-экономическим развитием. Помимо человека в городах обитает значительные число видов животных, которые адаптируются к этой новой для них среде под действием стрессирующих факторов: более высокие температуры, низкая влажность, высокая плотность населения, разного рода загрязнения и др. В работе мы сосредоточились на двух факторах – паразитарной нагрузке и загрязнении тяжёлыми металлами. Устойчивость к паразитарной нагрузке можно оценивать по аллельному разнообразию определённых генов, например, генам главного комплекса гистосовместимости (MHC – major histocompatibility complex), которые играют ключевую роль в иммунной защите организма. В нашей работе впервые получены данные о разнообразии генов MHC в популяциях полевой мыши в четырех парках города Москвы, расположенных в разных (по классификации Тихоновой с соавторами (2012)) зонах урбанизации (III – VI) и, предположительно, испытывающих разную антропогенную нагрузку. Это: Нескучный сад, Терлецкий парк, Главный Ботанический сад РАН и Битцевский лесопарк. В ходе выполнения задач первого года работы нами проанализировано аллельное разнообразие экзона 2 гена DRB в популяциях полевой мыши (Apodemus agrarius) в перечисленных выше парках г. Москвы. Методом секвенирования ампликонов указанного фрагмента на платформе Illumina NovaSeq 6000 обнаружено 27 аллелей, девять из которых оказались общими с известными для рыжей полевки. Наибольшее число аллелей, в том числе уникальных, было отмечено на наименее урбанизированной из исследованных территорий, с присутствием многовидового сообщества мелких млекопитающих (Битцевский лесопарк). Одновременно здесь наблюдалось наибольшее разнообразие индивидуальных генотипов (представленность разных аллелей в генотипах разных особей). В остальных парках, расположенных ближе к центру города, число представленных в популяции аллелей было меньшим, но значительная часть индивидуальных генотипов характеризовалась наличием одних и тех же аллелей. На наиболее урбанизированной территории при отсутствии в сообществе других видов мелких млекопитающих (Нескучный сад) было отмечено выраженное действие диверсифицирующего отбора – каждый из присутствовавших в популяции аллелей кодировал уникальную аминокислотную последовательность с присущим ей вариантом антигенсвязывающего участка. Предполагается, что обнаруженные различия отражают разные направления популяционного ответа на антропогенную нагрузку и характера контактов с другими представителями фауны. При этом парки, расположенные по разным берегам Москвы-реки имели больше общих аллелей, что может отражать историческую связь этих территорий. Ключевыми экологическими факторами риска, согласно Докладу о состоянии окружающей среды в городе Москве в 2021 году являются: загрязнение атмосферного воздуха мелкими взвешенными частицами, а также загрязнение природных объектов, в том числе почвы, воды, воздуха тяжёлыми металлами (Доклад "О состоянии окружающей среды в городе Москве в 2021 году", 2022). Мы впервые сравнили накопление тяжелых металлов (ТМ) в разных органах и тканях (шерсти, мышцах, печени, костях) у полевых мышей в четырех парках города Москвы, расположенных в разных зонах урбанизации (от III до V): В Нескучном саду, в Терлецком парке, в парке Останкино и в Битцевском лесопарке десять поллютантов, Fe, Mn, Zn, Cr, Ni, Сr, Ti, Cu, Pb и As, были количественно проанализированы методом рентгенофлуоресцентного анализа на энергодиссперсионном TXRF спектрометре S2 PicoFox (Bruker, Германия) по методике ISO/TS 18705:2015 (Surface chemical analysis_use of Total Reflection X-ray Fluorescence spectroscopy in biological and environmental analysis). Для шести поллютантов, Mn, Ni, Cu, Сr, As и Рb, были показаны достоверные отличия между тестируемыми парками при оценке среднего содержания этих металлов в организме в целом (ранговый критерий Краскела-Уоллиса). Самыми большими биоаккумуляциоными способностями обладает шерсть полевых мышей, следующими по степени накопления ТМ являются мышцы и печень. Достоверно более высокая по сравнению с другими парками города концентрация пяти из 10 исследованных поллютантов (Ti, Мn, Fe, Cu и Zn) обнаружена в шерсти полевых мышей из Филёвского парка (V зона). В Нескучном саду на первый план выходит биоаккумуляция Sr. Однако для особей всех исследованных парков концентрации стронция были выше, чем референсные значения, известные для человеческого волоса. При оценке концентрации других поллютантов Нескучный сад (III зона урбанизации) оказался на втором месте после Филёвского парка. Показатели биоаккумуляции Pb в шерсти полевых мышей во всех исследованных парках соответствовали референсным значениям для человеческого волоса, однако наиболее высокие значения этого поллютанта были обнаружены в Останкинском парке (IV зона). Наименьшие показатели биоаккумуляции ТМ в шерсти, мышцах и печени отмечены у полевых мышей из Терлецкого парка (V зона). Таким образом, показано, что зона урбанизации (степень удаленности от центра) не играет ключевой роли в биоаккумуляции ТМ. Более важными являются, по-видимому, локальные уровни загрязнения, связанные с конкретными условиями территории, а не просто удаленность от центра города. В дальнейшем мы предполагаем проверить это, проведя сравнение загрязнения почвы и воды в данных локациях с концентрацией ТМ в организме. Результаты исследований, проведенных в 2024 г., продемонстрировали, что полевая мышь может служить индикатором неблагополучия экологической ситуации в биотопах мегаполиса, поскольку в ее тканях (прежде всего, в шерсти) накапливаются химические загрязняющие вещества. Более того, перспективным может быть анализ содержания не отдельных ТМ, а их композиции, которые могут иметь и синергентический эффект. Одновременно по результатам анализа аллелей генов MHC можно оценивать степень паразитарной нагрузки, представляющей собой риск для разных видов млекопитающих, для каждой конкретной территории. Результаты оформлены в виде статьи и доложены в виде двух пленарных и одного стендового докладов на одной всероссийской (Петрозаводск, http://www.krc.karelia.ru) и одной международной (Минск, https://biobel.by) конференциях. Кроме того, они были представлены в научно-популярном докладе на Фестивале Наука 0+ (г. Москва, Шуваловский корпус МГУ, 12 октября 2024 г.).