Аннотация результатов, полученных в 2022 году
Проведены все заявленные в отчетном году работы. Изучено влияние раздельного и совместного действия условий, сопровождающих глобальные климатические процессы (увеличение температуры и солености водной среды, снижение уровня растворенного кислорода) и гипомагнитных условий, которые могут возникнуть вследствие инверсии магнитных полюсов Земли, на морфометрические и продукционные показатели Daphnia magna. Ослабление магнитного фона приводило к значимому снижению размеров самок, снижению количества производимого потомства во втором-шестом выводках и увеличению размеров потомства в первом выводке. Увеличение солености воды сказалось на времени появления первого потомства. Был зарегистрирован тренд к увеличению длины хвостовой иглы с увеличением солености. Снижение уровня растворенного кислорода приводило к уменьшению размеров самок, уменьшению количества производимого потомства и увеличению периода между выводками. Взаимодействие факторов солености и магнитных условий оказывало влияние на сроки появления первого выводка и размеры рачков-производителей. На размеры самок также влияло взаимодействие факторов магнитных условий и уровня растворенного кислорода и взаимодействие факторов магнитных условий и температуры. Во всех экспериментах регистрировали усиление негативных эффектов при совместном действии гипомагнитных условий и исследованных факторов. Таким образом, снижение интенсивности естественного геомагнитного поля может быть существенным воздействием, усугубляющим эффекты глобальных климатических процессов. Адаптивные изменения в линиях дафний в ответ на исследованные в отчетном году воздействия будут изучены во второй год выполнения проекта.

Аннотация результатов, полученных в 2023 году
Проведены все заявленные работы. В качестве объекта исследований была использована лабораторная культура D. magna. Во всех экспериментах использовали геомагнитное поле (51.7±0.2 мкТл) и гипомагнитные условия (0±0.5 мкТл). Первое условие соответствует норме в месте проведения экспериментов, второе моделирует изменения в процессе инверсии магнитных полюсов Земли. Контроль параметров магнитного поля внутри системы колец Гельмгольца, а также измерение параметров геомагнитного поля во время экспериментов проводили ежедневно с помощью трехкомпонентного магнитометра. Проведена оценка влияния комбинации различной солености, содержания кислорода, температуры и гипомагнитных условий на D. magna. Из синхронизированной культуры случайным образом отбирали новорожденных особей не старше двадцати четырёх часов. Рачков помещали в емкости с водой разной солености, уровнем растворенного кислорода, температуры по одной особи в каждую емкость. Часть дафний размещали в центре системы колец Гельмгольца, где генерировались гипомагнитные условия. Другая часть оставалась в геомагнитном поле. Регистрировали день появления первого выводка, количество производимого потомства в первом выводке, количество производимого потомства в первых пяти выводках, число мертворожденных потомков в выводках, период между выводками, длину тела потомков в первом выводке, смертность родительских особей, а также длину тела, ширину карапакса и длину хвостовой иглы производителей к моменту окончания эксперимента. При проведении эксперимента отбирали производимую рачками молодь со второго по пятый выводки и, после удаления капельно-жидкой воды, мгновенно замораживали в жидком азоте для последующей оценки активности альфа-амилазы. Эксперименты, направленные на оценку адаптивного потенциала дафний в ответ на исследуемые условия, проводили в 2 этапа. На первом этапе получили четыре экспериментальные линии D. magna, находившиеся под непрерывным воздействием исследуемых факторов в течение восьми поколений. На втором этапе экспериментов проводили отдельные тесты с рачками из четырёх линий. Второе потомство взрослых самок из 8-го поколения каждой линии (молодь 9-го поколения), не старше 24 часов, случайным образом помещали в 24 стакана. Шесть стаканов оставались в тех же условиях, в которых до этого существовала линия в течение восьми поколений. Другие восемнадцать стаканов с дафниями экспонировали в условиях, к которым рачки не были преадаптированы: по шесть стаканов в каждом из трёх наборов условий. Далее эксперимент проводили по протоколу стандартного 21-дневного теста на хроническую токсичность с D. magna. Фиксировали следующие параметры: смертность родительских особей, время вымета первого потомства, периодичность выметов потомства, количество живых потомков для каждой самки, подсчитанное за 21 день, количество мертвых новорожденных в первых пяти выводках. Измеряли длину тела новорожденных от головы до основания хвостовой иглы до первой линьки. При проведении экспериментов отбирали производимую рачками молодь каждого поколения, а также производимую на второй стадии эксперимента молодь и, после удаления капельно-жидкой воды мгновенно замораживали в жидком азоте для последующей оценки активности альфа-амилазы. Проведена камеральная обработка образцов, полученных в 2022 г. с использованием набора для определения активности альфа-амилазы E-BC-K007-M (Elabscience, США) по протоколу производителя. Обнаружено значимое влияние растворенного в воде кислорода на этот показатель (F[2,14]=566.4, p<0.001). В ряду понижения содержания кислорода 8 мг/л, 5 мг/л, 2 мг/л активность фермента увеличивается в пять раз. Что, вероятнее всего, связано с увеличенными затратами энергии и ресурсов при снижении содержания кислорода в воде и согласуется с литературными данными. В то же время, установлено значимое влияние гипомагнитных условий на активность альфа-амилазы в гомогенате тела дафний (F[1,14]=215.63, p<0.001). В гипомагнитных условиях активность фермента была ниже, чем в геомагнитном поле. При этом значимые различия между рачками экспонированными в гипомагнитных условиях и геомагнитном поле наблюдались при содержании кислорода на уровне 2 мг/л (активность альфа-амилазы в гипомагнитных условиях была примерно в 2.3 раза ниже, чем в геомагнитном поле), что обусловило эффект взаимодействия факторов (F[2,14]=146.30, p<0.001). Исследовано влияние раздельного и совместного действия гипомагнитных условий и разной температуры на активность альфа-амилазы в гомогенате тела дафний. Обнаружено значимое влияние температуры на этот показатель (F[1,12]=17.784, p<0.01). При повышении температуры с 22 до 27 градусов Цельсия активность фермента увеличивается в полтора раза. Что было ожидаемо и связано с увеличенными скорости биохимических реакций. В то же время, установлено значимое влияние гипомагнитных условий на активность альфа-амилазы в гомогенате тела дафний (F[1,14]=215.63, p<0.001). В гипомагнитных условиях активность фермента была ниже, чем в геомагнитном поле. Исследовано влияние раздельного и совместного действия гипомагнитных условий и разной солёности воды на активность альфа-амилазы в гомогенате тела дафний. Обнаружено значимое влияние гипомагнитных условий на этот показатель (F[1,20]=10.565, p<0.05). Как и в предыдущих экспериментах в гипомагнитных условиях активность фермента была значимо ниже, чем в геомагнитном поле. Соленость и взаимодействие солености и магнитных условий не оказывали влияния на активность альфа-амилазы в нашем эксперименте. Таким образом, подтверждена возможность использования активности альфа-амилазы в роли универсального биологического маркера, чувствительного к магнитному воздействию, предложенная ранее на основе результатов экспериментов с рыбами. По результатам проекта опубликовано две статьи в российских журналах, переводные версии которых входят в WoS Core Collection, ещё две статьи будут опубликованы в ближайшее время. По результатам работы также сделано 2 устных доклада на всероссийских конференциях.