КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
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 проекта 24-24-00420

НазваниеФормирование популяционно-генетической структуры редких видов копытных млекопитающих в условиях усиливающегося антропогенного воздействия на примере лесного северного оленя (Rangifer tarandus fennicus Lonnb.) Северо-Запада России

Руководитель Панченко Данила Владимирович, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Карельский научный центр Российской академии наук" , Республика Карелия

Конкурс №89 - Конкурс 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-101 - Зоология

Ключевые слова ареал, аллели, антропогенный фактор, биоразнообразие, генетическое разнообразие, ГИС, копытные млекопитающие, миграция, микросателлитный анализ, митохондриальная ДНК, охрана редких видов, северный олень, популяция, структура популяции

Код ГРНТИ34.23.41


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Дикий северный олень – аборигенный представитель фауны и неотъемлемый компонент биоценозов Европейского Севера России, занимающий одно из ключевых мест в цепях взаимодействий природных объектов. Пресс антропогенного воздействия, выражающийся как в прямом (истребление), так и в косвенном влиянии (трансформация местообитаний, строительство линейных объектов инфраструктуры, туризм, загрязнение среды обитания), привел к сокращению численности дикого северного оленя в европейской части России и необходимости его охраны. Научная проблема проекта – закономерности формирования популяционной структуры редких видов копытных млекопитающих в условиях прямого преследования человеком и антропогенной трансформации среды обитания. Актуальность ее решения напрямую связана с усиливающимися темпами антропогенной трансформации экосистем Севера России, обусловленной экономической важностью и привлекательностью региона. Это вызывает необходимость изучения последствий негативного влияния человека на природную среду и разработки мер по его снижению и сохранению биоразнообразия. Научная новизна проекта определяется применением принципиального нового для коллектива комплексного подхода в изучении генетического статуса населения лесного северного оленя на Северо-Западе России, находящегося под влиянием деятельности человека. Запланировано полноценное изучение генетических особенностей группировок подвида на изучаемой территории, в том числе вопросов их связи и изоляции, в условиях усиливающегося антропогенного воздействия. Задачи проекта будут реализованы на основе использования данных о распределении и перемещениях животных, состоянии их местообитаний, методов молекулярно-генетического анализа. Результаты проекта позволят определить основные показатели генетического разнообразия населения этого эндемика фауны Северной Европы, расширят представления о механизмах динамических процессов формирования структуры популяций и ее ответов на антропогенную трансформацию среды обитания. Решение задач проекта будет иметь и прикладной характер: успешная апробация работ позволит включить их в список необходимых для осуществления мониторинга за популяциями редких видов, использовать для разработки рекомендаций по ограничению и снижению негативного влияния хозяйственной деятельности человека на популяции уязвимых видов, сохранению и восстановлению биоразнообразия фауны Европейского Севера.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Формирование популяционной структуры редких видов копытных млекопитающих в условиях прямого преследования человеком и антропогенной трансформации среды обитания – актуальная научная проблема, необходимость решения которой напрямую связана с усиливающимися темпами освоения и экономической важностью Севера России. Проект направлен на полноценное исследование генетических особенностей группировок лесного северного оленя на Северо-Западе России, в том числе вопросов их связи и изоляции, в условиях интенсивного антропогенного воздействия. В ходе реализации проекта в 2024 г. выполнены экспедиционные исследования на территории Лоухского, Муезерского и Калевальского районов, а также терр. Костомукшского гор. округа. Изучаемые территории в разной степени подвержены антропогенной трансформации и включают в себя зимние и летние пастбища тикшеозерской и кухмо-каменноозерской группировок лесного северного оленя. В процессе полевых работ получена информация о распределении и численности лесного оленя, собран биоматериал для молекулярно-генетического анализа (экскременты, шерсть, образец мышечной ткани). На маршрутах в зимний период было собрано 16 проб экскрементов и 1 образец мышечной ткани от погибшего от волка самца северного оленя. Летом и осенью собрано 46 образцов экскрементов и 11 шерсти. Имеющийся до начала проекта биоматериал систематизирован и включен в базу, охватывающую территории Лоухского, Кемского, Калевальского, Сегежского, Пудожского, Муезерского районов и терр. Костомукшского гор. округа. На данный момент вместе с собранными в 2024 г. образцами коллекция включает в себя 273 пробы биоматериала. Для анализа распространения и численности лесного северного оленя использованы также данные Зимнего маршрутного учета 2022-2024 гг. в Республике Карелия. Всего в работе использовалось 1725 учетных карточек маршрутов, пройденных в пределах ареала вида. По этим данным отмечено сокращение численности и области распространения этого зверя. Анализ данных о трансформации местообитаний в результате лесохозяйственной деятельности выполнен для модельной территории, расположенной в северной части Карелии. На основе данных спутниковой телеметрии о перемещениях лесных северных оленей топозерской группировки, полученных в течение 2015-2018 гг. выбран полигон, включающий местообитания, подверженные в прошлом интенсивной лесоэксплуатации. На основе глобальных баз данных о потерях лесного покрова и спутниковых снимков этого модельного участка с применением ГИС сформирована информационная база местообитаний для дальнейшего использования в установлении взаимосвязи генетических данных с распределением населения и характеристиками состояния мест обитания. Результаты работ показали высокую значимость малонарушенных лесов для лесного северного оленя в течение всего жизненного цикла, несмотря на то, что такие лесные массивы и территории составляют очень небольшой процент от площади республики. Особое значение они приобретают в бесснежный период – летом и в период гона, когда животные придерживаются зоны побережий крупных озер. Вырубки возрастом до 15 лет ввиду своей низкой защитности и кормопригодности практически не используются животными. По мере смыкания древостоя вырубленные ранее участки становятся все более пригодными для животных и представляют собой переходную стадию от непригодных к используемым R.t. fennicus местообитаниями. Высокая посещаемость лесным северным оленем лесов, не имеющих следов рубок за последние 40 лет, определяет их высокую значимость для животных. Такие местообитания могут учитываться как пригодные при определении ценности территории для этого зверя. Полученные результаты будут использованы в дальнейшем для установления взаимосвязи популяционных группировок и влиянию трансформации лесного покрова на степень их изоляции. В 2024 г. выполнено выделение ДНК из 158 проб биоматериала, собранного в период с 2013 по 2024 годы и проведена амплификация полученной ДНК с использованием коммерческого набора «COrDIS Rangifer». Для части образцов выполнено секвенирование участка контрольного региона мтДНК (470 п.н.). Оценка генетического разнообразия населения лесного северного оленя в Республике Карелия выполнена на основании полиморфизма мтДНК с разделением данных по выделяемым тикшеозерской, топозерской, поньгомо-куземской, калевальской, нюкозерской, кухмо-каменноозерской, водлозерской и ондозерской группировкам. Использованы 62 нуклеотидные последовательности контрольного региона мтДНК лесного северного оленя, полученные в 2024 г. и до начала проекта. Среди них выявлено 23 гаплотипа: 11 встречены в нескольких образцах, а 12 были уникальными. Для населения лесного северного оленя Республики Карелия получены высокие значения генетического разнообразия мтДНК (Hd=0,945±0,01; Pi=0,01672±0,00064). Среди территориальных группировок наибольшее число гаплотипов получено для топозерского и поньгомо-куземского стада (H=11). Максимальные значения гаплотипического разнообразия выявлены в поньгомо-куземской группе (Hd=0,967±0,037), а минимальные - в тикшеозерской (Hd=0,86±0,041). Наибольший показатель нуклеотидного разнообразия получен для нюкозерской группы (Pi=0,01672±0,00064), а наименьший – вновь для тикшеозерской (Pi=0,01147±0,00199). Оценка генетической дистанции между изучаемыми территориальными группировками, показала наибольшее расстояние между тикшеозерской и топозерской группами. Возможно такие особенности первой объясняются ее крайним положением на северо-западе республики и ограниченностью контактов с другими группировками. При сравнении результатов с данными GenBank установлено присутствие гаплотипов одомашненных животных в образцах диких северных оленей Карелии, что вероятно, отражает наличие их гибридизации с одомашненными оленями Финляндии и Кольского полуострова. Исследования по проекту отражены в ряде публикаций СМИ: http://www.krc.karelia.ru/news.php?id=5621&plang=r https://scientificrussia.ru/articles/populacia-severnogo-olena-v-karelii-okazalas-pod-ugrozoj https://goarctic.ru/kultura/deyatelnost-cheloveka-mozhet-privesti-k-ischeznoveniyu-lesnogo-severnogo-olenya-v-karelii/ https://new.ras.ru/activities/news/izolyatsiya-gruppirovok-lesnogo-severnogo-olenya-ugrozhaet-sushchestvovaniyu-ego-populyatsii-v-karel/ https://rk.karelia.ru/ekologiya/krasnoknizhnyj-vid-olenya-v-karelii-mozhet-ischeznut/

 

Публикации

1. Панченко Д.В., Кузнецова А.С., Ильина О.В. Перемещения лесного северного оленя (Rangifer tarandus fennicus Lonnb.) в условиях трансформации местообитаний в Республике Карелия "Экологические проблемы северных регионов и пути их решения". VIII Всероссийская научная конференция с международным участием, посвященная 300-летию Российской академии наук и 35-летию Института проблем промышленной экологии Севера КНЦ РАН. г. Апатиты, 24–29 июня 2024 г. (год публикации - 2024)

2. Панченко Д.В., Кузнецова А.С., Ильина О.В. Перемещения лесного северного оленя (Rangifer tarandus fennicus Lonnb.) в условиях трансформации местообитаний в Республике Карелия Экологические проблемы северных регионов и пути их решения. Материалы VIII Всероссийской научной конференции с международным участием, посвященной 300-летию Российской академии наук и 35-летию Института проблем промышленной экологии Севера КНЦ РАН, C. 221-222 (год публикации - 2024)
10.37614/978-5-91137-515-7