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 24-66-00001
НазваниеБиологические ресурсы экстремальных водных экосистем: экология, биоразнообразие и оценка возможностей практического применения в сельском хозяйстве и аквакультуре
Руководитель Ануфриева Елена Валерьевна, Доктор биологических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Институт биологии южных морей имени А.О. Ковалевского РАН" , г Севастополь
Конкурс №93 - Конкурс 2024 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований по поручениям (указаниям) Президента Российской Федерации» (междисциплинарные проекты)
Область знания, основной код классификатора 06 - Сельскохозяйственные науки; 06-204 - Животноводство
Ключевые слова Адаптации, аквакультура, биологические ресурсы, биоразнообразие, биохимический состав, ракообразные, зеленые водоросли, животноводство, корма, кормовые добавки, насекомые, продуктивность, сельское хозяйство, экосистемы, экстремальные водоемы
Код ГРНТИ68.01.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Проект направлен на выполнение сравнительного скринингового исследования биотехнологического потенциала биоресурсов экстремальных водных систем географически отдаленных территорий. В экстремальных экосистемах видовое разнообразие понижено, при этом отдельные виды имеют очень высокую численность и создают огромную продукцию. Обитая в экстремальной среде, они продуцируют биомассу с уникальным биохимическим составом, возникшим в результате специфических адаптаций. Все это делает их ценнейшими биологическими ресурсами, которые в настоящее время почти не используются.
Исследование будет решать как фундаментальные научные, так и практические задачи, связанные с пониманием уникальных экосистем и обеспечением использования ценных ресурсов в сельском хозяйстве и аквакультуре, поэтому для их успешного решения необходим междисциплинарный подход. Фундаментальные научные задачи проекта включают: выполнение общей оценки продуктивности и биотехнологического потенциала экосистем водных экстремальных местообитаний в регионах, контрастных по своим климатическим условиям (водоемы Крыма и Байкальского региона). В рамках данного блока работ предполагается выявить влияние факторов экстремальной среды на продуктивность водных сообществ, биохимический состав и свойства биомассы гидробионтов, оценить возможности их промышленного использования. Прикладной блок исследований предполагает выделение наиболее перспективных для практического использования гидробионтов, в первую очередь, среди зеленых нитчатых водорослей и водных беспозвоночных, с оценкой потенциала их возможного промышленного культивирования. Будут выбраны и изучены организмы, которые в перспективе могут быть источником разных ценных продуктов и выполнена количественная оценка возможности получения сырья из биомассы гидробионтов для производства кормов и кормовых добавок, симуляторов роста растений, а также другого назначения. Также будут разработаны и апробированы прототипы продуктов для индустриального внедрения.
Таким образом, в рамках выполнения проекта, с одной стороны, будут получены сравнительные данные, оценивающие характеристики экстремальных сообществ и их изменения в градиенте факторов (температура, солёность, рН, концентрация кислорода и др.). С другой стороны, будут разработаны прототипы конкретных продуктов, имеющие перспективы реализации в различных отраслях индустрии сельского хозяйства, в первую очередь, кормовых добавок и стимуляторов роста, которые пройдут экспериментальное тестирование на широком списке объектов промышленной агро- и аквакультуры.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Аннотация результатов, полученных в 2024 году
В 2024 г. совместная работа севастопольских и иркутских ученых проводилась в нескольких направлениях:
1. Проведены комплексные полевые исследования в Крыму (гиперсоленые водоемы) и Прибайкалье (уникальные соленые Тажеранские озера и техногенные озера реки Большая Котинка). Оценено поступление солнечной радиации в озера Крыма и Прибайкалья, изучено влияние на этот показатель облачности и затенения древесной растительностью. Выполнены молекулярно-генетические исследования двух массовых видов амфипод и нитчатых зеленых водорослей, сделан анализ ценных компонент в их биомассе. Начаты эксперименты по разработке способов культивирования амфипод и кладофоры. Обобщены собственные и литературные данные по перспективам использования биомассы амфипод и нитчатой зеленой водоросли кладофоры в кормопроизводстве. Проведены прикладные работы по заготовке биомассы кладофоры в Крыму, разработана кормовая добавка из кладофоры и получена опытная партия, с которой проведены эксперименты на кроликах и бройлерах.
2. Изучено влияние плавучих растительных матов на вертикальное распределение температуры. Анализ многодневных наблюдений позволил оценить характер суточных изменений параметров, отражающих уровень продукционных процессов в гиперсоленых водоемах Крыма. Все изученные параметры, включая кислород, колебались в широких пределах. Используя полученные данные были рассчитаны суточные колебания суммарных величин фотосинтеза, дыхания и обмена с атмосферой. Скорость изменения концентрации кислорода куполообразно зависела от интенсивности ФАР, она не коррелировала с концентрацией хлорофилла. В теплое время года в безоблачную погоду в гиперсоленых водоемах днем происходит перенасыщение воды кислородом - до 300 %. Если облачная погода продолжалась несколько дней – мог возникать дефицит кислорода. В модельном гиперсоленом озере проанализировали данные по изменениям зоопланктона и параметров среды в период с 2019 г. по 2024 г. Колебания численности различных видов мало зависели от колебаний абиотических параметров, большую роль играли биологические отношения между видами. В зоопланктоне отмечено 17 видов. В среднем общая численность зоопланктона у наветренного берега была в 2 раза выше, чем у подветренного. Показана сложная структура взаимосвязи разных причинно-следственных связей.
3. Показано, что в гиперсоленых водоемах Крыма наиболее ценными ресурсами являются зеленые нитчатые водоросли кладофора, пять видов ракообразных и личинки одного вида хирономид. В обоих регионах выявлены перспективные для аквакультуры виды амфипод. В Прибайкальских водоемах, как в пресных, так и в соленых, наиболее массовым видом оказался высоко толерантный вид Gammarus lacustris, который является перспективным для культивирования в диапазоне солености от 0,2 до 20 г/л и использования его биомассы в кормопроизводстве. Проведенное секвенирование показало, что в гиперсоленых водоемах Крыма обитает Gammarus aequicauda, перспективный объект для аквакультуры гиперсоленых вод, высокотолерантный вид с высокими продукционными показателями и ценным составом биомассы, ценная кормовая добавка для выращивания кур, уток, рыб и креветок. Обоснована перспективность культивирования вида в диапазоне солености от 10 до 60 г/л. Сделан анализ данных многолетних полевых исследований распространения и биомассы водоросли Cladophora в крупнейшей гиперсоленой лагуне мира Сиваш. Показано, что в заливе Сиваш (Азовское море) маты кладофоры могут производить огромную годовую продукцию до более 14 000 т/км2, можно ежегодно заготавливать до 5000 тонн биомассы с каждого кв. км.
4. Разработана кормовая добавка кладофоры и произведена ее опытная партия, проведены эксперименты с кроликами и бройлерами. Показано, что добавка кладофоры из гиперсоленых водоемов в их рационы привела к достоверным положительным изменениям биохимических и гематологических показателей крови. При добавках кладофоры в рационы кроликов и бройлеров все характеристики их крови не выходили за известные пределы нормы, при этом в ряде из них произошли положительные изменения. Происходит интенсификация обменных процессов и почечных ферментов. В группах кроликов и бройлеров, получавших добавку 1% от массы рациона отмечено также достоверное увеличение живой массы в сравнении с контрольной группой на 10-14%. Полученные результаты показали, что добавление Cladophora в рационы кроликов и бройлеров может быть эффективной кормовой добавкой, улучшающей их физиологическое состояние, повышающей иммунитет и прирост. Рассчитано, что экономическая эффективность выращивания животных с добавкой гранул из кладофоры повышается, примерно на 8%.
5. В 2024 г. опубликовано 3 статьи, из них две в журналах Q1 WoS и Scopus, 1 – в РИНЦ. В журналы подано еще три статьи, две из них приняты к печати. Принято участие в 4 конференциях, подготовлено и сделано 10 устных докладов, опубликовано 10 тезисов. Результаты работ по проекту освещены в СМИ (7 публикаций).
Информация о результатах проекта в СМИ:
https://ibss-ras.ru/News-IBSS/2624/
https://ibss-ras.ru/News-IBSS/2786/
https://rscf.ru/news/agriculture/tsennye-rachki-iz-gipersolenykh-ozer-nakormyat-ryb-i-domashnikh-ptits/
https://inscience.news/ru/article/russian-science/v-gipersolenyh-ozerah-mozhno-vyrashivat-cennyh
https://poisknews.ru/biologiya/dlya-kormleniya-ryb-i-domashnih-pticz-v-gipersolenyh-ozerah-mozhno-uspeshno-vyrashhivat-czennyh-rachkov/
https://scientificrussia.ru/articles/cennye-racki-iz-gipersolenyh-ozer-nakormat-ryb-i-domasnih-ptic
https://www.ras.ru/news/shownews.aspx?id=b5d8e2bb-719c-4d19-a6ba-a6bfbc77e3f1
https://agrarnayanauka.ru/razvedenie-rakoobraznyh-v-gipersolenyh-ozerah-dlya-korma-ryb-kur-i-utok-zadacha-perspektivnaya/
http://biotech2030.ru/tsennye-rachki-iz-gipersolenyh-ozer-nakormyat-ryb-i-domashnih-ptits/
Публикации
1. Ануфриева Е. В. Биоразнообразие животных гиперсоленых озер Крыма: экосистемно-ландшафтная роль и ценный ресурс Актуальные вопросы изучения и сохранения биологического и ландшафтного разнообразия юга России : cб. материалов Всерос. науч.-практ. конф., Симферополь, 8–11 октября 2024 г, Симферополь : КФУ им. В. И. Вернадского, 2024. C. 100-101 (год публикации - 2024)
2. Черкашина С.А., Щапова Е.П., Ржечицкий Я.А., Мутин А.Д., Золотовкая Е.Д., Шадрин Н.В. Является ли Gammarus lacustris, обитающий в сибирских водоемах с различной солёностью, одним видом? Всероссийская научная конференция «80 лет экологической науке на Урале», посвященная 80-летию ИЭРиЖ УрО РАН. Екатеринбург, 11–15 ноября 2024 г., Всероссийская научная конференция «80 лет экологической науке на Урале», посвященная 80-летию ИЭРиЖ УрО РАН. Екатеринбург, 11–15 ноября 2024 г. (год публикации - 2024)
3. Шадрин Н. В., Латушкин А. А., Празукин А. В., Яковенко В. А., Ануфриева Е. В. Суточные изменения в экосистемах мелководных гиперсоленых водоемов Крыма 13-й съезд Гидробиологического общества при Российской академии наук, посвященный 300-летию Российской академии наук, Десятилетию науки и технологий в России и 5-летию Архангельского отделения ГБО при РАН, 16–20 сентября 2024 г., г. Архангельск, Россия : тез. докл, Архангельск : КИРА, 2024. С. 62 (год публикации - 2024)
4. Шаповалова В. Е., Лантушенко А. О., Шадрин Н. В., Ануфриева Е. В. Подбор методики выделения ДНК из зеленой нитчатой водоросли Cladophora spp. Изучение водных и наземных экосистем: история и современность : тез. докл. III Междунар. науч.-практ. конф., 2–7 сентября 2024 г., Севастополь, Российская Федерация, Севастополь : ФИЦ ИнБЮМ, 2024. С. 194-195 (год публикации - 2024)
5. Шадрин Н. В., Ануфриева Е. В. Множественность устойчивых состояний водных экосистем и адаптивное использование их биоресурсов Изучение водных и наземных экосистем: история и современность : тез. докл. III Междунар. науч.-практ. конф., 2–7 сентября 2024 г., Севастополь, Российская Федерация, Севастополь : ФИЦ ИнБЮМ, 2024. С. 108-109 (год публикации - 2024)
6.
Шадрин Н.В., Яковенко В.А., Дроздова П.Б., Саранчина А.Е., Власевская А.Д., Тимофеев М.А., Ануфриева Е.В.
Gammarus aequicauda (Аmphipoda) as a promising target for hypersaline aquaculture: New data and potential to serve as an aquafeed
Aquaculture, Vol. 595, pt 2. Art. no. 741617 (8 p.). (год публикации - 2025)
10.1016/j.aquaculture.2024.741617
7. Ануфриева Е.В., Шадрин Н.В. Биологическое разнообразие в градиенте солености в гиперсоленых водах мира 13-й съезд Гидробиологического общества при Российской академии наук, посвященный 300-летию Российской академии наук, Десятилетию науки и технологий в России и 5-летию Архангельского отделения ГБО при РАН, 16–20 сентября 2024 г., г. Архангельск, Россия : тез. докл, Архангельск : КИРА, 2024. С. 5 (год публикации - 2024)
8. Ануфриева Е. В. Перспективы использования биоресурсов гиперсоленых вод в Крыму: ракообразные Изучение водных и наземных экосистем: история и современность : тез. докл. III Междунар. науч.-практ. конф., 2–7 сентября 2024 г., Севастополь, Российская Федерация, Севастополь : ФИЦ ИнБЮМ, 2024. С. 250-251 (год публикации - 2024)
9. Празукин А. В., Шадрин Н. В., Фирсов Ю. К., Гассиев Д. Д., Ануфриева Е. В. Зеленые нитчатые водоросли в гиперсоленых водоемах Крыма: экосистемные инженеры и ценный биоресурс Актуальные вопросы изучения и сохранения биологического и ландшафтного разнообразия юга России : cб. материалов Всерос. науч.-практ. конф., Симферополь, 8–11 октября 2024 г, Симферополь : КФУ им. В. И. Вернадского, 2024. C. 208-209 (год публикации - 2024)
10. Шадрин Н.В., Празукин А.В., Гассиев Д.Д., Ануфриева Е.В. Перспективы использования зеленых нитчатых водорослей Cladophora в животноводстве Актуальные вопросы биологической физики и химии, том: 9; номер: 4; страницы: 407-410 (год публикации - 2024)
11.
Яковенко В.А., Шадрин Н.В., Ануфриева Е.В.
Interannual differences vs small-scale spatiotemporal variability of spring zooplankton in the Crimean marine hypersaline lake
Continental Shelf Research, Vol. 282. Art. no. 105338 (11 p.). (год публикации - 2024)
10.1016/j.csr.2024.105338
12. Празукин А. В., Шадрин Н. В., Фирсов Ю. К., Ануфриева Е. В., Гассиев Д. Д. Зеленые нитчатые водоросли Cladophora spp. в гиперсоленых водоемах: экосистемные инженеры и ценные ресурсы 13-й съезд Гидробиологического общества при Российской академии наук, посвященный 300-летию Российской академии наук, Десятилетию науки и технологий в России и 5-летию Архангельского отделения ГБО при РАН, 16–20 сентября 2024 г., г. Архангельск, Россия : тез. докл, Архангельск : КИРА, 2024. С. 48-49 (год публикации - 2024)
13. Шадрин Н. В., Празукин А. В., Ануфриева Е. В. Биоресурсы и биоразнообразие гиперсоленого залива Сиваш (Азовское море): вопросы охраны и рационального использования Актуальные вопросы изучения и сохранения биологического и ландшафтного разнообразия юга России : cб. материалов Всерос. науч.-практ. конф., Симферополь, 8–11 октября 2024 г, Симферополь : КФУ им. В. И. Вернадского, 2024. C. 48-49 (год публикации - 2024)