четверг, 23 ноября 2017 г.

Результаты палеоботанических исследований – для прогнозирования изменений биоразнообразия Земли… и не только


К юбилею Биолого-почвенного института (ФНЦ Биоразнообразия) ДВО РАН

Лаборатория палеоботаники ФНЦ Биоразнообразия (ранее БПИ) ДВО РАН – единственное на всей азиатской части России специализированное научное палеоботаническое подразделение. Лаборатория была организована 13 марта 1972 года с целью укрепления эволюционного направления исследований в Биолого-почвенном институте ДВНЦ АН СССР и вошла в состав структурного отдела эволюционной биологии. Основатель и первый руководитель лаборатории (1972-1990 годы) – доктор геолого-минералогических наук, профессор Валентин Абрамович Красилов (1937-2016 годы). С конца 1990 года, после переезда В.А. Красилова в Москву, лабораторию палеоботаники возглавляет кандидат геолого-минералогических наук Н.И. Блохина.

Основатель и первый руководитель лаборатории палеоботаники  доктор геолого-минералогических наук, профессор Валентин Абрамович КРАСИЛОВ, весна 1990 года
Состав лаборатории на протяжении её 45-летнего существования изменялся. В начале 2000-х годов лаборатория пополнилась пятью выпускниками владивостокских вузов, успешно защитившими кандидатские диссертации под научным руководством В.С. Маркевич (А.С. Авраменко, Т.А. Евстигнеева, Н.Н. Нарышкина) и Н.И. Блохиной (О.В. Бондаренко, М.А. Афонин). Ныне они активно работающие старшие научные сотрудники. В настоящее время в составе лаборатории 12 сотрудников, из них 10 научных (один доктор ‒ В.С. Маркевич и девять кандидатов наук) и два технических (старших лаборанта).

Исследования лаборатории направлены на решение фундаментальной проблемы биологии, связанной с изучением эволюционно-исторических и палеобиологических аспектов формирования и преобразования растительного мира Земли и координируются Научным советом РАН по проблемам палеобиологии и эволюции органического мира.

Исследования включают изучение морфологии, анатомии, систематики, эволюции и филогении вымерших растений; изучение флорогенеза и происхождения различных типов флор; исследование структуры, общих закономерностей формирования и особенностей эволюции растительных палеосообществ, их устойчивости и скорости перестроек в нормальных и кризисных ситуациях, реакции на различные воздействия, в том числе на изменения климата и природной среды.

Большое значение придаётся изучению мелового периода, крупнейшее биотическое событие которого – появление последнего высшего таксона растений ‒ покрытосеменных. Исследования сосредоточены также на изучении позднемезозойской болотной растительности, давшей начало формированию угольных залежей, имеющих промышленное значение для экономики региона. Особое внимание уделяется изучению изменений на важнейших переломных рубежах земной истории, изучению растительных сообществ кайнозоя и реконструкции палеоклиматических и палеоэкологических условий их существования, а также изучению диатомовых палеосообществ из континентальных водоёмов РДВ, формировавшихся в условиях периодических колебаний климата в плейстоцене и голоцене. Наличие в институте современного технического оборудования, в том числе электронной микроскопии позволяет проводить морфолого-анатомические исследования растений на мировом уровне.

Лаборатория палеоботаники обладает обширными коллекциями ископаемых растений в основном мезозойского и кайнозойского возраста. К настоящему времени насчитывается около 350 тыс. экземпляров, в том числе 150 – типовых. Это самая представительная и богатая на РДВ коллекция ископаемой флоры. Ископаемые растения представлены остатками листьев, репродуктивных органов, древесины, спорово-пыльцевыми и диатомовыми комплексами, собранными из различных районов как РДВ, так и России в целом, а также стран ближнего и дальнего зарубежья. Коллекции имеют международное значение, они заключает в себе огромное количество новых для науки таксонов, опубликованных в различных научных изданиях; типовой материал является общенаучным достоянием. В наличии также обширный палеоботанический материал, который ещё не опубликован. Некоторые коллекции – эталонные для стратотипов, уже исчезнувших с лика Земли. Палеоботанические коллекции ‒ один из важнейших документов истории Земли, свидетельство формирования и изменения биосферы и их ценность с годами будет возрастать.

Сотрудники лаборатории палеоботаники (слева направо): заведующая лабораторией, к.г.-м.н. Н.И. БЛОХИНА; с.н.с., к.б.н. Е.Б. ВОЛЫНЕЦ; в.н.с., к.г.-м.н. Е.В. БУГДАЕВА; с.н.с., к.г.-м.н. М.В. ЧЕРЕПАНОВА; с.н.с.; к.б.н. Т.А. ЕВСТИГНЕЕВА; с.н.с., к.б.н. О.В. БОНДАРЕНКО; в центре – гл.н.с., д.г.-м.н. В.С. МАРКЕВИЧ; внизу – с.н.с., к.б.н. М.А. АФОНИН; старший лаборант К.П. НОВИКОВА 

Сотрудники лаборатории плодотворно сотрудничают с зарубежными коллегами, активно участвуют в долгосрочных международных программах и проектах, в том числе с 1978 года – в проектах Международной программы геологической корреляции (МПГК) под эгидой ЮНЕСКО. В настоящее время продолжается участие в проектах № 608 «Азиатско-Тихоокеанские меловые экосистемы: Меловые экосистемы и их реакции на изменения палеосреды в Азии и Западной Пацифике» (2013-2018 гг.) и № 632 «Континентальные кризисы юрского периода: массовые вымирания и экологические изменения в озёрных экосистемах» (2014-2018 гг.). За разработку палиностратиграфии верхнего мела Приамурья и определение возраста динозавров Валентине Саввичне Маркевич в 2006 году была установлена бронзовая скульптура (среди скульптур 24 учёных из разных стран, изучавших костеносные слои) в Государственном геологическом парке динозавров (Цзяинь, провинция Хейлунцзян, Китай).

В последние годы лаборатория участвовала в программах фундаментальных исследований Президиума РАН: «Биоразнообразие и динамика генофондов» (2004-2008 гг.),  «Происхождение и эволюция биосферы» (2004-2008 гг.), «Происхождение биосферы и эволюция гео-биологических систем»  (2009-2011 гг.) и «Проблемы происхождения жизни и становления биосферы» (2012-2014 гг.), в Интеграционных проектах с Сибирским (2006-2014 гг.) и Уральским (2009-2011 гг.) отделениями РАН, а также в Программе фундаментальных исследований «Дальний Восток» (2015-2017 гг.). Исследования по 23 проектам были поддержаны грантами Российского фонда фундаментальных исследований и по 24 проектам ‒ грантами Президиума ДВО РАН. Н.Н. Нарышкина (2009-2010 гг.) и М.А. Афонин (2015-2016 гг.) получили Грант Президента РФ для государственной поддержки молодых российских учёных, О.В. Бондаренко ‒ Гранты Китайской Академии наук и Национального фонда естественных наук Китая (2013-2014 гг.).

Сотрудники лаборатории активно выступают с докладами на различных научных конференциях и симпозиумах, проводимых как за рубежом, так и в нашей стране. В 2014 году лабораторией палеоботаники совместно с ДВФУ, а также ДВГИ и ТОИ ДВО РАН при финансовой поддержке РФФИ и Президиума ДВО РАН было организовано и успешно проведено во Владивостоке VII Всероссийское совещание с международным участием «Меловая система России и ближнего зарубежья: проблемы стратиграфии и палеогеографии», в котором участвовало более 100 специалистов из 22 городов России, а также из Грузии, Монголии, Китая, Великобритании, США и ЮАР. На совещании обсуждался ряд фундаментальных проблем стратиграфии, палеогеографии, палеонтологии (в том числе палеоботаники), климатологии, седиментологии и формирования полезных ископаемых.

Среди сотрудников лаборатории – члены Международной организации палеоботаники (IOP), Международной федерации палинологических обществ (IFPS), Международной ассоциации анатомов древесины (IAWA). На базе института работает Владивостокское отделение Палеонтологического общества при РАН, которое с 1991 года возглавляет В.С. Маркевич.

Связь с вузами в последние годы поддерживается путём чтения курсов лекций на кафедре геологии и геоинформационных систем Школы естественных наук ДВФУ (А.С. Авраменко), участия в государственной экзаменационной комиссии по приёму итогового экзамена и государственной аттестационной комиссии по защите дипломных проектов выпускников кафедры «Экология и природопользование» ВГУЭС (М.В. Черепанова), а также осуществления руководства курсовыми и дипломными работами студентов ДВФУ, ВГУЭС и др. (Н.И. Блохина, О.В. Бондаренко, Е.Б. Волынец, М.В. Черепанова). Кроме того, в 2003-2009 годах М.В. Черепанова преподавала на кафедре экологии и природопользования ВГУЭС, а также читала лекции на курсах повышения квалификации профессорско-преподавательского состава вузов дальневосточной зоны при ДВГТУ.

В настоящее время лаборатория палеоботаники лидирует в стране в области палеоксилологии, занимает в стране ведущие позиции в изучении диатомовой флоры арктических бассейнов востока Азии, лидирует на российском Дальнем Востоке в изучении меловой флоры и происхождения цветковых растений.

На основе коллекций описаны наиболее богатые мезозойские флоры юга РДВ, уточнён состав и расширено представление о структурном и таксономическом разнообразии ряда мезозойских и кайнозойских флор Забайкалья и РДВ, меловой палинофлоры севера Восточной Азии и третичной западного побережья Японского моря, а также четвертичной диатомовой флоры РДВ и дальневосточных окраинных морей.

Открыты сотни новых для науки таксонов ископаемых растений, получены новые данные и разработан ряд актуальных аспектов эволюционной морфологии, анатомии, систематики и филогении некоторых ископаемых и современных представителей папоротников, гинкговых, чекановскиевых, цикадовых, беннеттитовых, хвойных и покрытосеменных двудольных. Впервые для России изучены все аспекты эволюции трипроектатной пыльцы и определён сантонский (поздний мел) возраст нефте-газоносных слоёв Зейско-Буреинского бассейна Приамурья.

Большой вклад внесён в разработку проблемы происхождения цветковых растений, показано их полицентрическое происхождение в экотопах между умеренными и тропическими областями и приуроченность основных центров происхождения к рифовым зонам. Разработана схема эволюции морфотипов пыльцы цветковых растений и установлены основные эволюционные рубежи развития меловой палинофлоры востока Азии.

Получены новые данные по таксономическому составу, географическому и возрастному распределению меловых флор юга Сибири и РДВ. Изучены особенности эволюции позднеюрских и раннемеловых болотных растительных сообществ Чукотки, Забайкалья, Приамурья и Приморья, давших начало углям. Изучены диатомовые водоросли из плейстоцен-голоценовых осадков ряда озёр Северо-Востока России и Курильских островов, прослежена эволюция диатомовой флоры, реконструированы условия обитания диатомей и установлены основные этапы развития экосистем водоёмов.

Разрабатывается новое для РДВ направление ксилотомических исследований – коррелятивное изучение возрастной и эколого-географической изменчивости анатомических признаков древесины, а также новое для РДВ весьма перспективное направление палинологических исследований – изучение микроструктуры спородермы пыльцевых зёрен (изучение пыльцевых зёрен с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) проводилось в стране лишь в ограниченном объёме).

Для реконструкции палеоклимата впервые в нашей стране стали применяться в комплексе все используемые для этих целей современные методы, и на их основе впервые прослежена динамика климата и изменения структуры растительных сообществ южного Приморья в конце раннего плейстоцена, выявлена смена типа зональной растительности и отмечено постепенное усиление влияния Восточно-азиатского муссона.

Основные результаты исследований включались в годовые отчёты РАН и Отделения биологических наук РАН.

В перспективе фундаментальные научные исследования лаборатории палеоботаники будут направлены на:

– разработку актуальных аспектов эволюционной морфологии, анатомии, систематики и филогении основных групп растений на основе детального морфолого-анатомического изучения ископаемых представителей растительного мира востока Азии с привлечением методов современной микроскопии и сравнительных материалов по современным аналогам;

– изучение особенностей и основных этапов эволюции отдельных компонентов растительного мира востока Азии, а именно, выявление особенностей морфогенеза и эволюции основных групп растений на различных этапах развития биосферы в мезозое и кайнозое, выявление центров их происхождения и путей расселения;

– изучение тенденций и темпов изменения флористического состава, основных типов растительных сообществ и характера растительности востока Азии в мезозое и кайнозое, в том числе, в переломные моменты истории биоты;

– изучение изменчивости и устойчивости растительных сообществ в условиях изменений климата и природной среды в мезозое и кайнозое на востоке Азии, как важнейшей составляющей эволюции экологической структуры биосферы, и анализ факторов, приводящих к их перестройкам.

Изучение эволюции растений и растительных сообществ востока Азии в длительном интервале геологического времени (с начала мезозоя – поныне) позволит внести значительный вклад в понимание становления современного сложно устроенного растительного покрова этого региона, выявление факторов, контролирующих здесь как развитие, так и смены (вплоть до полного исчезновения) отдельных видов и специфических растительных сообществ.

Результаты палеоботанических исследований могут быть использованы в качестве методологической основы при прогнозировании изменений биоразнообразия Земли, для более правильной оценки его современного состояния и устойчивости компонентов окружающей среды. Прикладное значение исследований состоит в решении ряда теоретических и практических вопросов стратиграфии, связанных с созданием и детализацией региональных стратиграфических шкал, являющихся методологической основой для геологического картирования и поисков месторождений полезных ископаемых.

Надежда БЛОХИНА,
заведующая лабораторией,
кандидат геолого-минералогических наук 

Комментариев нет:

Отправить комментарий