Интеграция классических и молекулярно-генетических подходов для разработки системы инвентаризации и мониторинга биологического разнообразия пресных вод Ханты-Мансийского автономного округа-Югры

Руководитель проекта

Бабушкин Евгений Сергеевич, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Научно-образовательного центра Института естественных и технических наук СурГУ

Грантодатель:
Российский научный фонд

Сроки реализации:
2025–2027 гг.

Аннотация проекта:
Биологическое разнообразие планеты стремительно сокращается, особенно значительно – в пресных водах. Поэтому все большую актуальность, как в глобальном, так и в региональном масштабах, приобретают: инвентаризация биоразнообразия пресных вод, изучение процессов и механизмов его формирования под воздействием различных природных и техногенных факторов, а также повышение точности прогнозов изменений и совершенствование системы мониторинга.

В рамках проекта предполагается разработка теоретических и практических основ изучения и мониторинга пресноводной биоты на региональном уровне. Поскольку в пресных водах представлены организмы, относящиеся к большому числу таксономических и экологических групп, охватить их все в рамках отдельного исследования невозможно. Необходим выбор модельной группы, биологические и экологические особенности которой были бы наиболее адекватны сущности решаемой научной проблемы. По нашему мнению, в качестве такой группы могут быть выбраны пресноводные моллюски.

Моллюски – важный компонент пресноводных экосистем, составляя значительную часть их биоразнообразия и достигая высокого количественного развития они активно вовлечены в круговорот веществ и потоки энергии, что и обусловило выбор группы в качестве модельной. В Ханты-Мансийском автономном округе–Югре и сопредельных регионах часть видов пресноводных моллюсков редки и находятся под угрозой, другие напротив, – активно распространяются в новые местообитания и восстанавливают утерянные ранее ареалы, вытесняя нативных представителей флоры и фауны; некоторые виды участвуют в функционировании природно-очаговых заболеваний животных и человека. При этом, как фауна, так и экология моллюсков изучены недостаточно, что затрудняет выявление и мониторинг биоразнообразия в регионе, где это наиболее необходимо – центре нефтегазовой промышленности России. С другой стороны, в последние годы в России достигнут значительный прогресс в разработке современной системы этих организмов. По некоторым семействам (Unionidae, Sphaeriidae, Lymnaeidae) степень таксономической неопределенности была снижена практически до минимума, что создает прочный фундамент для эколого-фаунистических, зоогеографических и мониторинговых исследований. Ревизионные работы были выполнены на основе интегративного подхода, многократно доказавшего свою эффективность в решении ключевых вопросов инвентаризации и систематики биологического разнообразия. Следовательно, синтез классических зоологических и современных – молекулярно-генетических методов и подходов для изучения и мониторинга биоразнообразия пресноводных моллюсков особенно значим и актуален и в рамках данного проекта.

Впервые в регионе исследований и России в целом в рамках специального проекта будет выполнена интеграция классических зоологических и современных – молекулярно-генетических (ДНК-штрихкодирование и ДНК окружающей среды) методов и подходов для разработки системы изучения и мониторинга биологического разнообразия пресных вод, на примере пресноводных моллюсков. Предполагается впервые создать коллекцию проб и результатов секвенирования нового поколения (next generation sequencing, NGS), которые, вместе с вновь полученными последовательностями маркерных генов отдельных видов пресноводных моллюсков и результатами классических малакологических исследований, пополнят банк данных о биоразнообразии ХМАО–Югры. Протоколы исследований биоразнообразия пресных вод на основе методов ДНК окружающей среды планируется разработать впервые для региона. Запланированные оценка эффективности подходов и целесообразности применения методов экологической ДНК для мониторинга и охраны биоразнообразия пресных вод региона ранее также не проводились.