Лаборатория ПОСТНАТАЛЬНОГО ОНТОГЕНЕЗА

Историческая справка

Лаборатория была создана в 1967 г. проф. Сергеем Евгеньевичем Клейненбергом (на основе лаборатории экологической морфологии водных млекопитающих ИМЖ АН СССР). После его смерти, с 1968 по 1989 г. ею руководил член корр. РАН Алексей Владимирович Яблоков.

Сергей Евгеньевич Клейненберг (21 июля 1909, Смоленск — 17 ноября 1968, Москва) — териолог, специалист по биологии морских млекопитающих, доктор биологических наук, профессор. Его исследования морфологии, экологии и промысла черноморских дельфинов завершились публикацией монографии (Клейненберг С. Е. Млекопитающие Черного и Азовского морей. Изд-во АН СССР, 1956, 286 с.), которая до сих пор является самой обстоятельной сводкой по биологии дельфинов Черного моря. Возглавляемая им лаборатория долгие годы, и при жизни, и после смерти Сергея Евгеньевича, была центром притяжения исследователей морских млекопитающих со всего Союза, хорошо известным за рубежом.
Алексей Владимирович Яблоков (3 октября 1933 года, Москва, СССР — 10 января 2017 г. Москва, Россия) — специалист в области зоологии и общей экологии. Доктор биологических наук (1966 г.), профессор (1976 г.), член-корреспондент РАН (1984 г.) 1997—2005 годы — главный научный сотрудник Института биологии развития им. Н. К. Кольцова РАН. С 2004 года — советник РАН. Автор более 450 научных работ в области популяционной биологии, экологии, радиобиологии, охраны природы, в том числе 24 монографий и учебников, переведённых в США, Германии, Японии, Индии и других странах.

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследование различных аспектов гомеостаза развития

Гомеостаз - это способность организма поддерживать основные параметры жизнедеятельности на оптимальном уровне. Важным аспектом гомеостаза организма является стабильность развития (морфогенетический гомеостаз) - способность организма к формированию генетически детерминированного фенотипа при минимальном уровне онтогенетических нарушений. Оценка фенотипической изменчивости с онтогенетических позиций позволила определить значительную роль случайной, или реализационной, изменчивости развития как следствия нарушений стабильности развития.

Показана ограниченная пригодность фенодевиантов, обычно используемых для оценки стабильности развития, и обоснованы преимущества оценки стабильности развития по величине случайной изменчивости развития - флуктуирующей асимметрии морфологических структур. Флуктуирующая асимметрия - это незначительные ненаправленные отклонения от строгой симметрии в строении различных морфологических структур, в норме обладающих билатеральной симметрией. Разработаны методы оценки и системы признаков для анализа флуктуирующей асимметрии на модельных видах растений, насекомых, рыб, амфибий, рептилий и млекопитающих на основании чего проведены исследования влияние как генетических факторов, так и факторов среды (природных и антропогенных) на уровень стабильности развития. Получены и обобщены данные об изменении стабильности развития на естественной экологической периферии ареала, при флуктуациях численности и при антропогенном воздействии. Выявлено влияние социального стресса на стабильность развития у млекопитающих. Нарушение стабильности развития оказалось чувствительной характеристикой изменения состояния организма при инбридинге и при нарушении генетической коадаптации вследствие гибридизации.

В практическим аспекте исследования в области популяционной биологии развития позволили принципиально по-новому поставить вопрос о ведении мониторинга качества среды. Наиболее эффективно о качестве (здоровье) среды можно судить по состоянию организмов, которое оценивается по показателям стабильности развития. Такие исследования в настоящее время ведутся Центром здоровья среды, созданном на базе лаборатории. Представлена концепция здоровья среды и методика проведения ее оценки. Обобщены результаты проведения таких оценок в рамках 10 национальных и международных проектов в различных регионах России при разных видах антропогенного воздействия. При поддержке Министерства природных ресурсов исследования проводились в 20 заповедниках, создан первый региональный центр мониторинга здоровья среды в Воронежском заповеднике.

Величина случайной изменчивости развития (средняя частота асимметричного проявления на признак) при разных температурах в эксперименте (А) и в природных популяциях (Б) прыткой ящерицы Lacerta agilis. N- номер выборки (выборки ранжированы с севера на юг).

Пути и механизмы эволюционной дивергенции популяций

Специфика популяционной биологии развития состоит в том, что особи, слагающие популяцию, рассматриваются как изменяющиеся в течение жизни, и признаки этих особей оцениваются не по их состоянию в том или ином возрасте (или на той или иной стадии развития), а по форме и положению онтогенетических траекторий, описывающих изменения признаков в процессе индивидуального развития. Такой подход позволил обосновать концепцию, в соответствии с которой направления эволюционных преобразований рыб определяются характером онтогенетической изменчивости. В формировании фенетического разнообразия лососевых и карповых рыб важную роль играют гетерохронии.

Морфологические и генетические исследования лососевых и карповых рыб показали, что в этих группах, наряду с аллопатрическим видообразованием, происходит и видообразование симпатрическое, причем в этом случае морфологические различия возникают раньше, чем дивергирующие группировки достигают репродуктивной изоляции. Этот результат в корне противоречит широко распространенному представлению, что репродуктивная изоляция популяций есть необходимое условие их дальнейшей генетической и морфологической дивергенции.

Половозрелые особи двух форм гольца Salvelinus alpinus, возникшие в результате симпатрического видообразования в оз. Даватчан. Формы репродуктивно изолированы, морфологически дискретны и занимают разные экологические ниши

Изучение регистрирующих структур наземных позвоночных

Уникальную возможность получения данных, характеризующих онтогенез особей и состояние популяций наземных позвоночных, предоставляют регистрирующие структуры (дентин и цемент зубов млекопитающих, костная ткань млекопитающих, рептилий, амфибий, рыб), которые фиксируют особенности постнатального онтогенеза в виде годовых и внутригодовых слоев, а в дентине зубов млекопитающих даже в виде суточных слоев. Дентин и эмаль зубов млекопитающих регистрируют также радиационное загрязнение организма (включая гамма-облучение). Продемонстрированы возможности восстановления по результатам анализа костей и зубов особенности индивидуального развития особей (характер роста, время рождения и гибели, возраст полового созревания и периодика размножения, продолжительность жизни, протекание зимнего периода), а также возможности анализа внутрипопуляционной и межпопуляционной изменчивости этих параметров и влияния на них радиационного загрязнения.

Окрашенный гематоксилином поперечный срез луча плавника крупной формы гольца Salvelinus alpinus из оз. Капарский Даватчан. Ширина годовых колец свидетельствует об ускорении роста взрослой (14-летней) особи в последние 4 года ее жизни.