ИБК РАН
  

Поиск

Яндекс метрика

Яндекс.Метрика

Оптимизация ресурса

Баннеры

Флуоресцентная станция Axio Observer Z1 со встроенным микроинкубатором, электрофизиологической установкой «patch clamp», оснащенная камерой Hamamatsu ORCA-Flash

 

Базовая организация: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биофизики клетки Российской академии наук (ИБК РАН)
Юридический адрес: 142290, Пущино Московской обл., ул. Институтская, 3
Фактический адрес: 142290, Пущино Московской обл., ул. Институтская, 3
Контакты: Телефон: (4967) 73-05-19, Факс: (4967) 33-05-09, e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Адрес сайта в сети Интернет: http://www.icb.psn.ru
Руководитель ЦКП: зав. лаб. д.б.н. проф. Зинченко Валерий Петрович, тел. (4967) 739162 e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. факс: (4967) 330509 (для Зинченко)
Контактные лица: м.н.с. Надеев Александр Дмитриевич (заявки, документооборот) тел. (4967) 739125 e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. м.н.с. Теплов Илья Юрьевич (основной оператор, научные консультации, заявки) тел. (4967) 739125 e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Описание и уникальные характеристики

axioobzДанная установка представляет собой флуоресцентный микроскоп, совмещенный с электрофизиологической установкой «patch clamp». То есть обладает широкими возможностями флуоресцентного микроскопа, а именно позволяет исследовать разнообразные внутриклеточные параметры, такие как концентрация внутриклеточного кальция, митохондриальный и клеточный мембранный потенциал, внутриклеточный уровень pH и многие другие. Благодаря встроенному микроинкубатору исследования можно проводить не просто на живых клетках, а в условиях максимально близких к физиологическим.

Кроме того, благодаря установленной камере Hamamatsu ORCA-Flash 2.8 данный микроскоп обладает рядом уникальных преимуществ. Камера является высокоскоростной, что позволяет получать данные о быстроменяющихся клеточных параметрах и использовать двухволновые флуоресцентные зонды. Также данная камера является высокочувствительной и обладает высоким разрешением, что позволяет регистрировать даже незначительные изменения флуоресценции. Компьютерная система визуализации изображений позволяет в реальном времени наблюдать изменения клеточных параметров в нескольких сотен клеток.

При этом флуоресцентная станция оснащена электрофизиологической установкой «patch clamp». Методология «patch clamp», или методика «локальной фиксации мембранного потенциала» позволяет исследовать электрофизиологические параметры клетки, измерять трансмембранные токи и мембранные потенциалы, что особенно важно для исследования электровозбудимых клеток.

Описываемая установка позволяет одновременно исследовать как электрофизиологические параметры живых клетки, так и с высокой чувствительностью определять множество других клеточных параметров с использованием флуоресцентных методов.

В России приборов совмещающих возможности флуоресцентного микроскопа и «patch clamp» установки находится всего несколько штук, а уникальная современная конфигурация, в первую очередь наличие высокоскоростной камеры позволяют проводить самые современные комплексные исследования процессов, происходящих на субклеточном, клеточном и тканевом уровне.

Решаемые с использованием УНУ масштабные научные задачи

Флуоресцентная микроскопия – один из основных методов клеточной биологии. С использованием различных флуоресцентных зондов возможно изучение механизмов нормальных и патологических процессов, происходящих на клеточном уровне в абсолютно всех типах клеток. Использование метода «patch clamp» также позволяет исследовать электрофизиологические характеристики различных типов клеток. Таким образом, данная установка может использоваться для решения широчайшего спектра задач клеточной биологии, как фундаментального, так и прикладного характера. Одновременное измерение многих параметров живых клеток позволяет достаточно полно охарактеризовать их состояние и выявить локализацию нарушений метаболизма и внутриклеточных сигнальных путей при различных патологиях. В частности, сотрудники лаборатории, института, а также сотрудники других учреждений проводят следующие исследования.

  • Установление корреляционных отношений между оптическими и электрофизиологическими параметрами отдельных популяций нейронов позволило: а) предложить новую дополнительную систему классификации подтипов нейронов; б) выявить популяции нейронов, селективно гибнущие при гипервозбуждении и ишемии мозга. Это дает возможность поиска механизмов протекции этих клеток от неблагоприятных факторов.
  • Изучение механизмов регуляции сокращения кардиомиоцитов. Исследование сигнальных путей и ионных каналов в сердечных клетках лежит в основе разработки лекарственных средств и препаратов, необходимых для коррекции нарушений возбудимости, проводимости, сократимости и автоматизма сердечной мышцы. При проведении исследований на электровозбудимых клетках можно наиболее полно использовать все уникальные возможности данной установки, однако данная установка используется и для проведения исследований на других типах клеток, в частности
  • Исследование механизмов внутриклеточной передачи сигнала в адипоцитах крайне важно для понимания процессов происходящих при ожирении диабете II типа.

Основные полученные значимые научные результаты и публикации

  • С использованием «УНУ» получены уникальные результаты о свойствах различных субпопуляций нейронов в культуре, что дает возможности развития новейших терапевтических стратегий. В частности было показано, что при гипоксии происходит гипервозбуждение и последуюшая гибель в первую очередь тормозных ГАМКергических нейронов. Причиной селективной гибели является недостаточность PI3 киназного защитного пути. Активация PI3K-зависимого сигнального пути выживания нейронов этого типа является возможной стратегией защиты этих клеток от гипоксии. (Exp. Neurol. 2013 Dec; 250:1-7. Short-term episodes of hypoxia induce posthypoxic hyperexcitability and selective death of GABAergic hippocampal neurons. Turovskyу et al.)
  • Показано экстраординарное протективное действие цитокина IL-10 при ишемии клеток гиппокампа в культуре и при ишемическом инсульте in vivo . При этом защитное действие IL-10 связывается с активацией PI3K-киназного сигнального пути в интернейронах. (Neurosci. Lett. 2014 Jun 13; 571:55-60. Anti-inflammatory cytokine interleukin-10 increases resistance to brain ischemia through modulation of ischemia-induced intracellular Ca²⁺ response. Turovskaya et al.)
  • В исследованиях механизмов печеночных энцефалопатий показано, что основной токсический агент ионы аммония вызывают гипервозбуждение нейронных сетей. Гипервозбуждение происходит с участием ионотропных глутаматных рецепторов типа NMDA. Токсичность ионов аммония предотвращалась активацией различных ингибирующих рецепторов. Полученные данные позволили предложить стратегию подавления гипервозбуждения активацией различных ингибирующих рецепторов, вместо стратегии применения ингибиторов ферментов или антагонистов возбуждающих рецепторов. (PLoS One. 2015 Jul 28; 10(7):e0134145 To Break or to Brake Neuronal Network Accelerated by Ammonium Ions? Dynnik et al.)
  • Гипервозбуждение нейронов при действии аммиака наблюдается в первую очередь в определенном подтипе ГАМКергических нейронов, содержащих Са2+-связывающие белки (кальбиндин). Кофермент NAD селективно ингибировал гипервозбуждение в этом подтипе ГАМКергических нейронов, и это ингибирование сопровождается рассинхронизацией колебаний и диссоциацией нейронной сети на несколько популяций нейронов. (Биологические Мембраны, 2016, том 33, № 2, с. 1–9. NAD вызывает диссоциацию нейронных сетей на субпопуляции нейронов, подавляя синхронную гиперактивность сетей, индуцированную ионами аммония. Зинченко и др.)
  • Показано несколько новых механизмов регуляции синхронной активности нейронов в культуре клеток гиппокампа ГАМК-ергическими нейронами, содержащими Са -связывающие белки. (Биофизика, 2015, том 61, № 1, с. 102-11. Парвальбумин-содержащих интернейронов в регуляции спонтанной синхронной активности нейронов мозга в культуре. Зинченко и др.)
  • Изучены особенны бупивакаин-чувствительных калиевых токов. (Biochemistry (Moscow) Supplement Series A: Membrane and Cell Biology October 2015, Volume 9, Issue 4, p. 309-17. Identification and properties of bupivacaine-sensitive potassium currents in cultured hippocampal neurons. Konakov et al.)
  • На кардиомоцитах исследованы особенности сигнальных путей, активируемых α2- адренорецепторами. Показано, что нарушения этих сигнальных путей могут быть связаны с сердечной гипертрофией. (J. Mol. Cell Cardiol. 2016 Sep 19;100:9-20. Sarcolemmal α2-adrenoceptors control protective cardiomyocyte-delimited sympathoadrenal response. Kokoz et al.)
  • Исследованы механизмы кальциевой сигнализации в адипоцитах при действии ангиотензина II. Полученные результаты предоставляют возможность использовать ангиотензин II для коррекции резистености адипоцитов при развитии диабета второго типа. (Arch Biochem Biophys. 2016 Mar 1; 593:38-49. Angiotensin II activates different calcium signaling pathways in adipocytes. Dolgacheva et al.)

Центр коллективного пользования научным оборудованием «Объединенный Пущинский центр Электронной микроскопии»

 

Базовая организация: Институт биофизики клетки Российской академии наук - обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки «Федеральный исследовательский центр «Пущинский научный центр биологических исследований Российской академии наук» (сокращенно - ИБК РАН)
Юридический адрес
: 142290, Пущино Московской обл., ул. Институтская, 3
Фактический адрес
: 142290, Пущино Московской обл., ул. Институтская, 3, Корпус Института биофизики клетки
Контакты: Телефон: (4967) 73-05-19, Факс: (4967) 33-05-09, e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Адрес сайта в сети Интернет: http://www.icb.psn.ru, ЦКП №507648
Руководитель ЦКП: с.н.с. к.б.н. Рогачевский Вадим Валерьевич, e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Контактное лицо: с.н.с. к.б.н. Рогачевский Вадим Валерьевич, e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. , tel. +79161881893
Адрес для подачи заявки: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.   Подать заявку он-лайн

Информация о центре коллективного пользования (ЦКП)

ЦКП фото 3Основным направлением деятельности центра является обеспечение организационных и технических возможностей для широкого использования методов электронно-микроскопического анализа в организациях г. Пущино и Московской области. Деятельность ЦКП реализуется в форме выполнения НИР и оказания аналитических и образовательных услуг исследователям и научным коллективам, заинтересованным в применении методов электронной микроскопии для выполнения многопрофильных междисциплинарных исследований в области фундаментальной и прикладной биологии и биомедицины, включая клинические и фармацевтические исследования. Центр оказывает типовые и комплексные услуги по выполнению электронно-микроскопических исследований, обеспечивает повышение квалификации специалистов по микроскопии.

Основные направления научных исследований

  • рецепция, межклеточная и внутриклеточная сигнализация, ультраструктурные основы межклеточных коммуникаций;
  •  молекулярные механизмы клеточных патологий, в том числе – нейродегенеративных заболеваний;
  • исследование надмолекулярных комплексов биомакромолекул, отвечающих за реализацию генетической информации, биосинтез белка, упаковку генетического материала;
  • выявление ультраструктурных изменений клеток под действием повреждающих факторов физической и химической природы.

Документы регламентирующие деятельность ЦКП

        Положение о ЦКП         Регламент         Форма заявки         Перечень работ и услуг         Оборудование ЦКП       Проект договора      


Материально-техническая и информационная база

Для проведения полного цикла электронно-микроскопического исследования Центр коллективного пользования на базе Лаборатории методов электронной микроскопии предоставляет пользователям специально оборудованные лабораторные помещения со следующим оборудованием и материалами:

1) для пробоподготовки – холодильники, вытяжные шкафы, весы, термостаты, мешалки для растворов и заливочных сред, адаптированную для пробоподготовки микроволновую печь, приспособления для получения тонких пленок, установки для напыления углерода и тяжелых металлов, замораживания-скалывания-травления, установка тлеющего разряда, установки для получения сжиженного азота, сосуды Дюара, стереомикроскопы, ультрамикротомы, в том числе крио-ультрамикротом, алмазные ножи и станки для приготовления стеклянных ножей для ультрамикротомии, а также ряд самостоятельно изготовленных приборов и приспособлений, необходимых для подготовки образцов, лабораторная, в том числе одноразовая посуда, реактивы и материалы для пробоподготовки;

2) для микроскопии – световые микроскопы, в том числе сканирующий световой микроскоп, оборудованный цифровой камерой, электронный микроскоп высокого разрешения, оборудование фотолаборатории для проявления и печати негативов, полученных на электронном микроскопе;  

3) для обработки микрофотографий и морфометрического анализа – компьютеры и сканеры для оцифровки и последующей обработки микрофотографий, лицензионное и свободно распространяемое программное обеспечение, необходимое для проведения морфометрии и трехмерной (3D) реконструкции на световом и электронно-микроскопическом уровне.

4) специализированные информационные источники и литература, включающие: описание методов подготовки материала к исследованию и возможные артефакты, обусловленные  пробоподготовкой; описание ультраструктуры исследуемых объектов в норме, патологии, эксперименте; описание методов количественного анализа ультраструктуры, в том числе на основе 3D реконструкции биообъектов,  с использованием передовых цифровых технологий. Полнотекстовый доступ к информационной базе для авторизованных пользователей реализован через прокси-сервер Лаборатории методов электронной микроскопии на интернет ресурсе synapsis.ru в разделе "Книга под рукой".

На базе ЦКП «Объединенный Пущинский центр Электронной микроскопии» и Лаборатории методов электронной микроскопии ИБК РАН собрана уникальная коллекция образцов органов и тканей животных и растений с детальным писанием проведенных с ними поведенческих и электрофизиологических, фармакологических и других экспериментов с 1990-х гг. по настоящее время, что позволяет проводить пилотный анализ ультраструктуры до проведения масштабных экспериментальных работ.

Основное оборудование

  • Микроскоп электронный просвечивающий JEM-100B, JEOL (Япония)
    Технические характеристики: Электронный микроскоп высокого разрешения, ускоряющее напряжение до 100 кВ; прямое увеличение, крат от 5000 до 60000; разрешение по линиям 2,5 нм, по точкам 3,5 нм.

Вспомогательное оборудование

  • Микроскоп световой сканирующий, Axio Imager М1, Carl Zeiss (Германия))
    Технические характеристики : диапазон увеличений от 100 до 1000 крат, объективы EC Plan-NEOFLUAR 10×; 20×; 40×; 63× (иммерсия); 100× (иммерсия).
  • Микроскоп световой фазово-интерференционный, Peraval-Interphako, Carl Zeiss (Германия)
    Технические характеристики : Диапазон увеличения от 50 до 1260 крат; объективы Planachomat: 4×; 6,3×; E 10×; 25×; HI 100× (иммерсия).
  • Ультрамикротом с крио-камерой Leica EM UC6, Leica EM FC6, Leica Microsystems (Австрия)
    Технические характеристики: Сенсорное управление, светодиодное освещение образца; устройство для снятия статического заряда; скорость резки от 0,05 до 100 мм/с; механическая моторизованная подача образца; шаг для ультратонких срезов от 1 нм до 2,5 мкм; шаг для полутонких срезов от 2,5 до 15 мкм; поддержание индивидуальной температуры температуры образца, ножа, камеры от - 15°С до - 185°С; функция быстрого охлаждения, электронный контроль размораживания/сушки камеры.
  • Вакуумная препаративная установка «Крион», Оригинальная конструкция ИБК РАН на базе существенно модифицированного вакуумного поста JEE-4C (JEOL, Япония)
    Прменение: приготовления образцов с использованием низкотемпературных технологий методами реплик; методы замораживания-скалывания, замораживания-скалывания-травления. В комплект установки входят: 2 термоэмиссионных пушки с ускоряющим напряжение ~7 Кв для напыления металлов и углерода под изменяемыми углами; поворотный столик для кругового оттенения.
  • Установка для производства жидкого азота LNP-240Cryomech (США).
  • Станок для приготовления стеклянных ножей для ультрамикротомии KnifeMaker 7801A LKB (Швеция)
  • Набор приспособлений для получения тонких пленок
    Применение: приготовление тонких полимерных пленок-подложек.
  • Приборы, приспособления и инструменты для проведения химической фиксации путем перфузии
    Применение: проведение перфузионных процедур.

    Дополнительные сведения об оборудовании, включая подробные характеристики приборов, наименование производителя, год выпуска и
    сведения о метрологическом обеспечении доступны по ссылке Оборудование ЦКП в разделе Документы регламентирующие деятельность ЦКП.

Журнал загрузки основного оборудования

      Журнал загрузки JEM-100B         Бронирование времени работы на приборе         Инструкция по бронированию

Журналы загрузки вспомогательного оборудования

      1200EX/ запись         Axio Imager М1/ запись         Leica EM UC6/ запись         Reichert Om U2/ запись        

      Balzers ВА-500/ запись         Крион/ запись         LNP-240/ запись         ЗИФ-1000/ запись        


Подать заявку

        On-line форма заявки       Статус поданных заявок       Помощь в заполнении заявки       Пример заявки


Как сослаться на ЦКП в публикации?

    В публикациях в разделе принадлежности авторов к организации (Affiliations) или
    в разделе благодарностей (Acknowledgments) можно указать один из следующих вариантов:
        - United Pushchino Center for Electron Microscopy, Pushchino, Moscow Region 142290, Russia;
        - United Pushchino Center for Electron Microscopy, ICB RAS;
        - Electron microscopy core facilities, ICB RAS;
        - ЦКП "Объединенный пущинский центр электронной микроскопии" ИБК РАН;
        - Объединенный пущинский центр электронной микроскопии, ИБК РАН;
        - ЦКП ИБК РАН (№507648, http://ckp-rf.ru/ckp/507648/).






картинка 2Коллекция биологического материала «Экспериментальный генетический криобанк»

В 1978 году профессором Борисом Николаевичем Вепринцевым были разработаны основные положения «Программы картинка 1сохранения генетических ресурсов методами криоконсервации», а в 1980 году в руководимой им «лаборатории биофизики клетки» (ныне «лаборатория криобиологии и биофизики воды») была создана группа по криоконсервации геномов животных.

картинка 324-26 марта 1982 года состоялось Первое всесоюзное совещание «Консервация генетических ресурсов». Б.Н. Вепринцев – председатель, И.Г. Штранкфельд – уч.секретарь, В.К.Утешев – отв. секретарь.

В 1984 году – создано хранилище Генетического Криобанка редких и исчезающих видов Института Биофизики АН СССР.

С февраля 1989 года тема "Теоретические и экспериментальные основы создания генетического криобанка редких и исчезающих видов животных" стала основным направлением лаборатории.

С 1991 года лабораторию возглавила к.б.н. Эдит Николаевна Гахова.

В конце 1997 г. был сформирован новый коллектив лаборатории с новым названием, отражающим основные направления ее деятельности - «Криоконсервация генетических ресурсов (Генетический криобанк)».

14 октября 2013 года приказом №225-н (чл.-корр. Е.Е.Фесенко) в целях повышения эффективности научных исследований и организации взаимодействия с российскими и зарубежными научными и научно-образовательными учреждениями на базе имеющегося в институте биофизики клетки криобанка образцов клеток и тканей редких и исчезающих видов животных и растений, создана коллекция биологического материала «Экспериментальный генетический криобанк ИБК РАН».

Научное руководство уникальной научной коллекцией было возложено на зам.дир.по научной работе д.б.н. Олега Сергеевича Моренкова; руководителем «Экспериментального генетического криобанка ИБК РАН» назначена н.с. к.б.н. Наталья Александровна Ивличева ( Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. )

 картинка 4картинка 5

АРХИВ


БИОКРИСТАЛЛОФИЗИКА В КРИОКОНСЕРВАЦИИ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ

     Сформулированы основные положения нуклеации новой фазы при температурных структурных перестройках в органических кристаллах моно- и гетеромолекулярного состава, в том числе и в биологически функциональных веществах [1]. Это послужило физическим фундаментом для принципиальных направлений в изучении молекулярного механизма криоконсервации генетических ресурсов. Главной задачей в исследовании механизма криоконсервации и повышения ее эффективности было: поиск, выделение, изучение свойств и применение на практике естественных криопротекторов [2]. Таковыми оказались антифризные гликопротеины (АФГП), выделенные из сыворотки крови полярных рыб [3,4]. Экспериментальные работы по испытанию АФГП при криоконсервации спермиев лососевых, карпа, других рыб и эмбрионов мыши показали их эффективность как криопротективных добавок и компонентов, повышающих жизнеспособность генетического материала [5,6]. Образцы генетического материала радужной форели, стальноголового лосося, карпа, белорыбицы и белуги заложены на хранение в Криобанки ИБК РАН г. Пущино и НИИПРХ, г. Дмитров.

1. Петропавлов Н.Н. (1995) Зарождение новой фазы и гистерезис при полиморфных переходах, Журнал физической химии. 69, 52-56.
2. Петропавлов Н.Н., Андреев А.А., Каранова М.В. (1994) Кристаллофизические аспекты криоконсервации генетических ресурсов. Биофизика живой клетки. 6, 62-64
3. Каранова М.В., Андреев А.А., Петропавлов Н.Н. (1992) Низкотемпературная кристаллизация в присутствии антифризных гликопротеинов. Криобиол., 1, 23-27.
4. Каранова М.В., Андреев А.А., Петропавлов Н.Н., Щипакина. Т.Г. (1991) Антифризные белки сыворотки крови трески Gadus morhua: выделение, очистка и характеристика. Криобиол., 3, 10-14.
5. Каранова М.В., Цветкова Л.И. (1994) Криопротективные свойства антифризных гликопротеинов при замораживании спермы рыб. Известия Акад,. наук. Сер. биол., № 5, 818-827.
4. Каранова М.В., Межевикина Л.М., Петропавлов Н.Н. (1995) Исследование криозащитных свойств антифризных гликопротеинов из беломорской трески Gadus morhua при низкотемпературном замораживании эмбрионов мыши. Биофизика. 40, 1341-1347.

 

ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КРИОБАНК РАСТЕНИЙ И ЖИВОТНЫХ

      На базе Лаборатории криоконсервации генетических ресурсов организован генетический криобанк, в котором создаются коллекции замороженных репродуктивных и соматических клеток растений и животных. Задачи криобанка - сбор и длительное (десятки лет) сохранение биологического материала, несущего полную генетическую информацию различных видов растений и животных, в первую очередь редких и исчезающих.
      Для формирования таких коллекций в лаборатории проводятся фундаментальные научные исследования по выживанию клеток и тканей животных и растений после замораживания до сверхнизких температур (-196°С). На основе этих исследований создаются теории и методы низкотемпературной консервации и длительного хранения генетического материала.
      В настоящее время в низкотемпературных хранилищах (в дьюарах с жидким азотом) содержатся репродуктивные и соматические клетки 56 видов растений и 21 вида животных. При этом клетки сохраняют жизнеспособность, и после размораживания их можно использовать для получения полноценных живых организмов.
      Создание таких генетических криобанков дает дополнительный шанс сохранить (или реставрировать в будущем) Природу Земли во всем ее многообразии и, следовательно, гарантировать сохранение биологического равновесия в Природе.

1. Криоконсервация генетических ресурсов в проблеме сохранения биоразнообразия (ред. В. Н. Карнаухов, С. И. Розанов, Э.Н. Гахова) Биофизика живой клетки, 1994, 6, 1-156.
2. Консервация генетических ресурсов. Материалы. раб. сов. 28-30 мая 1996 (ред. В.Н. Карнаухов, Э.Н. Гахова, В. К. Утешев). ОНТИ ПНИ РАН, Пущино, 1996, 166 с.

 

КРИОСОХРАНЕНИЕ ГЕНОФОНДА ОХРАНЯЕМЫХ ВИДОВ СОСУДИСТЫХ РАСТЕНИЙ И БАЗИДИАЛЬНЫХ ГРИБОВ


      На основе исследований по разработке основ криоконсервации семян и соматических клеток создаются генетические криоколлекции редких и исчезающих видов растений средней полосы России и Дальнего Востока, а также высших грибов Приокско-Террасного заповедника. Коллекция является составной частью генетического криобанка ИБК РАН. В настоящее время в криохранилище при температуре жидкого азота находятся семена 50 видов растений из 16 семейств, меристемы и культуры ткани растений 8 видов из 6 семейств. На примере некоторых видов показана возможность получения полноценных растений из оттаянного материала и использовании их для реконструкции природных растительных сообществ.

1. Тихонова В.Л., Яшина С.Г., Шабаева Э.В. (1994) Изучение роста и развития дикорастущих травянистых растений после замораживания семян. Биофизика живой клетки, 6, 86-90.
2. Яшина С.Г., Шабаева Э.В., Розанов С.И. (1996) Криоконсервация меристем зубянки пятилистной (Denturia quinquefolia Bieb.) и валерианы лекарственной (Valeriana officinalis L.). Консервация генетических ресурсов. (Материалы рабочего совещания 28-30 мая 1996 г.), Пущино, 137-139.
3. Tikhonova V.L., Yashina S.G. (1996) Long-Term Storage of Protected Wild Plant Seeds. Sol.Sci.Rev.Physiol Gen.Biol., 12, 1-33.

 

РОЛЬ БИОРАЗНООБРАЗИЯ В СОХРАНЕНИИ КЛИМАТА ЗЕМЛИ И ЧЕЛОВЕЧЕСКОЙ ЦИВИЛИЗАЦИИ

      Показано, что в результате воздействия человека на природную среду могут быть нарушены естественные механизмы поддержания устойчивости химического состава атмосферы и теплового баланса Земли, что может привести к парниковой катастрофе [1,2]. Последствия такой парниковой катастрофы существенно более серьезны, чем последствия традиционно обсуждаемого парникового эффекта. В частности повышение температуры поверхности Земли может достигнуть 300 °С, что сделает невозможным существование жизни на Земле в ее современных формах [3-5]. Разработанная причинно-следственная диаграмма [3,4] парниковой катастрофы позволяет наметить пути предотвращения катастрофических изменений климата и создания концепции устойчивого развития цивилизации.

Причинно-следственная диаграмма парниковой катастрофы.

1. Карнаухов А.В. (1994) К вопросу об устойчивости химического состава атмосферы и теплового баланса Земли. Биофизика, 39, 148-152.
2. Карнаухов А.В. (1994) О роли биоразнообразия в сохранении климата Земли. Биофизика живой клетки, 6, 14-16.
3. Карнаухов А.В., Карнаухов В.Н. (1995) О роли биоразнообразия в сохранении климата Земли и возможности устойчивого развития человеческой цивилизации. Материалы Парламентских слушаний "Экологическая безопасность России и управление экологическим риском в регионах." 21 ноября.
4. Карнаухов А. В. (1996) Парниковая катастрофа и проблема устойчивого развития человеческой цивилизации. Биофизика, 41, 523-528.
5. Карнаухов А.В. (1996) Парниковая катастрофа: итоги дискуссии. Биофизика, 41, 535.

 

НОВАЯ МОДЕЛЬ ОЛЕДЕНЕНИЙ В СЕВЕРНОМ ПОЛУШАРИИ


      Одним из главных результатов, полученных при бурении ледника Гренландии в рамках проекта GISP-2 является тот факт, что переход от межледникового периода к оледенению и обратно происходит в течение нескольких (3-5) лет (Рис. 1) [1], а не в течение десятков или сотен лет, как это должно было бы быть в соответствии с ранее существовавшими теориями оледенения. Это потребовало создания новых моделей периодических оледенений Северного полушария.

Рис. 1. Изменение толщины годичных отложений льда в ледниковом щите Гренландии (по [1]). Буквами А и Б показано соотнесение с Рис. 2.

      Одна из таких моделей была предложена А.В. Карнауховым [2]. Она основана на предположении о медленном распреснении вод Северного Ледовитого океана стоком впадающих в него рек, которое приводит к резкому изменению картины течений в Северной Атлантике в тот момент, когда плотность вод Лабрадорского течения сравняется с плотностью вод Гольфстрима (Рис. 2).

Рис. 2. Изменения течений и оледенений в северном полушарии при переходе от межледникового периода (А) к ледниковому периоду (Б). 1 -Теплое течение Гольфстрим. 2 - Теплое северное пассатное течение. 3 - Теплое южное пассатное течение. 4 - Холодное Лабрадорское течение. 5 - Холодное Канарское течение. 6 - Уральский хребет. 7 - Ледяная дамба в устьях сибирских рек. 8 - Евразийский океан. 9, 10, 11 - реки Обь, Енисей, Лена. СП - Северный полюс.

      Анализ литературы показывает, что ряд данных биологии, географии, палеогеографии, археологии, истории и этнографии укладываются в рамки предложенной модели [3]. В частности, факт существования популяций тюленей в Карском море.
      Учитывая то обстоятельство, что в настоящее время плотность вод Лабрадорского течения лишь незначительно отличается от плотности вод Гольфстрима, новый ледниковый период может наступить в обозримом будущем, включая, возможно, и XXI век. В этой связи, учитывая катастрофические последствия резкого (в течение нескольких лет) наступления нового ледникового периода, представляется полезным использовать эту модель для прогнозирования возможных изменений географии, климата и экологической обстановки в Северном полушарии и, в частности, на территории России при создании концепции ее устойчивого развития, а также для разработки способов управления климатом с целью предотвращения очередного оледенения Северного полушария.

1. Alley R.B., Meese D.A., Shuman C.A., Gow A.J., Taylor K.C., Grootes P.M., White J.W.C., Ram M., Waddington E.D., Mayewski P.A., Zielinski G.A. (1993) Abrupt increase in Greenland snow accumulation at the end of the Youger Dryas event. Nature, 362, 527-529.
2. Карнаухов А.В. (1994) Динамика оледенений в Северном полушарии как автоколебательный релаксационный процесс. Биофизика, 39, 1094-1098.
3. Карнаухов А.В., Карнаухов В.Н. (1997) Куда текли сибирские реки во время ледникового периода? Природа, №1, 46-55.

 

СИСТЕМНАЯ ЭКОЛОГИЯ


Розанов С.И. (1996) Ижевск, 204 стр.
Учебник для школ естественно-научных направлений и в помощь учителям, преподающим экологию в средней школе.


      В учебнике впервые реализована новая концепция изучения в общеобразовательной школе самостоятельного предмета экологии. Концепция ориентирует учителя и школьников не столько на изучение основ собственно экологии как биологической науки, сколько на содействие формированию у учащихся естественнонаучного мировоззрения с высокой приоритетностью проблем глобальной экологии. Экология рассматривается как наука о сложных природных и социо-природных системах, в которых антропогенные изменения в природных процессах как на уровне экосистем, так и на уровне биосферы связаны с особенностями экономического и политического статуса этносов как формы существования в биосфере биологического вида Homo sapiens.
      Концепция и учебник приняты в качестве одной из основ всеобщего экологического образования в Удмуртии и заинтересовали разработчиков систем экологического образования нескольких субъектов Российской Федерации. Учебник рекомендован Министерством образования Российской Федерации.
Рукопись расширенного варианта учебника под названием "Основы общей экологии" сдана в конкурсную комиссию по созданию учебника по экологии для технических Вузов и специальностей в соответствии с выигранным грантом по конкурсу Госкомитета по Высшему Образованию. Издание и апробация планируются на 1997-98 годы.