Размер:
A A A
Цвет: C C C
Изображения Вкл. Выкл.
Обычная версия сайта

Федеральный исследовательский центр 
«Красноярский научный центр
Сибирского отделения Российской академии наук»

Лаборатория биофизики экосистем

05.06.2018 г.

Сотрудники лаборатории
Сотрудник Институт Телефон Электронная почта
Дегерменджи Андрей Георгиевич Дегерменджи Андрей Георгиевич
директор, заведующий лабораторией биофизики экосистем
Институт биофизики СО РАН +7 391 2431579 ibp@ibp.ru
Задереев Егор Сергеевич Задереев Егор Сергеевич
ведущий научный сотрудник
Институт биофизики СО РАН +7 391 2494358 egor@ibp.ru
Снимок.JPG

Основные направления исследований

  • Исследование влияния климатических и антропогенных изменений на закономерности формирования пространственных неоднородностей биологических компонентов, физических и химических характеристик в озёрах различной степени солености Северо-Минусинской котловины.
  • Разработка математических моделей и количественный прогноз динамики экосистем и качества воды континентальных водоемов и водотоков.
  • Реконструкция палео-климата и природных событий голоцена по составу озёрных отложений.

Основные достижения

На основе многолетнего ежесезонного мониторинга и математического моделирования выявлены и детально описаны закономерности стратификации и экология экосистем меромиктических озер Северо-Минусинской котловины (озера Шира, Шунет и Учум). Для озера Шира зарегистрирован переход из меромиктического в голомиктическое состояние с последующим восстановлением меромиксии.

Выявлена причинно-следственная связь между колебаниями уровня воды, режимом циркуляции, динамикой биомассы пурпурных серных бактерий и содержанием каротиноида окенона в донных отложениях меромиктических озер. Показана возможность высокоразрешающей палео-реконструкции динамики уровня озера по содержанию каротиноидов фототрофных серных бактерий и элементному составу донных отложений. По каротиноидам реконструированы подъемы уровня озера Шира в период позднего голоцена (около 4 тысяч лет назад).

Разработана комплексная эколого-гидрофизическая модель экосистемы озера Шира. На основе модельных анализов показано, что по сравнению с другими внешними (приток питательных веществ) и внутренними (весенняя биомасса компонентов пищевой сети) факторами погодные параметры являются одними из наиболее важных для компонентов пищевой сети. Расчеты с различными погодными сценариями показали, что погодные условия, которые стимулируют более высокую биомассу фитопланктона, связаны с более высоким содержанием детрита, более низкой биомассой пурпурно-серных бактерий, более высоким содержанием сероводорода и более мелким хемоклином. Те же погодные условия (более сильный ветер, более низкий облачный покров и более низкая температура воздуха) способствуют сценарию менее стабильной температурной стратификации.

На основе анализа ДНК выявлен состав бактериальных и архейных сообществ в озерах Шира и Шунет, а также основные метаболические пути и состав бактериальных и архейных фагов в различных экологических зонах меромиктического озера Шунет.

На основе исследования донных отложений озера Заповедное (заповедник «Тунгусский») с использованием ряда палео-индикаторов (пыльца, хирономиды, зоопланктон, элементный состав, диатомовые) выявлены изменения климатических параметров на территории юга Эвенкии за прошедшие 2000 лет.

Оценен возраст озера Чеко (заповедник «Тунгусский») и показано, что возраст данного озера существенно превышает возраст Тунгусского феномена 1908 года («Тунгусский метеорит»). Тем самым опровергнуто существующее предположение о связи происхождения озера Чеко с Тунгусской катастрофой, высказанное рядом авторов.

Исследована чувствительность покоящихся яиц планктонных ракообразных к действию токсикантов различной природы (тяжелые металлы, радионуклиды); выполнена оценка изменчивости параметров жизненного цикла рачков, вылупившихся из покоящихся яиц, находившихся в контакте с токсикантом или получивших дозу облучения; выполнена оценка влияния зафиксированных на индивидуальном уровне реакций на популяционную динамику и сделано заключение об экологической значимости воздействия токсикантов различной природы на покоящиеся яйца.

Исследованы закономерности перехода к половому размножению и образования покоящихся яиц у нескольких видов ветвистоусых ракообразных. Показано, что действие продуктов жизнедеятельности своего вида стимулируют самок Moina macrocopa и Moina brachiata к образованию покоящихся яиц. Наблюдаемая реакция, а значит и концентрация продуктов жизнедеятельности в среде, зависит от плотности популяции. Показано, что химические вещества, вызывающие образование покоящихся яиц, – это видоспецифичные, нелетучие, термостабильные, гидрофобные органические соединения. Математическое моделирование позволило оценить экологическую значимость наблюдаемых реакций и описать условия, в которых популяция, реагирующая на собственные продукты жизнедеятельности, получает конкурентное преимущество.

Основные приборы и оборудование

Мониторинг водоемов
Зонд контроля качества воды YSI EXO2 (YSI Corp., USA)
Многоканальный зонд мониторинга качества воды для одновременного определения вертикальных распределений температуры, pH, окислительно-восстановительного потенциала (ORP), электропроводности, мутности, содержания кислорода

Профилограф CTD CastАway (YSI Corp., USA)
Ручной профилограф для экспресс-анализа вертикального распределения параметров температуры и солености по глубине с привязкой к географическим координатам.

Погружной флуоресцентный зонд bbe PhycoProbe (bbe Moldaenke GmbH, Germany )
Подводный спектрофлуориметр для измерения концентрации хлорофилла «а», несвязанного фикоцианина и определения таксономических групп фитопланктона в водной среде

Измеритель солнечной радиации (Li-Cor, США)
Для измерения фотосинтетически активной радиацию под водой, измерения уровня освещённости.

Метеостанция Davis Vantage Pro 2.

Допплеровские акустические профилографы течений (ADCP) с рабочими частотами 1200, 600 кГц (Teledyne RD Instruments USA), 16 МГц MicroADV акустический доплеровский измеритель скорости  течения (YSI Corp., USA)
Для измерения профиля скорости течения в водной толще, основанный на эффекте Доплера.

Отбор проб и донных отложений
Керноотборник гравитационный UWITEC
Для отбора колонок донных озерных отложений длиной до 20 м (в зависимости от типа отложений) на глубине до 150 м.

Устройство для неразрушающего отбора донных отложений методом замораживания in situ (freeze-corer), изготовленный в Институте биофизики СО РАН.

Многошприцевой пробоотборник для одновременного отбора 20-ти проб воды через интервал 5 см по вертикали для исследования стратифицированных микробных популяций в зонах вертикальных градиентов (хемоклин, галоклин, термоклин и пр.). Разработан и запатентован в Институте биофизики СО РАН.

Пробоотборники для сбора и исследования планктона: батометры, планктонные сети.

Лабораторные исследования
Система количественного и качественного анализа изображений FlowCam (Fluid Imaging Technologies, Inc., USA).
Автоматический анализатор, проточный цитометр с модулем визуализации объектов, как в световом, так и флуоресцентном режимах. Система обеспечивает автоматическое распознавание образа каждого из объектов и сохранение его цифрового изображения.

Флуоресцентный микроскоп Carl Zeiss Axioskop FL 40.

Кюветно-планшетный мультидетектор SpectraMax M5 (Molecular Devices, USA). Фотометр, флуориметр, люминометр, TRF, FP.

Счетчик частиц CASY TTC (CASY, Germany)
Количественный и качественный анализ содержания микрочастиц в размерном диапазоне 1-40 микрон в растворах.

Лабораторное оборудование для работы с водными образцами, включая выделение ДНК, и пробоподготовки для анализа методами световой микроскопии, высокэффективной жидкостной хроматоргафии, газовой хроматографиии.

Лабораторное оборудование для проведения экспериментов в контролируемых условиях по исследованию реакции зоопланктона на факторы среды (термостаты, проточные культиваторы, перестальтические насосы)

Методы исследований

  • Комплексный мониторинг состояния водных экосистем, включая измерения вертикальных неоднородностей физических и химических характеристик и биологических компонент
  • Лабораторные эксперименты в контролируемых условиях по оценке реакции зоо-, фито- и бактериопланктона, в том числе по оценке кинетических характеристик и спектров питания, на воздействие различных факторов среды 
  • Высокоэффективная жидкостная хроматоргафия (HPLC-MS)
  • Газовая хроматография (GC – MS)
  • Световая и флуоресцентная микроскопия
  • Сканирующая электронная микроскопия
  • Разработка математических моделей различного уровня сложности

Научно-исследовательский стационар на озере Шира

Стационар был создан в 1994 году для проведения комплексных исследований на озерах Северо-Минусинской котловины.
На стационаре имеются все условия для круглогодичной научной и полевой работы.
Для работ на озерах имеются лодочный и автомобильный транспорт.
Приборная база включает большой перечень научных приборов, стандартные и оригинальные приборы для отборов проб воды и грунта.
Возможен прием сторонних исследователей.



Поделиться:


Наверх
Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук»
РоссияКрасноярскКрасноярский край660036, г. Красноярск, ул. Академгородок, 50
+7 (391) 290-79-88fic@ksc.krasn.ru55.99178392.765381