- •Редакционная коллегия книги:
- •Рецензенты книги:
- •Глобального Экологического Фонда
- •Предисловие
- •Раздел I. Биологическое разнообразие и методы его оценки
- •Введение
- •Глава 1. Биологическое разнообразие
- •1.1. Понятие биоразнообразия
- •1.2. Международная программа «Биологическое разнообразие»
- •1.3. Исследовательская программа «Диверситас»
- •1.4. Реализация Конвенции о биоразнообразии в России
- •Глава 2. Уровни биоразнообразия
- •2.1. Системная концепция биоразнообразия
- •2.2. Генетическое разнообразие
- •2.3. Видовое разнообразие
- •2.3.1. Динамика видового разнообразия
- •2.3.3. Динамика видового богатства по данным палеонтологической летописи
- •2.4. Биоразнообразие, созданное человеком
- •2.5. Экосистемное разнообразие
- •Глава 3. Классификации биоразнообразия
- •3.1. Инвентаризационное и дифференцирующее разнообразие
- •3.2. Таксономическое и типологическое разнообразие организмов
- •3.3. Биохорологическое разнообразие
- •3.4. Структурное разнообразие
- •Глава 4. Таксономическое разнообразие
- •4.1. Научная классификация организмов
- •4.2. Жизненные формы и биологическое разнообразие
- •4.3. Инвентаризация видов
- •Число видов в истории жизни на Земле
- •4.4. Видовое богатство России
- •Разнообразие, эндемизм и состояние видов позвоночных
- •Глава 5. Измерение и оценка биологического разнообразия
- •5.1. Параметры биологического разнообразия (альфа-разнообразие)
- •5.2. Методы построения графиков видового обилия
- •Типы графиков в анализе видового разнообразия
- •5.3. Модели распределения видового обилия
- •5.3.1. Геометрический ряд
- •5.3.2. Логарифмическое распределение
- •5.3.3. Логарифмическинормальное распределение
- •5.3.4. Распределение по модели «разломанного стержня» Макартура
- •5.3.5. Другие теоретические модели
- •5.4. Индексы биоразнообразия
- •5.4.1. Индексы видового богатства
- •5.4.2. Индексы, основанные на относительном обилии видов
- •5.5. Сравнительный анализ индексов разнообразия
- •5.6. Рекомендации для анализа данных по разнообразию видов
- •5.7. Анализ бета-разнообразия: сравнение, сходство, соответствие сообществ
- •5.7.1. Показатели сходства, основанные на мерах разнообразия
- •Мера Коуди разработана для исследования изменений в сообществе птиц вдоль средового градиента:
- •5.7.2. Показатели соответствия
- •5.7.3. Основные индексы общности для видовых списков
- •Основные индексы общности, учитывающие положительные совпадения [Песенко, 1982]
- •5.7.4. Индекс общности для количественных данных
- •5.8. Графический анализ бета-разнообразия
- •5.8.1. Неориентированные и ориентированные графы
- •Матрица сходства выборочных совокупностей
- •5.8.2. Плеяды Терентьева
- •5.8.3. Дендрограмма (кластерный анализ)
- •5.9. Применение показателей разнообразия
- •5.10. Гамма-разнообразие наземных экосистем
- •5.10.1. Пространственные показатели гамма-разнообразия
- •5.10.2. Разномасштабные уровни гамма-разнообразия
- •5.10.3. Информационные показатели гамма-разнообразия фитоценохор
- •Глава 6. Оценка биоразнообразия и охрана природы
- •Раздел II. Разнообразие ландшафта и методы его измерения
- •Введение
- •Глава 1. Общие представления о разнообразии
- •1.1. Что такое разнообразие? (Прагматический аспект)
- •1.4. Разнообразие и функционирование
- •Глава 2. Феноменологические иерархические уровни
- •Глава 3. Измерение ландшафтного разнообразия
- •3.1. Измерение ландшафтного разнообразия на основе дистанционной информации
- •Корреляционная матрица между каналами
- •Собственные значения главных компонент для трех каналов Landsat -7 (1999.10)
- •Факторные нагрузки – коэффициенты корреляции переменных с факторами для трех каналов Landsat- 7 (1999.01)
- •Оценка разнообразия (бит) подстилающей поверхности по многоканальным изображениям
- •Разнообразия изображения по объединенным данным осенней и летней съемки
- •Расчет фрактальной размерности по модели «изменение масштаба– изменение длины береговой линии»
- •Оценка фрактальной размерности по двухмерному спектру для всего изображения
- •Линейные корреляции между ландшафтными метриками разнообразия для иерархического уровня 9 пикселей (2 км)
- •3.2. Измерение ландшафтного биоразнообразия на основе использования топографических карт совместно со сканерной съемкой
- •3.3. Организация полевых исследований для оценки ландшафтного разнообразия
- •Глава 4. Прикладные задачи ландшафтного планирования, решаемые на основе измерения ландшафтного
- •Смысл индексов разнообразия, применительно к задачам ландшафтного планирования
- •Заключение
- •Основные характеристики спектральных каналов
- •Некоторые полезные ссылки на ресурсы Интернете
- •Литература
- •Раздел III. Мониторинг биоразнообразия Введение
- •Глава 1. Научные основы мониторинга биологического разнообразия. Определения и терминология
- •Глава 2. Методы оценки состояния и динамики биоразнообразия на разных иерархических уровнях
- •2.1. Биофизические и биохимические методы
- •2.1.1. Биолюминесценция
- •2.1.2. Фотосинтетическая активность
- •2.2. Генетические методы
- •2.3. Биоэнергетические методы
- •2.4. Иммунологические методы
- •2.4.1. Митогенная активность спленоцитов позвоночных животных
- •2.4.3. Применение иммунологических методов при изучении иммунозащитных реакций у рыб и беспозвоночных животных
- •2.5. Морфологические методы
- •2.5.1. Флуктуирующая асимметрия
- •2.5.2. Фенодевианты
- •2.6. Патологоанатомические и гистологические методы
- •2.6.1. Общая анатомия и гистология внутренних органов
- •2.6.2. Гистология репродуктивной системы
- •2.7. Токсикологические методы
- •2.8. Эмбриологические методы
- •2. 9. Паразитологические методы
- •2.10. Популяционные и экосистемные методы
- •Глава 3. Геоинформационные системы – интегрирующее ядро мониторинговой системы биоразнообразия
- •Глава 4. Средства обеспечения мониторинга биоразнообразия
- •4.1. Аппаратно-технические средства
- •4. 2. Программное обеспечение
- •4. 3. Организационное обеспечение
- •Раздел IV. Картографирование биоразнообразия Введение
- •Глава 1. Биогеографические основы картографирования биоразнообразия
- •Глава 2. Картографирование разнообразия организмов
- •Глава 3. Картографирование экологического разнообразия
- •Глава 4. Картографирование генетического разнообразия
- •Глава 5. Комплексное картографирование биоразнообразия
- •Р ис.2. Видовое разнообразие животных суши
- •Число видовое животных (на 100км2 суши)
- •Литература
- •117218, Москва, б. Черемушкинская ул., 34
- •109088, Москва, Шарикоподшипниковская ул., 4
2.3. Биоэнергетические методы
Обнаружить снижение качества среды, пока загрязнения не оказали необратимого повреждающего воздействия на организм, позволяет биоэнергетический подход.
Биоэнергетические методы основаны на том, что любой физиологический процесс требует затрат энергии. Количество энергии, затрачиваемой организмами на все физиологические процессы в единицу времени, является отражением интенсивности энергетического метаболизма, которая может быть измерена методом респирометрии. Такие анализы позволяют установить ранние изменения в физиологическом гомеостазе. Количество энергии, расходуемой на процессы роста особи в стрессовых условиях, всегда выше, чем в оптимальных, из-за дополнительных затрат энергии на компенсацию таких воздействий. Таким образом, количество энергии, расходуемой во время роста, является характеристикой качества среды [Шилов, 1997].
2.4. Иммунологические методы
В последнее время иммунологические методы нашли широкое применение во многих фундаментальных и прикладных науках [Хаитов и др., 2000]. Традиционно иммунологические методы применяются в клинико-диагностических исследованиях при различных патологиях человека. однако современные научные данные свидетельствуют о том, что у всех исследованных организмов от человека до низших беспозвоночных животных иммунологические реакции во многом сходны [Фонталин, 1988; Кондратьева и др., 2001; Lehrer et al., 1994; Roch, 1999]. При изменении условий среды обитания, возникновении заболеваний или антигенного воздействия наблюдаются достоверные изменения в составе и численности иммунокомпетентных клеток (спленоцитов, макрофагоподобных клеток и др.) и, как следствие, появление в полостных жидкостях цитотоксических белков и антимикробных пептидов [Хаитов и др., 1995; Кондратьева, Киташов, Рокк, 2001]. Подробные описания современных иммунологических методов исследований приведены в учебном пособии [Практикум по иммунологии, 2001]. Ниже даны краткие описания наиболее типичных иммунологических методов.
2.4.1. Митогенная активность спленоцитов позвоночных животных
Бласттрансформация, одна из наиболее общих реакций иммунной системы, отражает функциональное состояние спленоцитов – иммунокомпетентных клеток. Бласттрансформация представляет собой последовательность событий, в течение которых малые лимфоциты в ответ на различные стимулы претерпевают морфологические и метаболические изменения, приводящие к клеточной пролиферации и дифференцировке. Механизмы трансформации изучаются на модели поликлональной стимуляции лимфоцитов неспецифичными митогенами (веществами, вызывающими процесс митоза – деления клеток).
При постановке реакции бласттрансформации со стандартными митогенами (липополисахаридами – ЛПС, конконавалином А – КонА и др.), активирующими большую часть В- или Т-клеток в зависимости от вида митогена, ингибирование реакции может указывать на нарушение иммунологического статуса организма. Тест на способность лимфоцитов вступать в бласттрансформацию под влиянием поликлональных митогенов используют для оценки функционального состояния иммунной системы при различных заболеваниях, например иммунодефицитных состояниях (СПИД) и опухолевом росте. Показано, что в присутствии Т-митогенов цитотоксические Т-клетки обладают специфическим действием на присутствующие клетки-мишени. Наиболее распространенным методом оценки реакции бласттрансформации является измерение уровня синтеза ДНК с использованием радиоактивных изотопов.
2.4.2. 5-нуклеотидазная активность макрофагов
5-нуклеотидаза – один из основных ферментов пуринового катаболизма, присутствует в цитоплазматической мембране макрофагов. Имеются данные о значении 5-нуклеотидазы в усвоении нуклеотидов, в энергетическом обеспечении клеток, в реализации генетической информации. 5-нуклеотидаза играет важную роль в восприятии клетками сигналов, идущих из окружающей среды. Об этом свидетельствует сам факт мембранной локализации этого фермента, а также то, что 5-нуклеотидаза является важным регулятором уровня циклического АМФ. Последний, как известно, является многоцелевым мессенджером (курьером), т. е. обеспечивает передачу сигналов от наружной мембраны внутрь клетки. При ряде иммунодефицитных состояний отмечена неполноценность данного фермента или отсутствие его в лимфоидных клетках. Продукт 5-нуклеотидазы – аденозин – рассматривают в качестве одного из важных регуляторов многих физиологических функций, в том числе иммунологической.
Установлено, что 5-нуклеотидаза является одним из факторов естественной устойчивости (резистентности) организма. Имеются сведения о взаимосвязи активности 5-нуклеотидазы с уровнем естественной резистентности организма к инфекции, с радиорезистентностью животных.
Активность 5-нуклеотидазы связана с состоянием нейроэндокринной системы, она зависит от уровня глюкокортикоидов в крови и показателей белкового обмена. Показана разнонаправленность изменений активности 5-нуклеотидазы при иммуностимулирующих и иммуносупрессирующих воздействиях. При иммуностимуляции наблюдается снижение ферментативной активности, при иммуносупрессии – увеличение активности 5-нуклеотидазs.