Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Биологические науки
Экология

Диссертационная работа:

Оленев Григорий Валентинович. Функционально-онтогенетический подход в изучении популяций цикломорфных млекопитающих : Дис. ... д-ра биол. наук : 03.00.16 : Екатеринбург, 2004 225 c. РГБ ОД, 71:05-3/176

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Стр.
ВВЕДЕНИЕ : 8

ГЛАВА 1. МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДЫ И МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ

  1. Характеристика места работы и материалов автора 15

  2. Методы сбора и обработки полевого материала 19

ГЛАВА 2. ФУНКЦИОНАЛЬНО-ОНТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПОДХОД

  1. История вопроса 22

  2. Структурно-возрастные внутрипопуляционные

единицы 24

  1. Весовые группы 24

  2. Сезонные генерации 25

  3. Когорты 28

2.3. Функционально-онтогенетический подход и
физиологические функциональные группировки 30

2.3.1. Суть функционально-онтогенетическогого подхода и отличие

функциональных группировок от сезонных генераций 31

ГЛАВА 3. ПОЛИВАРИАНТНОСТЬ РАЗВИТИЯ РАСТЕНИЙ И ЖИВОТНЫХ И ПРИНЦИПЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНУЮ ОРГАНИЗАЦИЮ ПОПУЛЯЦИИ

  1. Поливариантность развития растений и животных 34

  2. Теория альтернативных процессов 35

  3. Принципы, определяющие структурно-Функциональную организацию популяций 36

ГЛАВА 4. ОНТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ

РАЗВИТИЯ ГРЫЗУНОВ И ХАРАКТЕРИСТИКА ДВУХ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ТИПОВ ПОСТНАТАЛЬНОГО ОНТОГЕНЕЗА

  1. Общая характеристика и определения двух типов онтогенеза цикломорфных животных 38

  2. Характеристика двух типов онтогенеза (по некоторым морфофизиологическим и иным признакам)

на уровне трех функциональных группировок 44

  1. Масса тела 44

  2. Генеративные органы (семенники) 45

  3. Относительный вес тимуса 46

  4. Относительный вес надпочечника 48

  5. Возраст , 49

4.3. Выделение физиологических функциональных
группировок на практике
50

4.3.1. На примере животных добытых методом

безвозвратного изъятия 50

4.3.2. На примере индивидуально помеченных животных 52

ГЛАВА 5. ДОЛГОВРЕМЕННЫЙ МОНИТОРИНГ НАСЕЛЕНИЯ ГРЫЗУНОВ В РАЙОНЕ ИССЛЕДОВАНИЙ И ДИНАМИКА НЕКОТОРЫХ ВЕДУЩИХ ПОПУЛЯЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ В СВЕТЕ ФУНКЦИОНАЛЬНО-ОНТОГЕНЕТИЧЕСКОГО ПОДХОДА

  1. Хронографические изменения видового состава и долговременный мониторинг динамики численности популяций грызунов 53

  2. Соотношение типов онтогенеза в природных популяциях грызунов во времени и его связь с динамикой

численности 57

5.3. Тонкая возрастная структура и закономерности ее

функционирования в свете функционально-
онтогенетического подхода
62

5.3.1. Биотопические особенности структуры и численности

с учетом типов онтогенеза особей 63

5.3.2. Динамика тонкой возрастной структуры на уровне

отдельных когорт с учетом типов онтогенеза особей 65

5.4. Специфика популяции одного года рождения и ее анализ в

свете функционально-онтогенетического подхода 69

  1. Вклад различных типов онтогенеза (по ФФГ) в формирование численности популяции 69

  2. Закономерности изменения популяционных параметров при переходе популяции через зиму 71

  3. Заключение по разделу 76

ГЛАВА 6. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ДЕТЕРМИНИРОВАННОСТЬ БИОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ И ВОЗМОЖНОСТИ ФУНКЦИОНАЛЬНО-ОНТОГЕНЕТИЧЕСКОГО ПОДХОДА

6.1. Интерьерные нетрадиционные показатели
(на примере экологического анализа феномена
гипертрофии селезенки)
78

  1. Изменчивость селезенки и феномен «гипертрофии» 80

  2. Масштаб явления и чувствительность органа к воздействиям различных факторов (анализ возможных причин) 81

  3. Распространенность феномена гипертрофии селезенки среди обитающих в районе исследования видов грызунов 86

  4. Феномен гипертрофии селезенки и его связь с ведущими популяционными параметрами 89

  5. Заключение по разделу 98

6.2. Биохимические показатели (детерминированность
изменения электрофоретической картины трансферринов в
зависимости от функционального состояния особей) 100

6.2.1. Исследования полиморфизма трансферринов 100

6.2.2. Особенности сбора и характеристика материала 102

6.2.3. Результаты исследований и их обсуждение 102

6.3. Пространственная структура популяций (территориальное
распределение в связи с типами онтогенеза особей)
107

  1. Материал и методы 108

  2. Краткая характеристика экологической ситуации в годы исследований ПО

  3. Пространственное распределение 111

  4. Заключение по разделу 117

6.4. Возрастные маркеры (функциональная детерминированность
онтогенетических изменений возрастных маркеров грызунов и
их практическое использование в определении возраста)... 118

  1. Возрастные изменения зубов корнезубых полевок 119

  2. Методические особенности работы 122

  3. Функционально-онтогенетический подход, возрастные изменения зубов (немеченые животные, природная популяция) 125

  4. Возможности определения возраста по степени возрастных изменений зубов (эталонные животные, природная популяция) 127

  5. Опорные показатели динамики возрастных изменений зубов рыжей полевки (природная популяция) 131

'* 6.4.6. Опорные показатели динамики возрастных изменений зубов

рыжей полевки (лабораторная колония) 133

  1. Использование функционально-онтогенетического подхода при определении возраста (на примере рыжей полевки) 135

  2. Календарный (абсолютный) и физиологический (биологический) возраст в свете функционально-онтогенетического подхода 136

6.4.9. Заключение по разделу 138

ГЛАВА 7. РЕАКЦИЯ ОРГАНИЗМОВ И ПОПУЛЯЦИЙ

НА ДЕЙСТВИЕ ПОВРЕЖДАЮЩИХ ФАКТОРОВ В СВЕТЕ ФУНКЦИОНАЛЬНО-ОНТОГЕНЕТИЧЕСКОГО ПОДХОДА

7.1. Анализ действия повреждающих факторов антропогенной
природы
140

  1. Тяжелые металлы 140

  2. Острое ионизирующее излучение (функциональная детерминированность радиорезистентности мелких млекопитающих) 145

  3. Заключение по разделу 152

7.2. Анализ действия повреждающих факторов естественной
природы 152

  1. Зимние условия 153

  2. Засуха 155

  3. Высокая плотность 159

7.3. Анализ адаптивной реакции популяции на действия
повреждающих факторов с учетом их природы и
специфики
162

ГЛАВА 8. ГЕНЕРАЛИЗОВАННОСТЬ ОТВЕТНОЙ РЕАКЦИИ ПОПУЛЯЦИИ НА ДЕЙСТВИЕ ПОВРЕЖДАЮЩИХ ФАКТОРОВ, АНАЛОГИЯ С АДАПТАЦИОННЫМ СИНДРОМОМ Г. СЕЛЬЕ

  1. Формирование единой адаптивной реакции 163

  2. Аналогия единой интегрированной адаптивной реакции популяции с общим адаптационным синдромом 167

  3. Заключение по разделу 168

ГЛАВА 9. НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЙ ТРИГГЕР

МЕХАНИЗМ ДВУХ ТИПОВ ОНТОГЕНЕЗА ГРЫЗУНОВ

  1. Состояние проблемы 171

  2. Предложенный автором механизм 173

  3. Формирование выборок и методы оценки фенотипической и генетической дифференциации природных популяций 174

  4. Феногенетический анализ 175

  5. Многомерный морфометрический анализ 177

  6. Заключение по результатам анализа 179

  7. Факторы и время включения триггер механизма 179

  8. Заключение по разделу 181

ВЫВОДЫ 184

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 188

Введение к работе:

Актуальность темы. Представление о популяции, как о биологической системе надорганизменного уровня, предусматривает наличие определенной структуры, лежащей в основе устойчивого существования популяций во времени (Шилов, 1981, 1988, 1997). Структурированность всегда связана с неоднородностью составляющих целостную систему частей. Разнокачественность -необходимое условие поддержания популяции как целостной функциональной системы (Шилов, 1983). В понимании С.С. Шварца (1967а, б), структурированность популяций, означает наличие в их составе внутрипопуляционных группировок.

Необходимо учитывать, что в основе всех аспектов жизнедеятельности популяций лежат фундаментальные онтогенетические процессы (Шмальгаузен, 1935; Уоддиштон, 1964; Северцов, 1990 и др.), от которых зависит, как происходит дальнейшее формирование своеобразия природных популяций. Вопросы, связанные с изучением взаимосвязи тонкой популяционной структуры и динамики численности, имеют непреходящий теоретический интерес. Тем не менее, теоретические построения в этой области по-прежнему недостаточно соотносятся с фактами, добытыми в процессе натурных исследований и их последующим анализом. В этой связи крайне актуальным представляется поиск новых теоретических подходов к изучению популяционных процессов и разработка методологии их изучения. Особенно важным представляется изучение альтернативных путей онтогенеза, реализация которых и формирует адекватную условиям меняющейся среды сложную внутрипопуляционную структуру.

Все это свидетельствует об актуальности сформулированной ниже основной цели работы и решении задач, направленных на ее достижение.

Цель и задачи исследования: Работа посвящена актуальной и недостаточно исследованной научной проблеме - выяснению значения разнообразия типов онтогенеза млекопитающих (мышевидные грызуны) в структурно неоднородных внутрипопуляционных системах.

Цель работы - разработка теоретических и методологических основ анализа популяций мелких млекопитающих на функционально-онтогенетическом уровне в свете представлений о поливариантности развития цикломорфных грызунов и в изучении функционирования внутрипопуляционной структуры в широком диапазоне действия факторов внешней среды как естественной, так и антропогенной природы.

Первой задачей явилась разработка концептуального подхода, основанного на поливариантности развития мелких млекопитающих, который бы дал возможность интерпретации широкого круга явлений, относящихся к разным сторонам взаимодействия животных со средой.

Вторая задача состояла в определении структурно-функциональных единиц, выборе и обосновании критериев, использование которых целесообразно при анализе функциональной структурированности популяций.

|

~М НАЦИОНАЛЬНА* MMKOTtKA I

Третьей задачей работы было обоснование и четкая детальная характеристика особенностей двух альтернативных путей постнатального онтогенетического развития грызунов.

Четвертая задача работы заключалась в том, чтобы на примере мелких млекопитающих показать функциональную детерминированность большинства биологических показателей в условиях действия широкого спектра средовых факторов. Кроме того, следовало дать интерпретацию ряда закономерностей и эффектов, наблюдаемых в популяциях в норме и в условиях экстремального повреждающего действия природных и антропогенных факторов.

Пятой задачей работы было теоретическое обоснование и детальный анализ неспецифического триггер-механизма формирования двух типов онтогенетического развития, когда на основании одного генотипа каждый индивидуум наследует две программы развития.

Научная новизна и теоретическая значимость.

Впервые предложен функционально-онтогенетический подход в изучении популяций цикломорфных млекопитающих. До настоящего времени популяци-онно-онтогенетические исследования подобного плана проводились лишь на популяциях растений. Впервые детально описаны альтернативные типы онтогенетического развития грызунов, дана их интерпретация, а также предложена и обоснована схема «включения» того или иного пути онтогенеза, обусловленного комплексным влиянием факторов среды.

Анализ ведущих популяционных параметров мышевидных грызунов, проводимый на основе функционально-онтогенетического подхода, позволил подтвердить приоритетную роль типов онтогенетического развития и по-новому взглянуть на многие аспекты жизнедеятельности популяции. Впервые, с точки зрения функциональной структурированности популяции, проанализирован широкий спектр экологических характеристик и биологических параметров, таких как демографическая и пространственная структура, возрастные маркеры, индикаторы повреждающего воздействия, онтогенетические, морфологические, морфофизиологические и иные показатели, а также резистентность животных. При этом использован уровень физиологических функциональных группировок (ФФГ), отражающих типы онтогенетического развития.

Применение функционально-онтогенетического подхода позволило на примере грызунов показать экологическое значение внутрипопуляционного разнообразия. Теоретическое значение работы состоит в расширении знаний о механизмах становления, организации и устойчивом функционировании популяций мелких млекопитающих. Теоретическая значимость работы также связана с возможностью описания, интерпретации и прогнозирования с единых концептуальных позиций реакций особей и популяций как на действие основных средовых факторов естественной природы (таких как засуха, плотность), так и на действие факторов антропогенной природы (токсические металлы, ионизирующее излучение). Предложенный функционально-онтогенетический подход позволил на новой методологичесшй*РСНОве систематизировать и интерпрети-

ровать как уже известные биологические закономерности, так и выявить и объяснить новые. В большинстве случаев существенно выросла точность и корректность проводимых исследований.

Практическая ценность работы:

Результаты теоретических и практических разработок автора успешно применяются в широком спектре исследований: экотоксикологических, радиобиологических, цитогенетических, при изучении динамики населения популяций, миграционных процессов и др.

Результаты исследований явились основой при выполнении научно-хозяйственного договора со Свердловской областной санитарно-эпидемиологической станцией по выяснению роли функциональной структурированности популяций в поддержании природной очаговости клещевого энцефалита (Свердловск, 1983). Методика определения возраста грызунов, основанная на функционально-онтогенетическом подходе, успешно используется широким кругом экологов и зоологов. Результаты работы могут быть использованы в образовательном процессе по курсу зоологии и экологии. Основные положения, выносимые на защиту:

1) Цикломорфным млекопитающим (грызуны) свойственно явление поливариантности онтогенетического развития, играющее важную роль в жизнедеятельности популяций.

  1. Бивариантность онтогенетического развития имеет большое значение в поддержании популяционного гомеостаза мышевидных грызунов, популяциям которых свойственна крайне высокая структурная неоднородность. Это определяется наличием структурно-функциональных внутрипопуляционных группировок (ФФГ), являющихся отражением альтернативных путей онтогенетического развития.

  2. Бивариантность развития рассматривается как основа структурно-функциональных перестроек, обеспечивающих высокую лабильность популяционных реакций мелких млекопитающих, как неспецифический механизм популяционной регуляции, определяющий динамику населения грызунов особенно в критические периоды.

  3. Функционально-онтогенетический подход позволяет изучать процессы жизнедеятельности популяций на новом методологическом уровне и интерпретировать популяционные процессы с точки зрения функций выполняемых группировками особей.

  1. Любой адаптивный ответ популяции на широкий спектр воздействий, в том числе и антропогенной природы, зависит не только от характера и силы самого воздействия, но преломляется через ее функциональную структурированность.

    Специфика популяции в каждый момент времени, ее "лицо", определяется соотношением долей особей различных типов онтогенеза

    Функционирование большинства биологических показателей детерминировано принадлежностью особей к типу онтогенетического развития.

    Апробация работы. Результаты исследований доложены на V Всесоюзной конференции по экологической физиологии и биохимии (Фрунзе, 1977); на V, VI, VII Всесоюзных совещаниях по грызунам (Москва, 1980, Ленинград, 1984, Нальчик, 1988г.); на Всесоюзной конференции "Экологическая генетика растений и животных" (Кишинев, 1981); на III, IV, V и VI съездах Всесоюзного териологического общества (Москва, 1982, 1986, 1990. 1999); на Советско-финском симпозиуме (Москва, 1978); VI Всес. конф. по экологической физиологии (Сыктывкар, 1982); на Всесоюзной конференции "Животный мир Южного Урала и Северного Прикаспия" (Оренбург, 1984); на Всесоюзном совещании по общим проблемам биогеоценологии (Москва, 1986); на совещании "Горные экосистемы Урала и проблема рационального природопользования" (Миасс-Свердловск, 1986); на 3 Всесоюзной школе "Экология и охрана горных видов млекопитающих" (Москва, 1987); на V Всесоюзном съезде геронтологов и гериатров (Киев, 1988); на Всесоюзном совещании "Экология популяций" (Новосибирск, 1988); на Всесоюзном совещании "Вид и его продуктивность в ареале" (Вильнюс, 1988); на конференции Уральского отделения Всесоюзного териологического общества (Свердловск, 1989); на Научно-практической конференции по радиобиологии и радиоэкологии (Минск, 1990); на Совещании "Животный мир Южного Урала" (Оренбург, 1990); на совещании "Проблемы охраны природных ресурсов Южного Урала" (Челябинск, 1990); на совещании "Стресс адаптации и дисфункции" (Кишинев, 1991), на 3 международном коллоквиуме «Грызуны и окружающая среда» (Лион, Франция, 1991); на 6 Европейском экологическом конгрессе (Марсель, Франция, 1992); на международной конференции по экотоксикологии (Лиссабон, Португалия, 1993); на 4-й международной конференции «Грызуны и окружающая среда» (Миколайки, Польша, 1993); на Втором Европейском териологическом конгрессе (Саузгемптон, Великобритания, 1995); на 9 международном конгрессе по радиационной защите (Австрия, 1996); на Всероссийской конференции «Жизнь популяций в гетерогенной среде» (Йошкар-Ола, 1998); на международной конференции «Проблемы радиационной генетики на рубеже веков» (Москва, 2000); на конференции «Биологические эффекты малых доз ионизирующей радиации и радиоактивное загрязнение среды» (Сыктывкар, 2001); на международной конференции «Медико-биологические проблемы противолучевой и противохимической защиты» (Санкт-Петербург, 2004); а также на научных семинарах Института экологии растений и животных УрО РАН (Екатеринбург, 1976 - 1991).

    Публикации. Основные материалы диссертации изложены в 87 работах, в том числе в 10 статьях в центральных журналах, рекомендованных ВАК.

    Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, девяти глав, выводов и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 220 страницах, содержит 45 рисунков и 16 таблиц. Список литературы включает 370 источников.

Подобные работы
Лелашвили Нугзар Георгиевич
Антропо-генетическое изучение некоторых популяций Грузии с высоким показателем долгожительства
Аристова Инна Кимовна
Изучение положения популяций Центральной России в структуре русского генофонда : по данным об иммуно-биохимическом полиморфизме
Недолужко Артем Валерьевич
Исследование генетической структуры популяций дикой сои, как элемент изучения биобезопасности генетически модифицированных растений в центрах происхождения и разнообразия вида
Гюльазизова Каринэ Сергеевна
Сравнительное изучение смертности от суицида в различных этнических популяциях
Силантьев Алексей Николаевич
Биометеорологический подход к изучению механизмов развития адаптивного поведения
Рыскина Елена Анатольевна
Аналитические подходы к изучению показателей метаболизма в ротовой жидкости
Звягин Андрей Сергеевич
Изучение полиморфизма черноягодных популяций винограда
Гюльазизова Каринэ Сергеевна
Сравнительное изучение смертности от суицида в различных этнических популяциях
Гурченок Алевтина Глебовна
Нестабильная стенокардия в популяции средне урбанизированного города Западной Сибири (методологические подходы к созданию Регистра патологии, заболеваемость, летальность, прогнозные оценки)
Курбатова Зинаида Яковлевна
Реализация возможностей информационных технологий в процессе совершенствования методических подходов к изучению русского языка

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net