Системная лимнология д.б.н., проф. Е.В. Лихошвай ЛИН СО РАН 1

Содержание лекции: 1. Эволюция геосферы и биосферы. 2. Системная биология океана. 3. Системная лимнология. 4. Дискуссия «Что делать?» 2

3 astronovosti.ru Ранняя Земля

4 Ранние стадии эволюции геосферы и биосферы определяются тремя взаимосвязанными причинами: 1) остывание поверхности и недр (мантии) Земли; 2) окисление поверхности; 3) периодические и сопряженные колебания условий в геосфере и биосфере.

5 3,5 млрд л.н. - самые ранние микрофоссилии (прокариоты) 2,7 млрд л.н. - появление фотосинтеза (цианобактерии) 2,1 млрд л.н. – появление эукариот

Эволюция биосферы Земли MBGB современная био разнообразная глобальная биосфера. 6 Добрецов, 2009; Заварзин, 2001

Keeling, Yoon et al., 2003

Роди́ния (от рус. Родина[1] либо от рус. родить[2]) гипотетический суперконтинент, предположительно существовавший в протерозое эоне докембрия.рус.[1]рус.[2]суперконтинент протерозоеэонедокембрия Возник около 1,1 миллиарда лет назад и распался около 750 миллионов лет назад. Паннотия гипотетический суперконтинент, существовавший приблизительно с 600 по 540 миллионов лет тому назад. Впервые описан Иэном В. Д. Диэлом (Ian W. D. Dalziel) в 1997 году. суперконтинент 8 Википедия

Joe KirschvinkJoe Kirschvink, a biomagnetist and paleomagnetist at the Caifornia Institute of Technology in Pasadena, USA,biomagnetist paleomagnetist Для того, чтобы объяснить наличие отложения ледниковых осадков в тропических широтах была создана гипотеза snowball earth ледниковых осадков

Как могла сохраниться жизнь на замерзшей Земле ? 10

Крупнейшие вымирания в истории Земли: 440 млн лет назад ордовикско-силурийское вымирание исчезло более 60 % видов морских беспозвоночных;ордовикско-силурийское вымирание 364 млн лет назад девонское вымирание численность видов морских организмов сократилась на 50 %;девонское вымирание 251,4 млн лет назад «великое» пермское вымирание, самое массовое вымирание из всех, приведшее к исчезновению более 95 % видов всех живых существ;«великое» пермское вымирание 199,6 млн лет назад триасовое вымирание в результате которого вымерла, по меньшей мере, половина известных сейчас видов, живших на Земле в то время;триасовое вымирание 65,5 млн лет назад мел-палеогеновое вымирание последнее массовое вымирание, уничтожившее шестую часть всех видов, в том числе и динозавров.мел-палеогеновое вымирание динозавров 33,9 млн лет назад эоцен-олигоценовое вымирание.эоцен-олигоценовое вымирание 11 Lystrosaurus Википедия de.wikipedia.org

12 (Bounama et al., 2004) Эволюция биосферы и температура поверхности Земли

Особенности эволюции морского планктона (Smetacek, 2012): Короткая вегетативная фаза Избегание выедания 13

14

15

16

17

Основная идея системной морской биологии: от молекул - к экосистемам 18

Лимнология - наука о физических, химических и биологических аспектах озер и других пресных водоёмов, в том числе и водохранилищ. Limnology (/l ɪ m ˈ n ɒ ləd ʒ i/ lim-NOL-ə-jee; from Greek: Λίμνη limnee, "lake"; and λόγος, logos, "knowledge"), also called freshwater science, is the study of inland waters. It is often regarded as a division of ecology or environmental science. It covers the biological, chemical, physical, geological, and other attributes of all inland waters (running and standing waters, both fresh and saline, natural or man- made). This includes the study of lakes and ponds, rivers, springs, streams and wetlands./l ɪ m ˈ n ɒ ləd ʒ i/lim-NOL-ə-jeeecologyenvironmental sciencebiologicalchemicalphysicalgeologicallakespondsriversspringsstreams wetlands 19 Википедия

Нерпа 100 тыс. голов Ихтиофауна 61 вид: > 50 млрд. экз. омуль 0,36 млрд экз. малая голомянка млрд экз. большая голомянка 7-11 млрд экз. Зоопланктон (коловратки, копеподы, макрогектопус) > 4,64 х 10 в 14 степ. экз. Фитопланктон до 1 млн кл. в мл Объем Байкала куб. км, в нем: Селенгинский район: тыс.экз., т Фаги/вирусы Бактериопланктон до 10 млрд кл. в мл 20

Схема эволюционных событий диатомей на основании объединения палеонтологических данных (по Krebs, 1994; Philippe et al., 1994; Sorhannus et al., 1995). 21

26 февраля 2013 г. Диатомовые и золотистые водоросли 4 апреля 2013 г. Динофитовые Gymnodinium baicalense Подледный планктон в одной точке отбора 22 Изменчивость подледного планктона в оз. Байкал

Synedra cyclopum Cyclopum colensis Масштаб: мкм; мкм. Видоспецифический симбиоз Обрастания диатомеи на циклопе 23

1a. Поверхность створки остракоды Pseudacandona gajewskajae. 1b. Диатомея Cocconeis neothumensis. 1c. Диатомея Achnanthidium sibiricum. 1b 1c 1a Диатомовые на остракодах 24

Инфузории, обитающие в кишечнике этих брюхоногих моллюсков. В почке этих моллюсков рода обитают эндемичные для Байкала роды и виды целибат: 1 - Cotensicoma manticola 2 - Baikalothigma viridis Одноклеточные симбионты моллюсков Choanomphalus maacki - легочные брюхоногие моллюски, эндемик Benedictia baicalensis - переднежаберный брюхоногий моллюск, эндемик 25 Т.Я. Ситникова

Ассоциация бактерий с планктонными диатомеями в природных пробах Масштаб – 10 мкм 26 Ю.Р. Захарова

Ротовой аппарат Epischura baicalensis Интеграционный проект СО РАН 95, гг. Е.Ю. Наумова содержимое желудка обломки диатомей мандибула 27

Cвязи Механизмы Модель Системная лимнология 28 Устав ЛИН СО РАН: Основные научные направления деятельности Института: – Лимнология: механизмы образования, биоразнообразие, эволюция озерных систем; – Современное состояние и прогноз развития водоемов и водотоков суши; – Живые системы: комплексное исследование гидробионтов методами классической и молекулярной биологии и смежных наук.

Towards an Ocean Systems Biology Eric Karsenti, Molecular Systems Biology, 8; 575; published online 27 March 2012; doi: /msb Eric Karsenti, Sample collection on Tara. Марина Масленникова, Отбор проб системой батометров карусели SBE-32 в оз. Байкал, НИС «Верещагин». Развитие системной лимнологии 29

Спасибо за внимание! 30

31 «Что делать?»

32

33

34

35

36