Download
1 / 36
410 likes | 636 Views
Системная лимнология. д.б.н., проф. Е.В. Лихошвай. ЛИН СО РАН. Содержание лекции: Эволюция геосферы и биосферы. Системная биология океана. Системная лимнология. Дискуссия «Что делать?». Ранняя Земля. astronovosti.ru.
E N D
Системная лимнология д.б.н., проф. Е.В. Лихошвай ЛИН СО РАН
Содержание лекции: Эволюция геосферы и биосферы. Системная биология океана. Системная лимнология. Дискуссия «Что делать?»
Ранняя Земля astronovosti.ru
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.
3,5 млрд л.н. - самые ранние микрофоссилии (прокариоты) 2,7 млрд л.н. - появление фотосинтеза (цианобактерии) 2,1 млрд л.н. –появление эукариот <1 млрд л.н. и далее – серийные эндосимбиозы, появление хромист 1,0 млрд л.н. – появление многоклеточных организмов 550 млн л.н. – появление скелета у животных 450 млн л.н. – выход растений и животных на сушу 240 млн л.н. - появление диатомей Maruyama et al., 2007) Добрецов, 2009
Эволюция биосферы Земли MBGB — современная биоразнообразная глобальная биосфера. Добрецов, 2009; Заварзин, 2001
Yoon et al., 2003 Keeling, 2013
Роди́ния (от рус.Родина[1] либо от рус.родить[2]) — гипотетический суперконтинент, предположительно существовавший в протерозое — эонедокембрия. 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. Википедия
Для того, чтобы объяснить наличие отложения ледниковыхосадков в тропических широтах была создана гипотеза “snowball earth” Joe Kirschvink, a biomagnetist and paleomagnetist at the Caifornia Institute of Technology in Pasadena, USA,
Как могла сохраниться жизнь на замерзшей Земле ? www.snowballearth.org/life.html
Крупнейшие вымирания в истории Земли: • 440 млн лет назад — ордовикско-силурийское вымирание — исчезло более 60 % видов морских беспозвоночных; • 364 млн лет назад — девонское вымирание — численность видов морских организмов сократилась на 50 %; • 251,4 млн лет назад — «великое» пермское вымирание, самое массовое вымирание из всех, приведшее к исчезновению более 95 % видов всех живых существ; • 199,6 млн лет назад — триасовое вымирание — в результате которого вымерла, по меньшей мере, половина известных сейчас видов, живших на Земле в то время; • 65,5 млн лет назад — мел-палеогеновое вымирание — последнее массовое вымирание, уничтожившее шестую часть всех видов, в том числе и динозавров. • 33,9млн лет назад — эоцен-олигоценовое вымирание. Lystrosaurus de.wikipedia.org Википедия
Эволюция биосферы и температура поверхности Земли (Bounama et al., 2004)
Особенности эволюции морского планктона (Smetacek, 2012): • Короткая вегетативная фаза • Избегание выедания
Основная идея системной морской биологии: от молекул - к экосистемам
Лимнология - наука о физических, химических и биологических аспектах озер и других пресных водоёмов, в том числе и водохронилищ. Limnology (/lɪmˈnɒlədʒi/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. Википедия
Объем Байкала 23 000 куб. км, в нем: Нерпа100 тыс. голов Ихтиофауна 61 вид: > 50 млрд. экз. омуль 0,36 млрд экз. малая голомянка 20-40 млрд экз. большая голомянка 7-11 млрд экз. Зоопланктон (коловратки, копеподы, макрогектопус) > 4,64 х 10 в 14 степ. экз. Фитопланктондо 1 млн кл. в мл Селенгинский район: 60 423 тыс.экз., 13328 т Бактериопланктон до 10 млрд кл. в мл Фаги/вирусы
Схема эволюционных событий диатомей на основании объединения палеонтологических данных (по Krebs, 1994; Philippe et al., 1994; Sorhannus et al., 1995).
Подледный планктон в одной точке отбора Изменчивость подледного планктона в оз. Байкал 26 февраля 2013 г. 4 апреля 2013 г. Диатомовые и золотистые водоросли Динофитовые Gymnodinium baicalense
Видоспецифический симбиоз Обрастания диатомеи на циклопе Cyclopum colensis Synedra cyclopum Масштаб: 1 - 100 мкм; 2-4 - 10 мкм.
Диатомовые на остракодах 1a 1b 1b 1a. Поверхность створки остракоды Pseudacandona gajewskajae. 1b. Диатомея Cocconeis neothumensis. 1c. Диатомея Achnanthidium sibiricum. 1c
Одноклеточные симбионты моллюсков Choanomphalus maacki - легочные брюхоногие моллюски, эндемик Benedictia baicalensis - переднежаберный брюхоногий моллюск, эндемик Инфузории, обитающие вкишечнике этих брюхоногих моллюсков. В почке этих моллюсков рода обитают эндемичные для Байкала роды и виды цилиат: 1 - Cotensicoma manticola 2 - Baikalothigma viridis Т.Я. Ситникова
Ассоциация бактерий с планктонными диатомеями в природных пробах Масштаб – 10 мкм Ю.Р. Захарова
Ротовой аппарат Epischura baicalensis мандибула содержимое желудка обломки диатомей Интеграционный проект СО РАН № 95, 2009-2011 гг. Е.Ю. Наумова
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. Системная лимнология Модель Механизмы Cвязи
Towards an‘Ocean Systems Biology’ Eric Karsenti, Molecular Systems Biology, 8; 575; published online 27 March 2012; doi:10.1038/msb.2012.82012 Развитиесистемной лимнологии Eric Karsenti, Sample collection on Tara. Марина Масленникова, Отбор проб системой батометров карусели SBE-32 в оз. Байкал, НИС «Верещагин».
