Алтайская горная страна — ключ к становлению фаун в Северном полушарии

Алтай уникален. Он доступен для изучения, но обладает полным набором высотных поясов, богатой геологической историей и почти не подвержен антропогенному прессу. Ни одна другая горная система не может похвастаться таким набором идеальных для исследования качеств. В 2017 году коллектив зоологов Алтайского госуниверситета получил грант Минобрнауки РФ "Комплексное изучение биоразнообразия, фауногенеза и зоогеографии горных стран Голарктики (на примере Алтайской горной страны)".

1 / 16

Почему Алтай

Выбор этой горной системы в качестве модельной территории для выявления закономерностей становления фаун в Голарктике (умеренном поясе Евразии и Северной Америки) объясняется как минимум тремя причинами.

Алтай чрезвычайно разнообразен с точки зрения ландшафтов. Мы видим здесь пустыни Юго-западной Монголии, бесконечные горные степи, непроходимую тайгу и разнообразное по своим условиям высокогорье. Это граница больших биогеографических выделов: Бореальной и Тетической областей, отличающихся биотой. Хребты Северо-западного Алтая с тайгой, заливаемой дождями, и горы Южной Монголии, где и выше 3000 м не найти увлажненного участка,— это как две разных планеты.

Алтай пережил эпохи оледенений, причем ряд участков не был затерт льдами. Эти небольшие территории представляют собой рефугиумы, природные убежища, где сохранились реликтовые элементы фаун доледниковых эпох.

И наконец, Алтай еще остается практически заповедным, антропогенный пресс здесь пока незначителен.

Другие возможные варианты проигрывают. Урал низок и подвержен сильному антропогенному прессу, Памир слишком высок, Саяны более однородны с точки зрения биогеографии, и так далее. Алтай же безупречен и по относительной сохранности природы, и по полному набору высотных поясов, и по богатой геологической истории.

Почему АлтГУ

В университете работают сильные специалисты по разным группам насекомых, многоножек и пауков. Сейчас не нужно доказывать, сильный или слабый тот или иной коллектив, достаточно зайти на сайт webofknowledge.com — и все становится ясно. Для регионального университета более 100 статей, индексированных Web of Science (причем не менее трети в журналах, входящих во вторую квартиль по зоологии), на пять человек за последние пять лет — немало. К тому же руководство университета систематически помогает активным ученым, что позволило не только не растерять людей, но и привлечь сильных специалистов из Новосибирска. Обычно текучка кадров у нас в Западной Сибири обратная: из Барнаула — в Томск, Новосибирск... В нашем случае получилось наоборот. Мы все, в той или иной мере, занимались фауной Алтая, Сибири, сопредельных регионов Центральной Азии, то есть задел был весьма основательным.

Обнаружено 5 новых видов чешуекрылых, 2 вида пауков, дан обзор по жукам-листоедам Монгольского Алтая, собран материал для молекулярно-генетических исследований эндемичных видов в Республиках Алтай, Тыва, а также в Монголии и Казахстане

Второе — у нас очень удобная география. Проект предполагает значительную экспедиционную активность. Без серьезных полевых работ с поставленными задачами справиться невозможно. А Барнаул — удобное место для научных исследований в области классической биологии, организации экспедиционных выездов. За один день на автомобиле можно добраться и до высокогорий Российского Алтая, и до Монголии, и до Восточного Казахстана. Совсем рядом и страны Средней Азии, и Китай.

Сейчас многие ученые, даже биологи, отрицают необходимость продолжения активных полевых исследований. Часто звучат слова о том, что все объекты уже найдены и ждут систематиков в музеях. Это не так. Работа на отдельных высокогорных хребтах, где никогда не ступала нога энтомолога, является необычайно перспективной. Десятки принципиально новых видов членистоногих животных еще никто никогда не обнаруживал в альпике Алтая и других горных систем.

Задачи и первые результаты

На основании филогеографического анализа различных групп членистоногих животных нам предстоит установить пути становления биоты Алтайской горной страны. Секвенировать геномы эндемиков Алтая — для подавляющего большинства видов это будет сделано впервые. Провести инвентаризацию локальных фаун особо охраняемых природных территорий, часть из которых, особенно в Монгольском Алтае, совершенно не изучены. Подробно исследовать распространение модельных таксонов животных в пределах региона. Все это вместе поможет нам разработать алгоритм исследования биоты других горных стран.

Главная задача на этот сезон — исследование фаун экстремальных высокогорий, которое выявит новые, еще не открытые связи альпийского пояса Алтая и Арктики. Мы уже посетили окраины региона на территории Республик Алтай и Тыва, Монголии (преимущественно в аймаке Говь-Алтай) и Восточно-Казахстанской области (Катон-Карагайский национальный парк). Нашли живые объекты на высотах почти 4000 м,— скорее всего, они относятся к новым для науки видам. Например, для пауков это рекорд высотного распространения в наших широтах.

Алтай – горная страна, расположенная на территории четырех государств: России, Казахстана, Китая и Монголии. Максимальная высота – 4509 м

Особенно интересной представляется обработка сборов на специально обследованных изолированных горных хребтах: Адж-Богдо, Байтаг-Богдо, Жаргалант-Хайирхан, Хасагт-Хайирхан, Саур, Тарбагатай. В альпийском поясе этих высоких гор (выше 2800?3200 м) обитают достаточно сходные виды членистоногих (и бабочек, и жуков, и паукообразных). Но от ближайших высокогорий они отсечены десятками или даже сотнями километров пустынных низменностей, совершенно непреодолимых сейчас для высокогорных таксонов. До сих пор возраст пустынь в Центральной Азии является дискуссионным вопросом (есть версии необычайной древности, другие склоняются к совсем недавнему происхождению). Молекулярно-генетические исследования абсолютно изолированных друг от друга популяций бабочек, пауков, жесткокрылых позволят найти правильное решение.

Фауна паукообразных, например, в Западной Монголии, совершенно не изучена, кругом белые пятна. Каждый новый горный хребет, хотя бы незначительно изолированный от других высокогорий,— это новые виды. Налицо классический для биологической географии островной эффект. У ряда видов ареалы обитания оказались дизъюнктивными (разорванными) вследствие потепления климата. Они встречаются в долине Колымы и на Алтае. Или, например, бабочка, которая встречается только в Исландии и на высокогорном плоскогорье Укок (Кош-Агачский район Республики Алтай).

Эти виды чрезвычайно интересны для генетических изысканий. Мы знаем, когда произошли эти разрывы в их ареалах. А как модифицировался генотип, как быстро накапливаются генетические изменения в молодых группах, как ведут себя консервативные древние таксоны — эти вопросы еще предстоит решить. Попутно, несомненно, будут описаны новые для науки виды членистоногих.

Важным направлением нашего проекта является параллельная обработка совершенно разных объектов модельных групп животных: активно летающие/малоподвижные; филогенетически древние/продвинутые; хищники/фитофаги. Таким образом, мы стараемся охватить все возможное многообразие беспозвоночных. Наш коллектив ставит амбициозную задачу — стать безусловным лидером не только в России, но и в мире по исследованию ряда групп беспозвоночных животных Юга Сибири и Центральной Азии. Интерес русских биологов к центральноазиатской тематике был и остается традиционно значительным. Находясь в тени таких колоссов, как уже, к сожалению, ушедшие от нас А.А. Юнатов, Р.В. Камелин, И.М. Кержнер, Г.С. Медведев, О.Л. Крыжановский, И.К. Лопатин и др., мы ставим задачи по усилению позиций российской биологической науки в центральноазиатском регионе.

В рамках проекта уже сделано 6 докладов на XV съезде Русского энтомологического общества и 17-м Интернациональном съезде по мириаподологии

Помимо решения фундаментальных задач не стоит забывать и о прикладной составляющей проекта. Большинство объектов нашего исследования могут выступать хорошими моделями для мониторинга все более возрастающего антропогенного пресса. Немало видов насекомых являются вредителями сельского и лесного хозяйства, причем распространение некоторых, например, в Монголии, совершенно не изучено. Мало кто знает, что в пустыне Гоби встречается тот же страшный вредитель, что и в сибирской тайге,— непарный шелкопряд (Lymantria dispar). Как он развивается, что является его кормовыми растениями в жесткой пустыне, пока неизвестно. И это для вида — карантинного объекта, наносящего хозяйству разных стран многомиллионный экономический ущерб!

Обрабатывать материал мы собираемся в нашем ведущем депозитарии — Зоологическом институте РАН в Санкт-Петербурге, планируем сотрудничать и с другими научными центрами России и стран Европейского союза (Австрии, Германии, Великобритании). Обработка колоссальных массивов информации невозможна без качественной математической обработки: мы планируем зарегистрировать несколько баз данных, в том числе и с применением ГИС. Важным (особенно в свете центральноазиатского вектора развития нашего университета) представляется привлечение к исследованиям активных научных работников из сопредельных стран, особенно с целью выполнения совместных работ и подготовки кадров высшей квалификации. Сейчас к нам в университет (под мое руководство) поступили в аспирантуру два талантливых ученых из Казахстана, оба по квоте федерального агентства "Россотрудничество". Они занимаются сходной проблематикой.

Уже можно говорить о первых результатах: нам удалось обнаружить пять новых видов чешуекрылых, два вида пауков, дать обзор по жукам-листоедам Монгольского Алтая (все в серьезных международных журналах). Собран материал для молекулярно-генетических исследований эндемичных видов в Республиках Алтай, Тыва, а также в Монголии и Казахстане. Появились значительные дополнения для кадастра Катон-Карагайского национального парка (Восточно-Казахстанская область), а для заповедника Хасагт-Нуруу (в Гоби-Алтайском аймаке) мы получили первые данные о фауне членистоногих.

Наши сотрудники представили доклады о полученных результатах на XV съезде Русского энтомологического общества и 17-м Интернациональном съезде по мириаподологии, а также опубликовали десять статей, индексированных Scopus и Web of Science.