Лаборатория криптогамной биоты

Лаборатория организована в 2011 году. Благодаря созданию специализированного подразделения Ботанический сад-институт ДВО РАН, включая Амурский и Сахалинский филиалы, является центром по исследованию мохообразных и лишайников на российском Дальнем Востоке.

Сотрудниками лаборатории проделана большая работа для познания таксономического разнообразия, закономерностей распространения и экологии мохообразных и лишайников как на Дальнем Востоке России, так и в Азиатско­-Тихоокеанском регионе. Всего выявлено и описано более 200 новых для науки видов, более 30 новых родов, несколько новых для науки семейств, впервые в России найдено около 30 родов и более 150 видов.

Собран и оформлен наиболее представительный гербарий лишайников и печеночников на российском Дальнем Востоке (международный индекс VBGI), регулярно публикуются издания эксикат мхов российского Дальнего Востока и печеночников России, рассылаемые в обмен на образцы из других российских и зарубежных гербариев. За сравнительно короткий срок существования лаборатории сотрудниками опубликовано более 200 статей в ведущих отечественных и мировых журналах.

Широко развито международное сотрудничество, в основном за счет коллабораций с учеными Азиатско-Тихоокеанского региона: Японией, республикой Кореей, Китаем, Вьетнамом. В последнее десятилетие сотрудники лаборатории внесли существенный вклад в познание генетического разнообразия и ресурсного потенциала печеночников Вьетнама, в рамках международного договора между БСИ ДВО РАН и Институтом экологии и биологических ресурсов Вьетнамской Академии науки и технологий. Собран и оформлен самый богатый гербарий печеночников Вьетнама в мире, основано первое издание эксикат печеночников Вьетнама, а сам Вьетнам, благодаря усилиям сотрудников лаборатории, вышел на первое место по известному таксономическому разнообразию печеночников в Индокитая, опережая со значительным отрывом другие страны.

Сотрудники лаборатории регулярно участвуют в подготовке Красных Книг различных рангов (областных, краевых, федеральных), обследуют особо охраняемые природные территории, выявляют места концентрации таксономического разнообразия, перспективные для проведения природоохранных мероприятий.

Гранты РФФИ

2020

20-54-54002 Вьет_а (2020-2021) Дифференциация гигрофильных и ксеротермных элементов печеночников в Северном Индокитае: Calypogeia против Frullania subg. Thyopsiella и F. subg. Meteoriopsis (рук. В.А. Бакалин)

20-04-00278 А (2020-2022) Параллельная эволюция и диверсификация в Scapaniaceae, Lophoziaceae, Anastrophyllaceae в притихоокеанской Азии (рук. В.А. Бакалин)

2017

Флора печеночников и антоцеротовых российского Дальнего Востока: подготовка критико-монографической ревизии; 17-04-00018a; 5; 2017-2019 (руководитель Бакалин В.А.)

2015

Реконструкция генезиса бриофлоры российского Дальнего Востока на основании изучения распространения и генетического полиморфизма модельных групп мхов и печеночников внетропической Восточной Азии; 15-34-20101мол-а-вед; 5; 2015-2016 (руководитель Бакалин В.А.)

2014

Научный проект проведения экспедиции по изучению бриофлоры полуострова Тайгонос (Северная Охотия). РФФИ, 250 тыс. руб. Проекты организации экспедиций, 14-04-10042к; 3; 2014 (рук. Бакалин В.А.)

Критико-монографическая ревизия семейства Ricciaceae (Hepaticae) для российского Дальнего Востока. РФФИ, 210 тыс. руб. Проекты стажировок, 14-34-50143 мол_нр; 2; 2014 (рук. Бакалин В.А.)

2013

Эндемичные, викарные и редкие виды в бриофлоре и лихенобиоте российского Дальнего Востока как отражение истории развития биоты внетропической восточной Азии. РФФИ, 700 тыс. руб. Инициативные проекты, 13-04-00775а; 5; 2013-2015 (рук. Бакалин В.А.)

Научный проект проведения экспедиции по исследованию бриофлоры и лихенобиоты северо-восточной Азии. РФФИ, 350 тыс. руб. Проекты организации экспедиций, 13-04-10071к; 4; 2013 (рук. Бакалин В.А.)

Составление конспекта печеночников Грузии на основе критической ревизии образцов и литературы, и в соответствии с современной систематикой. РФФИ, 140 тыс. руб. Проекты стажировок иностранных ученых,13-04-90908 мол_ин_нр; 2; 2013 (рук. Бакалин В.А.)

2012

Таксономия и закономерности распространения некоторых групп печеночников в Восточной Азии. РФФИ, 900 тыс. руб. Инициативные международные проекты, 12-04-91150-ГФЕН_а; 5; 2012-2013 (рук. Бакалин В.А.)

Организация и проведение экспедиции по изучению криптогамной биоты Северной Охотии. РФФИ, 350 тыс. руб. Проекты организации экспедиций, 12-04-10014-к; 5; 2012 (рук. Бакалин В.А.)

Критико-монографическая обработка семейства Cleveaceae для российского Дальнего Востока. Научный проект Боровичева Евгения Александровича из Федерального государственного бюджетного учреждения науки Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А. Аврорина КНЦ РАН, г. Кировск в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Ботанический сад-институт ДВО РАН, г. Владивосток. РФФИ, 150 тыс. руб. Проекты стажировок, 12-04-90804-мол_рф_нр; 2; 2012 (рук. Бакалин В.А.)

2011

Организация и проведение экспедиции по комплексному ботаническому исследованию малоизученных районов северо-восточной Азии. РФФИ, 350 тыс. руб.; 5; Проекты организации экспедиций, 11-04-10050-к 2011 (рук. Бакалин В.А.)

2010

Флора печеночников российского Дальнего Востока: таксономия, флористический состав, закономерности распространения видов. РФФИ, 1200 тыс. руб. Инициативные проекты, 10-04-00050-а; 5; 2010-2012 (рук. Бакалин В.А.)

Организация и проведение комплексной экспедиции по исследованию реликтовых флористических комплексов на Дальнем Востоке России. РФФИ, 300 тыс. руб. Проекты организации экспедиций, 10-04-10013-к; 4; 2010 (рук. Бакалин В.А.)

Закономерности распространения мохообразных и бриофлора аридных и семиаридных районов российского Дальнего Востока и Китая. РФФИ, 900 тыс. руб. Инициативные международные проекты, 10-04-91150-ГФЕН_а; 5; 2010-2011 (рук. Бакалин В.А.)

2009

Издание монографии "Флора и фитогеография печеночников (Marchantiophyta, Anthocerotophyta) Камчатки и прилегающих островов". РФФИ, 210 тыс. руб. Издательские проекты, 09-05-07036-д; 1; 2009-2010 (рук. Бакалин В.А.)

2006

Закономерности распространения и история формирования флоры мохообразных островов российской Пацифики. РФФИ, 900 тыс. руб. Инициативные проекты, 06-05-64137-а; 5; 2006-2008 (рук. Бакалин В.А.)

2003

Программа поддержки молодых ученых (для проекта 03-04-49304). РФФИ, 30 тыс. руб. 03-04-07028-мас; 1; 2003 (рук. Бакалин В.А.)

2002

Программа поддержки молодых ученых (для проекта 00-04-48874). РФФИ, 30 тыс. руб. 02-04-07599-мас; 1; 2002 (рук. Бакалин В.А.)

2001

Программа поддержки молодых ученых (для проекта 00-04-48874). РФФИ, 30 тыс. руб. 01-04-06395-мас; 1; 2001 (рук. Бакалин В.А.)

Гранты Дальневосточного отделения РАН

2017

Закономерности высотно-поясного распределения печеночников в восточной и юго-восточной Азии. Международные проекты, ВАНТ 17-002; 3; 2017-2018 (рук. Бакалин В.А.)

2013

Организация и проведение экспедиции по изучению мохообразных Северной Охотии. Бюджет ДВО РАН, 50 тыс. руб. Проекты организации экспедиций, 13-III-Д-06-009; 3; 2013 (рук. Бакалин В.А.)

2012

Систематика и география мохообразных российского Дальнего Востока: семейства Порелловые, Фрулляниевые, Фиссиденсовые, Мниевые Бюджет ДВО РАН, 360 тыс. руб. Инициативные проекты, 12-III-А-06-081; 3; 2012-2014 (рук. Бакалин В.А.)

Организация и проведение экспедиции по изучению криптогамной биоты северо-восточной Азии. Бюджет ДВО РАН, 60 тыс. руб. Проекты организации экспедиций, 12-III-Д-06-009; 4; 2012 (рук. Бакалин В.А.)

Ключевые центры разнообразия криптогамной биоты на российском Дальнем Востоке: механизмы образования, условия существования, трансформация. Бюджет ДВО РАН, 750 тыс. руб. Инициативные проекты, 12-I-П30-05; 5; 2012-2014 (рук. Бакалин В.А.)

2010

Всероссийская конференция с международным участием "Бриофлора российского Дальнего Востока: таксономия, генезис, географические связи". Бюджет ДВО РАН, 40 тыс. руб. Проекты организации конференций, 10-III-Г-06-010; 1; 2010 (рук. Бакалин В.А.)

Организация и проведение комплексной экспедиции по исследованию закономерностей распространения, биоразнообразия и эволюции изолированных темнохвойно-таежных комплексов на северо-востоке Азии. Бюджет ДВО РАН, 70 тыс. руб. Проекты организации экспедиций, 10-III-Д-06-005; 3; 2010 (рук. Бакалин В.А.)

Организация исследований для решения поставленных задач предъявляет серьезные требования к материально-­технической базе лаборатории. Современные исследования невозможны без оборудования для тонких анатомо­-морфологических исследований и оборудования для проведения молекулярно-­генетического анализа. За время существования лаборатории достигнут большой прогресс в укреплении материальной базы.

В составе лаборатории криптогамной биоты имеется полностью укомплектованная лаборатория для проведения молекулярно-­генетического анализа (за исключением секвенатора, содержание которого на базе БСИ ДВО РАН экономически нецелесообразно).

В настоящий момент имеются:

• трансиллюминатор, Vilber Lourmat, Франция (оценка результатов электрофореза в агарозном геле)
• термошейкер, Bio San, Латвия (один из этапов выделения ДНК и подготовка образцов для последующего секвенирования)
• центрифуга Eppendorf, Германия (работа с образцами ДНК)
• микроцентрифуга с вортексом, Bio San, Латвия (работа с образцами ДНК)
• флуориметр настольный Qubit, Invitrogen, США (измерение концентрации ДНК)
• спектрофотометр BioSpec­nano для анализа нуклеиновых кислот, Shimadzu, Япония
• амплификатор Bio­Rad, США (прибор для решения рутинных задач с использованием метода ПЦР)
• твердотельный термостат TDB­120; Хеликон
• микроцентрифуга Microspin 12; Хеликон
• водяная баня, Bio San, Латвия (для подогрева реактивов)
• весы аналитические, Shimadzu, Япония
• морозильный ларь DEXP, Китай (используется для хранения выделенных образцов ДНК и реактивов при температуре ­20°С)
• шкаф вытяжной, Россия (работа с летучими вредными веществами)
• термостат (сушка лабораторной посуды)
• камеры для горизонтального электрофореза, Хеликон, Россия.

Лаборатория укомплектована необходимыми реактивами, запас которых постоянно пополняется.

Сотрудники лаборатории работают на современной и высококачественной увеличительной технике, включая стерео­ и прямые микроскопы семейства Olympus (cтереомикроскоп лабораторный SZX16 Olympus (увеличение до 115х) с камерой цифровой DP26 (разрешение 5 МПкс), микроскопы проходящего света лабораторный CX31 Olympus, в том числе с камерой цифровой UC30 (разрешение 3 МПкс) и с рисовальной насадкой, стереомикроскоп лабораторный SZX10 Olympus (увеличение до 63х) с рисовальной насадкой, стереомикроскоп лабораторный Carl Zeiss Stemi 2000 (увеличение до 77х), стереомикроскоп учебный Carl Zeiss DV4 (увеличение до 32х) и др.

В планах на будущее — расширение материально-­технической базы лаборатории такими приборами как: система очистки воды Simplicity; Хеликон (производит сверхчистую воду (Тип I) из предварительно очищенной воды и только такая вода допустима при работе с ДНК), проточный бактерицидный рециркулятор воздуха UVR­Mi; Хеликон (применяется для дезинфекции воздуха в помещениях; эффективно уничтожает вирусы, бактерии и грибы, находящиеся в воздухе), гомогенизатор TissueLyser LT (обеспечит эффективное и высокоскоростное разрушение тканей растений для полного высвобождения биомолекул, а также одновременно будет гомогенизировать их для облегчения последующей процедуры выделения и очистки ДНК из материала).

Сотрудники лаборатории участвуют в многочисленных экспедициях в различных районах Восточной Азии. Проведение экспедиций обусловлено: 1) слабой изученностью распространения мохообразных и лишайников в большинстве регионов Земного шара (в Восточной Азии в том числе), 2) необходимостью сбора свежего материала, который можно использовать при проведении молекулярно-генетического анализа (обычно не старше 10 лет).

Вьетнам (2017)

В рамках государственного задания «Изучение закономерностей высотно-поясного распределения печеночников в Юго-Восточной Азии» лаборатория криптогамной биоты Ботанического сада-института ДВО РАН, совместно с Институтом экологии и биологических ресурсов Вьетнамской академии наук и технологий (Institute of Ecology and Biological Resources of Vietnam Academy of Science and Technology) провела совместную экспедицию в северном Вьетнаме. Целью экспедиции являлся сбор мхов и печеночников. Собранный материал, после соответствующей обработки и анализа позволит дополнить имеющиеся сведения о таксономическом разнообразии мохообразных Вьетнама и закономерностях их высотного распределения в стране. Кроме того, полученные материалы будут широко использоваться при проведении таксономических ревизий ряда семейств печеночников (Scapaniaceae, Solenostomataceae, Aytoniaceae и др.) для Индокитая.

Актуальность проводимых исследований обусловлена недостаточной изученностью гепатикофлоры Вьетнама в целом и, в особенности, его горных районов. Известное к настоящему моменту количество печеночников (305 видов), в случае целенаправленных исследований может увеличиться более чем в 1.5 раза. Высокое таксономическое богатство этой территории обеспечивается смешением на территории Вьетнама гималайской и тропической тихоокеанской флор. Полученные в ходе исследований материалы внесут вклад в изучение гепатикофлоры Юго-Восточной Азии и помогут выявить реально существующие закономерности формирования и самоподдержания флоры печеночников восточноазиатского региона в целом.

Полевые работы проводились с 13 по 27 апреля 2017 года в пределах хребта Хоангльеншон (Hoang Lien Son) в окрестностях г. Сапа (провинция Лаокай) на территории национального парка «Хоангльен». В этой части хребта Хоангльеншон находится наивысшая точка не только Вьетнама, но и всего полуострова Индокитай: г. Фансипан (Phan Xi Pan) – 3143 м над ур.м.

Общее количество собранных образцов составило около 1000. В настоящий момент коллекция обрабатывается, причем уже выявлен ряд видов новых для науки.

Работы проведены за счет средств совместного проекта, финансируемого Дальневосточным отделением Российской академии наук и Вьетнамской академией наук и технологий, длительность выполнение проекта составляет два года и в следующем году работы будут продолжены.

Магаданская область (2009-2014)

Главная цель: создание Флоры мохообразных Магаданской области. Актуальность обусловлена отсутствием такой сводки и крайне слабой изученностью области до начала наших исследований. За годы работы в ходе экспедиций продолжительностью от 10 до 45 дней посещены различные районы области: Ольское базальтовое плато, хребет Большой Туоннах, хребет Большой Аннычаг, Каменный хребет, среднее течение р. Колымы (г. Замковая), районы в окрестностях г. Магадан, пос. Сеймчан и др. Собрано более 10000 образцов мохообразных, выявлено около 200 видов новых для области (флора «увеличилась» в два раза!), для изданий эксикат собрано около 50 видов, ряд видов выявлен впервые для России или описан как новые для науки. Работы проведены, главным образом, за счет средств по грантам РФФИ.

Корейский полуостров (2008-2011, 2014, 2015)

Цели: сбор материала для молекулярно-генетических исследований по группам ревизуемым нами для Восточной Азии, изучение флористического состава и закономерностей распространения печеночников Южной Кореи. Актуальность обусловлена слабой изученностью (при очень высоком богатстве) флоры полуострова, отсутствием свежего материала из региона и необходимостью пересмотра таксономической структуры ряда родов, в том числе встречающихся на территории России. За годы работы в ходе кратковременных полевых выездов (2-10 дней) собрано около 4000 образцов печеночников, 3 вида описаны впервые для науки, более 30 видов выявлено впервые для Корейского полуострова. Работы проводились, главным образом за счет средств привлекаемых по договору с Чонбукским национальным университетом (Chonbuk National University) и в тесном контакте со студентом В.А. Бакалина, а ныне доктором наук Choi SeungSe.

Японский архипелаг (2011-2015)

Цели: сбора материала для молекулярно-генетических исследований по группам, ревизуемым нами для Восточной Азии, изучение флористического состава и закономерностей распространения печеночников Японии. Актуальность обусловлена отсутствием свежего материала из региона и необходимостью пересмотра таксономической структуры ряда родов, в том числе встречающихся на территории России. За годы работы в ходе кратковременных полевых выездов (2-10 дней) посещены различные районы Японии (префектуры Тоттори, Чиба, Миязаки, Фукуока, Окинава), собрано около 2000 образцов печеночников, 2 вида описаны впервые для науки, 5 видов выявлено впервые для Японского архипелага. Работы проводились, главным образом за счет средств привлекаемых по договору с Национальным музеем науки Японии (Tokyo National Science Museum) и в тесном контакте с директором департамента наземных растений музея, доктором Masanobu Higuchi.

Приморский край (2004-2017)

Цели: сбор материала для создание Флоры мохообразных российского Дальнего Востока, сбор материала для генетических исследований, изучение закономерностей распространения мохообразных на юге российского Дальнего Востока. Актуальность обусловлена изученностью бриофлоры края до начала наших исследований. За годы работы в ходе экспедиций продолжительностью от 3 до 15 дней посещены различные районы края: Алексеевский хребет (г. Ольховая, Беневские водопады), горы Снежная, Облачная, известняки Кавалеровского и Ольгинского районов, хребет Чандолаз (Лозовый) и г. Сестра и мн. другие. Собрано более 15000 образцов мохообразных, выявлено более 50 видов новых для области (флора «увеличилась» на 30%), для изданий эксикат собрано около 60 видов, ряд видов выявлен впервые для России или описан как новые для науки. Работы проведены, главным образом, за счет средств по грантам РФФИ и ДВО РАН.

Гербарий лишайников образован в 2000 году. Основу коллекции на начальном этапе создавали к.б.н. Лидия Сергеевна Яковченко и к.б.н. Ирина Александровна Галанина. Активное пополнение гербарного фонда ведется сотрудниками лаборатории Л.А. Коноревой и С.В. Чесноковым. В 2024 году в гербарий была передана коллекция лишайников из Лазовского заповедника (около 2000 образцов), собранная к.б.н. С.И. Чабаненко.

В настоящее время лихенологический отдел насчитывает около 17 000 образцов. Виды в коллекции размещены по алфавиту. Гербарий мхов насчитывает около 10 000 образцов, виды размещены по алфавиту. Фонд сформирован, главным образом, за счет определения сборов сотрудников лаборатории сторонними специалистами, образцами, собранными В.Э. Федосовым, а также за счет материала, поступающего в рамках международного обмена.

Гербарий печеночников упорядочен в соответствии с современными представлениями о систематике этой группы и насчитывает около 25 000 образцов. Этикетки для всех образцов, как мхов, так и печеночников даны на английском языке. Образцы внутри каждого вида структурированы по регионам сбора: 1) российский Дальний Восток (внутри него – по административным регионам), 2) Палеарктика без Восточной Азии, 3) Восточная Азия, 4) Палеотропики, 5) Неоарктика 6) Австралия, Океания, Новая Зеландия, 7) Неотропики, 8) Субантарктика.

К настоящему моменту проведено первичное оцифровывание коллекции в системе электронного гербария на основании поглощения разрозненных баз данных в формате Excel ведшихся до 2017 года. Программное обеспечение для новой базы данных было специально разработано в БСИ ДВО РАН. Собранные, с 2017 года образцы лишайников и мохообразных вводятся в базу данных напрямую.

Организация полного цикла исследований большинства групп криптогамных организмов на базе БСИ ДВО РАН в областях систематики, генетического разнообразия и ресурсного потенциала.

Развитие сотрудничества с ведущими ботаническими учреждениями России и мира, выведение лаборатории в ряд ведущих мировых исследовательских центров по изучению криптогамной биоты.

Подготовка кадров высшей квалификации (кандидаты и доктора наук) для «усиления» криптогамных исследований в России и привлечение нового персонала из других учреждений.

Задачи на ближайшие 10 лет

1. Подготовка таксономических ревизий наиболее сложных и важных семейств мохообразных и лишайников.
2. Исследование фитоценотических взаимодействий внутри криптогамных синузий.
3. Реконструкция эволюции отдельных групп мохообразных и лишайников как молекулярно-генетическими методами, так и традиционными палеоботаническими методами, в том числе с помощью анализа растительных объектов, заключенных в янтарях.
4. Определение положения лихенобиоты и бриофлоры российского Дальнего Востока в системе флор притихоокеанской Азии и Северной Пацифики, выявление их географических связей, происхождения (флорогенез); анализ причин, обуславливающих межрегиональную дифференциацию.
5. Выявление ключевых участков концентрации таксономического разнообразия мохообразных и лишайников, обоснование необходимости их охраны.
6. Издание Флор печеночников российского Дальнего Востока и Вьетнама.

Бакалин Вадим Андреевич – д.б.н., главный научный сотрудник, и.о. заведующего лабораторией

Федосов Владимир Эрнстович – д.б.н., ведущий научный сотрудник

Конорева Людмила Александровна – к.б.н., старший научный сотрудник

Фролов Иван Валерьевич – к.б.н., старший научный сотрудник

Чесноков Сергей Владимирович – к.б.н., старший научный сотрудник

Климова Ксения Геннадьевна – научный сотрудник

Мальцева Юлия Дмитриевна – младший научный сотрудник

Бахрутдинова Алиса Александровна – ведущий инженер