Научный архив: статьи

Ферментация считается традиционным методом обработки для увеличения срока годности продуктов питания и улучшения вкуса пищевого сырья. Плоды и ягоды содержат многие питательные вещества и являются приемлемым субстратом для ферментации молочнокислыми бактериями. Lactiplantibacillus plantarum используется в качестве закваски или дополнительной культуры для процесса ферментации сырья растительного и животного происхождения из-за ее устойчивости к окружающей среде и метаболической универсальности. Представлен обзор результатов научных исследований влияния ферментации L. plantarum на химический состав, биоактивные соединения, летучие соединения и органолептические свойства фруктов и ягод. Материалом для исследования послужили 49 научных публикаций. Поиск научной литературы на английском и русском языке по теме исследования проводили в библиографических базах Scopus, Web of science, PubMed и Google Scholar. В качестве временных рамок для обзора научных публикаций принят период 2019-2025 гг. Для обзора предметного поля исследования применён алгоритм в соответствии с протоколом PRIZMA. Научный поиск и обзор научных публикаций по теме исследования показал, что L. plantarum является эффективным пробиотиком для ферментации богатых углеводами фруктовых субстратов с целью улучшения вкуса и функциональности фруктовых продуктов за счет микробной активности. Фрукты, ферментированные с помощью L. plantarum, содержат многие летучие вещества, обладают более высоким содержанием функциональных соединений и проявляют лучшую биологическую активность, включая антиоксидантное, противовоспалительное действие на кишечную микрофлору, по сравнению с неферментированными фруктами. Обзор и анализ химического состава ферментированных продуктов, их пищевой ценности дает необходимую информацию для разработки функциональных продуктов питания на основе фруктов, обработанных путем ферментации с использованием L. plantarum. Вместе с тем, следует отметить отсутствие анализа и научных выводов о штаммовой специфичности L. plantarum в метаболизме, безопасности ферментированных L. plantarum фруктовых продуктов, характеристике изменения аромата различных фруктов после ферментации L. plantarum. Будущие исследования должны быть сосредоточены на токсикологии, иммунологии и методах молекулярного питания с целью детального анализа функциональности различных ферментированных фруктовых и овощных продуктов и установления метаболических характеристик различных штаммов L. plantarum. Результаты таких исследований будут способствовать всестороннему пониманию преимуществ, ферментированных L. plantarum фруктовых продуктов для здоровья человека и, как следствие, разработке и производству качественных функциональных продуктов.

Антропогенный фактор в ХХ веке начал играть важную роль в существовании животных. Потепление климата и разрушение экологических преград способствовали проникновению новых видов птиц и млекопитающих в северном направлении. Наряду с этим, антропогенное воздействие имеет ряд негативных последствий. Проведено исследование динамики численности некоторых видов охотничьих млекопитающих Якутии. Сбор материала осуществлялся с 1962 г. по настоящее время. Исследования проводились общепринятыми экологическими методами: маршрутными и кратковременными наблюдениями, стационарные работы в большинстве случаев осуществлялись одновременно в 3–4 пунктах. Экологические наблюдения проведены во все сезоны года. Авиаучеты численности лося, тундровых популяций дикого северного оленя и бурого медведя проведены на всей территории Якутии. Выполнено анкетирование охотников-промысловиков и проанализированы данные промысловой статистики за 1935–1985 гг. В ХХ веке произошли изменения уровня и динамики численности основных охотничьих видов млекопитающих – зайца-беляка, белки обыкновенной, волка, бурого медведя, лося, дикого северного оленя. Численность речной выдры очень низкая, обыкновенной лисицы, рыси и росомахи – низкая, но тенденции сокращения их ареалов не отмечено. Произошло нарушение половозрастной структуры популяции дикого северного оленя. Основным фактором, регулирующим численность зайцабеляка, хищников и копытных, является промысловый пресс. Причины снижения численности белки не выяснены. Работы позволили уточнить ареалы видов, в том числе северные границы проникновения бурого медведя. Отсутствие строгих природоохранных мероприятий представляет реальную угрозу для некоторых млекопитающих, таких как сундрунская популяция дикого северного оленя.

В работе показано, что большой ресурс для развития биоэкономики имеет Северо-Восток Евразии. В результате действия экстремальных природно-климатических факторов на биоту в тканях северных организмов синтезируется уникальный комплекс биоактивных веществ. Их интактное выделение с помощью современных физико-химических биотехнологий, во-первых, позволяет создавать биопрепараты регуляторного и защитного действия по отношению к организму человека, которые находят широкое применение в медицине, пищевой промышленности и косметологии. Во-вторых, их производство из вторичного сырья и отходов традиционных отраслей хозяйствования на Севере (северное оленеводство, коневодство холодоадаптированной якутской лошади, охотничий и рыбный промыслы, выращивание в природных условиях и собирательство дикоросов) позволяет на 25–40 % повысить их рентабельность, в итоге – качество, уровень жизни и состояние здоровья северян. В Республике Саха (Якутия) имеются все условия и составляющие, необходимые для развития биотехнологической промышленности: уникальное по составу биоактивных веществ, самовозобновляемое, экологически чистое, северное растительное и животное биосырье; квалифицированные кадры биотехнологов и медицинских работников, проводящих доклинические и клинические испытания разрабатываемых биопрепаратов; материально-техническая база – экспериментальный биоцех в Институте биологических проблем криолитозоны (ИБПК) СО РАН, в котором используются современные физико-химические биотехнологии для интактного выделения комплексов биоактивных веществ из тканей холодоадаптированных дикоросов и аборигенных видов животных; большой задел в виде созданных биопрепаратов, имеющих сертификаты Роспотребнадзора (ЕВРАЗЭС). В статье приводится обзор авторских биопрепаратов, их физико-химических свойств, результатов доклинических и клинических испытаний, области применения в профилактической, лечебной и реабилитационной медицине, а также в производстве функциональных продуктов питания, в организациях и на предприятиях соответствующих квалифицированных пользователей (медицинские учреждения, предприятия пищевой промышленности и др.). Намечены задачи следующего этапа развития биоэкономики в регионе.

Приведен обзор результатов исследований Якутского НИИСХ за последние два десятилетия по разработке высокоэффективных инактивированных вакцин, изучению микробиоты домашних, диких и ископаемых палеоживотных, созданию биопрепаратов, способствующих получению экологически чистой органической продукции животноводства. Впервые в России разработаны высокоэффективные инактивированные вакцины против мыта и сальмонеллезного аборта лошадей, утвержденные Россельхознадзором МСХ РФ. Разработан на основе штаммов B. subtilis пробиотик «Сахабактисубтил» для профилактики и лечения дисбактериозов, повышения иммунобиологической реактивности сельскохозяйственных животных. Научная новизна разработок подтверждена 53 патентами РФ. Для дальнейшего развития микробиотехнологий, создания и организации производства новых лекарственных средств и биопрепаратов с использованием микробиологического, животного и растительного сырья предлагается организация Арктического центра биотехнологий с микробиологической и вирусологической лабораториями на базе лабораторий по разработке микробных препаратов и ветеринарной биотехнологии ЯНИИСХ. Создание Арктического центра биотехнологий будет способствовать обеспечению биологической безопасности России, особенно на Северо-Востоке Евразии. В связи с интенсивным промышленным освоением Арктики, потеплением климата в высоких широтах, изменениями видового разнообразия фауны, путей миграции диких животных и перелетных птиц, угрозой зоонозных эпидемий нарастает необходимость не только широкомасштабного мониторинга инфекционных, особенно вирусных заболеваний животных и человека, но и разработки ветеринарных вакцин и биопрепаратов, повышающих надежность иммунологической защиты.

В статье рассмотрены результаты исследований плейстоценовых энтомофаун и дождевых червей в четвертичных отложениях Северо-Востока России. Ископаемые представители мезофауны четвертичного периода обнаружены в погребенных горизонтах и едомных отложениях Батагайской термоэрозионной котловины, а также в заиленных песках обнажения Улахан Сууллар Янского плоскогорья. По данным палеорастительных реконструкций, Батагайский участок, расположенный на Янском плоскогории Якутии, на протяжении большей части позднего плейстоцена был покрыт луговыми степями и лиственничными лесами. Проведенные исследования в погребенных почвах исследуемых участков выявили, что в целом соотношение тайги и лугово-степной растительности в общем растительном покрове в течение всего времени варьировало в соответствии с меняющимися климатическими условиями, а также со степенью воздействия периодически возникающих лесных пожаров. Приведены некоторые доминантные виды плейстоценовых сообществ (Hypera, Morychus viridis, Pterostichus (Cryobius) и др.), описаны особенности их экологии и распространения, а также обсуждены возможности проведения палеореконструкций природных условий прошлых эпох. Исследования показали, что палеоэнтомологические остатки, обнаруженные в многолетнемерзлых толщах изученных нами объектов Янского плоскогорья (Батагайская котловина и обнажение Улахан Сууллар), свидетельствуют о том, что на этой территории обитали насекомые, населяющие как лесные растительные комплексы, так и тундростепные фитоценозы.

В работе представлено хемотаксономическое исследование трех видов лиственниц: лиственница Каяндера (Larix cajanderi), лиственница сибирская (Larix sibirica) и лиственница Гмелина (Larix gmelinii). Изучены метаболомные профили, полученные методом газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектором, различных органов (хвоя, кора и шишки) для выявления видовых особенностей на биохимическом уровне, а также их связи с экологическими условиями произрастания. Исследуемые образцы растений были собраны в однотипных условиях на территории Ботанического сада Института биологических проблем криолитозоны СО РАН. Анализ собранных образцов проводился методом метаболомного профайлинга с использованием газового хромато-масс-спектрометра (ГХ-МС). Результаты исследований показали, что L. gmelinii и L. cajanderi имеют близкие метаболические профили, рассчитанные методом главных компонент (PCA), что указывает на их близость на биохимическом уровне и может быть связано с аналогичными экологическими адаптациями в условиях Центральной Якутии. Напротив, L. sibirica формировала отдельный кластер, подтверждая свою идентичность и отличия в метаболическом профиле. Анализ метаболомов показал, что экологические факторы, такие как влажность, температура и условия почвы, оказывают более значительное влияние на химический состав хвои и коры указанных видов по сравнению с их таксономическими различиями. Полученные результаты подчеркивают важность учета экологических факторов при изучении систематики и дифференциации видов рода Larix, а также открывают новые пути для дальнейших исследований в области экологической биохимии хвойных древесных растений. Представленная работа может послужить основой для будущих исследований метаболомики и хемотаксономии в контексте адаптации растений к меняющимся экологическим условиям.

Тепловизионная технология, или инфракрасная термография (ИКТ), за последние годы стала важным инструментом для неинвазивного изучения различных физиологических процессов у животных, состояния их здоровья и поведенческих реакций. Метод позволяет регистрировать распределение поверхностной температуры тела, что дает возможность бесконтактно оценивать терморегуляцию, уровень стресса, наличие воспалительных процессов и некоторые адаптационные механизмы животных. Часто данный подход применяется при разнообразных физических нагрузках животных в условиях, где важна способность организма поддерживать температурный гомеостаз, включая негативное влияние комплекса факторов окружающей среды. Кроме того, метод применяется в некоторых исследованиях, посвященных анализу поведенческих реакций у разных видов животных, таких как социальное взаимодействие и адаптация к изменению климата. В данной статье рассматриваются современные подходы к использованию тепловизионной технологии в научных исследованиях в разных направлениях по изучению как домашних, так и диких видов млекопитающих. Показано, что ИКТ может быть эффективно использована в комплексе с другими методами диагностики и наблюдения, что делает ее ценным инструментом не только в биомедицинских, но и экологических и физиологических исследованиях. Также рассмотрены перспективы развития данной технологии, включая интеграцию с беспилотниками, системами искусственного интеллекта и мобильными приложениями. Дальнейшие разработки в области стандартизации протоколов проведения данных исследований по изучению специфичных реакций организма животных в различных условиях, несомненно, будут способствовать развитию как фундаментальных, так и прикладных исследований и помогут расширить применение тепловизионных технологий, в частности, в коневодстве.

Современные системы автоматизированного мониторинга, применяемые в животноводстве и природоохранной деятельности, требуют эффективных методов компьютерного зрения для отслеживания характеристик животных. Настоящее исследование представляет систему автоматизированного мониторинга состояния животных на базе сверточной нейронной сети YOLOv11. Оценка проводилась на специализированных наборах данных, содержащих изображения оленей и соответствующие им заранее измеренные характеристики. С использованием программной платформы AutoGenNet автоматизированы процессы оптимизации гиперпараметров и конфигураций архитектур, что позволяет упростить и ускорить адаптацию предложенной модели для мониторинга разных видов животных. Результаты демонстрируют эффективность использования YOLOv11 для решения рассмотренной задачи. Исследование подтверждает эффективность AutoGenNet в автоматизации создания моделей мониторинга фенотипических характеристик северных оленей (Rangifer tarandus), позволяя упростить и ускорить внедрение систем искусственного интеллекта в современное животноводство. Полученные биометрические данные позволяют рассчитывать производно-оценочные показатели (живая масса, мышечная масса, репродуктивный потенциал), формируя основу для управленческих решений. Важнейшим достижением является реализация принципа бесконтактного мониторинга, исключающего стресс-факторы фиксации животных и обеспечивающего соответствие стандартам биоэтики. Успешная апробация на северных оленях, представляющих собой комплексный биологический эталон из-за экстремальной изменчивости признаков, гарантирует переносимость метода на другие виды сельскохозяйственных животных (свиньи, овцы и т. д.) в менее требовательных условиях. Реализованная система автоматизированного мониторинга фенотипических характеристик северных оленей, основанная на архитектуре YOLOv11 и платформе AutoGenNet, подтвердила свою технологическую состоятельность и практическую значимость.

Общая площадь охотничьих угодий Якутии составляет 241 млн га и предоставляет огромный потенциал для охотничьего промысла, который является неотъемлемой частью культуры и экономики Якутии. Основные виды пушных млекопитающих Якутии: соболь (Martes zibellina), лисица (Vulpes vulpes), бурый медведь (Ursus arctos), волк (Canis lupus), ондатра (Ondatra zibethicus), белка (Sciurus vulgaris), заяц-беляк (Lepus timidus), горностай (Mustela erminea), колонок (Mustela sibiricus), песец (Vulpes lagopus), росомаха (Gulo gulo), рысь (Lynx lynx) и американская норка (Neogale vison). В работе использованы статистические данные зимнего маршрутного учета (ЗМУ) численности животных, анкетно-опросные сведения охотопользователей и госинспекторов и сведения об объемах добычи охотничье-промысловых видов животных. Среди пушно-промысловых животных Якутии лидирующую позицию занимает соболь. Стабильный уровень заготовок соболя при одновременном росте его численности свидетельствует об эффективных мерах по охране этого ценного вида. Ондатра, занимающая второе место по объему заготовок, демонстрирует крайне низкую долю изъятия (1–2 %). Белка, несмотря на рост численности за последнее десятилетие в 62 %, остается экономически невыгодным объектом промысла из-за низких закупочных цен. По данным ЗМУ, в Якутии наблюдается постепенный рост численности всех пушных видов животных. Наряду с этим наблюдается усиленное повышение численности хищников, что вызывает серьезную обеспокоенность и требует принятия срочных мер по регулированию, включая разработку и реализацию программ по отстрелу или иным методам контроля численности, чтобы избежать потенциального ущерба для популяций других животных. В целом, неиспользованный ресурсный потенциал многих пушных охотничье-промысловых видов Якутии является следствием не только низких закупочных цен, но и уменьшения спроса населения на меховые изделия, недостаточного развития инфраструктуры переработки и сбыта, а также нехватки информации и обучения охотников. Для решения этой проблемы необходим комплексный подход государства, включающий финансовую поддержку охотничьего хозяйства, разработку и продвижение новых технологий переработки и маркетинга, проведение обучающих программ для охотников и популяризацию использования местной пушнины. Комплексный подход позволит эффективно использовать природные ресурсы Якутии и обеспечить устойчивое развитие охотничьего промысла.

Весенние лесные пожары в Центральной Якутии остаются актуальной эколого-социально-экономической проблемой. Целью исследования является анализ роли сельскохозяйственных палов как ключевого антропогенного фактора весенних пожаров в лесах Центральной Якутии, а также оценка экономических последствий как самих пожаров, так и запрета на палы, введенного в 2015 г. постановлением Правительства РФ № 1213. Методология включает анализ данных за 25-летний период (2000–2024 гг.), предоставленных Якутской базой «Авиалесохраны» по центральным районам Якутии, полевые экспедиции 2023–2024 гг., ГИС-анализ, фенологический мониторинг и применение классических пирологических методик (Нестерев, Курбатский, Залесов). Результаты исследования показали, что 80–98 % весенних пожаров имеют антропогенное происхождение, причем 60–70 % из них связаны с вышедшими из-под контроля сельхозпалами. Несмотря на запрет, их практика сохраняется как традиционный способ подготовки пастбищ, способствующий раннему отрастанию травы и повышению кормовой базы. Анализ выявил, что запрет не привел к снижению пожарной активности, но наносит скрытый ущерб сельскому хозяйству. Практическая значимость работы заключается в выявлении «окна безопасности» для регулируемых палов – конец апреля–первая пятидневка мая, когда риск перехода огня в лес минимален. Предложена система адаптивного управления огнем, включающая легализацию контролируемых палов, лицензирование, обучение населения и создание регионального центра пирологического мониторинга. Переход от тотального запрета к научно обоснованному регулированию позволит снизить пожарную опасность, сохранить экосистемы и поддержать устойчивое развитие сельских территорий.

Представлена информация о единой централизованной биоресурсной коллекции (БРК) генетического материала диких видов современных млекопитающих из числа обитающих на территории Северо-Востока России. БРК сформирована на базе Института биологических проблем криолитозоны СО РАН методом объединения локальных коллекций в единое систематизированное хранилище первичного биологического материала, образцов ДНК и сопряженных с ними баз данных различных видов млекопитающих. Коллекционный фонд БРК составил порядка 5 тыс. единиц хранения и представлен 45 дикими видами млекопитающих из 70 обитающих в регионе, в коллекции также присутствуют образцы гибридов волка и собаки. Сформированная единая БРК представляет собой комплекс инструментов для выполнения молекулярно-генетических исследований, направленных на генетическую идентификацию, уточнение систематической принадлежности, а также построение эволюционных схем.

Приводятся данные первичной интродукции смородинно-крыжовникового гибрида йошты в Якутском ботаническом саду в 2019–2024 гг. Материалом для исследования служили саженцы, полученные из семян гибрида йошты, собранных с оригинальных кустов питомника «Сады Сибири» (Иркутск). Изучены морфологические, биологические и хозяйственно-ценные признаки йошты в условиях Северо-Востока России. Описаны морфологические особенности листа, цветков, плодов, габитус гибрида, полученного семенным способом. Сроки наступления основных фенофаз определены с учетом требуемых эффективных температур в условиях данного региона. Установлено, что фенологический ритм йошты близок к раннему феноритму якутских видов смородины. Начало вегетации отмечалось на месяц позже, чем у йошты, культивируемой в северо-западных районах России. Быстрое нарастание эффективных температур в Якутии привело к сокращению межфазовых периодов, созревание плодов в Центральной Якутии и Республике Коми протекало в одинаковые сроки, конец июля–середина августа, тогда как начальные фазы отставали на 20–30 дней. Верхушечная почка на однолетних побегах не успевает сформироваться к концу вегетации, часть побегов не вызревают, что ведет к обмерзанию и формирует габитус куста: в середине ветви прямостоячие, по краям куст распадается. Зимостойкость – 2 балла. Масса плодов была самым изменчивым признаком и варьировала от 0,69 г до 2,1 г, коэффициент вариации составил 12–30. Положительными качествами гибрида в условиях Центральной Якутии оказались высокая степень завязывания плодов (75–80 %), устойчивость к болезням и вредителям. Смородинно-крыжовниковые гибриды перспективны в любительском садоводстве, так как имеют потенциал увеличения урожайности, неприхотливы, достаточно зимостойки.