Лаборатория палеоэкологии

Paleoecology Lab
Краткая аннотация деятельности лаборатории: 

Основным направлением работы лаборатории является изучение истории формирования современных экосистем. Изучаются закономерности (скорость, масштаб, направления) изменений различных компонентов экосистем на временном отрезке плейстоцен-голоцен-современность, влияние на эти процессы природных и антропогенных факторов. Основными объектами исследований являются ископаемые остатки растений, млекопитающих, рыб. Ведутся работы по совершенствованию методов видовой диагностики морфологически близких видов млекопитающих по зубам и костям, оценке роли онтогенетической изменчивости в внутри и межпопуляционной изменчивости зубов грызунов, изучению процессов фоссилизации.

Summary of lab activities: 
The major researches of the laboratory are focused on the investigations of the history of modern ecosystems forming. The regularities especially the speed, scale, directions of changes of different ecosystem components during Pleistocene-Holocene-present time are studies, and also the influence of natural and anthropogenic factors on these processes. The basic objects are fossil remains of plants, mammals, fishes. Efforts are underway on the determination methods of morphologically closed species of mammals by teeth and bones, on estimation of the role of ontogenetic variability in the within - and among population variability of the rodent teeth, and on investigations of early fossilization process.
Фотография лаборатории: 
Сотрудники: 
Струкова Татьяна Вячеславовна к.б.н., с.н.с., и.о. зав. лабораторией
Смирнов Николай Георгиевич д.б.н., член-корр. РАН, профессор, г.н.с.
Бачура Ольга Петровна к.б.н., н.с.
Добышева Элеонора Владимировна инженер-исследователь
Гасилин Вячеслав Владимирович к.б.н., с.н.с.
Гимранов Дмитрий Олегович к.б.н., с.н.с.
Девяшин Михаил Михайлович к.б.н., н.с.
Изварин Евгений Петрович н.с.
Корона Ольга Михайловна н.с.
Косинцев Павел Андреевич к.б.н., с.н.с.
Кропачева Юлия Эвальдовна к.б.н., с.н.с.
Кузьмина Елена Александровна к.б.н., н.с.
Лаптева Елена Георгиевна к.г.н., с.н.с.
Лобанова Татьяна Владимировна м.н.с.
Пластеева Наталья Алексеевна к.б.н., н.с.
Садыкова Нина Олеговна к.б.н., н.с.
Трофимова Светлана Станиславовна н.с.
Улитко Анатолий Иванович м.н.с.
Направления исследований: 

История отдельных компонентов современных экосистем. В рамках этого направления изучается история растительности, фауны млекопитающих, фауны рыб. Ведутся работы по совершенствованию методов реконструкции растительности. Проводится реконструкция растительности отдельных регионов в разные периоды времени. Изучается изменение видового состава и структуры фауны млекопитающих, масштабы и скорости этих изменений, время и скорость вымирания отдельных видов. Проводятся работы по реконструкции видового состава ихтиофауны. Объектами исследований являются споры, пыльца и макроостатки растений; зубы и кости млекопитающих и рыб

Морфологическая изменчивость млекопитающих. В рамках этого направления изучаются онтогенетическая, внутри и межпопуляционная, географическая, вековая и межвидовая изменчивость морфологических структур и размеров зубов и костей. Особое внимание уделено совершенствованию методик видовой диагностики костных остатков морфологически близких видов млекопитающих (рода Marmota, Vulpes, Mustela, Martes, Meles, Equus). Изучается роль онтогенетической изменчивости в внутри и межпопуляционной изменчивости зубов полевок.

История охоты, рыболовства, животноводства, собирательства и земледелия на территории Северной Евразии. Проводится изучение видового состава промысловых и домашних животных (млекопитающих, птиц, рыб), дикорастущих и культурных растений из археологических памятников разного времени и территорий. Проводятся исследования по установлению времени появления первых домашних животных и первых культурных растений в разных регионах. Изучается географическая и вековая изменчивость костей домашних млекопитающих. Объектом изучения являются остатки растений и животных из культурных слоев археологических памятников.

Процессы фоссилизации зубов и костей млекопитающих. Изучаются процессы фоссилизации и их зависимость от времени захоронения костей и зубов. Район проводимых лабораторией работ охватывает территории Восточной Европы к востоку от реки Волга, Урал, Казахстан, Западную, Среднюю и Восточную Сибирь, Чукотку и Дальний Восток. Хронологические рамки исследований – плейстоцен, голоцен, современность.

Материальная база: 

Лаборатория оснащена современным оборудованием, необходимым для проведения палинологического и палеокарпологического анализа, изучения морфологии ископаемых костных остатков крупных и мелких животных.

В лаборатории имеется современный высокоточный дериватограф (прибор для синхронного термического анализа) STA 449 F3 Jupiter, NETZSCH, Германия. С его помощью сотрудниками лаборатории проводятся исследования термических свойств костной ткани на начальных этапах фоссилизации. Применение дериватографа STA 449 F3 Jupiter позволило усовершенствовать и широко использовать при реконструкции четвертичной истории биоценозов разработанную ранее методику определения относительного возраста ископаемых костных остатков животных по остаточному содержанию в них органической компоненты. Основным преимуществом методики является возможность оперировать малыми навесками, анализировать мелкие костные фрагменты, что чрезвычайно важно при работе с остатками мелких млекопитающих. Применение серийного анализа термических свойств костных фрагментов служит эффективным инструментом уточнения хронологических рамок пребывания ряда видов грызунов в фаунах Уральского региона на протяжении позднего плейстоцена и голоцена.

Экспедиции: 

Большая часть материалов, используемых в лаборатории для изучения плейстоценовой и голоценовой истории экосистем, получена в результате раскопок рыхлых отложений различного генезиса на Урале и прилегающих территориях. Главным направлением экспедиционных работ является поиск и изучение костеносных отложений в пещерах и гротах.

На полевой сезон 2014 г. в лаборатории запланированы экспедиционные работы по следующим направлениям: 1. Раскопки отложений в одном из гротов на берегу Ириклинского водохранилища (Южное Зауралье) 2. Проведение дополнительных исследований отложений в Игнатьевской пещере с целью уточнения стратиграфии отложений и получения новых материалов по плейстоценовой и голоценовой истории экосистем Южного Урала 3. Раскопки пещеры Иманай (южная Башкирия) 4. Обследование пещерных святилищ на Северном Урале с целью отбора проб для лабораторного анализа

Международное сотрудничество: 

Коллектив лаборатории плодотворно сотрудничает с рядом зарубежных организаций. Совместно с учеными из университета Хоккайдо, в рамках гранта «РФФИ - японское научное общество» проводятся исследования по морфологии и генетике бурого медведя. В рамках Договоров о сотрудничестве проводятся совместные исследования с Институтом систематики и эволюции животных Польской академии наук, г. Краков; Институтом археологии и Институтом ботаники Чешской академии наук, г. Брно. Проводятся совместные исследования с Центром изотопных исследований университета Гронингена и Факультетом археологии Лейденского университета, Нидерланды; Институтом археологических исследований Университета Франкфурта на Майне, Германия; Отделением антропологии университета Альберта, Канада; Высшей школой ветеринарных наук университета Гифу, Япония; Институтом биохимии и биофизики Варшавского университета, Польша. Сотрудники лаборатории участвуют в выполнении международного проекта «Изучение процесса одомашнивания собаки на основе совместного использования методов анализа древней ДНК и геометрической морфометрии».

Проекты: 

Текущие проекты, выполняемые под руководством сотрудников лаборатории:

Проект по программе № 28 Президиума РАН "Проблемы происхождения жизни и становления биосферы": «Становление современной природной зональности Урала в позднем кайнозое», руководитель Н.Г. Смирнов

Проекты по программе фундаментальных исследований, выполняемых УрО РАН совместно с организациями СО и ДВО РАН: № 12-С-4-1014 «Человек и природа в верхнем плейстоцене Западно-Сибирской равнины», руководитель П.А. Косинцев № 12-С-4-1030 «Реконструкция континентальных палеоклиматических и палеоэкологических условий в позднем плейстоцене-голоцене на основе изотопных исследований костных остатков ископаемых и современных млекопитающих Северной Евразии», руководитель Н.Г. Смирнов

Проект ориентированных фундаментальных исследований УрО РАН «Арктика»: № 12-4-7-035 «Формирование современной фауны млекопитающих Арктики Западной Сибири», руководитель П.А. Косинцев

Проект по программе междисциплинарных проектов фундаментальных исследований, выполняемых в Учреждениях УрО РАН: № 12-М-456-2024 «Природа и общество Южного Зауралья в эпоху бронзы: междисциплинарный анализ археологических памятников», руководитель П.А. Косинцев

Проект по программе поддержки молодых ученых и аспирантов УрО РАН: № 14-4-НП-77 «Характеристика позднеледниковых растительных сообществ полуострова Ямал на основе палеоботанических данных», руководитель Е.Г. Лаптева

Проекты РФФИ: № 12-04-00165-a «Динамика ареалов млекопитающих как механизм формирования современных териокомплексов», руководитель П.А. Косинцев № 14-04-00120-а «Преобразование состава фауны и структуры сообществ грызунов степных территорий Северной Евразии в позднем плейстоцене и голоцене как результат динамики видовых характеристик», руководитель Н.Г. Смирнов № 14-04-92104-ЯФ_а «Сравнительное изучение филогеографии, морфологии и изменения роли в культуре бурого медведя Урала и Хоккайдо от древности до современности», руководитель П.А. Косинцев № 14-04-31231-мол_а «Морфологическая диагностика близкородственных видов хищных (CARNIVORA) и формирование их ареалов в областях совместного обитания», руководитель В.В. Гасилин № 14-04-31335-мол_а «Форма, размеры зубов некорнезубых полевок и их взаимосвязь в онтогенезе», руководитель Ю.Э. Кропачева

Учебная деятельность: 

На базе лаборатории регулярно проходят курсовую и дипломную практику студенты биологического факультета УрФУ

СМИ о нас: 
Основные публикации коллектива: 

Монографии

Смирнов Н.Г., Большаков В.Н., Бородин А.В. Плейстоценовые грызуны севера Западной Сибири. М.: Наука, 1986. 145с.

Смирнов Н.Г., Большаков В.Н., Косинцев П.А., Панова Н.К., Коробейников Ю.И., Ольшванг В.Н., Ерохин Н.Г., Быкова Г.В. Историческая экология животных гор Южного Урала. Свердловск: УрО АН СССР, 1990. 224 с.

Смирнов Н.Г. Мелкие млекопитающие Среднего Урала в позднем плейстоцене и голоцене. Екатеринбург: Наука, Уральское отделение, 1993. 62 с.

Фадеева Т.В., Смирнов Н.Г. Мелкие млекопитающие Пермского Предуралья в позднем плейстоцене и голоцене. Екатеринбург: изд-во «Гощицкий», 2008. 172 с.

Смирнов Н.Г., Вотяков С.Л., Садыкова Н.О., Киселева Д.В., Щапова Ю.В. Физико-химические характеристики ископаемых костных остатков млекопитающих и проблема оценки их относительного возраста. Ч. 1. Термический и масс-спектрометрический элементный анализ. Екатеринбург: Изд-во «Гощицкий», 2009. 118 с. N.G.Smirnov, S.L.Votyakov, N.O.Sadykova, D.V.Kisseleva, Yu.V.Shchapova. Physical and chemical characteristics of mammal fossil bone remains and the problem of estimations of their relative ages. Part 1. Thermic analysis and mass-spectrometry for trace element contents

Визгалов Г.П., Кардаш О.В., Косинцев П.А., Лобанова Т.В. Историческая экология населения севера Западной Сибири. Екатеринбург: Ин-т археологии Севера; Изд-во АМБ, 2013. 374 с.

Сборники

История современной фауны Южного Урала. Сб. науч. трудов. Свердловск: УрО РАН, 1992. 102 с. ISBN 5-7691-0203-9

Материалы по истории современной биоты Среднего Урала / сост. Н.Г. Смирнов ; Отв. ред. Г.В. Быкова. – Екатеринбург : Екатеринбург, 1995. – 136 с.

Материалы и исследования по истории современной фауны Урала / сост. Н.Г. Смирнов ; отв. ред. Г.В. Быкова. – Екатеринбург : Екатеринбург, 1996. – 143 с.

Материалы по истории и современному состоянию фауны севера Западной Сибири / сост. П.А. Косинцев. – Челябинск : Рифей, 1997. – 179 с.

Биота Приуральской Субарктики в позднем плейстоцене и голоцене / сост. Н.Г. Смирнов ; отв. ред. И.Б. Головачев. – Екатеринбург : Екатеринбург, 1999. – 80 с.

Плейстоценовые и голоценовые фауны Урала. Сб. научных трудов. Челябинск: Изд во «Рифей», 2000. 168 с. (Биота Северной Евразии в кайнозое; вып. 1) Pleistocene and Holocene Urals Faunas.

Фауна Урала в плейстоцене и голоцене. Сб. научных трудов. Екатеринбург: Изд во «Университет», 2002. 180 с. (Биота Северной Евразии в кайнозое; вып. 2) Urals Fauna at Pleistocene and Holocene times

Четвертичная палеозоология на Урале: (К 90-летию со дня рожд. проф. И.М.Громова). Сб. науч. трудов. Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2003. 269 с.

Фауны Урала и Сибири в плейстоцене и голоцене: Сб. научных трудов. Челябинск: Изд во «Рифей», 2005. 320 с. (Биота Северной Евразии в кайнозое; вып. 4) Ural and Siberia Faunas at Pleistocene and Holocene Times

Фауны и флоры Северной Евразии в позднем кайнозое. Сб. науч. тр. Екатеринбург; Челябинск : ЦИКР "Рифей", 2008. 271 с. (Биота Северной Евразии в кайнозое; вып. 6) Faunae and Florae of Northen Eurasia in The Late Cenozoic

Динамика экосистем в голоцене: материалы Второй Росс. науч. конф. Отв.ред Н.Г Смирнов. Екатеринбург; Челябинск: Рифей, 2010. 260 с.

Статьи

Prost S., Guralnick R. P., Waltari E., Fedorov V. B., Kuzmina E., Smirnov N., Kolfschoten Van T., Hofreiter M., Vrieling K. Losing ground: past history and future fate of Arctic small mammals in a changing climate // Global Change Biology 2013. № 19, p. 1854–1864.

A.J. Stuart, P.A. Kosintsev, T.F.G. Higham, A.M. Lister. Pleistocene to holocene extinction dynamics in giant deer and woolly mammoth // Nature. 2004. Vol. 431, № 7009. P. 684-689.

Campos P.F., Kristensen T., Orlando L., Sher A., Kholodova M.V., Gotherstrom A., Hofreiter M., Drucker D.G., Kosintsev P. , Tikhonov A., Baryshnikov G.F., Willerslev E., Gilbert M.T.P. Ancient DNA sequences point to a large loss of mitochondrial genetic diversity in the saiga antilope (Saiga tatarica) since the Pleistocene // Molecular Ecology (2010), 19. P. 4863 – 4875.

Stafford Jr. T.W., Semken Jr. H.A., Graham R.W., Klippel W.F., Markova A., Smirnov N.G., Southon J. First accelerator mass spectrometry 14C dates documenting contemporaneity of nonanalog species in Late Pleistocene mammal communities // Geology. 1999. Т. 27. № 10. С. 903-906.

Гимранов Д.О., Косинцев П.А. Географическое распределение морфотипов зубов речной выдры (Сarnivora, Mustelidae, Lutra lutra L., 1958) в северной Евразии // Доклады АН. Т. 443. №1. 2012. С. 130-131.

Гасилин В.В., Косинцев П.А. Замещение европейского барсука (Meles meles L., 1758) азиатским барсуком (Meles leucurus Hodgson, 1847) на границе Европы и Азии в голоцене // Докл. Акад. Наук, 2010. Т. 432. № 5. С. 715–717.

Гасилин В.В. Крупные млекопитающие Приморья в голоцене // Зоол. журн., 2013. Т. 92. № 9. С. 1055–1063.

Bachura O.P., Kosintsev P.A. Late Pleistocene and Holocene small- and large-mammal faunas from the Northern Urals // Quaternary International. 2007. V. 160. P. 121–128

Косинцев П.А., Бачура О.П. Формирование современных ареалов млекопитающих Урала в голоцене // Зоологический журнал. 2013. Т. 92, № 9. С. 1098–1106.

Косинцев П.А., Пластеева Н.А., Васильев С.К. Дикие лошади (Equus (Equus) s.l.) Западной Сибири в голоцене // Зоологический журнал. 2013. Т. 92, № 9. С. 1107–1116.

P.A. Kosintsev, E.G. Lapteva, O.M. Korona, O.G. Zanina. Living environments and diet of the Mongochen mammoth, Gydan Peninsula, Russia // Quaternary International. 2012. V. 276-277. P. 253–268.

Prost S., Knapp M., Flemmig J., Hufthammer A.K., Kosintsev P. , Stiller M., Hofreiter M. A phantom extinction? New insights into extinction dynamics of the Don-hare Lepus tanaiticus // Journal of Evolutionary Biology. 2010. V. 23. I. 9. P. 2022 – 2029.

Kosintsev P.A., Lapteva E.G., Trofimova S.S., Zanina O.G., Tikhonov A.N., Van der Plicht J. Environmental reconstruction inferred from the intestinal contents of the Yamal baby mammoth Lyuba (Mammuthus primigenius Blumenbach, 1799) // Quaternary International. 2012. V. 255. P. 231–238.

Lapteva E.G., Korona O.M. Holocene vegetation changes and anthropogenic influence in the forest-steppe zone of the Southern Trans-Urals based on pollen and plant macrofossil records from the Sukharysh cave // Vegetation History and Archaeobotany. 2012. V. 21. N. 4–5. P. 321–336

Корона О.М., Трофимова С.С., Лаптева Е.Г. Первые реконструкции позднеледниковых растительных сообществ полуострова Ямал на основе растительных макроостатков // Доклады Академии Наук. 2014. Т. 455. №. 1. С. 110-113.

X