Проекты

Краткое описание

Проект направлен на предотвращение полного исчезновения эндемика Якутии – змееголовника якутского (Dracocephalum jacutense Peschkova), занесённого в Красную книгу Республики Саха (Якутия) с категорией 1. Вид находится в критическом состоянии: сохранилось лишь две малочисленные популяции в Кобяйском улусе (окр. п. Сангар) общей площадью менее 1 га. Естественное восстановление отсутствует. Проект предлагает комплексный научный подход, сочетающий мониторинг, биотехнологическое размножение и реинтродукцию для создания новых устойчивых групп растений в природе.
В рамках проекта планируется:
1. Провести экспедиционное обследование и мониторинг местообитаний Dracocephalum jacutense на территории Кобяйского улуса (района) Республики Саха (Якутия).
2. Отобрать образцы растительных тканей для создания in vitro коллекции.
3. В лабораторных условиях ИЕН СВФУ (г. Якутск) массово размножить растения методами in vitro прямого и непрямого морфогенеза с укоренением, получить не менее 300 микрорастений.
4. Адаптировать (акклиматизировать) полученные микрорастения к нестерильным условиям почвенного субстрата в условиях климатической камеры и фитостеллажей лаборатории ИЕН СВФУ, затем к условиям открытого грунта на подготовленных грядках в питомнике Ботанического сада ИБПК СО РАН (г. Якутск).
5. Высадить не менее 200 адаптированных растений-регенерантов на специально подготовленные участки в естественные местообитания в окрестностях п. Сангар Кобяйского улуса (района) Республики Саха (Якутия).
6. Осуществить мониторинг приживаемости и развития высаженных растений, оценить эффективность примененных методов.
7. Вовлечь в работу местных жителей, учащихся МБОУ «Сангарская гимназия» и студентов-биологов СВФУ, провести просветительские мероприятия.
Ожидаемые значимые результаты:
1. Создание устойчивой резервной популяции Dracocephalum jacutense, снижающей риск полного исчезновения вида.
2. Реинтродукция Dracocephalum jacutense в естественную среду обитания восстановить нарушенные степные сообщества северной тайги Якутии.
3. Разработка и апробация эффективной технологической цепочки (от лабораторного до полевого этапа работы) создадут методологическую и научно-методическую основу для восстановления других исчезающих и редких северных и арктических видов.
4. Молодые ученые и студенты, участвующие в проекте, а также привлекаемые в полевые этапы работ школьники, учителя и местные жители получат уникальные опыт и навыки работы на стыке биотехнологии и полевой экологии.
5. Результаты и материалы проекта войдут в информационные и научные публикации, а также в учебные курсы.
В целом, проект будет способствовать повышению уровня экологической грамотности и вовлеченности местного сообщества и молодежи в проблемы сохранения биоразнообразия. Проект станет наглядным практическим примером того, как современная наука может решать конкретные природоохранные проблемы, усиливая интерес к сохранению хрупкой природы Севера.

Цель

1. Целью проекта является восстановление (реинтродукция) и создание условий для устойчивого существования популяции Dracocephalum jacutense в криофитно-степных экосистемах Центральной Якутии путем массового биотехнологического размножения in vitro, адаптации и высадки растений-регенерантов в естественную среду обитания.

Задачи

1. 1) Провести мониторинг, оценку состояния и описание сохранившихся природных популяций D. jacutense, отбор материала для in vitro культуры. Выбор и подготовка участков для реинтродукции.
2. 2) Получить посадочный материал методами in vitro прямого и непрямого морфогенеза с укоренением.
3. 3) Провести адаптацию полученных in vitro микрорастений к нестерильным условиям и к открытому грунту.
4. 4) Осуществить реинтродукцию адаптированных растений-регенерантов в естественную среду обитания и организовать мониторинг их приживаемости.
5. 5) Обеспечить информационно-просветительское сопровождение проекта и работу с целевыми группами.

Обоснование социальной значимости

1. Описание объекта и связи с людьми.
Проблема касается узкоареального эндемика Якутии – змееголовника якутского (Dracocephalum jacutense Peschkova), произрастающего только в каменисто-степных склонах долины р. Лены. Сохранилось лишь две малочисленные популяции в Кобяйском улусе (окр. п. Сангар) общей площадью до 0,6 га и численностью в несколько сотен особей. Вид имеет категорию «1» в Красной книге РС(Я) (2017, с. 125).
Целевые группы. Жители п. Сангар и окрестностей ощущают беспомощность перед возможной утратой вида из-за отсутствия знаний и инструментов сохранения природного наследия. Учащиеся 7–10 классов Сангарской гимназии нуждаются в практиках природоохранной деятельности и профориентации. Научное сообщество (ИБПК СО РАН, СВФУ) – имея данные о критическом состоянии вида, испытывает дефицит ресурсов для реализации конкретных мер по его спасению, что тормозит научно-прикладные исследования.
2. Суть проблемы.
Dracocephalum jacutense находится на грани полного исчезновения в дикой природе из-за критически низкой численности и высокой фрагментации популяций. Это ведет к генетическому обеднению, снижению репродуктивного потенциала и высокой уязвимости перед любыми случайными событиями (пожар, антропогенное нарушение, климатическая аномалия). Естественное семенное возобновление практически отсутствует. Применимые традиционные меры охраны (запрет сбора, интродукция) не останавливают деградацию вида. Всё это грозит безвозвратной утратой уникального эндемика и обеднению генофонда флоры России и мира, нарушением целостности и устойчивости уникальных экосистем Центральной Якутии, потерей потенциального научного ресурса (биотехнологического, генетического) для будущих исследований.
3. Результаты исследований и научный задел.
Данные Красной книги Республики Саха (Якутия), научных исследований (2012 г.) и полевых наблюдений (2022–2024 гг.) подтверждают критически низкую численность и отсутствие естественного возобновления исчезающего вида Dracocephalum jacutense.
Научный задел. В лаборатории ИЕН СВФУ поддерживается каллусная культура D. jacutense in vitro. Разработаны адаптированные протоколы микроразмножения, укоренения и адаптации растений. Имеется успешный опыт полного цикла работ (от in vitro до реинтродукции) для других редких видов Якутии (полынь Мартьянова, лилия кудреватая) в условиях Ботанического сада ИБПК СО РАН. Существующие эксперименты по интродукции (в ботанических садах Новосибирска, Якутска) носят фрагментарный характер и не решают задачу восстановления в природе.
4. Подтверждение из официальных источников и СМИ.
В 2012 г. были изучены онтогенез змееголовника якутского и сохранившиеся ценопопуляции.
В 2015 г. опубликована работа д.б.н. Даниловой Н.С. о включении змееголовника якутского в 1 категорию.
В 2017г. издана Красная книга РС(Я) (Т. 1, С. 125): вид отнесён к категории «1» («находящийся под угрозой исчезновения») с прямой рекомендацией «система мер по интродукции и реинтродукции вида».
В 2020 г. опубликована работа по многолетней работе по интродукции данного исчезающего вида в условиях Ботанического сада ИБПК СО РАН.
В 2022–2023 гг. предпринята первая попытка фитохимического анализа надземной фитомассы исчезающего вида (дикорастущего и интродуцированного).
В 2024 г. опубликована работа по изучению фитоценозов местообитания змееголовника якутского.
5. Проект предлагает комплексное научно обоснованное и технологичное решение на преодоление конкретных угроз, ведущих к исчезновению Dracocephalum jacutense.
Во-первых, благодаря пополнению узколокальных естественных популяций исчезающего вида адаптированными растениями-регенерантами будет снижена и ликвидирована угроза дальнейшего сокращения численности. Применение клонального микроразмножения in vitro позволит в кратчайшие сроки создать «биотехнологический резерв» растений-регенерантов.
Во-вторых, плановая реинтродукция выращенного материала на специально подготовленные участки в пределах естественного ареала создаст устойчивые группы растений, снизив риск вымирания от случайных событий.
В-третьих, будет создана тиражируемая модель. Проект обеспечит долгосрочный эффект, создав и передав научному и природоохранному сообществу полную, документированную методику (протоколы) спасения арктического эндемика – от сбора материала до мониторинга после реинтродукции.
В-четвертых, вовлечение школьников, студентов и местных жителей в просветительскую работу сформирует понимание ценности вида и основу для его долгосрочной общественной поддержки.
Проект предлагает не констатацию проблемы, а конкретный, реализуемый и измеримый план, опирающийся на имеющийся научный задел и направленный на достижение устойчивого природоохранного результата.

География проекта

1. Окрестности п. Сангар Кобяйского улуса (района) Республики Саха (Якутия), где сохранились 2 локальные природные популяции Dracocephalum jacutense. Здесь будут проводиться: мониторинг сохранившихся природных популяций (учет численности, оценка состояния), отбор образцов растительных тканей (эксплантов) для культивирования in vitro, подготовка участков и реинтродукция адаптированных к открытому грунту растений редкого вида. 2. г. Якутск, Республика Саха (Якутия). На базе лаборатории «Молекулярно-генетические и клеточные технологии» Института естественных наук СВФУ будет осуществляться лабораторный этап проекта: инициация и культивирование in vitro культур, масштабирование клонального микроразмножения растений змееголовника якутского, in vitro укоренение и адаптация к нестерильным условиям. На базе Ботанического сада Института биологических проблем криолитозоны СО РАН будут подготовлены грядки и выполнена адаптация микрорастений к условиям открытого грунта перед реинтродукцией.

Объекты природы и (или) люди,
для которых будет реализован проект

1. Объекты природы (экосистемы): естественные популяции и местообитания эндемичного, редкого вида растения Dracocephalum jacutense в экосистемах криофитных степей и остепненных каменистых склонов на территории Кобяйского улуса (района) (окр. п. Сангар) Республики Саха (Якутия).
2. Целевые группы людей: 1). Местные жители п. Сангар и окрестностей, проживающие вблизи мест произрастания вида, чье экологическое сознание и отношение к родной флоре требует укрепления.
3. 2). Учащиеся 7-10 классов МБОУ «Сангарская гимназия», которые будут вовлечены в просветительские мероприятия и этапы полевых работ для профориентации и формирования ответственного отношения к природе.
4. 3). Научные сотрудники, молодые ученые и студенты-биологи СВФУ им. М.К. Аммосова (г. Якутск) и ИБПК СО РАН, занимающиеся исследованиями в области экологии, физиологии и биотехнологии растений, сохранения биоразнообразия, которые получат новый практический опыт и материал для исследований.