ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Руководитель лаборатории
О.Ф. Чернова

• Биология развития и эволюция живых систем

Проблематика лаборатории. Морфофизиологические основы разнообразия и адаптивной эволюции позвоночных животных.

Актуальность проблематики:

Проблема приспособления животных к условиям обитания остается актуальной, особенно в условиях динамично изменяющейся окружающей среды (изменения климата и экологии, загрязнение, усиление антропогенного пресса, деградация ландшафтов и т.д.). Понимание адаптационных механизмов, регулирующих строение систем органов и их восстановительный потенциал, позволит не только определить пластичность видов и экологических форм, но и понять направленность эволюционного процесса и, в конечном итоге, прогнозировать запас жизнестойкости видов. Направление научной деятельности лаборатории имеет большой потенциал для дальнейшего углубленного и расширенного исследования адаптивной сущности морфологических преобразований живых организмов.

Научная новизна:

Проблематика исследований лаборатории отличается теоретической новизной, так как задача изучения морфологических закономерностей адаптации органов и тканей в таком объеме и на таком разнообразном материале, с применением современной техники научных исследований (лазерной техники, просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии, экспериментальных воздействий), в комплексе позволяющих получить широкую панораму картины эволюционных преобразований систем органов, в зоологии до сих пор не ставилась.

Содержание работ.

Основное содержание этого направления включает, учитывая научный потенциал лаборатории следующее:

• разработка теоретических проблем эволюционной морфологии;
• морфофункциональное, сравнительно-морфологические и гистологические исследования кожного покрова и его дериватов, скелетно-мышечной, пищеварительной, акустической и тактильной систем у позвоночных животных;
• определение таксономической и диагностической значимости структуры тканей и органов с целью использования видоспецифичных черт строения в для решения практических задач биологической экспертизы и промышленности;
• выявление адаптивных особенностей строения органов и тканей позвоночных с целью практического применения этих знаний в биомиметике (бионике).

Задачи исследований:

• продемонстрировать широкий полиморфизм строения систем органов на разных уровнях их организации;
• проанализировать адаптивную сущность строения систем органов, используя морфо-функциональный анализ;
• на основе методов сравнительной морфологии выявить аналогичные, гомологичные, видоспецифичные и органоспецифичные структуры и пути их становления и преобразований в филогенезе позвоночных животных (конвергенция, дивергенция, параллелизм, симметрия, и т.д.);
• определить значимость сравнительно-морфологических исследований органов и тканей для биомиметики, биологической экспертизе, палеозоологии и археологии;
• на основе экспериментальных методов исследования определить восстановительные потенциалы тканей и органов, подвергшихся негативным воздействиям различных факторов среды.

Объекты исследования:

• Объектами изучения послужат представители всех классов позвоночных животных, их наружные покровы, мышечная, пищеварительная, акустическая и тактильная системы.

Методы исследования:

• Основой исследований служит сравнительно-морфологический, морфо-физиологический и эволюционно-морфологический анализ. Из методик - анатомия, гистология, гистохимия, светооптическая, просвечивающая и электронная микроскопия, экспериментальный метод (импульсный инфракрасный лазер).

Основные этапы разработки проблемы.

Для решения поставленных задач планируется проведение исследований по нескольким взаимно дополняющим друг друга этапам:

• Морфогенез в индивидуальном и историческом развитии: симметрия и асимметрия; гетерохронии как основа внутривидового разнообразия.
• Морфо-функциональные адаптации различных систем органов позвоночных.
• Диагностическое и адаптивное значение микроструктуры кожных дериватов.
• Практические рекомендации для биомиметики, биологической экспертизы и промышленности.

Практическая значимость, возможные области применения:

• Практическая значимость планируемых результатов по другим разделам плана будет заключаться в подготовке справочных и методических пособий по диагностике видов млекопитающих и птиц по микроструктуре соответственно волос и перьев, по морфофункциональному исследованию органов пищеварения жвачных животных, по использованию кожного покрова рыб, пресмыкающихся и птиц в качестве нетрадиционного кожевенного сырья. Эти сведения могут быть использованы в авиационной орнитологии, криминалистике и судебной экспертизе, и в кожевенной промышленности. Специально будут выявлены примеры адаптаций строения кожи позвоночных, представляющие интерес для биомиметики (в частности в авиационном и судостроительном машиностроении).
• В настоящее время создаются различных биотехнологии с целью улучшения структуры и функции поврежденных скелетных мышц, в том числе направленные на сокращение времени обработки биологического материала вне организма, в частности методы тканевой терапии, когда тканевые имплантаты подготавливаются в момент операции. Для усиления стимулирующего эффекта применяют различные биологически активные вещества и некоторые физические факторы (в том числе облучение). Разработка гистологического контроля эффекта тканевой терапии поможет избежать нежелательных побочных последствий воздействия стимулирующих облучений на органы и ткани млекопитающих, в том числе, человека.