Экспедиции

Истоки

Наши полевые исследования на юге Калмыкии, на Черных землях, начались в 1980 г.

После горной Тувы - предыдущего исследовательского полигона - с ее удивительными по красоте и разнообразию ландшафтами с горными реками и озерами (рис. 2) унылая, однообразная, безводная, плоская, как стол, полупустынная равнина поначалу не радовала глаз (рис. 3). Однако разнообразие научных направлений этого нового полевого стационара сделало его точкой притяжения для многих ученых и студентов на долгие годы.

Рис. 3. Калмыкия, 1980-е гг. – начало работ

На первом этапе, в 1980-е гг., когда здесь господствовала пустыня – последствие перевыпаса в советское время, основным направлением было исследование поведения и социальной организации пустынных грызунов: песчанок и сусликов (Шилова и др. 1983; Попов и др., 1989; Гольцман и др., 1994).

Новый этап - начало

После перерыва на 10 лет исследования в Калмыкии были возобновлены. Причина возвращения – удивительные перемены в ландшафте Черных земель, которые начали происходить в начале 1990-х гг. В результате резкого сокращения поголовья скота и увлажнения климата в Прикаспийской низменности пустыня стала быстро превращаться в высокотравную степь (рис. 4, Шилова и др., 2000; Неронов, Чабовский, 2003). Упустить возможность следить за последствиями такого естественного эксперимента для растительного покрова, сообщества и популяций грызунов и экосистемы в целом, по мнению С.А. Шиловой, – основателя Калмыцкой экспедиции - было нельзя. Так начались и продолжаются до сих пор, вот уже более 20 лет, непрерывные наблюдения, организованные по принципу долговременного стационарного экологического мониторинга.

Рис. 4. Остепнение и восстановление растительности после опустынивания пастбищ (1990-е гг.)

За это время спектр направлений исследований сильно расширился, как и состав участников (рис. 5-6). Поменялся и транспорт (рис. 7).

Рис. 7. Транспорт экспедиции в 1990-х 2020-х гг.

Направления исследований

Мы проводим геоботанические исследования, отслеживая перемены в растительном покрове в зависимости от изменений в пастбищной нагрузке и климате: остепнение пастбищ в 1990-2000-х гг. (рис. 8) (Neronov et al. 1997) с увеличением поголовья скота сменилось новым циклом опустынивания, начавшимся в 2010-х. гг. (Суркова и др. 2022) (рис. 9). Несколько засушливых лет в начале 2020-х гг. ускорили процесс распространения пустынных местообитаний. Соответствующие изменения, но со значительной задержкой по времени происходили в населении грызунов – еще одно направление наших исследований. Сообщество, обогащенное степными видами грызунов на начальных стадиях восстановления растительности (Шилова и др. 2000; Исаев, Савинецкая 2002. Rogovin 2007), по мере экспансии дерновинных злаков (рис. 8) обеднело и перешло в состояние глубокой депрессии, но затем, с возвращением пустыни и пустынных видов возродилось вновь (Surkova et al. 2019; Суркова и др. 2024а).

Рис. 8. Распространение дерновинных злаков привело к обеднению сообщества грызунов и его коллапсу

Изменения в населении грызунов позволили нам расширить спектр видов для исследования поведения и социальной организации, в частности тамарисковой песчанки (Громов, Чабовский 1995; Tchabovsk, Bazykin 2004; Tchabovsky et al. 2004) и общественной полевки (Касаткин, Неронов, 2005), распространившихся здесь в начале 1990-х. гг. Одним из направлений стало исследование межвидовых отношений грызунов (Шилова, Александров, 2002; Чабовский, Александров, 1996).

Неравновесное состояние пастбищной экосистемы, испытывающей разнонаправленные антропогенные нагрузки, открыло для нас новое интересное направление: исследование нестационарной пороговой динамики популяций грызунов. Популяции разных видов демонстрировали скачкообразные переходы между разными устойчивыми состояниями (Tchabovsky et al. 2016; 2019, Суркова и др. 2024б) – редко кому удавалось наблюдать это явление воочию в природных популяциях и сообществах.

Современное развитие

Другое, главное сейчас для нас новое направление, которое «подарил» нам эксперимент в природе по воздействию человека на пастбищные экосистемы в Калмыкии в Калмыкии – исследование колонизации животными новых пространств. Изменения в ландшафте Черных земель и новый цикл опустынивания привели к расширению ареала полуденной песчанки (рис. 10), реколонизирующей сейчас, у нас на глазах, покинутые в «степной» период области (рис. 11).

Рис. 10. Полуденная песчанка (*Meriones meridianus*) – модельный вид

Рис. 11. Вслед за опустыниванием полуденная песчанка распространяется на запад Черных земель Калмыкии

В реализации этого масштабного проекта «Колонисты – кто они?» в поле в рамках Калмыцкой экспедиции участвовали и участвуют: Л.Е Савинецкая, Е.Н. Суркова, Н. Л. Овчинникова, Д.В. Пожариский, Н.И. Марков, И.С. Хропов, Я.А. Чабовская, А.В. Мокроусов, Г.А. Базыкин, В.А., Кузнецов, Д.Б. Васильев, В.С. Швед и многие другие коллеги. Мы следим за динамикой популяции колонистов (Чабовский и др. 2023) и пытаемся понять, что отличает их от обитателей материнской популяции, остающихся «дома». Какие изменения происходят в их поведении и физиологии, в демографической и генетической структуре их популяции со временем, в череде поколений. Для этого мы разработали систему поведенческих тестов, применяемых в поле для оценки смелости, исследовательской активности и социабельности песчанок (Tchabovsky et al. 2024a,b). Мы используем неинвазивные методы анализа уровня глюкокортикоидов для того, чтобы оценить уровень стресса и его динамику у колонистов (Surkova et al. 2024), а также молекулярно-генетические маркеры, чтобы описать и попытаться объяснить генетические процессы, протекающие в колонизирующей новые пространства популяции песчанок (Batova et al. 2024).

Полевые исследования в Калмыкии не только интересны с научной точки зрения, но важны и для практических целей. Резкие и часто непредсказуемые изменения в динамике численности и распространения грызунов – носителей многих инфекций, влияют на эпизоотическую обстановку. Наши исследования помогают следить за такими изменениями и их предсказывать, что полезно для контроля распространения эпизоотий.

Работа в поле

Рис. 15. Юные помощники готовят свои доклады

Избранные статьи Калмыцкой экспедиции

1. Batova O.N., Markov N.I., Titov S.V., Tchabovsky A.V. Does the Colonizing Population Exhibit a Reduced Genetic Diversity and Allele Surfing? A Case Study of the Midday Gerbil (Meriones meridianus Pallas) Expanding Its Range // Animals. – 2024. – V. 14. – №. 18. – P. 2720.

2. Neronov VV, Tchabovskii AV, Aleksandrov DY, Kasatkin MV (1997) Spatial distribution of rodents under conditions of anthropogenic dynamics of vegetation in the South of Kalmykia. Russ J Ecol 28:328–334.

3. Rogovin KA (2007) Steppe expansion and changes in the structure of the rodent community in north-western Caspian region (Republic of Kalmykia, RF). Acta Zool Sin 53:29–43.

4. Surkova E., Popov S., Tchabovsky A. Rodent burrow network dynamics under human‐induced landscape transformation from desert to steppe in Kalmykian rangelands //Integrative Zoology. – 2019. – Т. 14. – №. 4. – С. 410-420.

5. Surkova E.N., Savinetskaya L.E., Khropov I.S., Tchabovsky A.V. Flexible males, reactive females: Faecal glucocorticoid metabolites indicate increased stress in the colonist population, damping with time in males but not in females // Journal of Comparative Physiology B. – 2024. – V. 194. – №. 4. – P. 545-554.

6. Tchabovsky AV, Bazykin G. A. 2004. Females delay dispersal and breeding in a solitary gerbil Meriones tamariscinus // Journal of Mammalogy. V.85(1):44-51.

7. Tchabovsky A, Merritt JF, Aleksandrov DY (2004) Ranging patterns of two syntopic gerbillid rodents: a radiotelemetry and live-trapping study in semi-desert habitat of Kalmykia,

8. Tchabovsky AV, Savinetskaya LE, Surkova EN, Ovchinnikova NL, Kshnyasev IA (2016) Delayed threshold response of a rodent population to human-induced landscape change. Oecologia 182:1075–1082. https://doi.org/10.1007/s00442-016-3736-9

9. Tchabovsky A, Savinetskaya L, Surkova E, (2019) Breeding versus survival: proximate causes of abrupt population decline under environmental change in a desert rodent, the midday gerbil (Meriones meridianus). Integr Zool 14:366–375. https://doi.org/10.1111/1749-4877.12372

10. Tchabovsky A.V., Surkova E.N., Savinetskaya L.E. Multi-assay approach shows species-associated personality patterns in two socially distinct gerbil species // Plos one. – 2024. – V. 19. – №. 4. – P. e0296214.

11. Tchabovsky A.V., Surkova E.N., Savinetskaya L.E., Khropov I.S. Flexible males, proactive females: increased boldness/exploration damping with time in male but not female colonists // Royal Society Open Science. – 2024. – V. 11. – P. 240842.

12. Tchabovsky A, Merritt JF, Aleksandrov DY. 2004. Ranging patterns of two syntopic gerbillid rodents: a radiotelemetry and trapping study in semi-desert habitat of Kalmykia, Russia // Acta Theriologica. V.49(1):17-31.

13. Гольцман М. Е., Попов С. В., Чабовский А. В., Борисова Н. Г. 1994. Синдром социальности. Сравнительное исследование поведения песчанок // Журн. Общей Биол., Т. 55(1), С. 49-69.

14. Громов В. С., Чабовский А. В. 1995. О пространственной структуре поселений тамарисковой песчанки (Meriones tamariscinus Pall. ) в нерепродуктивный период на юге Калмыкии // Зоол. журн. Т. 74(3), С.134-40.

15. Исаев С. И., Савинецкая Л. Е. 2002. Восстановление степной растительности и вспышка численности общественной полевки (Microtus socialis) на юго-западе Черных земель Калмыкии // Зоол. журн. Т. 81(3). С. 358-368.

16. Касаткин М.В., Неронов В.В., 2005 Пространственная структура поселений и размножение общественной полевки (Microtus socialis Pallas, 1773) при распространении пожаров в полупустыне // Бюллетень МОИП. Отд. биол. Т. 110(4). С. 92-97.

17. Неронов В. В., Чабовский А. В., Александров Д. Ю., Касаткин М. В. 1997. Пространственная организация населения грызунов в условиях антропогенной динамики растительных сообществ на юге Калмыкии // Экология. №5:369-76.

18. Неронов В.В., Чабовский А.В. Черные земли: полупустыня вновь становится степью // Природа. 2003. № 2. С.72-79.

19. Суркова Е.Н. и др. Черные земли Калмыкии: пустыня возвращается? //Природа. – 2022. – № 2. – С. 13-20.

20. Суркова Е.Н., Савинецкая Л.Е., Чабовский А.В. Через крах к возрождению: нестационарная динамика сообщества грызунов в новый цикл опустынивания в Калмыкии // Зоологический журнал. – 2024а. – Т. 103. – №4. – C. 70-79.

21. Суркова Е.Н., Савинецкая Л.Е., Чабовский А.В. Видовая специфика реакции грызунов на развитие процессов остепнения и опустынивания в Калмыкии // Russian Journal of Ecosystem Ecology. – 2024б. – Т. 9, № 2. – С. 1-9.

22. Чабовский А. В., Александров Д. Ю. 1996. Пространственная структура совместного поселения тамарисковых и полуденных песчанок в Калмыкии // Зоол. Журн. Т. 75(12):1842-1851.

23. Чабовский А.В., Суркова Е.Н., Савинецкая Л.Е., Кулик А.А., 2023. Расширение ареала и особенности популяции на волне расселения: пример полуденной песчанки (Meriones meridianus Pallas 1773, Muridae, Rodentia) в Калмыкии // Зоологический журнал. Т. 102. №4. C. 443-452.

24. Шилова С. А. Чабовский А. В. Исаев С. И. Неронов В. В. 2000. Динамика сообществ и популяций грызунов полупустынь Калмыкии в условиях снижения нагрузки на пастбища и увлажнения климата // Изв. РАН серия биол., № 3. стр. 332-344.