Науковий вісник Чернівецького університету. Біологія (Біологічні системи)
Засновник журналу Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, рік заснування 2009 Видання входить до Переліку наукових фахових видань України (категорія «Б») (наказ № 928 від 11.06.2026 року) у межах кластеру "Біологія, біотехнології, медицина та реабілітація", спеціальності Біологія та біохімії, Біотехнології та біоінженерія. Періодичність видання – три номери на рік Цілі та проблематика У журналі "Науковий вісник Чернівецького університету. Біологія (Біологічні системи)" публікуються результати досліджень з актуальних проблем біологічної науки, зокрема біохімії, біотехнології, молекулярної біології та генетики, мікробіології, екології, ботаніки та зоології, збереження біоти, охорони та відтворення біоресурсів. Мета журналу - забезпечення платформи для оприлюднення та обміну науковими результатами у сфері біологічних наук, стимулювання розвитку фундаментальних і прикладних досліджень наукових колективів; висвітлення актуальних питань, пов’язаних із функціонуванням біологічних систем, збереженням біорізноманіття та ефективним управлінням природними ресурсами. Політика відкритого доступу Журнал «Науковий вісник Чернівецького університету. Біологія (Біологічні системи)» практикує політику негайного відкритого доступу (безоплатного як для автора, так і для користувача) до усіх статей та випусків видання, підтримуючи принципи вільного поширення наукової інформації та глобального обміну знаннями задля загального суспільного прогресу. Плата за публікації Відсутні будь-які форми оплати (внески) за опрацювання, рецензування, публікацію статей для усіх авторів, у тому числі і для здобувачів третього рівня вищої освіти. Публікація статей є БЕЗКОШТОВНОЮ. УВАГА! З міркувань безпеки вимкнено самостійне подання статей, тому ваші матеріали присилайте на електронну адресу журналу або відповідального редактора: vb@chnu.edu.ua , l.cheban@chnu.edu.ua
Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича
ВПЛИВ ІОНІВ PB²⁺ НА СИНТЕЗ ЕКЗОПОЛІСАХАРИДНОГО КОМПЛЕКСУ GORDONIA RUBRIPERTINCTA
На сьогодні питання забруднення біосфери солями важких металів є одним із ключових викликів для безпеки та збереження екосистем. Серед них особливе місце посідає свинець – токсичний метал, який масово потрапляє у воду та ґрунти через промислові викиди, видобуток копалин та наслідки збройних конфліктів. Свинець не розкладається з часом, а постійно накопичується у довкіллі. Високі концентрації цього металу згубно впливають на живі організми. Класичні фізико-хімічні підходи до детоксикації ґрунтів і вод зазвичай потребують значних фінансових вкладень та супроводжуються генерацією небезпечних вторинних відходів, що ускладнює їх утилізацію. З огляду на це, перспективною альтернативою стають технології біоремедіації, що базуються на здатності специфічних мікроорганізмів акумулювати або нейтралізувати екотоксиканти. Особливу увагу привертають бактерії, що здатні виживати в екстремальних умовах. У роботі досліджено вплив свинцевого навантаження (зокрема, іонів плюмбуму у концентрації до 0,6 мг/л) на адаптивні реакції актинобактерій G. rubripertincta. Встановлено, що бактерії проявляють надзвичайно високу толерантність до іонів плюмбуму. Наявність токсиканта у концентраціях до 600 мкг/л не інгібує ріст культури, забезпечуючи стабільне накопичення біомаси на рівні та формування колоній. При цьому констатовано дозозалежну інтенсифікацію синтезу екзополісахаридів. За максимального токсичного навантаження концентрація клітинно-зв'язаних екзополісахаридів зростає майже в 1,5 рази, а вільних – у 5 разів. Позаклітинні екзометаболіти досліджуваного мікроорганізму, очевидно, формують надійний протекторний бар'єр, який забезпечує інтенсивне зв'язування та іммобілізацію Pb2+ на поверхні клітин. Оцінка динаміки цього процесу засвідчила, що за умов внесення у середовище 6 мкг/л та 60 мкг/л токсиканта бактерії вилучають із середовища 66% і 76% плюмбуму відповідно. Отримані результати підтверджують високий біоремедіаційний потенціал G. rubripertincta за умов жорсткого хімічного стресу. Зокрема, виявлені механізми мікробної адаптації відкривають багатообіцяючі перспективи для розробки ефективних біопрепаратів нового покоління. Такі екологічно безпечні препарати можуть бути успішно застосовані для повноцінного відновлення сільськогосподарських ґрунтів та очищення стічних вод промислових підприємств від іонів важких металів. Подальші фундаментальні дослідження будуть логічно спрямовані на детальне вивчення генетичних детермінант металорезистентності цього цінного штаму та оптимізацію умов його масового культивування.
ОСОБЛИВОСТІ ОРГАНІЗАЦІЇ ОХОРОНИ ПРАЦІ В ЛАБОРАТОРІЯХ МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧНОГО ПРОФІЛЮ
У статті наведено аналіз щодо особливостей організації охорони праці в лабораторіях молекулярно-генетичного профілю в умовах інтенсивного робочого навантаження та розроблено практичні рекомендації щодо мінімізації професійних ризиків для персоналу. Проведено порівняльний аналіз наукової літератури, міжнародних нормативних документів та регуляторної бази. Встановлено, що охорона праці в сучасних молекулярно-генетичних лабораторіях трансформувалася з формального дотримання правил безпеки у комплексну систему управління ризиками, що поєднує наукові, інженерні та екологічні підходи. Це зумовлено впровадженням високотехнологічних методів, зокрема NGS-сиквенування, редагування геному системою CRISPR/Cas та автоматизованих аналітичних платформ, які створюють нові категорії виробничих ризиків. Ефективна система охорони праці базується на вимогах стандартів ISO 15189:2022, ISO 35001:2019, ISO 45001:2018, а також настанов WHO Laboratory Biosafety Manual і CDC/NIH BMBL. Працівники таких лабораторій зазнають впливу біологічних, хімічних, фізичних, ергономічних та психофізіологічних ризиків, що потребують диференційованих заходів контролю. Важливим елементом безпечної роботи є суворе функціональне зонування приміщень із дотриманням одностороннього руху матеріалів, персоналу та повітряних потоків. Невід’ємною складовою системи охорони праці також є формування культури безпеки через навчання персоналу, інструктажі, оцінювання компетентності та впровадження стандартних операційних процедур. Вдосконалення системи охорони праці в молекулярно-генетичних лабораторіях забезпечується проведенням регулярних внутрішніх аудитів та системним аналізом інцидентів і «майже інцидентів» за методологією аналізу базових причин. Перехід від реактивного до превентивного управління ризиками через механізм коригувальних і запобіжних дій є визначальною умовою підтримання високого рівня лабораторної безпеки. Виявлено також суттєві прогалини в українському законодавстві щодо регулювання специфічних ризиків сучасних молекулярно-генетичних лабораторій. Адаптація національних стандартів до вимог ISO 35001:2019 та оновлених настанов WHO є важливою умовою гармонізації системи біобезпеки України з міжнародними вимогами.
ХАРАКТЕРИСТИКА ҐРУНТОВОГО ПОКРИВУ ЧИВЧИНСЬКИХ ГІР: ОСНОВНІ ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ПОКАЗНИКИ ТА ТИПИ ҐРУНТІВ
У статті подано результати аналізу ґрунтового покриву Чивчинських гір (Українські Карпати). Встановлено, що переважаючими типами ґрунтів є середньо- та важкосуглинкові, меншою мірою — супіщані та легкоглинисті. Виявлено збільшення частки глинистих елементарних ґрунтових частинок у долинах постійних і тимчасових водотоків, а також більш кислі значення pH на вершинах гір, за винятком ділянок, де вапняки виходять безпосередньо на денну поверхню. Переважання фізичного піску в ґрунтах Чивчинських гір може зумовлювати розвиток зсувних процесів та інших ерозійних явищ унаслідок інтенсивних опадів, особливо на крутих схилах за умов вирубки лісів. Загалом для регіону Чивчинських гір, як і для Українських Карпат, характерне формування кислих бурих ґрунтів із розвитком округлих елювіально-делювіальних ґрунтових утворень.
КЛАСИФІКАЦІЯ СТЕПОВОЇ ТА УЗЛІСНОЇ РОСЛИННОСТІ НАЦІОНАЛЬНОГО ПРИРОДНОГО ПАРКУ «КАРМЕЛЮКОВЕ ПОДІЛЛЯ» (ВІННИЦЬКА ОБЛАСТЬ, УКРАЇНА)
Класифікація степової та узлісної рослинності Національного природного парку «Кармелюкове Поділля» проведена на основі 224 геоботанічних описів, зібраних у 2006–2017 роках, за методом Ж. Браун-Бланке та із залученням спеціалізованого програмного забезпечення. Проаналізовано флористичне багатство ідентифікованих угруповань, особливості їх екологічної диференціації й поширення в межах національного природного парку. Запропонована класифікаційна схема включає 4 асоціації, 3 союзи, 3 порядки та 2 класи. Узлісна рослинність, найбільш поширена у парку поряд з лісовою, представлена асоціацією Trifolio medii-Agrimonietum eupatoriae. Однак у національному парку «Кармелюкове Поділля» такі угруповання не завжди межують з лісом: при відсутності належного менеджменту степових ценозів запускається автогенна резерватогенна сукцесія їх заміщення деревно-чагарниковою рослинністю. Серед власне степової рослинності (Клас Festuco-Brometea) найбільше поширення в межах парку мають угруповання ковилово-типчакових степів, які репрезентують угруповання асоціації Festuco valesiacae-Stipetum capillatae. Саме до ковилово-типчакових степів приурочено локалітети поширення ендемічного виду Carlina onopordifolia Besser ex DC, занесеного до Червоної книги України та Резолюції 6 Бернської конвенції. Незначне поширення на території парку мають угруповання ксерофітних пасовищ та старих перелогів, які репрезентує асоціація Salvio pratensis-Poёtum angustifoliae. Всього лише одним локалітетом в межах парку (урочище «Вишенька») представлена асоціація Scabioso ochroleucae-Brachypodietum pinnati, яка репрезентує типові для союзу Cirsio-Brachypodion pinnati угруповання лучних степів центральноєвропейського типу. Територія НПП «Кармелюкове Поділля» є східною межею суцільного поширення угруповань союзу Cirsio-Brachypodion pinnati, які відзначаються специфічними екологічними умовами формування та різним ступенем антропогенного впливу. Проведений ординаційний та екологічний аналіз засвідчив чітку диференціацію синтаксонів за такими факторами, як вологість, кислотність, вміст карбонатів, азоту, сольовий режим ґрунтів і кліматичні показники. За допомогою фітоіндикаційної оцінки з використанням екологічних шкал Я.П. Дідуха визначено особливості екологічної диференціації синтаксонів. Показано, що значна частина степових угруповань парку перебуває на різних стадіях автогенної сукцесії через відсутність належного природоохоронного менеджменту, що призводить до поступового скорочення площ відкритих степів. Встановлено високу природоохоронну цінність досліджених фітоценозів, які включають численні види з Червоної книги України та належать до охоронюваних європейських типів оселищ. Отримані результати можуть бути використані для вдосконалення системи охорони біорізноманіття національного парку, розроблення ефективних заходів управління степовими екосистемами та імплементації вимог європейського природоохоронного законодавства.
КОМПЛЕКСНИЙ АНАЛІЗ ВІКОВИХ ДЕРЕВ РОДУ QUERCUS L. ПІВНІЧНОЇ БУКОВИНИ
Проаналізовано таксономічну та систематичну структуру вікових дерев роду Quercus L., які зростають на території міста Чернівці та в парках-пам’ятках садово-паркового мистецтва місцевого значення, розташованих в межах фізико-географічного району Північної Буковини. Проведено розподіл вікових дерев роду Quercus L. за основними таксаційними параметрами. Виявлено 54 екземпляри вікових дерев роду Quercus L., які за систематичною структурою представлені 5 видами і 2 формами. Встановлено, що за віковою структурою переважають дерева першої вікової групи (віком понад 300 років); засвідчено домінування рослин з окружністю стовбура 200–300 см та діаметром стовбура 50–100 см. На основі розподілу вікових дерев за класами висот виявлено значне переважання дерев ІІ величини. Виявлено, що більшість екземплярів досліджуваних вікових дерев роду Quercus L. володіють виключно високими та дуже високими показниками зимостійкості, посухостійкості, газостійкості та стійкості до шкідників і хвороб, для яких відмічено добрий санітарний стан. В результаті оцінки життєвого стану вікових дерев роду Quercus встановлено варіабельність прояву показника в межах від 20 до 40 балів, що обумовлено різними умовами зростання та інтенсивністю прояву антропогенної діяльності, пов’язаної з функціонуванням міської інфраструктури. У результаті комплексної оцінки декоративних ознак екзотів вікових дерев роду Quercus L. встановлено, що всі 100% досліджуваних об’єктів належать до групи високодекоративних рослин. Вони можуть успішно використовуватись в озелененні міст та інших населених пунктів, для облаштування та реконструкції скверів і парків, що сприятиме підвищенню їх декоративності та підсиленню рекреаційного значення.
ФІКОРЕМЕДІАЦІЙНИЙ ПОТЕНЦІАЛ ЦІАНОБАКТЕРІЙ РОДУ NOSTOC У ВИДАЛЕННІ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ ІЗ ЗАБРУДНЕНИХ ВОД
Забруднення водних екосистем важкими металами є однією з найбільш актуальних екологічних проблем сучасності через їхню токсичність, стійкість до природної деградації та здатність до біоакумуляції в трофічних ланцюгах. У зв’язку з цим значний інтерес викликають біотехнологічні методи очищення вод, зокрема фікоремедіація із застосуванням ціанобактерій. Метою роботи є узагальнення сучасних даних щодо використання біомаси ціанобактерій роду Nostoc для видалення важких металів із водного середовища, аналіз ролі екзополісахаридів у процесах біосорбції та біоакумуляції, а також оцінка перспектив практичного застосування цих організмів у технологіях біоремедіації. Показано, що представники роду Nostoc характеризуються високою стійкістю до токсичної дії металів завдяки здатності синтезувати значну кількість екзополісахаридів, які формують навколо клітин захисний матрикс і забезпечують ефективне зв’язування іонів металів. Екзополісахариди є складними гетерополімерами, до складу яких входять різноманітні моносахариди, уронові кислоти та функціональні групи, зокрема карбоксильні, гідроксильні, фосфатні та сульфатні залишки. Саме вони визначають високу сорбційну здатність ціанобактеріальної біомаси щодо свинцю, кадмію, міді, цинку, нікелю, хрому та інших металів. У роботі розглянуто основні механізми вилучення металів із водних середовищ, серед яких провідне значення мають біосорбція та біоакумуляція. Біосорбція є швидким метаболічно незалежним процесом, що відбувається на поверхні клітин і може здійснюватися як живою, так і неживою біомасою. Біоакумуляція, навпаки, є енергозалежним процесом, пов’язаним із транспортом металів усередину клітини та їх подальшою детоксикацією за участю металотіонеїнів, антиоксидантних систем і механізмів внутрішньоклітинної секвестрації. Проаналізовано вплив основних факторів навколишнього середовища на ефективність цих процесів, зокрема рН, температури, концентрації металів, солоності та характеристик біомаси. Узагальнені літературні дані свідчать про високу ефективність живої, іммобілізованої та хімічно модифікованої біомаси Nostoc у видаленні важких металів із промислових і комунальних стічних вод. Встановлено, що використання ціанобактерій поєднує екологічну безпечність, низькі енергетичні витрати та можливість подальшої утилізації отриманої біомаси для виробництва біопалива й біополімерів. Зроблено висновок, що ціанобактерії роду Nostoc є перспективними агентами фікоремедіації, а подальші дослідження мають бути спрямовані на оптимізацію умов культивування, підвищення сорбційної здатності біомаси та масштабування технологій для промислового впровадження.
ОЦІНКА ВПЛИВУ ПОКРИВНИХ КУЛЬТУР НА ПАРАМЕТРИ БІОЛОГІЧНОГО ЗДОРОВ'Я ТЕМНО-СІРИХ ЛІСОВИХ ҐРУНТІВ У СИСТЕМІ NO-TILL
Досліджено вплив покривних культур у системі No-till на агрохімічні, агрофізичні та біологічні параметри темно-сірого лісового ґрунту в умовах Прут-Дністровського межиріччя. Оцінку проведено за показниками поживного режиму, щільності складення, інтенсивності мікробіологічної деструкції органічних решток та чисельності ґрунтової мезофауни. Встановлено, що покривні культури формують різноспрямовані, але взаємно узгоджені ефекти у межах ґрунтової системи: бобові компоненти переважно визначають інтенсифікацію азотного циклу, тоді як злакові та хрестоцвіті (капустяні) культури модифікують фізичну архітектоніку орного шару через розвиток кореневої біопористості. Найвищу вираженість інтегральних змін зафіксовано у варіантах із люпином, житом та редькою олійною, де спостерігалося одночасне зниження щільності складення, підвищення інтенсивності розкладу органічної речовини та зростання біологічної активності ґрунту. Отримані результати інтерпретуються як прояви перебудови функціональних контурів ґрунтової родючості, пов’язаних із балансом між органічним вуглецем, азотом та активністю ґрунтових біоценозів.
АНАЛІЗ ПРО-АНТИОКСИДАНТНОГО СТАТУСУ DAPHNIA MAGNA ЗА БІОІНКАПСУЛЯЦІЇ УФ-ОПРОМІНЕНОЮ БІОМАСОЮ ДРІЖДЖІВ RHODOTORULA MINUTA
Забезпечення високої життєздатності та виживаності молоді риб на ранніх етапах онтогенезу є пріоритетним завданням інтенсивної аквакультури, вирішення якого безпосередньо пов’язане з оптимізацією стартових раціонів. Гіллястовусі ракоподібні, зокрема Daphnia sp, є поширеним живим кормом, проте їхній природний нутрієнтний профіль часто дефіцитний за рядом ессенціальних сполук, зокрема каротиноїдів. Перспективним методом вирішення цієї проблеми є технологія біоінкапсуляції з використанням каротиногенних дріжджів роду Rhodotorula, біосинтетичний потенціал яких штучно підсилено за допомогою дозованого ультрафіолетового (УФ) опромінення. Мета роботи полягала в оцінці впливу біоінкапсуляції УФ-опроміненою культурою дріжджів Rhodotorula minuta на про-антиоксидантний статус та динаміку чисельності популяції Daphnia magna для обґрунтування перспективності застосування модифікованої мікробної біомаси в аквакультурі. Стимуляцію каротиногенезу у штаму R. minuta УКМ Y-1349 здійснювали шляхом короткохвильового УФ-опромінення λ= 254 нм) протягом 120 хвилин з наступним глибинним культивуванням. Отриману біомасу використовували для вигодовування D. magna протягом 16 діб із кінцевою концентрацією субстрату 1,5× 107 КУО/л. Стан про-антиоксидантної системи дафній оцінювали за вмістом ТБК-активних продуктів, рівнем карбонільних похідних білків та активністю супероксиддисмутази на 8-у та 16-у добу експерименту. Паралельно здійснювали щоденний моніторинг чисельності популяції. Встановлено, що згодовування УФ-модифікованого корму ініціює в організмі дафній стан помірного фізіологічного еустресу, що супроводжується зростанням рівня ТБК-активних продуктів у 1,5 рази та вмісту карбонільних груп білків у 1,77 рази порівняно з нативним контролем, що, ймовірно, зумовлено прооксидантним ефектом високих концентрацій накопичених каротиноїдів. Проте на 16-у добу вигодовування зафіксовано потужну компенсаторну відповідь: активність СОД у дослідній групі майже вдвічі перевищувала показники контролю, що призвело до стабілізації процесів ліпопероксидації та збільшенні чисельності популяції на 37%. Результати дослідження підтверджують, що біомаса УФ-опромінених дріжджів R. minuta виступає ефективним біомодулятором про-антиоксидантного статусу живих кормів. Викликаний еустрес забезпечує зростання їхньої життєздатності та обґрунтовує перспективність впровадження цієї біотехнології для оптимізації кормової бази в рибництві.
КЛАСИФІКАЦІЯ ДЕФОРМАЦІЙ У ЖИЛКУВАННІ КРИЛ ТРУТНІВ APIS MELLIFERA L. В УКРАЇНІ
Метою роботи є оцінка можливості використання інформації про спотворення жилкування крил трутнів Apis mellifera L. для встановлення властивостей гаплоїдних геномів медоносної бджоли. Досліджено 260 колоній і 30821 трутня. Виявлено спотворення жилкування крил та визначено їх локалізацію. Проведено типування 11 чітко виражених дефектів, які позначено у вигляді <X>, де X ∈ {A, B, …, K}. Для 40 колоній із використанням дискримінантного та дисперсійного аналізів виконано кластеризацію крил у межах колоній (на два кластери) та порівняння груп крил без дефектів і з дефектами, що належать до одного кластера. Встановлено, що частки дефектів типів <F>, <C> та <D> становлять 14,74%, 5,55% і 2,68% відповідно від загальної кількості досліджених крил. У 78 (30%) колоніях частка дефектів типу <F> перевищує 20%. Частки інших типів дефектів є значно меншими і становлять 0,43–1,39%. Водночас виявлено окремі колонії з високою часткою дефектів типів (до 42%) та (до 34%). Окрім виражених дефектів, встановлено постійна наявність слабко виражених аномалій (<> та <>), сумарна частка яких перевищує 40%. За умови, що частка чітко виражених дефектів становить ≥23%, морфологія крил трутнів може бути використана для оцінювання варіативності у відповідності генотипу та фенотипу між крилами без дефектів і з дефектами.
ІННОВАЦІЙНІ ПІДХОДИ ДО ОРГАНІЗАЦІЇ ЛАБОРАТОРНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ БІОЛОГІЧНИХ ФАКТОРІВ ТА ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ОХОРОНИ ПРАЦІ
У роботі проведено комплексний аналіз впровадження інноваційних технологій у систему охорони праці в лабораторних дослідженнях біологічних факторів. Основна увага приділена оцінці впливу автоматизації, цифровізації та інтелектуальних систем моніторингу на рівень біобезпеки, ефективність лабораторних процесів та управління професійними ризиками. Метою дослідження було оцінити сучасні інноваційні підходи до організації лабораторних досліджень біологічних факторів та з’ясувати їх роль у забезпеченні охорони праці, підвищенні біобезпеки й ефективності лабораторної діяльності. Для досягнення мети використано методи системного аналізу, узагальнення та порівняльного оцінювання наукових публікацій, нормативно-правових актів і міжнародних стандартів у сфері біобезпеки та охорони праці. Інформаційну базу дослідження сформовано на основі даних наукометричних ресурсів (PubMed, Scopus, Web of Science, ScienceDirect, Google Scholar) та чинних регуляторних документів у сфері лабораторної діяльності. Встановлено, що впровадження інноваційних технологій (роботизації, лабораторних інформаційних систем, сенсорного моніторингу та інструментів штучного інтелекту) дозволяє знизити рівень виробничих ризиків, мінімізувати вплив людського фактора, скоротити витрати та підвищити ефективність управління охороною праці. Водночас визначено ключові бар’єри впровадження інновацій, серед яких фінансові обмеження, недостатній рівень інфраструктури, кадрові проблеми, ризики кібербезпеки та організаційна інерційність. Отже, ефективне впровадження інновацій у систему охорони праці в лабораторних дослідженнях біологічних факторів потребує комплексного підходу, що поєднує технологічні, організаційні та нормативні рішення для забезпечення високого рівня біобезпеки та стійкого розвитку лабораторного середовища.
РОЗПОДІЛ ІХТІОФАУНИ ТА ВОДНО-БОЛОТНИХ ПТАХІВ У БАСЕЙНІ РІЧКИ ІРПІНЬ В МЕЖАХ РІЗНИХ МАСИВІВ ПОВЕРХНЕВИХ ВОД
Дослідження здійснювали на річці Ірпінь та її притоках (басейн річки Дніпро). Для цього було проведено іхтіологічні та орнітологічні дослідження на 24 станціях. Спостереження проводили на різнотипних масивах поверхневих вод, які представлені у басейні річки Ірпінь. Встановлено, що у межах масиву великої річки найбільше видове багатство риб (30 видів). На противагу цьому у межах решти масивів зареєстровано від 5 до 24 видів риб. Найбільшу кількість раритетних видів зареєстровано у межах масиву Велика річка на низовині Leuciscus leuciscus, Alburnoides rossicus, Cobitis taenia, Misgurnus fossilis та Sabanejewia baltica. Це також підтверджено найвищим рівнем таксономічного багатства. Під час проведення орнітологічних досліджень на водоймах та прибережній смузі встановлено присутність 31 виду водно-болотних птахів. Найбільшу кількість видів виявлено на полігональних масивах поверхневих вод (водосховищах). Найбільшу кількість раритетних видів зареєстровано на затопленій території (околиці с. Демидів). У межах полігональних масивів поверхневих вод зафіксовано найвищі показники таксономічного різноманіття. Це підтверджує високий рівень ефективності охорони новостворених біотопів. У межах масиву велика річка на низовині, середня річка на низовині, мала річка на низовині та мала річка на височині видовий склад становив 6-12; 5-9; 4-8 та 14 видів відповідно. В басейні нами відмічені вразливі види що входять до Червоної книги України: Alburnoides rossicus, Leuciscus leuciscus, Bucephala clangula, Mareca strepera, Podiceps aurіtus, а також 13 видів із Резолюції 6 Бернської конвенції. Отримані дані по розподілу біотичних компонентів у межах різнотипних масивів важливі для виявлення резерватів, а також формування природоорієнтованих заходів у межах трансформованих екосистем басейну р. Ірпінь і доповнення існуючої класифікації масивів поверхневих вод новими даними.
ВПЛИВ ФТОРИДНОГО ЗАБРУДНЕННЯ НА РОСТОВІ ТА БІОХІМІЧНІ ПАРАМЕТРИ CALЕNDULA OFFICINАLIS L., BORAGO OFFICINALIS L., MENTHA PIPERITA L.
У роботі наведено результати дослідження впливу фторидного забруднення на ростові та біохімічні параметри деяких лікарських рослин. У межах експерименту проаналізовано вплив різних концентрацій фториду натрію в ґрунті на динаміку ростових показників, вміст фотосинтетичних пігментів (хлорофілів a і b), а також показників сирої та сухої маси досліджуваних видів. На основі отриманих морфометричних даних розраховано індекс росту кореневої системи та надземної частини рослин. Встановлено видоспецифічні відмінності у реакції досліджуваних видів на фторидне навантаження. Так у Calendula officinalis L. зміни були незначними та залишалися близькими до контрольних значень, тоді як у Borago officinalis L. спостерігали помірне стимулювання росту як коренів, так і пагонів. Найбільші значення індексу росту коренів та пагонів було зафіксовано у Mentha piperita L. Дослідження вмісту фотосинтетичних пігментів показало вірогідне зниження концентрації хлорофілів a та b у Calendula officinalis L. і Borago officinalis L. за всіх досліджуваних концентрацій фториду натрію порівняно з контролем. Натомість у Mentha piperita L. виявлено можливу компенсаторну перебудову пігментного апарату: вміст хлорофілу a стрімко зростав на тлі двократного зниження рівня хлорофілу b, що зумовило різкий зсув їхнього співвідношення у бік переважання форми a. Встановлено, що забруднення ґрунту NaF у помірних концентраціях стимулює приріст сирої маси Calendula officinalis L. та Borago officinalis L., тоді як суттєвих змін у показниках їхньої сухої маси не виявлено.
ЕКСПРЕСІЯ ГЕНІВ ПЛАСТИДНИХ ТА МІТОХОНДРІАЛЬНИХ sHSP У NICOTIANA SYLVESTRIS ЗА ДІЇ ТЕПЛОВОГО СТРЕСУ
В умовах кліматичних змін дослідження механізмів захисту рослин від підвищених температур набуває особливої актуальності. Низькомолекулярні білки теплового шоку (small HSP - sHSP) відіграють ключову роль у підтримці білкового гомеостазу та регуляції відповіді рослин на стресові фактори, а саме - на тепловий стрес. У роботі здійснено біоінформатичний та експериментальний аналіз родини генів sHsp у Nicotiana sylvestris. Використання оновленої анотованої збірки геному дозволило ідентифікувати 48 генів sHsp, що є суттєвим розширенням порівняно з попередніми даними. Встановлено, що ці гени належать до 16 структурних класів, серед яких представлені білки з різною передбачуваною субклітинною локалізацією. Для подальшого аналізу були обрані шість генів, які кодують sHSP з пластидною та мітохондріальною локалізацією: NslHsp18.1-MPI, NslHsp21.3-MPI, NslHsp24.4-MPI, NslHsp24.9-PI, NslHsp26.4- PI, NslHsp25.7-MPII. Методом кількісної ЗТ-ПЛР оцінено профіль експресії цих генів у листках N. sylvestris за контрольних умов (25°C) та після короткочасного теплового шоку (37°C і 42°C). За фізіологічно оптимальної температури експресія досліджених sHsp була низькою або відсутньою. Інкубація за температури 37°C викликала суттєву активацію транскрипції генів NslHsp24.4-MPI, NslHsp24.9-PI, NslHsp26.4- PI, NslHsp25.7-MPII, а за 42°C цей ефект підсилювався. Водночас два гени – NslHsp-18.1-МPI та NslHsp-21.3-МPI – залишались помірно експресованими навіть за умов більш інтенсивного теплового шоку, що може відображати їхню допоміжну роль у стресовій відповіді. Отримані дані демонструють класо- та компартмент-специфічний характер індукції sHSP у N. sylvestris та розширюють уявлення про молекулярні основи термотолерантності представників роду Nicotiana.
РОЛЬ ФЕРМЕНТУ ЦЕЛЮЛАЗИ ЯК ЕКОЛОГІЧНОГО АГЕНТУ У РОЗКЛАДАННІ ЦЕЛЮЛОЗИ У ПРИРОДІ ТА ПРОМИСЛОВОСТІ
Целюлаза являє собою складний синергетичний комплекс ферментів, що складається переважно з трьох типів: ендоглюканаз, екзоглюканаз та β-глюкозидаз. Взаємодія цих біокаталізаторів забезпечує ефективне розщеплення складної структури природного полісахариду целюлози на прості моно- та дисахариди, такі як глюкоза та целобіоза. В природі цей ензим синтизується широкою різномантністю мікроорганізмів – незалежно або через симбіотичні стосунки – при чому представики типів Fungi та Bacteria виступають як основні деградатори рослинної біомаси. Цей процес деградації целюлози є фундаментальним для глобального циклу вуглецю, тим самим підтримуючи життя на нашій планеті. В промисловому контексті, цей фермент вироблять твердофазною та глибинною ферментацією Ефективність виходу ферменту контролюється комбінацією факторів: хімічних (склад середовища, включаючи джерела Карбону та Нітрогену), фізичних (температура, аерація, перемішування), біологічних (вибір штамів мікроорганізмів, мутагенез, синергетична взаємодія). Використання сільськогосподарських відходів як субстрату є ключовою стратегією підвищення економічної доцільності виробництва. Завдяки своїй універсальності целюлаза знаходить широке застосування в багатьох секторах економіки. Фермент є важливим для харчової промисловості та виробництва напоїв (виноробство, хлібопекарство, освітлення соків), целюлозно-паперовому виробництві, текстильному виробництві, складу мийних засобів, фармацевтичної промисловості. Крім того, фермент відіграє важливу роль у виробництві альтернативного палива та в екстракції за участі ферменту біологічно активних сполук з рослинної сировини. Метою цього дослідження є пошук та систематизація інформації про роль ферменту целюлази в ферментативному гідролізі, підкреслюючи його стійкий підхід як процес відточений еволюцією та успішно адаптований для промислових «зелених технологій.
БІОХІМІЧНА ІНТЕРПРЕТАЦІЯ ЗМІН ГОМЕОСТАЗУ ЗАЛІЗА ТА ПРОТЕЇНОСИНТЕТИЧНОЇ ФУНКЦІЇ ПЕЧІНКИ В ПРОЦЕСІ ПОСТРЕЗЕКЦІЙНОЇ РЕГЕНЕРАЦІЇ ПІСЛЯ ТОКСИЧНОГО УРАЖЕННЯ АЦЕТАМІНОФЕНОМ
У роботі представлені результати дослідження змін гомеостазу заліза та протеїносинтетичної функції печінки в різні терміни пострезекційної регенерації після ацетамінофен-індукованого ураження. Гостре токсичне ураження печінки моделювали шляхом введення ацетамінофену в дозі 1250 мг/кг маси тіла протягом двох діб до виконання часткової гепатектомії. Модель пострезекційної регенерації печінки відтворювали шляхом часткової гепатектомії (резекції 70 % печінкової паренхіми). Тварин розподілили на дві групи: контрольні щури після часткової гепатектомії та щури після часткової гепатектомії на тлі ацетамінофен-індукованого ураження печінки. У сироватці крові визначали концентрацію заліза, загальну залізозв’язувальну здатність сироватки крові (ЗЗЗС), ступінь насичення трансферину залізом, концентрацію загального білка та альбуміну через 24, 48, 72 та 168 год після оперативного втручання. Встановлено, що у контрольних тварин після часткової гепатектомії на ранніх етапах регенерації (24–48 год) відбувається підвищення концентрації заліза та ЗЗЗС, яке поєднувалося з тимчасовим зниженням ступеня насичення трансферину на 48 год. Одночасно спостерігалося транзиторне зниження концентрації загального білка та альбуміну з подальшою нормалізацією показників на завершальних етапах відновлення. Натомість у щурів із ацетамінофен-індукованим ураженням печінки після часткової гепатектомії зареєстровано виражені фазні порушення гомеостазу заліза. Через 24 год після операції відзначали зниження концентрації заліза та ЗЗЗС, тоді як на 48 год спостерігали різке підвищення вмісту заліза та ступеня насичення трансферину на тлі зниження залізозв’язувальної здатності сироватки. На 72–168 год відзначали часткове відновлення досліджуваних показників, проте їх значення не досягали рівня фізіологічної норми. Поряд із цим протягом усього періоду спостереження зберігалися гіпопротеїнемія та гіпоальбумінемія, що свідчить про недостатнє відновлення протеїносинтетичної функції печінки. Отримані результати свідчать, що ацетамінофен-індуковане ураження істотно ускладнює перебіг пострезекційної регенерації печінки та супроводжується порушенням механізмів транспорту, перерозподілу й утилізації заліза. Одночасне збереження ознак пригнічення протеїносинтетичної функції органа вказує на обмежені можливості компенсаторно-регенераторних механізмів печінки за умов попереднього токсичного ушкодження. Виявлені зміни можуть бути важливими для розуміння біохімічних механізмів відновлення печінки та пошуку нових підходів до корекції порушень регенерації після токсичних уражень.
ПАРАМЕТРИЗАЦІЯ ТА ВЕРИФІКАЦІЯ АГЕНТНОЇ МОДЕЛІ ЛІСОВОЇ ПОЖЕЖІ ЯК ІНСТРУМЕНТУ ОЦІНЮВАННЯ ЕКОЛОГІЧНОЇ НЕБЕЗПЕКИ
У статті представлено результати параметризації та верифікації розширеної агентної моделі поширення лісової пожежі на основі NetLogo Fire. Модель розширена п’ятьма керованими параметрами – вологістю середовища, швидкістю та напрямком вітру, крутизною схилу і типом палива – і реалізує мультиплікативну формулу ймовірності займання. Верифікацію проведено методом аналізу чутливості з використанням інструменту BehaviorSpace у три серії обчислювальних експериментів загальним обсягом 1380 модельних запусків. Встановлено критичний поріг перколяції при щільності лісу близько 55 %, що узгоджується з теоретичними передбаченнями для двовимірних ґраток із восьмисусіднім оточенням. Щільність лісу є єдиним статистично значущим предиктором масштабу пожежі (ρ=0,984, p<0,001). Виявлено якісно різну чутливість хвойного і листяного типів палива до вологості. Для листяного зафіксовано різкий фазовий перехід у діапазоні 40–60 %, тоді як хвойний демонструє монотонне зниження без вираженого порогу. Вплив швидкості вітру та крутизни схилу на масштаб пожежі в активній фазі статистично не підтверджено, що визначає напрям подальшого вдосконалення моделі. Верифікована модель придатна для первинного скринінгу екологічної небезпеки та порівняльного аналізу сценаріїв розвитку пожежонебезпечної ситуації.
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ЕПІДЕМІОЛОГІЧНОГО СТАНУ ІКСОДОВИХ КЛІЩІВ В ТЕРНОПІЛЬСЬКІЙ ОБЛАСТІ У 2024-2025 РОКАХ
Іксодові кліщі – це паразитичні членистоногі, які протягом останніх 10-15 років активно просуваються з півдня на північ європейського континенту в цілому і України зокрема. Разом з ними відбувається розширення територій поширення різноманітних збудників кліщових інфекцій, які загрожують людям і сільськогосподарським та домашнім тваринам. Метою досліджень було зібрати кліщів з людей, тварин і з довкілля та дослідити їх на предмет виявлення в них збудників інфекційних захворювань людини та сільськогосподарських і домашніх тварин. Проаналізувати останні дослідження європейських вчених з цієї проблеми та порівняти їх з нашими результатами та виявити можливі закономірності чи винятки. Протягом 2024-2025 років у лабораторії Тернопільського національного медичного університету імені І. Я. Горбачевського, з використанням ПЛР, було досліджено 146 кліщів трьох видів Ixodes ricinus, I. hexagonus та Dermacentor reticulatus, знятих з людей і тварин. За допомогою ПЛР було досліджено 104 кліщі, добутих з людей. Найбільше кліщів були носіями одночасно двох збудників Anaplasma phagocytophilum разом з Erlichia sp. (17 екз.), Borrelia burgdorferi разом з A. phagocytophilum (5 екз.), B. burgdorferi разом з Erlichia sp. (4 екз.), B. burgdorferi разом з Babesia sp. (3 екз), а також моноінфекціями: B. burgdorferi (14 екз.), Erlichia sp. (9 екз.), Babesia sp. (7 екз.), A. phagocytophilum (3 екз.), B. miamotoi (1 екз.). Також були виявлені кліщі, які мали одночасно 3 збудники: B. burgdorferi разом з A. phagocytophilum та Erlichia sp. (4 екз.) і B. burgdorferi разом з A. phagocytophilum та Babesia sp. (2 екз). Виходячи з результатів досліджень 42 екз. кліщів, добутих з довкілля та знятих з тварин у 2024-2025 роках, встановлено, що 28 екз, або 66,67 % є носіями таких же збудників інфекцій, що і кліщі зняті з людей. Проте, тут є фактор обстеження значно меншої кількості кліщів, що не дає можливості отримати більш об’єктивних результатів. Найчастіше вони містили збудників: Erlichia sp. разом з A. phacytophilum (9 екз.), окремо Erlichia sp. (7 екз.), Babesia sp. (5 екз.), A. phagocytophilum (4 екз.), B. burgdorferi (3 екз.).
ІНТЕНСИВНІСТЬ ПЕРОКСИДНОГО ОКИСЛЕННЯ ЛІПІДІВ У ПЕЧІНЦІ ЩУРІВ З АЦЕТАМІНОФЕН-ІНДУКОВАНОЮ ТОКСИЧНІСТЮ ЗА ВПЛИВУ ЕКСТРАКТУ HERICIUM FLAGELLUM
У роботі досліджено інтенсивність генерації гідроксильного радикала та пероксидного окислення ліпідів у мітохондріях печінки тварин з ацетамінофен-індукованою токсичністю за умов введення етанольного екстракту гриба Hericium flagellum. Для дослідження тварин поділили на 4 групи: К – контрольна, інтактні щури; ТУ – тварини, які отримували токсичну дозу ацетамінофену; ЕГФ – щури, яким per os вводили екстракт Hericium flagellum у дозі 200 мг/кг маси тіла протягом 10 днів; ЕГФ+ТУ – щури, які до моделювання токсичного ураження отримували екстракт Hericium flagellum у дозі 200 мг/кг маси тіла протягом 10 днів. Встановлено, що введення токсичних доз ацетамінофену призводить до розвитку мітохондріального оксидативного стресу, про що свідчить інтенсифікація генерації гідроксильного радикала (HO˙) у понад 2,8 рази порівняно із контрольною групою. Посилення вільнорадикальних процесів у мітохондріях печінки щурів супроводжується вираженим накопиченням продуктів пероксидного окислення ліпідів, зокрема ТБК-активних продуктів, дієнових кон’югатів і основ Шиффа. Показано, що введення щурам етанольного екстракту плодових тіл Hericium flagellum не викликало статистично значущих змін порівняно із контролем для жодного з вимірюваних показників, що свідчить про його безпечність. Водночас за превентивного введення екстракту Hericium flagellum до моделювання токсичного ураження печінки ацетамінофеном спостерігається зменшення інтенсивності генерації гідроксильного радикала у майже 1,7 рази, а також достовірне зниження вмісту первинних і вторинних продуктів пероксидного окислення ліпідів порівняно із щурами з ацетамінофен-індукованою токсичністю, які не отримували екстракт гриба. Результати дослідження вказують, що етанольний екстракт Hericium flagellum проявляє антиоксидантні та гепатопротекторні властивості, тому може слугувати перспективним засобом для корекції передозування ацетамінофеном.
СКРИНІНГ УМОВ КУЛЬТИВУВАННЯ TRAMETES HIRSUTA ІВК 1569 ДЛЯ ОТРИМАННЯ ЕНДОПОЛІГАЛАКТУРОНАЗИ
У роботі досліджено умови синтезу ендополігалактуронази штамом Trametes hirsuta 1569 при глибинному культивуванні. Встановлено, що максимальна активність ферменту досягалася на 9 добу, після чого спостерігалося її зниження. Серед досліджених джерел вуглецю найбільш ефективним виявився буряковий жом, тоді як пивна дробина не індукувала синтез ферменту. Оптимальна концентрація бурякового жому становила 10 г/дм3, що забезпечувало високий рівень активності без подальшого ефекту насичення. Максимальний синтез ферменту спостерігався при використанні сечовини та сульфату амонію як джерел азоту, причому оптимальна концентрація (NH4)2SO4 становила 1,0 г/дм3. Найсприятливіше для синтезу ендополігалактуронази значення pH середовища знаходилось у межах 5–7 з максимумом за pH 6. Помірна швидкість перемішування (120 об/хв) та внесення 5 % посівного матеріалу забезпечують максимальний синтез ферменту. Отримані результати свідчать про доцільність використання лігноцелюлозних відходів, зокрема бурякового жому, для біосинтезу ендополігалактуронази та можуть бути використані для оптимізації біотехнологічних процесів.
НЕЕНЗИМАТИЧНА ЛАНКА ГЛУТАТІОНОВОЇ СИСТЕМИ В КЛІТИНАХ ПЕЧІНКИ ЩУРІВ ЗА УМОВ ТОКСИЧНОГО УРАЖЕННЯ АЦЕТАМІНОФЕНОМ НА ТЛІ ПРЕВЕНТИВНОГО ВВЕДЕННЯ СПИРТОВОГО ЕКСТРАКТУ ПЛОДОВИХ ТІЛ HERICIUM FLAGELLUM
Ацетамінофен є одним із найпоширеніших анальгетичних та антипіретичних лікарських засобів, однак його передозування призводить до токсичного ураження печінки. У патогенезі ацетамінофен-індукованої гепатотоксичності ключову роль відіграє оксидативний стрес та виснаження системи глутатіону, що призводить до порушення окисно-відновного гомеостазу клітин та пошкодження мітохондрій. У зв’язку з цим видається актуальним пошук природних джерел антиоксидантів, здатних зменшувати прояви токсичного впливу ацетамінофену. Наш науковий інтерес викликав вид Hericium flagellum, поширений на території Покутсько-Буковинських Карпат. У статті представлено результати дослідження неензиматичної ланки глутатіонової системи в цитозолі та мітохондріях клітин печінки щурів за умов їх токсичного ураження ацетамінофеном на тлі попереднього введення спиртового екстракту грибів Hericium flagellum. Експериментальних тварин розділили на 4 групи: C – контрольні щури; EHf – щури, яким протягом 10 діб перорально вводили спиртовий екстракт плодових тіл Hericium flagellum; AII – щури з модельованим гострим токсичним ураженням ацетамінофеном; EHf+AII ‒ щури, яким вводили екстракт Hericium flagellum протягом 10 діб перед моделюванням гострого токсичного ураження. Цитозольну та мітохондріальну фракції виділяли з гомогенату тканин печінки щурів методом диференційного центрифугування. Концентрацію відновленого глутатіону (GSH) визначали з використанням реактиву Елмана для депротеїнізованих проб. Окислену форму глутатіону (GSSG) переводили у відновлену за допомогою цинкового пилу. Суму відновленого за допомогою цинкового пилу глутатіондисульфіду та відновленого глутатіону в пробі вважали загальним глутатіоном (GSH+GSSG). Кількість глутатіондисульфіду визначали як різницю між кількістю загального та відновленого глутатіону в пробі. Оптичну густину дослідних зразків визначали спектрофотометрично при довжині хвилі 412 нм. Встановлено, що передозування ацетамінофену призводить до дисбалансу форм глутатіону в клітинах печінки, що супроводжується зниженням показника індексу їх співвідношення в 2,6 рази в цитозолі та у 4 рази – в мітохондріях. Натомість, за умов превентивного введення спиртового екстракту плодових тіл Hericium flagellum спостерігається тенденція до відновлення окисно-відновної рівноваги в досліджуваних компартментах клітин печінки – індекс співвідношення двократно зростає порівняно з групою тварин з токсичним ураженням. Отримані результати вказують на перспективність використання спиртового екстракту Hericium flagellum як потенційного джерела біоактивних сполук з антиоксидантними властивостями.
ФУНКЦІОНАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА МОЛОЧНОКИСЛИХ БАКТЕРІЙ, ІЗОЛЬОВАНИХ ІЗ ФЕРМЕНТОВАНОГО СОКУ КАВУНА
Ферментовані рослинні продукти є важливим джерелом молочнокислих бактерій (МКБ), проте більшість досліджень зосереджена на традиційних субстратах, тоді як спонтанно ферментовані фруктові соки, зокрема сік кавуна, залишаються малодослідженими. Обмеженість даних щодо видового складу та пробіотичних властивостей молочнокислих бактерій, ізольованих із таких субстратів, визначає необхідність їх подальшого дослідження. Метою роботи є виділення, ідентифікація та оцінка пробіотичних властивостей ізоляту МКБ, виділеного із ферментованого соку кавуна. У роботі використано стандартні мікробіологічні та фізіолого-біохімічні методи дослідження. Виділення та культивування проводили на середовищі MRS при 37 °С. Ідентифікацію здійснювали за морфологічними та фізіолого-біохімічними ознаками з використанням визначника Берґі та програмного забезпечення ABIS online. Стресостійкість оцінювали за виживаністю клітин у середовищі з рН 2,0 та у присутності 0,5 % жовчних солей. Антагоністичну активність визначали методом агар-дифузії, антибіотикочутливість – диск-дифузійним методом, автоагрегаційні властивості – за зміною оптичної густини клітинної суспензії. Із ферментованого соку кавуна виділено ізолят молочнокислих бактерій, який за сукупністю морфологічних та фізіолого-біохімічних ознак ідентифіковано як Limosilactobacillus fermentum. Встановлено низьку стійкість до кислого середовища (рН 2,0) та високу стійкість до жовчних солей (0,5 %). Ізолят проявляв антагоністичну активність щодо грампозитивних бактерій (Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus) та не проявляв активності щодо грамнегативних мікроорганізмів і дріжджів роду Candida. Визначено типовий профіль антибіотикочутливості та наявність помірної автоагрегаційної здатності (до 42,93 %). Отримані результати можуть бути використані для подальшого дослідження пробіотичних властивостей штаму Lmb. fermentum, а також при розробці функціональних ферментованих напоїв і біотехнологічних препаратів.
БІОРІЗНОМАНІТТЯ ЯК ФУНКЦІОНАЛЬНА ОСНОВА РОЗМЕЖУВАННЯ ПОНЯТЬ «ЯКІСТЬ ҐРУНТУ» ТА «ЗДОРОВ’Я ҐРУНТУ»
Стаття є теоретико-концептуальним оглядовим дослідженням, спрямованим на подолання методологічної невизначеності у сучасному ґрунтознавстві, пов’язаної з взаємозамінним використанням понять «якість ґрунту» (soil quality) та «здоров’я ґрунту» (soil health). Метою роботи є розроблення чіткої концептуальної рамки, яка дозволяє функціонально розмежувати ці терміни та обґрунтувати центральну роль ґрунтового біорізноманіття у трансформації статичного потенціалу ґрунту в його динамічний функціональний стан. Методологічну основу дослідження становить систематизований аналіз і критична деконструкція фундаментальних та сучасних наукових джерел (1997–2024 рр.), присвячених оцінці ґрунтів, біорізноманіттю та екосистемним функціям. Застосовано компаративний аналіз для зіставлення статичних і динамічних властивостей ґрунту, структурно-функціональний синтез для побудови авторської моделі, а також елементи полемічного аналізу для виявлення суперечностей у підходах до біологічної індикації. Аналіз охоплює класичні концепції якості ґрунту та сучасні підходи до оцінки здоров’я ґрунту, з особливим акцентом на ролі ґрунтової біоти й трофічної мережі. У результаті дослідження доведено, що якість ґрунту доцільно трактувати як сукупність успадкованих і повільно змінних конституційних властивостей, які визначають довгостроковий потенціал ґрунтової екосистеми, тоді як здоров’я ґрунту є динамічною характеристикою, що відображає актуальний функціональний стан ґрунту та його здатність надавати екосистемні послуги під впливом управлінських практик. Показано, що саме ґрунтове біорізноманіття є ключовим функціональним механізмом, який забезпечує кругообіг поживних речовин, стабілізацію структури, секвестрацію вуглецю та мультифункціональність ґрунту. У статті представлено авторську рамку біорізноманітно-опосередкованого здоров’я ґрунту (РБОЗҐ). Ця модель аналітично інтегрує статичні конституційні властивості (як основу якості), біологічні рушії (як активне біорізноманіття) та динамічні екосистемні виміри (як результат здоров’я ґрунту). Автор пропонує системний підхід, де ґрунтова біота позиціонується не просто як один із параметрів, а як основний «інженер», що забезпечує функціональну мультифункціональність системи. Практичне значення дослідження полягає у формуванні теоретичної основи для біологічно орієнтованих систем оцінки ґрунтів і обґрунтуванні біорізноманіття як ключового об’єкта управління у стратегіях сталого землекористування.
ГАРМОНІЗАЦІЯ СИСТЕМ ГРАНУЛОМЕТРИЧНОГО СКЛАДУ КАЧИНСЬКОГО ТА FAO/USDA: МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТА ПЕДОГЕНЕТИЧНИЙ АСПЕКТ
У статті розглянуто методологічні аспекти конвертації даних гранулометричного складу ґрунтів із регіональної системи М. О. Качинського у міжнародні стандарти FAO/USDA. Основну увагу приділено діагностиці літогенної неоднорідності ретисолів (Retisols). Автором проведено порівняльний аналіз параметричних моделей (Fredlund 4P, van Genuchten, Skaggs) та непараметричних сплайн-функцій. Для визначення вмісту фракції мулу (< 2 мкм) розроблено алгоритм лог-лінійної секційної інтерполяції (LLSI). Для компенсації відсутності даних у діапазоні 1–2 мм за методом Качинського застосовано підхід фрактального степеневого масштабування для екстраполяції піщаних фракцій. Встановлено, що традиційні методи перерахунку за фіксованими коефіцієнтами (зокрема, «фізична глина / 2») призводять до помилок класифікації у 30–50% випадків. Доведено, що застосування алгоритму LLSI у поєднанні з фрактальним масштабуванням та врахуванням вмісту органічної речовини й карбонатів забезпечує високу точність прогнозування ( R2 > 0.95). Виявлено систематичну похибку методу лазерної дифракції, який недооцінює вміст мулу на 8–15% порівняно з седиментаційними методами. Обґрунтовано, що ефективна гармонізація даних потребує безперервного моделювання інтегральної кривої розподілу часток, що дозволяє коректно інтегрувати регіональні ґрунтові архіви до глобальних баз даних.
ОПТИМІЗАЦІЯ КВІТКОВИХ СМУГ ДЛЯ ЗАЛУЧЕННЯ КОМАХ, ЩО НАДАЮТЬ ПОДВІЙНІ ЕКОСИСТЕМНІ ПОСЛУГИ В АГРОЕКОСИСТЕМАХ: АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД
Комахи-паразитоїди можуть розглядатися як подвійні агенти екосистемних послуг в агроекосистемах, оскільки поєднують дві ключові функції: запилення на імагіальній стадії та біологічний захист рослин на стадії личинок. Три класичні екологічні концепції – «гіпотеза ворогів», «гіпотеза концентрації ресурсів» та «гіпотеза забезпечення нектаром паразитоїдів» – сформували теоретичні засади збережувального біологічного контролю, спрямованого на створення сприятливих умов для підтримання життєздатності та ефективності паразитоїдів. Ключовим інструментом такого підходу є підвищення рослинного різноманіття шляхом упровадження квіткових смуг як додаткових нектароносних ресурсів. Водночас ефективність цього заходу обмежується низкою лімітаційних факторів, зокрема: посиленням тиску з боку гіперпаразитоїдів; зниженням ефективності біологічного контролю за умови збіжності нектарної бази квіткових смуг для паразитоїдів і фітофагів; індукцією розселення паразитоїдів у відповідь на збіжність ресурсів. У статті вперше наведено наукове обгрунтування підхіду до проєктування квіткових смуг в контексті збереження комах, які надають подвійні екосистемні послуги. Наш підхід спрямований на формування автономної трофічної ніші паразитоїдів за рахунок їхніх преференцій у способах доступу до нектару, а також у виборі кольору й ароматичних характеристик квітів. На основі аналізу літературних джерел виокремлено специфічні харчові та сенсорні пріоритети паразитоїдів у порівнянні з гіперпаразитоїдами та комахами-шкідниками, що створює передумови для підвищення селективності та стабільності збережувального біологічного контролю в агроекосистемах. Мета дослідження – обґрунтування шляхів посилення збережувального біологічного контролю в агроекосистемах шляхом формування високоспеціалізованої харчової ніші паразитоїдів на стадії імаго на основі оптимізованого за кольором, запахом і нектародайністю добору видів рослин для квіткових смуг.
гіпотеза нектарного забезпечення паразитоїдів
КОМПЛЕКСНА ОЦІНКА ПОСУХОСТІЙКОСТІ ВИДІВ ДЕРЕВНИХ РОСЛИН РОДИНИ RUTACEAE JUSS. У ДЕНДРАРІЇ НАЦІОНАЛЬНОГО БОТАНІЧНОГО САДУ ІМЕНІ М. М. ГРИШКА НАН УКРАЇНИ
У роботі представлені результати досліджень по визначенню комплексної посухостійкості видів деревних рослин родини Rutaceae Juss. (Tetradium daniellii (Benn.) T. G. Hartley ⚥, Phellodendron amurense Rupr. ♂, ♀ і Ptelea trifoliata L. ♂, ♀) за умов літнього періоду. Дослідження охоплювало вегетаційний період 2023–2024 рр. та проводилось у дендрарії Національного ботанічного саду імені М. М. Гришка НАН України (м. Київ). Оцінку рівня посухостійкості здійснено шляхом порівняння даних польової посухостійкості та результатів лабораторного тестування. Результати показали виражені міжвидові та міжстатеві відмінності у показниках водного режиму листків рослин (вміст води, тургорисцентність, водний дефіцит, водоутримуюча здатність). Дані польових спостережень узгоджуються з даними лабораторних досліджень, окрім випадку з P. trifoliata, де ми не фіксували різниці між статями. Найвищу загальну посухостійкість продемонстрував P. trifoliata, особливо чоловічі рослини, що зберігали найменші втрати вологи та найвищу тургорисцентність упродовж двох місяців. T. daniellii мав стабільну реакцію на стрес із короткочасним зниженням показників у липні. Аналіз коливань водного дефіциту у Ph. amurense виявив різні стратегії реакції на стрес. Жіночі рослини характеризувалися гострою, але короткочасною реакцією на пікову посуху з подальшим швидким відновленням. Чоловічі ж особини продемонстрували більш хронічний тип стресу, з меншою здатністю до відновлення водного балансу після посушливого періоду. Для статистичного аналізу водного статусу рослин застосували тест Вельча з критерієм p < 0,05, що дозволило виявити значущі міжвидові та міжстатеві відмінності в межах вегетаційного періоду. Отримані дані дозволяють рекомендувати P. trifoliata та T. daniellii як стійкі таксони для використання в умовах з підвищеним ризиком літньої посухи.
РЕЗУЛЬТАТИ СТАНДАРТИЗОВАНОГО МОНІТОРИНГУ ВТРАТ БДЖОЛИНИХ КОЛОНІЙ В УКРАЇНІ В УМОВАХ ВІЙНИ ПІСЛЯ ЗИМІВЛІ 2024-2025 РОКІВ
Глобальна проблема втрат колоній медоносних бджіл під час зимівлі з року в рік спричиняє величезні збитки для галузі бджільництва, загрожує втратою цінної біомедичної бджолопродукції і, основне, – має катастрофічні наслідки для агровиробництва і екосистем планети. Мета роботи – аналіз втрат колоній A. mellifera після зимівлі 2024-2025 рр. в Україні за умов повномасштабної війни у розрізі міжнародного моніторингу, координованого асоціацією COLOSS. Дослідження проводили традиційними методами зі зростанням вагомості цифровізації процесу анкетування. Протокол відповідав оригінальній анкеті організації COLOSS з окремими доповненнями та корективами, внесеними національним координатором (зокрема, блок запитань про вплив воєнних дій на втрати бджолосімей). Отримано 989 валідних протоколів (минулого року – 684). Встановлено, що зимівля 2024-2025 рр. відбулася з достовірно вищими загальними втратами бджолиних колоній (13,82 %), ніж дві попередніх (після зимівлі 2023-2024 рр. – 9,52 %, після зимівлі 2022-2023 рр. – 10,75 %). Основну частину від загальних втрат (8,03 %) становили колонії, що загинули/зникли за час зимівлі; 2,95 % бджолосімей втрачено через негативні природні явища (в основному – через нетипові погодні умови взимку та навесні), 2,85 % бджолосімей втрачено через фатальні проблеми з матками. Найвищий показник загальних втрат (17,44 %) зафіксовано у фізико-географічній зоні мішаних лісів, а найнижчий – 12,15 % – у степовій зоні. Загиблі/зниклі колонії найчастіше (38,85 %) характеризувались невідомими для бджоляра симптомами; дещо рідше у гніздах загиблих/зниклих бджолосімей чи біля них відмічали багато мертвих особин. Пасіки 120 респондентів (минулого року – 90 респондентів) із 13 областей України розташовані на територіях, де відчувається вплив воєнних дій (шум, задимлення, забруднення). Пасіки 13 з них були зруйновані, 33 респондентів втратили сполучення зі своїми пасіками через вимушене переселення, 22 опитаних – через руйнування доріг до них, 12 бджолярів – через розташування пасік на тимчасово окупованих територіях. Малі пасіки зазнали достовірно вищих зимових втрат (19,15 %), ніж середні (12,63 %) та великі (11,38 %). Показано відсутність достовірної різниці між рівнем втрат на пасіках, які мігрували і стаціонарними. 87,8 % опитаних бджолярів моніторили свої бджолосім`ї на зараженість кліщем Varroa, але лікування проводили майже всі респонденти (97,8 %). Як і минулого року, найбільшою довірою серед бджолярів України користуються препарати на основі Амітразу. Проте, показано достовірно вищі втрати у респондентів, які обробляли свої колонії амітразом у пластинах, у порівнянні з тими, які застосовували для обробки менш популярні засоби – щавлеву кислоту (крапельно) та Кумафос (Періцин). Таким чином, підтверджується розвиток резистентності кліща Varroa до амітразу. Вірус деформаціцї крила, наразі, не набув широкого поширення в Україні. Так, лише 3,6 % бджолярів помітили багато бджіл із вкороченими/деформованими крилами, 31,9 % респондентів зауважували невелику кількість таких комах, 59,2 % – не помічали взагалі.
ДОЗОЗАЛЕЖНИЙ ВПЛИВ ІМІДАЗОЛІНОНОВИХ ГЕРБІЦИДІВ НА МОНОКУЛЬТУРУ DESMODESMUS ARMATUS
У роботі досліджено дозозалежний вплив гербіцидів групи імідазолінонів, зокрема імазамоксу, на монокультуру зеленої мікроводорості Desmodesmus armatus, яка є чутливим тест-організмом для екотоксикологічних оцінок. Актуальність дослідження зумовлена зростанням ризику потрапляння гербіцидів у прісні водойми внаслідок сільськогосподарського стоку та антропогенних порушень, що може негативно впливати на первинних продуцентів водних екосистем. Оцінку токсичної дії імазамоксу проводили за показниками росту культури (чисельність клітин, оптична густина) та станом фотосинтетичного апарату, визначаючи вміст хлорофілів a, b і каротиноїдів упродовж 14–28 діб експозиції. Встановлено, що реакція Desmodesmus armatus має чіткий концентраційно залежний характер. Низькі концентрації (0,01–0,06 мг/л) спричиняли короткочасний горметичний ефект зі стимуляцією росту та пігментного апарату. Середні концентрації (0,1–1 мг/л) викликали приховану токсичність, що проявлялася поступовим пригніченням росту та зниженням вмісту хлорофілів. Високі концентрації (2,5–10 мг/л) зумовлювали стійке пригнічення фотосинтетичної активності, деградацію пігментної системи та відсутність адаптаційних реакцій. Отримані результати підтверджують придатність Desmodesmus armatus як біоіндикатора токсичності імідазолінонових гербіцидів та підкреслюють необхідність урахування пролонгованої дії пестицидів при оцінці їх екологічної безпеки.
БІОХІМІЯ, БІОТЕХНОЛОГІЯ, МОЛЕКУЛЯРНА ГЕНЕТИКА
ІНВАЗІЙНИЙ ВИД IMPATIENS PARVIFLORA ПРЕДСТАВЛЕНИЙ В МЕЖАХ ВТОРИННОГО АРЕАЛУ ЄДИНИМ ГАПЛОТИПОМ ДІЛЯНКИ ХЛОРОПЛАСТНОГО ГЕНОМУ rpl32-trnL(UAG)
Impatiens parviflora DC. є одним із найуспішніших інвазійних видів рослин у Центральній Європі, який характеризується високою здатністю до поширення в лісових екосистемах, де ефективно конкурує з аборигенним видом I. noli-tangere. Інвазія цього виду в Європу розпочалася у 1830-х роках після його інтродукції з гірських районів Центральної Азії до ботанічних садів Женеви та Дрездена. Вважається, що інтродукційний матеріал походив з єдиного джерела. Хоча популяції у вторинному ареалі вирізняються високою морфологічною одноманітністю, їхнє генетичне різноманіття досі не було всебічно оцінене за допомогою методів ДНК-баркодингу. Метою цієї роботи було ідентифікувати хлоропластні гаплотипи I. parviflora з території України та порівняти їх із гаплотипами з інших регіонів Європи та природного ареалу. Для дослідження було обрано міжгенний спейсер хлоропластної ДНК rpl32–trnL(UAG), який характеризується високою мінливістю. Ділянки rpl32–trnL(UAG) були сиквеновані для п’яти зразків з України та Польщі. До аналізу також використано 22 послідовності з бази даних GenBank, що представляють вторинний ареал (Велика Британія, росія) та первинний ареал (Киргизстан, Таджикистан, Туркменістан). Порівняльний аналіз послідовностей rpl32–trnL(UAG) показав поширення одного хлоропластного гаплотипу I. parviflora по всій території Європи, що свідчить про високу генетичну однорідність інвазійних популяцій. Водночас у природному ареалі було виявлено додатковий гаплотип зі значною відмінністю у послідовності. Отримані результати підтверджують гіпотезу про походження європейських популяцій I. parviflora з одного географічного регіону. Філогенетичний аналіз також засвідчив тісну спорідненість I. parviflora з іншим інвазійним видом - I. glandulifera, що дозволяє висунути припущення про можливу міжвидову гібридизацію цих видів у вторинному ареалі.
АНАЛІЗ АКТИВНОСТІ ЕНЗИМНИХ МАРКЕРІВ ГЕПАТОТОКСИЧНОСТІ ЗА УМОВ МОДЕЛЬНОГО ВПЛИВУ ГЛІФОСАТУ ТА ІМІДАЗОЛІНОНІВ НА CARASSIUS GIBELIO
У статті представлено результати порівняльного аналізу активності ензимних маркерів гепатотоксичності у сироватці крові карася сріблястого (Carassius gibelio) за умов модельного впливу високих концентрацій поширених гербіцидів — гліфосату (препарат «Ураган Форте 500 SL») та імідазолінонів (препарат «Євролайтинг»). Актуальність дослідження зумовлена необхідністю оцінки екологічних ризиків в умовах повномасштабних бойових дій в Україні, що можуть призводити до локальних «залпових» викидів агрохімікатів у водойми у концентраціях, що значно перевищують фонові показники. Експеримент тривалістю 7 діб проводився на особинах C. gibelio, які утримувалися у воді з градієнтом концентрацій токсикантів від 1 до 10 ГДК. Оцінку функціонального стану печінки здійснювали за активністю ключових ферментів: аланінамінотрансферази (АЛТ), аспартатамінотрансферази (АСТ), лужної фосфатази (ЛФ) та гамма-глутамілтрансферази (ГГТ). Встановлено, що обидва класи сполук викликають виражений метаболічний дисбаланс, ініціюючи каскад патологічних реакцій. Дослідження виявило чітку дозозалежну реакцію: максимальна активність ензимів фіксувалася при експозиції 10 ГДК. При цьому виявлено суттєві відмінності у порогах токсичної дії: для гліфосату значне підвищення активності АЛТ спостерігалося вже при 1 ГДК, тоді як для імідазолінонів аналогічний рівень цитолізу реєструвався лише при 5 ГДК. Результати свідчать про різну спрямованість токсичної дії препаратів. Вплив імідазолінонів має переважно гепатотропний характер, що підтверджується зростанням АЛТ та зниженням коефіцієнта де Рітіса. Натомість гліфосат виявляє ознаки системної цитотоксичності, спричиняючи глибоке ураження не лише гепатоцитів, а, ймовірно, й міоцитів, про що свідчить екстремальне підвищення АСТ. Поєднання високої активності ЛФ та ГГТ при концентраціях 5–10 ГДК вказує на розвиток синдрому холестазу та глибоку мембранну дисфункцію клітин жовчних проток. Зроблено висновок щодо принципової різниці в спрямованості токсичної дії досліджуваних сполук: якщо імідазолінони мають виражену гепатотоксичну дію з локалізацією патологічних процесів переважно в паренхімі печінки, то гліфосат виявляє агресивнішим токсикантом для гідробіонтів та виявляє властивості системного цитотоксиканту для організму риб. Отримані дані є критично важливими для моделювання сценаріїв аварійного забруднення водойм та розробки стратегій збереження їх біорізноманіття.
ОЦІНКА ВІКОВОЇ БРАДИКАРДІЧНОЇ ЗМІНИ ТА ЗБЕРЕЖЕНОЇ ДОБОВОЇ АВТОНОМНОЇ МОДУЛЯЦІЇ У УМОВНО ЗДОРОВИХ ЧОЛОВІКІВ ЗА ДАНИМИ 24-ГОДИННОГО ХОЛТЕРА
У статті представлено результати дослідження вікових змін частоти серцевих скорочень (ЧСС) та добової модуляції показників варіабельності серцевого ритму (ВСР) в умовно здорових чоловіків різних вікових категорій. Обстежено 86 осіб віком 18-82 років, розподілених за класифікацією ВООЗ на чотири групи: група 1 (18-43 роки, n=17, середній вік 30,6 ± 8,5 роки), група 2 (46-59 р., n=19, середній вік 55,8 ± 4,2 р.), група 3 (60-72 р., n=35, середній вік 65,1 ± 3,7 р.) та група 4 (76-82 р., n=16, середній вік 78,1 ± 1,9 р.). Амбулаторне 24-годинне холтерівське моніторування ЕКГ виконували у ТОВ «МЕД-СОЮЗ» (м. Суми, Україна) на системі «КардіоСенс CS» (ТОВ «ХАІ-МЕДІКА», м. Харків, Україна). Аналізували часові параметри ВСР – середню ЧСС та денні показники mRR, SDNNi, RMSSD, а також спектральні параметри LF, HF, LF/HF та AMo%. Медіанні значення добової середньої ЧСС у групах 1–4 становили відповідно 67,56 (61,75; 73,38), 68,89 (64,22; 73,56), 62,20 (57,53; 66,87) та 58,69 (52,88; 64,50) уд/хв, що відображає поступовий перехід від вищих значень у молодших та середнього віку чоловіків (1–2 групи) до нижчих у старших (3–4 групи). Денний mRR зростав переважно після 60 років: 882,19 (800,79; 963,59) мс у групі 1, 852,58 (770,18; 935,98) мс у групі 2, 958,31 (876,91; 1039,71) мс у групі 3 та 1007,19 (909,39; 1104,99) мс у групі 4. Показник SDNNi статистично не відрізнявся (p>0,05) між віковими групами (87,12 (58,82; 115,42), 99,07 (69,77; 128,37), 79,89 (50,59; 109,19) та 97,94 (69,64; 126,24) мс відповідно), тоді як RMSSD мав тенденцію до зниження у групі 3 з подальшим частковим відновленням у групі 4: 58,56 (32,26; 84,86), 50,83 (24,53; 77,13), 27,49 (1,19; 53,79) та 37,81 (11,51; 64,11) мс. Записи поділяли на денний інтервал (08:00-22:00) і нічний (22:00-08:00). Перевірку нормальності здійснювали за критерієм Шапіро-Вілка (для більшості показників розподіл ненормальний, p < 0,05), міжгрупові порівняння – U-тестом Манна-Вітні (p < 0,05 для ЧСС та mRR). Виявлено виразний віковий брадикардічний тренд: ЧСС зменшується (ρ=-0,41; p = 0,0047), тоді як mRR зростає (ρ=+0,43; p = 0,0006). Основні параметри ВСР (SDNNi, RMSSD, TP, LF, HF) істотно між групами не різнилися (p > 0,16), водночас зберігається добова модуляція: LF/HF вдень > вночі (p = 0,00055), LF вдень > вночі (p = 0,0056), HF вночі > вдень (p = 0,073). Показник AMo% має слабку тенденцію до зростання (ρ=+0,13; p > 0,05), а індекс маси тіла корелює зі зниженням LF/HF (p = 0,085). Сукупно ці дані свідчать про вікову брадикардію без вираженого спаду глобальної ВСР із збереженою циркадною автономною регуляцією, що вказує на адаптивну стійкість АНС у здорових чоловіків і обґрунтовує подальші дослідження серцево-судинного ризику.