Лаборатория флоры высших растений

Начало формирования лаборатории флоры относится к 1932 году в составе ботанического сектора казахстанской базы АН СССР, руководителями которого были Шишкин Б.К. (с 1932 г.), Попов М.Г. (1936 г.), Павлов Н.В. (с 1937 г.).

Ботаническим сектором, который лежал в основе Академии наук, руководили видные ученые страны: с 1932 г. – Б.К. Шишкин, с 1936 г. – М.Г. Попов, а с 1937 г. по 1946 г. – Н.В. Павлов.

В задачу ботанического сектора и отдела флоры высших растений на первом этапе входило тщательное флористическое изучение слабо изученных районов Казахстана и проведение там массовых сборов гербария. Всю эту работу (до 1939 г.) возглавил прекрасный знаток среднеазиатской флоры М. Г. Попов.

За сравнительно небольшой срок был сформирован квалифицированный коллектив ботаников: Н.В. Павлов М.Г., Попов, П.П. Поляков, В.П. Голоскоков, Н.Х. Кармышева, В.В. Фисюн, А.П. Гамаюнова, Б.А. Быков, К.В. Доброхотова, Н.М. Кузнецов, А.А. Дмитриева, З.В. Кубанская, В.И. Терехова, Л.Г. Зайцева, М.С. Байтенов, Н.Л. Семиотрочева, А.Н. Васильева, И.И. Ролдугин, П.М. Мырзакулов, Н.С. Филатова, А.О. Оразова, В.Г. Цаголова, И.И. Мальцева (И.И. Нафанаилова), М. Актаева, результатом деятельности которого стало создание фундаментальной 9-томной монографии «Флора Казахстана» (1956-1966). Для написания ее к участию в работе привлекались ведущие ученые Казахстана и Средней Азии: Н.Т. Агеева, В.К. Корнилова, Е.П. Коровин.

При создании «Флоры» в составе коллектива лаборатории работали: Л.М. Янченко, которая участвовала в составлении алфавитных указателей, в пополнении гербарных коллекций; в создании детальных рисунков растений принимала участие целая группа художников-иллюстраторов – И.Г. Личадеева, П.И. Бухонов, Н.П. Калюжная, Н.М. Горбатова, Р.В. Великанова, Е.И. и Т.Н. Говоровы, Л.Г. Зайцева, М.А., Луговкина, М.А. Аносова, В.Т. Ткаченко, а также И.И. Ролдугин.

Был организовал республиканский Гербарий, послуживший основой для написания флористических работ, в том числе 2-томного «Иллюстрированного определителя растений Казахстана» (1969-1972) и других крупных флористических и систематических работ.

Заведующими отделом (а затем лабораторией) были: А.П. Гамаюнова (1945-1954), В.П. Михайлова (1955-1956), В.П. Голоскоков (1957-1975), М.С. Байтенов (1975-1995), Н.К Аралбай (1995-2006), Г.М. Кудабаева (2006 -2022).

 

Современный состав лаборатории

Общий состав лаборатории: 15, из них 1 доктор наук, 5 кандидатов наук, 2 докторанта, 3 магистра, 3 бакалавра, 1 инженер.

Ведущие научные сотрудники:

Кудабаева Гульмира Маулетовна, к.б.н.

Данилов Михаил Петрович, к.б.н.

Шорманова Айжамал Абдраймовна, к.б.н.

Нигматова Саида Араповна, д.г.-м.н.

Старший научный сотрудник

Нелина Наталия Васильевна, к.б.н.

Научный сотрудник

Осмонали Бектемір Бірімқұлұлы, докторант PhD

Младшие научные сотрудники:

Кенесбай Ақерке Хажымүратқызы, докторант PhD

Ахатаева Динара Абдрашитовна, магистр;

Билибаева Ботагоз Курманбековна, магистр;

Уразалина Алина Сериковна, магистр;

Старший лаборант

Серікқызы Нұрайым, магистр

Инженер

Жолдыбекова Мадина Оразхановна

Лаборанты:

Абдилданов Даулет Шарипханович, бакалавр

Үсен Серикбай, бакалавр

Ахметжанова Рамина, бакалавр

Заведующая лабораторией кандидат биологических наук – Веселова Полина Васильевна

 

Основные направления научных исследований

Ратификация конвенции ООН о биологическом разнообразии Казахстаном осуществлена в 1994 г. и уже в 1999 году была разработана Национальная стратегия по сохранению биоразнообразия в Казахстане, которая предусматривала осуществление, в первую очередь, полной инвентаризации биологического разнообразия страны, как основы выявления ее состояния для принятия научно-обоснованных мер его сохранения. Этой проблеме придаётся важное значение, сутью которой являются флористические и таксономические исследования. К числу приоритетных направлений относятся: выявление видового разнообразия отдельных регионов, изучение систематических особенностей различного таксономического уровня. Для Казахстана, обладающего свыше 6000 видовым составом флоры, данные научные исследования наиболее актуальны. Одним из этапов для инвентаризации флоры Казахстана является выпуск областных Кадастров.

Приоритетной задачей деятельности лаборатории является сохранение и пополнение коллекционного гербарного фонда Института.

К числу направлений, обеспечивающих сохранение природных ресурсов, относится выявление ключевых ботанических территорий, задачей которых является обнаружение и сохранение участков природной флоры, обладающие высокой степенью разнообразия, в составе которых участвуют редкие, исчезающие виды.

Важным направлением является создание региональных Красных книг, опыт выполнения которых подтвержден выпуском областных Красных книг (Южно-Казахстанской, Мангистауской, Жамбылской, Кызылординской областей).

В настоящее время к актуальным направлениям работы лаборатории относится также цифровизация гербарных коллекций.

В целях укрепления научного потенциала для выполнения научных исследований привлекаются молодые специалисты (бакалавры, магистранты), которые непосредственно участвуют в выполнении отдельных задач грантов. Для успешного овладения специальностью предусмотрены научные стажировки.

 

Гербарный фонд института

Гербарий Института ботаники и фитоинтродукции (АА) является частью Национального достояния Республики Казахстан. Основной сводкой видового разнообразия флоры Казахстана является 9-томная «Флора Казахстана» (1956-1966), созданная на базе Гербария (АА). При ее создании сотрудниками Института был внесен наиболее значительный вклад в создание и развитие Гербария. В современный период пополнение фондов осуществляется за счет реализации бюджетных и внебюджетных научных программ и проектов.

Сегодня объем коллекционного фонда Гербария (АА) составляет порядка 260000 гербарных образцов (папоротникообразные, голосеменные, покрытосеменные растений). В составе гербарного фонда выделен Гербарий типов, в котором представлены новые для науки таксоны, выделенных с территории Казахстана.

В Институте имеется База данных (БД) коллекционного фонда Гербария АА.. Для простоты и удобства использования для создания базы данных было выбрано программа Excel.

Для создания виртуального гербарного фонда в 2017 году начато сканирование коллекционных образцов.

Актуальность вопроса сохранения и развития коллекционных фондов была обсуждена на заседании Парламента Республики (ноябрь 2016 г.) (докладчик Ситпаева Г.Т). В постановляющей части в рекомендациях Правительству Казахстана было указано, что с учетом международного опыта для поддержки и развития коллекционных фондов необходимо придать гербарному фонду Института ботаники и фитоинтродукции статус Национального достояния (25.01.2017).

В настоящее время информация гербарных этикеток коллекционного фонда Института активно используется при выполнении НИР в рамках реализации: государственных целевых научно-технических программ; отечественных и международных грантовых проектов; хоздоговорных работ и др.

Перспективным направлением работы в Гербарии (АА) является: проведение оцифровки гербарных листов Главного Гербария; формирование фотоколлекции материалов гербарного фонда; продолжение работ, связанных с обменом гербарными образцами с фондами коллекций стран СНГ и дальнего зарубежья.

 

Достижения лаборатории 2018-2022 гг

С 2018 г. по 2022 г. сотрудники лаборатории в рамках программно-целевого финансирования принимали участие в реализации трех целевых государственных научно-технических программ.

В НТП (2018-2020) BR05236546 «Реализация государственными ботаническими садами приоритетных для Казахстана научно-практических задач Глобальной стратегии сохранении растений как устойчивой системы поддержания биоразнообразия» (научный руководитель – д.б.н. Ситпаева Г.Т.) выполнялась задача по сохранению и развитию Гербарного коллекционного фонда Института (АА).

Одним из результатов выполнения задач программы стало описание нового для науки вида – Allium toksanbaicum N. Friesen & Veselova.

Командировки по пополнению коллекционного фонда Гербария (АА) были проведены также в ботанические учреждения России, а именно в г. Новосибирск – Центральный Сибирский ботанический сад Российской Академии наук (РАН); в г. Кемерово – Кузбасский ботанический сад Института экологии человека РАН (Веселова°П.В., Осмонали Б.Б.) и г. Санкт-Петербург – Ботанический Институт им. В.Л. Комарова РАН (Кудабаева Г.М., Веселова П.В.).

В НТП (2021-2023) BR10264557 «Кадастровая оценка современного экологического состояния флоры и растительных ресурсов Алматинской области как научная основа для эффективного управления ресурсным потенциалом» (научный руководитель – д.б.н. Димеева Л.А.) сотрудниками лаборатории выполняется задачи: инвентаризация видового состава флоры; составление аннотированного списка высших сосудистых растений Алматинской области; выявление редких видов флоры.

В рамках выполнения задач программы в октябре 2021 г. в г. Углич (Россия, Ярославская область участия) Кудабаева Г.М. приняла участие в Шестом международном симпозиуме "Чужеродные виды в Голарктике. Борок-VI".

В ноябре-декабре 2021 г. сотрудники лаборатории: Кудабаева Г.М., Билибаева Б.К, Уразалина А.С. посетили Институт экспериментальной ботаники (ИЭБ) имени В.Ф. Купревича Национальной академии наук Беларуси.

В 2021 г. в составе делегации Института сотрудники лаборатории Веселова П.В., Осмонали Б.Б., Кенесбай А.Х. и Билибаева Б.К. приняли активное участие в ежегодной научной конференции «Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии» в г. Барнауле (Россия).

В НТП (2021-2023) OR12065492 «Эколого-интродукционный анализ коллекционных фондов Государственных ботанических садов и скрининг природной флоры для разработки научно-обоснованных рекомендаций по ассортименту растений для озеленения городов и населенных пунктов разных природных зон Казахстана» (научный руководитель – д.б.н. Ситпаева Г.Т.) перед сотрудниками лаборатории стояла задача по выявлению видов природной флоры, перспективных для использования в зеленом строительстве.

Грантовые проекты

За описываемый период сотрудниками лаборатории в рамках грантового финансирования выиграны, реализованы и продолжают выполняться (под руководством к.б.н. Веселовой П.В.) три грантовых проекта. AP05131957/ГФ «Мониторинговые исследования восстановления естественной растительности на заброшенных рисовых полях Кызылординской области, перспективы их использования» (2018-2020); АР08956492 «Реликтовые туранговники долины р. Сырдарьи (видовой состав, антропогенное воздействие, вопросы охраны)» (2020-2021); АР09258929 «Перспективы использования корреляции между составом антропофильного элемента флоры пустынной части долины р. Сырдарьи и типом нарушенности земель в прогнозных целях» (2021-2023) гг.

Кызылординская область, 2021

Результаты реализации гранта по изучению рисовых залежей отражены в брошюре «Характерные виды растений залежных земель Казалинского рисового массива (Кызылординская область) (2019). Картосхемы местонахождения выявленных туранговых редколесий, предлагаемых к охране переданы в областное природоохранное управление (2021).

В 2020 г. по грантовому проекту, связанному с изучением рисовых залежей, Веселова П.В., Кудабаева Г.М., Осмонали Б.Б. провели в Аграрном университете г. Нур-Султан научный семинар по результам исследований.

Для реализации задач проектов в декабре 2021 г. Кудабаева Г.М., Шорманова А.А., Осмонали Б.Б. были в командировке в Институте ботаники Академии наук Республики Узбекистан (г. Ташкент, Узбекистан), во время которой осуществили критический просмотр гербарных образцов гербария TASH и обменялись практическим опытом в исследованиях пустынных территорий с коллегами.

По результатам исследований сотрудниками лаборатории были защищены 2 магистерская диссертация (Осмонали Б.Б. «Фитоценотическая характеристика, систематические и хорологические особенности видов рода Salsola L. пустынной части долины реки Сырдарья» (2020 г.), Кенесбай А.Х. «Экологические особенности редких, эндемичных видов растений урочища Байкалмак в горах Боролдайтау» (2018 г.)) и 2 диплома бакалавра (Абдильданов Д.Ш. «Изучение псаммофитных видов рода Allium L. долины реки Сырдарьи» и Үсен С. «Изучение состава, экологии и анатомии представителей рода Kalidium Moq. долины р. Сырдарьи» (2022)).

 

Международная программа

В рамках долгосрочной Международной научной программы, финансируемой Южной Кореей и действующей с 2016 г. «Флора Тянь-Шаня. Зеленый путь Центральной Азии», сотрудниками лаборатории проводятся исследования видового состава флоры казахстанской части Тянь-Шаня, в частности редких и эндемичных видов. В 2018 г. в г. Алматы на научно-практическом рабочем семинаре по реализации программы состоялась презентация научного труда «Flora of Northern Tien Shan. The Chu-Ili Mountains» (Кокорева°И.И., Ситпаева Г.Т., Кудабаева Г.М., Отрадных И.Г., Съедина И.А.). А в 2019 г. в г. Сеуле проходил семинар, обобщающий результаты исследований первого этапа программы. На нем по результатам совместных исследований была презентована коллективная монография «The flora of Tien Shan mountains” (2019).

В 2020 г. в качестве второго этапа программы начата реализация проекта «Ключевые ботанические территории хребта Киргизский Алатау» (партнер Университет г. Конжу).

В результате его выполнения найдена и описана новая популяция редкого вида Zabelia corymbosa (Regel & Schmalh.) Makino в Киргизском Алатау

По материалам, полученным в результате выполнения этого проекта в июле 2022 г. Билибаевой Б.Б. защищена магистерская диссертация: «Редкий вид флоры Казахстана – Zabelia corymbosa (Regel et Schmalh.) Makino».

В 2018 г. сотрудники лаборатории (внс Веселова П.В., внс Мухтубаева С.К., мнс Кенесбай А., мнс Осмонали Б., инж. Билибаева Б.) участвовали в работе «Технического семинара по созданию цифрового гербария для Средней Азии», проходившего в г. Грайфсвальд (Германия).

В 2019 г. реализация Договора по выполнению «Пилотного проекта по формированию электронной базы данных Гербария (АА)» (заказчик Фонд М. Зуккова, г. Грайфсвальд (Германия).

В 2018-2019 гг. лаборатория участвовала в выполнении хоздоговорной работы: «Изучение распространения некоторых алколоидоносных и эфирномасличных растений на территории Алматинской области, сбор гербарных материалов и образцов растительного сырья» (по заказу АО «Международный научно-производственный холдинг «Фитохимия»).

В 2020 г. сотрудники лаборатории приняли участие в реализации научной комплексной программы «Оценка современного состояния природных экосистем ГРПП «Медеу» и разработка рекомендаций по обеспечению их устойчивого развития». По завершению проекта собранные и идентифицированные виды были переданы заказчику для формирования коллекции гербария.

В 2021 г. сотрудничество с ГРПП «Медеу» было продолжено в рамках выполнения научно-исследовательских работ по реализации программы: «Оценка современного состояния зеленых насаждений ООПТ ПП «Роща Баума» КГУ «ГРПП «Медеу» УЗЭ г. Алматы и разработка рекомендаций по обеспечению ее устойчивого развития (2021).

21-25 февраля 2022 г. сотрудники лаборатории совместно с коллегами Кафедры биологических наук Казахского агротехнического университета им. С. Сейфуллина Министерства сельского хозяйства Республики Казахстан провели online Международную Зимнюю школу: «Организация Гербарных фондов для устойчивого управления биоресурсами». Ее целью являлся анализ современного состояния Гербариев в учреждениях Казахстана и соседних республик для научных, образовательных, производственных разработок.

С мая 2022 г. сотрудники лаборатории совместно с исполнителями из лаборатории Растительных ресурсов участвуют в реализации договорной работы: «Составление ресурсного кадастра важнейших растений лесного фонда Жамбылской области с изданием книги на государственном и русском языках» (руководитель к.б.н. Шорманова А.А.).

 

Перспективы развития лаборатории

Лаборатория сохраняет и продолжает выполнять фундаментальные, а также развивает современные направления ботанических исследований. Приоритетными научными направлениями лаборатории на ближайшее десятилетие являются:

- выявление видового разнообразия высших сосудистых растений Казахстана и развитие коллекционного фонда Гербария (АА);

- изучение систематических особенностей групп различного таксономического уровня;

- современный подход по выявлению мест концентрации редких и эндемичных видов;

- выявление ключевых ботанических территорий;

- создание региональных, областных Кадастров, Красных книг;

- формирование базы данных Гербарного фонда АА.

Одной из важных задач является также поэтапная подготовка высококвалифицированных специалистов, обеспечивающая преемственность поколений в развитии ботанической науки Казахстана!

Публикации

Всего за лабораторией опубликовано за 2018–2022 годы опубликованы 37 статей и 1 брошюра. Из них в:

Базе данных Scopus/ Web of Science – 11;

Журналах, рекомендованных ККСОН – 10;

Материалах международных научных конференций – 16;

Брошюры – 1.

Статьи в базе Scopus/ Web of Science

1.         Gulnara T. Sitpayeva, Gulmira M. Kudabayevа, Liliya A. Dimeyeva, Nadezhda G. Gemejiyeva, Polina V. Vesselova. Crop wild relatives of Kazakhstani Tien Shan: Flora, vegetation, resources // Plant Diversity. 42 (2020) 19-32. DOI: 10.1016/j.pld.2019.10.003

2.         Кечайкин А. А., Синицына Т.А., Шмаков А.И., Фризен Н.В., Ситпаева Г.Т., Веселова П.В., Данилов М. П., Баядилов К. О. Дополнение к флоре Государственного национального природного парка «Алтын-Эмель» (Республика Казахстан) // Turczaninowia 21 (4): 73–77 (2018). DOI: 10.14258/turczaninowia.21.4.8http://turczaninowia.asu.ru

3.         Lomonosova M.N., Danilov M.P., Osmonali B., Vesselova P.V. IAPT chromosome data 29/2 // Taxon, 2019, Vol. 68 (4). DOI: 10.1002/tax.12130

4.         Komiljon Sh. Tojibaev, Chang Gee Jang, Georgii A. Lazkov, Kae Sun Chang, Gulnara T. Sitpayeva, Neimatullo Safarov, Natalya Yu. Beshko, Saule K. Muktubaeyeva, Polina V. Vesselova, Isakul  Turakulov, Yoqutkhon  Yu.  Abdurakhmanova, Nu-Ree Na, Min-Su Park, Kyung Choi, Hyeok-Jae Choi, Byoung-Un Oh & Seung-Hwan Oh An Annotated Checklist of Endemic Vascular Plants of the Tian-Shan Mountains in Central Asian Countries // Phytotaxa 464 (2): 117–158.

5.         Кечайкин А.А., Баткин А.А., Ситпаева Г.Т., Веселова П.В., Осмонали Б.Б., Шмаков А.И. Новые данные о роде Potentilla L. (Rosaceae Juss.) во флоре Казахстана // Turczaninowia 23, 1: 32–40 (2020) DOI: 10.14258/turczaninowia.23.1.4

6.         Ankova T.V., Lomonosova M.N., Voronkova M.S., Petruk A.A., Osmonali В., Vesselova P.V. IAPT chromosome data 32/2 // TAXON 69 (5), October 2020: 1126–1132.

7.         Friesen N., Vesselova P., Osmonaly B., Sitpayeva G., Luferov A., Shmakov A. Allium toksanbaicum (Amaryllidaceae), a new species from Southeast Kazakhstan // Phytotaxa. 2021. 494 (3): 251–267.

8.         Anna Seid, KarinTremetsberger, Simon Pfanzelt, Frank R. Blattner, Barbara Neufer, Nikolai Friesen, Herbert Hurka, Alexander Shmakov, Oyuntsetseg Batlai, Anže Žerdoner Čalasan, Polina V. Vesselova & Karl‑Georg Bernhardt The phylogeographic history of Krascheninnikovia refects the development of dry steppes and semi‑deserts in Eurasia // Scientifc Reports. (2021) 11:6645. https://doi.org/10.1038/s41598-021-85735-z

9. Obidjon A. Turdiboev, Aijamal A. Shormanova, Mariya B. Sheludyakova, Feruz Akbarov 1, Bryan T. Drew & Ferhat Celep Synopsis of the Central Asian Salvia species with identification key // Phytotaxa 543 (1): 001–020. https://doi.org/10.11646/phytotaxa.543.1.1

10. Gulnar S. Aidarkhanova1, Serik A. Kubentayev1,2,♥, Yelena V. Kukhar3, Alinas. Urazalina Current state of populations, resources, and biological activityPulsatilla patens(Ranunculaceae) in Northern Kazakhstan // Biodiversitas. Volume 23, Number 5, 2022. 2311-2320. DOI: 10.13057/biodiv/d230509

11. Friesen, N.; Grützmacher, L.; Skaptsov, M.; Vesselova, P.; Dorofeyev, V.; Luferov, A.;  Turdumatova, N.; Lazkov, G.; Smirnov, S.V.; Shmakov, A.I. Allium pallasii and A. caricifolium— Surprisingly Diverse Old Steppe Species, Showing a Clear Geographical Barrier in the Area of Lake Zaysan. Plants 2022, 11, 1465. https://doi.org/10.3390/plants11111465