Ekologijos ir aplinkotyros (N 012) mokslo kryptis

Cheminė tarša yra vienas iš globalių antropogeninių veiksnių spartinančių biologinės įvairovės nykimą. Dabartiniai aplinkos monitoringo ir vertinimo metodai yra orientuoti į cheminius ir ekologinius matavimus, o jų sąsajos, t. y. biologinis poveikis, iš esmės yra mažai tiriamas. Cheminės būklės įvertinimas neužtikrina atitikties Jūrų strategijos pagrindų direktyvos (JSPD) 8 aprašui, kuris aprašo pagrindinius reikalavimus siekiant geros jūrų ekosistemų aplinkos būklės. Galiojantys ES reglamentai, tokie kaip JSPD ir Buveinių direktyva, jau yra peržiūrimi, pabrėžiant integruotos cheminės ir biologinės stebėsenos ir vertinimo sistemos poreikį. Siekiant atskleisti cheminio-biologinio monitoringo integracijos potencialą, disertacijos tyrimų metu bus tiriamas cheminės taršos poveikis vandens ekosistemoms, t. y. tiesiogiai rūšių sveikatai. Tyrimai bus atliekami su Atlantine lašiša ir šlakiu, siekiant nustatyti jų kaip modelinių rūšių pritaikymą cheminio-biologinio monitoringo vertinime, darant prielaidą, kad šios migruojančios žuvys gali pasižymėti dideliu potencialu atspindėti kaupiamąjį ir sinergetinį aplinkos taršos poveikį. Tyrimų metu bus atliekami žuvų citogenetinių, biocheminių, hematologinių, populiacijų parametrų ir biologinių rodiklių tyrimai, siekiant įvertinti žuvų sveikatos būklę neršto migracijos laikotarpiu. Siekiant tolimesnių tyrimų metu identifikuoti individus bei stebėti tiriamųjų biožymenų pokyčius laike, sugauti individai bus ženklinami vidiniais RFID (angl. radio – frequency identification) žymekliais. Tyrimų metu bus nustatyti aplinkos taršos poveikio ankstyvųjų genetinių biožymenų signalai, atlikti palyginamieji tyrimai tarp šių biožymenų atsakų skirtingose Lietuvos upėse, nustatyti citogenetinių biožymenų kontroliniai/foniniai lygiai indikatorinėse lašišinių žuvų rūšyse, kuriais remiantis bus galima vykdyti aplinkos būklės vertinimą/stebėseną. Šie tyrimai gali paskatinti biologinių efektų vertinimo įtraukimą atliekant vandens ekosistemų cheminės būklės monitoringą, kas leistų geriau suprasti priežasties ir pasekmės ryšius tarp aplinkos taršos (kaip priežastinio veiksnio) ir biologinės įvairovės bei ekologinės būklės pokyčių. Tyrimai suteiktų pagrindą naujų kriterijų taikymui, praktinių rekomendacijų biologinio poveikio vertinimo parengimui bei prisidėtų prie metodologinės pažangos vertinant vandens ekosistemų būklę.

Grybelinės kilmės ligos, kaip saprolegniozė, yra plačiai paplitusios akvakultūros sektoriuje bei natūralioje aplinkoje, tačiau iki šiol nėra veiksmingų priemonių kovoje su ligos protrūkiais. Cheminių medžiagų patekimas į aplinką lemia didėjantį aplinkos užterštumą, o tai skatina patogeninių organizmų prisitaikymą prie aplinkos pokyčių. Šiuo metu mažai žinoma apie aplinkos teršalų poveikį stramenopilinių grybų (pato)biologijai. Atsižvelgiant į tai, kad daug stramenopilinių grybų rūšių yra destruktyvių ligų sukėlėjai, o aplinkos tarša gali turėti įtakos jų patogeniškumui (hormezės efektas, taršos indukuota mikotoksinų sintezė), žinios apie patogeniškumo pokyčius aplinkos taršos kontekste („kažkas iš niekur“ fenomenas) įgyja didžiulę svarbą.
Disertacinis darbas apims stramenopilinių grybų, sukeliančių žuvų saprolegniozes, nustatymą žuvininkystės ūkiuose bei gamtiniuose vandens telkiniuose, išskirtų rūšių patogeniškumo lašišinėms žuvims, patogeniškumo pokyčių aplinkos taršos kontekste bei sukeliamų biologinių efektų tyrimus. Siekiant visapusiškai įvertinti (a)biotinių faktorių biologinį poveikį bus atliekami citogenetinių, fiziologinių ir biocheminių rodiklių tyrimai. Stramenopiliniai grybai bus išskirti iš vandens mėginių, izoliatai bus persėjami bei identifikuojami iki rūšies remiantis morfologiniais ir molekuliniais (rDNR ITS geno srities analizės) metodais. Bus gauta naujų mokslinių žinių apie patogeninių stramenopilinių grybų-žuvų-taršos sąveiką vandens ekosistemose, ekotoksikologinį poveikį žuvims, įvertinti pagrindiniai saprolegniozės protrūkių mechanizmai (a)biotinių faktorių kontekste bei įvertintas dirbtinai veisiamų ir laukinių lašišinių žuvų atsparumas (a)biotiniams faktoriams ar jų kompleksiniam poveikiui. Bus nustatyta stramenopilinių grybų rūšinė įvairovė lašišinių žuvų ūkiuose ir palyginta su šių organizmų įvairove lašišinėse upėse. Gauti rezultatai bus naudingi rengiant ar koreguojant dabartines kompleksinių stresorių poveikio ir rizikos aplinkai vertinimo gaires, gali prisidėti prie vandens taršos poveikio ekosistemoms stebėsenos programų tobulinimo įtraukiant biologinio poveikio biožymenis, neigiamos ūkinės (akvakultūra) veiklos poveikio aplinkai mažinimo priemonių taikymo ar kūrimo.

Plėšrieji paukščiai ekosistemose užima aukščiausius mitybos grandinių lygmenis, todėl yra jautrūs, nyksta dėl ekosistemų pokyčių, kuriuos iššaukia antropogeninės kilmės veiksniai. Taip pat plėšrieji paukščiai dėl ilgos gyvenimo trukmės ir prieraišumo toms pačioms veisimosi vietoms yra tinkami modeliniai organizmai tirti fundamentaliems populiacijos dinamikos ir ekologijos mechanizmams. Iki šiol vis dar trūksta žinių apie jaunų, nesubrendusių plėšriųjų paukščių individų elgseną ir šio amžiaus individų ekologiją. Stambūs plėšrieji paukščiai ilgai gyvenantys organizmai, kurių individai reprodukcinę brandą pasiekia tik 4-5-tais gyvenimo metais. Jauni paukščiai dažnai žūva dėl natūralių ir antropogeninių priežasčių, kadangi nėra patyrę gaudyti grobį, neturi patirties atpažinti ir išvengti jiems žalingos antropogeninės veiklos ar vengti jos vietų, nėra susiformavę žiemojimo įgūdžiai ir sudėtingų geografinių barjero įveikimo elgsena migracijų metu. Todėl žinios apie jaunų individų elgseną ir ekologinius poreikius skirtingais metinio ciklo etapais ir ankstyvuoju gyvenimo tarpsniu kol pasiekia reprodukcinę brandą, yra svarbi prielaida pažinti ir prognozuoti plėšriųjų paukščių populiacijos demografijos procesus.
Šio darbo esminiai uždaviniai yra jaunų plėšriųjų paukščių, priklausančių vanaginių būriui (Accipitriformes), elgsenos tyrimai siekiant nustatyti demografijos komponentų tokių kaip dispersija, išgyvenamumas įverčius, juos veikiančius veiksnius, erdvės, buveinių naudojimo ir migracijos, klajojimo dėsningumus, bei jų pokyčius individams bręstant iki reprodukcinio amžiaus. Disertacijos metu temos plėtojimui bus panaudoti tiek konvenciniu, tiek telemetrijos metodu surinkti duomenys.

Antropogeninės veiklos sukelti globalūs ir lokalūs pokyčiai stipriai veikia ekosistemas. Sėslioms organizmų rūšims, kurių individai praleidžia visą metinį ciklą ir gyvenimą tose pačiose ekosistemose, daro įtaką skirtingi išorės veiksniai toje pačioje erdvėje. Fenotipinis plastiškumas yra mechanizmas, kuriuo rūšys prisitaiko prie vykstančių pokyčių, todėl jo tyrimai sėslių rūšių populiacijose leidžia pažinti adaptacijos prie sparčiai besikeičiančios aplinkos mechanizmus ir pasekmes populiacijos demografijai.

Sėsli, teritorinė ir spalviniu polimorfizmu pasižyminti naminė pelėda (Strigiformes, Strix aluco) – tinkama modelinė rūšis fenotipinio plastiškumo tyrimams. Iki šiol didžioji dalis tyrimų apėmė tik nedidelį metinio ciklo dalį, įprastai veisimosi sezoną, kurio metu galima registruoti fenotipinį variabilumą, populiacijos rodiklius. Tačiau, likusi metinio ciklo dalis yra nepakankamai reprezentuota dėl tinkamų metodų trūkumo. Dėl šios priežasties net ir nustatytiems fenotipiniams pokyčiams nėra pakankamai žinomi atrankos mechanizmai.

Šio darbo pagrindiniai uždaviniai apima naminės pelėdos tiek konvencinių, tiek distancinių tyrimų metodų rudens, žiemos metu plėtojimą, žiemojimo ekologijos tyrimus, porų susidarymo ir išyrimo dinamiką, fenotipų įvairovę, pasiskirstymą buveinėse, fenotipų trumpalaikius, ilgalaikius pokyčius populiacijoje, bei fenotipinio plastiškumo efektą populiacijos demografijos rodikliams.

Šeimininko – parazito sąveikos: žinduolių parazitų bendrijas formuojantys veiksniai

Darbo tikslas – ištirti įvairių žinduolių sistematinių grupių parazitų rūšinę įvairovę bei nustatyti pagrindinius ekologinius veiksnius, formuojančius parazitų bendrijas.

Tyrimų metu bus ištirta identifikuotos žinduolių parazitų rūšys, ypatingą dėmesį skiriant potencialiai žmogui bei naminiams gyvūnams pavojingų zoonozių sukėlėjams, nustatyti pagrindiniai ekologiniai veiksniai veikiantys parazitų bendrijas skirtingose šeimininkų grupėse.
Gauti rezultatai leis išaiškinti pagrindinius populiacijose cirkuliuojančius parazitus ir nustatyti jų perdavimo galimybes, identifikuoti svarbiausius faktorius veikiančius skirtingų šeimininkų grupių parazitų bendrijas. Tyrimo metu bus įvertintos galimos zoonozių sukėlėjų grėsmės.

Nanodydžio medžiagos tampa aktualia problema dėl mažai žinomos jų elgsenos ir lemties vandens ekosistemoje, jų sąveikos su kitais vandenyje esančiais organinės ir neorganinės kilmės teršalais. Trūksta duomenų apie nanodalelių (ND) ir skirtingų teršalų kompleksinį poveikį vandens organizmams, vandens mitybinėms grandinėms ir ekosistemų tvarumui. ND pasižymi išskirtinėmis fizikocheminėmis savybėmis, kurios lemia jų platų pritaikymą biomedicinoje, pramonėje ir aplinkosaugoje. Europos sąjungoje griežtėjanti pavojingų teršalų kontrolė, didėjantys aplinkosauginiai reikalavimai tvariai aplinkai ir žmonių sveikatai išsaugoti, nuolat skatina ieškoti inovatyvių technologijų, efektyviai valančių nuotekas. Kai kurios ND pasižymi didele sorbcine geba, todėl jos gali būti naudojamos šalinant teršalus iš vandens aplinkos. Tačiau ND patekusios į aplinką gali akumuliuotis vandens ekosistemos sanduose ir sukelti organizmams sunkiai prognozuojamus funkcinės būklės pokyčius. Todėl norint geriau suprasti ND sąveikos su kitais teršalais poveikio mechanizmus reikia daugiau tyrimų, įrodančių kaip ND fizikocheminės savybės siejasi su jų poveikiu organizmams. Planuojama tirti anglies-, metalų- ir polimerų pagrindo ND, ir jų mišinių su metalais ir vaistais poveikį žuvims ir vėžiagyviams. Tyrimuose šalia tradicinių ekotoksikologinių metodų bus naudojama inovatyvi žuvų Danio rerio ir kitų smulkių vandens organizmų auginimo, veisimo (Tecniplast) ir morfofiziologinių parametrų registravimo (Danioscope ir Daniovision) ir analizės (Embryonet, MetaboAnalyst) sistema.
Pirmą kartą bus ištirta kaip ND ir įvairūs teršalai kompleksiškai veikia vandens organizmus, esančius stresui jautriose ankstyvose vystymosi stadijose (embrionai, lervos, mailius). Bus nustatyta ND sąveika su įvairiais teršalais ir įvertintas jų sukeliamas poveikis priklausomai nuo ND dydžio, apvalkalo tipo ir sandaros. Gauti rezultatai bus svarbūs siekiant išaiškinti metalų bei anglies pagrindu sukurtų ND poveikio vandens organizmams mechanizmus ir leis praplėsti ND pritaikymo galimybes aplinkosaugoje ir biomedicinoje.

ES kaip ir daugumoje kitų pasaulio šalių pradedama riboti ar visai drausti cheminius insekticidus. Dėl to kyla didelis poreikis ieškoti alternatyvų kovai su ekonomiškai svarbiais vabzdžiais kenkėjais. Entomopatogeniniai nematodai (EPN) pasaulyje jau plačiai taikomi kaip aplinkai draugiškas biologinės kovos būdas su žemės ūkio kenkėjais. Nepaisant EPN pritaikomumo, kyla nemažai klausimų, susijusių su jų biologija, paplitimu, įvairove bei ekologija, kas svarbu taikymo efektyvumui. Lietuvoje EPN bioįvairovė nežinoma, todėl sąveikų su kitais organizmais tyrimams pagrindas nėra sukurtas.

Bus tiriami Lietuvos dirvožemio EPN, jų ir jų simbiontinių bakterijų rūšinė sudėtis, įvairovė. Tikimasi išskirti ir identifikuoti naujų biologiškai aktyvių cheminių junginių, veikiančių EPN elgseną, kurie gali pasitarnauti kaip taikiniai kultūrinių augalų selekcijai ar genetinėms modifikacijoms, kuriant naujos kartos augalų apsaugos nuo vabzdžių kenkėjų aplinkai draugiškas priemones.

Moksliniu ir aplinkos apsaugos požiūriu svarbus yra supratimas apie tai, kaip aplinkos veiksniai bei poveikiai, tame tarpe antropogeniniai, gali veikti upių hidrologiją, jų vandens kokybę ir susijusias upės baseino ekosistemas. Šiuo metu yra padidėjęs susidomėjimas avarinių išmetimų iš Baltarusijos atominės elektrinės (AE) galimybėmis, tokių atvejų grėsmėmis ir aplinkos atsaku į jas. Nors staigių didelio poveikio žmogui ir aplinkai incidentų atominėse elektrinėse tikimybė yra maža, tačiau jie, kai įvyksta, gali sukelti pasekmių dėl staigių ir stiprių destruktyvių savybių. Šio darbo tikslas būtų sukurti prognozinį Neries upės modelį, skirtą įvertinti galimus avarinius staigios vandens taršos įvykius, su kuriais turime išmokti gyventi, bent jau pagrįstai moksliniu požiūriu suvokti tokių įvykių pasekmes. Taip pat remiantis vandens sistemos izotopiniais tyrimais, sukurti dinaminį taršos šaltinių sekimo modelį, kuris galėtų apibūdinti ryšį tarp vandens sistemos ir rizikos šaltinio.
Upių sistemos yra labai sudėtingos, todėl modeliavimas yra viena iš svarbių priemonių, galinčių parodyti skirtingų įvykių poveikį, esant skirtingoms sąlygoms. Sukurtas vandens kokybės rizikos vertinimo modelis būtų veiksminga priemonė sistemingai kiekybiškai įvertinti atsitiktinę neapibrėžtį dėl procesų upės sistemoje, taip pat suteiktų informaciją, priimant sprendimus dėl staigios vandens taršos kontrolės, nustatant kritinius taršos šaltinius ir kiekius. Darbo įgyvendinimui būtų naudojami izotopinių tyrimų metodai bei šiuolaikinė modeliavimo programa.
Tričio pernešimo vandens ekosistemose svarba buvo pabrėžta Kanadoje ir Prancūzijoje atliktuose tyrimuose (CNSC 2010, ASN 2010). Transporto modelio kalibravimas pagal tričio duomenis upėse ir požeminio vandens amžiaus modeliavimas buvo atliktas vakariniame Taupo ežero baseine, Naujojoje Zelandijoje (Gusyev et al. 2013). Norėdami geriau suprasti HTO srautą iš paviršinio vandens į orą buvo atliktas modeliavimas tričio srauto iš vandens sistemos į atmosferą (Marang et al. 2011). Požeminio vandens iškrovos į upę modeliavimas, remiantis radono masės balansu, paremtu tričio duomenimis buvo atliktas Elbės upėje, Vokietijoje (Schubert et. al 2020). Akivaizdu, kad vandens sistemų apibūdinimas yra svarbus klausimas, kuris aktualus kaip statant naujas atomines elektrines ir nutraukiant senųjų AE eksploatavimą. Transporto modeliai realizuoja matematinį radionuklidų judėjimo tam tikrame aplinkos komponente (ore, paviršiniame vandenyje, požeminiame vandenyje, biotoje) aprašymą, kurių tikslas prognozuoti radionuklidų koncentraciją tam tikrame aplinkos komponente. Lietuvoje vandens sistemų tyrimai taikant modeliavimo priemones atliekami dažniausia požeminio vandens atžvilgiu. Daug darbų buvo skirta poveikio aplinkai vertinimui susijusiu Ignalinos AE veika atliekant aplinkos, požeminio vandens ir paviršinio vandens izotopinius tyrimus (Jakimavičiūtė-Maselienė et al. 2012; Vaitkevičienė et al. 2013; Mažeika et al. 2013; Jefanova et al. 2018;). Nemažai darbų skirta Baltijos artezinio baseino požeminio vandens formavimosi ypatumams nagrinėti (Vaikmäe et al., 2001; Cheban, 1966; Mokrik and Vaikmäe, 1988, Mokrtik et al. 2014; Mokrik and Samalavičius, 2021). Tyrimai apima įvairius aspektus paleohidrogeologija, kilmės klausimus ir formavimosi scenarijus. Labai svarbu eksperimentiniais ir modeliavimo metodais nagrinėti ir suprasti branduolinių objektų aplinkoje vykstančius pernašos procesus. Dėl tričio judrumo hidrologiniame cikle ir gerai žinomos koncentracijos atmosferoje, labai svarbu atlikti tričio matavimus vandens telkiniuose, esančiuose aplink branduolinius objektus, ir panaudoti duomenis aplinkos kokybei ir rizikos vertinimui.

Grafeno ir geležies pagrindu pagaminti nanokompozitai, dėl jų funkcinių ir magnetinių savybių bei pritaikomumo biotechnologijų ir nanomedicinos srityse, yra daugiausiai mokslinio ir ekonominio susidomėjimo sulaukusios tokio tipo nanodalelės. Pastaraisiais metais daug dėmesio skiriama funkcionalizuotų magnetinių adsorbentų panaudojimui vandens valymo procesuose, juos derinant su magnetinio atskyrimo metodais. Atsižvelgiant į tai, kad nanomedžiagų gamybos ir naudojimo apimtys ateityje tik augs, o šių medžiagų teisinis reglamentavimas gamybos ir atliekų tvarkymo srityje dar neįgyvendintas, tyrimai apimantys šių nanodalelių poveikį vandens organizmams kintančios aplinkos kontekste įgyja didžiulę svarbą.
Magnetinės nanodalelės turi magnetinį momentą, o tai reiškia, kad jos gali generuoti magnetinį lauką arba reaguoti į išorinį magnetinį lauką. Pagrindiniai (elektro)magnetino lauko šaltiniai yra atsinaujinančią energiją gaminančios vėjo jėgainės bei su ja susijusi infrastruktūra. Atsinaujinančių energijos išteklių plėtra intensyviai vykdoma tiek pasauliniu mastu, tiek ir Lietuvoje. Planuojama, kad 2028 m. Lietuvos teritoriniuose vandenyse Baltijos jūroje turėtų veikti 700 MW galios vėjo elektrinių parkas, tačiau mokslinių duomenų apie (elektro)magnetino lauko poveikį jūrinių ekosistemų organizmams vis dar stinga.
Tyrimai apims specifinių grafeno ir geležies nanodalelių bei jų nanokompozitų sintezės, modifikavimo, charakterizavimo aspektus, tiriant šių medžiagų morfologiją ir funkcines savybes. Bus tiriamas šių nanomedžiagų toksinis poveikis žuvims ir vėžiagyviams skirtinguose jų biologinio organizuotumo lygmenyse, siekiant nustatyti nanodalelių poveikio organizmų funkcinėms sistemoms dėsningumus, organizmo biocheminių ir elgsenos reakcijų ypatumus bei galimus toksiškumo mechanizmus. Palyginamuoju aspektu bus atlikti antropogeninės kilmės (elektro)magnetinio lauko poveikio vandens organizmams tyrimai, taikant kompleksinius biologinio atsako rodiklius ir biožymenis. Siekiant kuo labiau atspindėti multifunkcinės aplinkos įtaką nanodalelių biologiniam prieinamumui bei toksiškumui, bus nagrinėjami nanodalelių toksiškumo dėsningumai (elektro)magnetinio lauko ir cheminio streso sąveikoje. Tyrimai gali tapti pagrindu prognozuojant potencialiai pavojingas šių nanomedžiagų koncentracijas aplinkoje bei sąveiką su fizikiniais stresoriais, galinčiais sąlygoti kompleksinius biologinius efektus kintančios aplinkos kontekste.

Laboulbenialiniai grybai (Laboulbeniales, Ascomycota, Fungi) – tai mikroskopiniai paviršiniai nariuotakojų parazitai, daugiausia aptinkami ant vabzdžių. Laboulbeniales yra gana stipriai specializuotą su vabzdžiais susijusių grybų grupė – aprašyta  145 gentys ir apie 3000 rūšių (Thaxter, 1926; 1931, Tavares, 1985 ir kt.), tačiau dabartiniais skaičiavimais, yra mažiausiai 40 000 rūšių, kurios dar laukia aprašymo (Haelewaters et al., 2020; Kirk, 2019; Weir & Hammond, 1997). Laboulbeniales eilies grybų poveikis jų vabzdžiams šeimininkams nėra iki galo išaiškintas, o jų ekologijos ir biologijos tyrimų vis dar yra labai mažai (Haelewaters et al., 2021). Tik nedaugelėje šalių yra vykdomi moksliniai tyrimai ir nedaug mikologų pasaulyje specializuojasi Laboulbeniales tyrimuose, tačiau dėl šios grybų grupės įvairovės ir unikalumo ji neabejotinai yra naujos taksonominės ir ekologinės informacijos šaltinis. Laboulbeniales taksonominiai požymiai grindžiami vaisiakūnio, t. y. matomos grybo dalies už šeimininko ribų, sandara. Grybo prisitvirtinimas per haustorijas ir plitimas šeimininko viduje iš esmės lieka nežinomas, nustatyta tik, kad kai kurios Laboulbeniales rūšys yra ektoparazitai ir turi haustorialinę struktūrą, kuri įsiskverbia į šeimininko kutikulą, o kitos yra ektobiontai ir tik tvirtai prisitvirtina prie šeimininko kutikulės, tačiau jos neįsiskverbia ir neaišku kokias maisto medžiagas naudoja savo augimui ( Reboleira et al., 2021). Pirmas didelis iš išsamus darbas apie Laboulbeniales eiles grybus, kurio rezultate buvo išleista 6 tomų monografija buvo padarytas Š. ir P. Amerikose Rolando Thaxterio (Thaxter, 1926-1932). Tarp Europos šalių išsamesni Laboulbenialinių grybų tyrimai buvo daryti Italijoje(Rossi,1978; 1979), Ispanijoje (Santamaria, 2020;2001), Lenkijoje (Majewski, 1994; 2008). Pirmi tyrimai kaimyninėje Latvijoje (Briedis, 1932) ir pas mus Lietuvoje buvo daryti beveik prieš 100 metų (Siemaszko ir Siemaszko, 1928; 1932). Latvijoje per paskutinius dešimtmečius keletą naujų rūšių surado, aprašė ir paskelbė belgų entomologas De Kesel (2006). Ši įdomi ekologinių požiūrių grybų grupė Lietuvoje praktiškai netirta ir duomenų apie Laboulbenialinių grybų įvairovę, paplitimą ir ekologiją yra labai mažai, buvo paskelbti du straipsniai (Markovskaja, 2000; 2006). Biologinės įvairovės tyrimai neabejotinai bus susiję su taksonominiais tyrimais, nes yra didelė tikimybė, kad bus aptiktos naujos mokslui rūšys. Mokslininkai tyrinėjantys dabar Laboulbenialinius grybus Belgijoje, Ispanijoje, Italijoje daugiau užsiima įvairovės, ekologijos ir taksonomijos tyrimais ir palaiko glaudžius ryšius, organizuoja bendras ekspedicijas bei priima stažuotojus. Tokio tarptautinio bendradarbiavimo pasėkoje pasirodė keletas straipsnių apie Laboulbeniales iš Bulgarijos, Vengrijos, Čekijos, Slovakijos ir kitų šalių (Pfliegler  et al., 2016; Rossi et al., 2019; Rossi & Santamaria, 2020).

Disertacijos tematikoje numatomi moksliniai tyrimai

  Lauko tyrimai: medžiagos rinkimas (nariuotakojų vabzdžių) įvairiuose Lietuvos regionuose ir buveinėse. Laboratoriniai tyrimai: infekuotų pavyzdžių atranka naudojant stereomikroskopą, grybų nuėmimas nuo vabzdžio ir pastovių preparatų gamyba, vabzdžių bei grybų identifikavimas panaudojus šviesinės mikroskopijos metodą.

Patikrinimas jau esamų entomonoginių kolekcijų VU, GTC, Tado Ivanausko zoologijos muziejuje Kaune bei gintaro kolekcijų su vabzdžių inkliuzais siekiant surasti infekuotų vabzdžių pavyzdžius su Laboulbenialiniais grybais. Glaudus bendradarbiavimas ir konsultacijos su entomologais Lietuvoje ir užsienyje. Stažuotė užsienyje pas viena iš geriausių Laboulbenialinių grybų specialistą (W. Rossi / S. Santamaria arba kt.)

Dauguma šios grupės grybai yra siauros specializacijos ir per ilga koevoliucijos procesą prisitaiko parazituoti ant tam tikros rūšies arba genties vabzdžių. Teisingas Laboulbenialinių grybų identifikavimas pirmiausia priklauso nuo teisingo šeimininko identifikavimo. Vabzdžių identifikavimui bus reikalingos entomologinės žinios, kurias reikės gilinti.

Surinktos medžiagos taksonominė ir ekologinė analizė, vabzdžių paplitimo ir specifiškumo šeimininkams nustatymas, šeimininko ir parazito trofinio ryšio išaiškinimas. Molekulinių metodų taikymas naujų rūšių ir morfologiškai panašių rūšių identifikavimui, filogenetinė analizė. Taksonominių ir ekologinių straipsnių rengimas ir publikavimas. Iliustruoto konspekto su rūšių aprašymais parengimas.

Kultūrinių augalų laukinių gentainių (angl. crop wild relatives – CWR) ir gamtoje renkamų augalų (wild harvested plants – WHP) išteklių išsaugojimo klausimai yra ypač aktualūs intensyvėjant klimato kaitai. Klimato ir apskritai aplinkos kaitos poveikio naudojamiesiems augalams tyrimai jau sudaro išskirtinį tyrimų bloką, glaudžiai susijusį su augalų genetinių išteklių išsaugojimu. Šiuo metu kaip tik ir reikalingi tokie pagrindžiamieji tyrimai, kuriais remiantis būtų galima numatyti laukinių gentainių ir gamtoje renkamų naudojamųjų augalų populiacijų funkcionavimo perspektyvas bei išsaugojimo galimybes siekiant užtikrinti tvarų jų panaudojimą žmogaus reikmėms.

Tyrimų tikslas yra įvertinti šių biologinių išteklių įvairovę, paplitimą, būklę ir tendencijas klimato kaitos sąlygomis bei, atsižvelgiant į faktines ir potencialias grėsmes, pagrįsti priemones jų išsaugojimui in situ užtikrinti.

Tyrimų uždaviniai: atlikti nacionalinę kultūrinių augalų laukinių gentainių ir gamtoje renkamų augalų taksonų inventorizaciją; nustatyti prioritetinius augalų taksonus remiantis aprobuotais kriterijais; atlikti prioritetinių taksonų paplitimo ir genetinės įvairovės tyrimus pasitelkiant ekogeografinę analizę, modelinių rūšių genetinius tyrimus, herbariumų duomenis, GIS bei kitas priemones; įvertinti saugojimo ex situ vaidmenį; identifikuoti grėsmes tikslinių augalų rūšių išsaugojimui bei saugojimo spragas; parengti rekomendacijas praktiniam taikymui.

Moksliniai tyrimai gali apimti: (1) laukinių gentainių įvairovės įvertinimą atsižvelgiant į šalyje auginamų kultūrinių augalų įvairovę ir ekonominę-socialinę reikšmę, kriterijų parengimą prioritetinių taksonų nustatymui, prioritetinių taksonų sąrašo sudarymą ir paplitimo analizę, nustatant jų įvairovės židinius (hotspots), pasirinktų rūšių genetinės įvairovės įvertinimą, genetinių išteklių saugojimo būklės bei spragų identifikavimą; (2) gamtoje renkamų, pvz., vaistinių augalų populiacijų įvairovės tyrimai, nustatant ir panaudojant morfometrinius žymenis, atliekant biologiškai veiklių medžiagų tyrimus (pvz., eterinių aliejų – chemotipinei įvairovei identifikuoti), įvertinant vaistinių augalų naudojimo populiarumą apklausų būdu, nustatant tikslinių rūšių augalų išteklių kaitos tendencijas.

Dirvožemis – vienas vertingiausių gamtos išteklių, sudarytas iš mineralinių dalelių, organinių medžiagų, vandens, oro ir gyvųjų organizmų. Kiekvienais metais išaiškinama vis daugiau ir daugiau dirvožemio atliekamų funkcijų, be to dirvožemis aktyviai dalyvauja palaikant gruntinių, paviršinių vandenų ir atmosferos kokybę. Ypač daug mikroskopinių grybų aptinkama miškų dirvožemyje. Miško dirvožemis yra pagrindinis mikroorganizmų rezervuaras turintis didelę įtaką organinės anglies kaupimuisi, dirvožemio struktūrai, derlingumui, produktyvumui ir augalų augimui. Pagrindinė mikroskopinių grybų funkcija dirvožemyje yra aktyvus organinių medžiagų ardymas. Grybai geba sintetinti ir į aplinką išskirti daug hidrolitinių fermentų ardančių, bet kokias organines medžiagas, be to išskirdami organines rūgštis, tirpdo sunkiai augalams prieinamus fosfatus taip pagerindami augalų mitybą. Bus tiriama Rytų ir Pietryčių Lietuvos miškų viršutinio mineralinio dirvožemio sluoksnio mikroskopiniai grybai, jų įvairovė, biologiniai savitumai bei biodestrukcinės savybės. Mikroskopiniai grybai iš dirvožemio bus išskiriami klasikiniais mikrobiologiniais metodais, identifikuojami fenotipiniais ir molekuliniais metodais, nustatomas jų gausumas, paplitimas, tiriamos jų įvairios fermentinės savybės. Bus siekiama gauti naujų žinių apie mikroskopinių grybų vidurūšinę ir tarprūšinę įvairovę Rytų ir Pietryčių Lietuvos dirvožemių viršutiniame sluoksnyje. Naujomis ir vertingomis mikroskopinių grybų rūšimis/padermėmis bus papildyta Biodestruktorių tyrimo laboratorijos Mikroorganizmų kolekcija.

Ponto-Kaspijos regionas (Juodosios, Azovo ir Kaspijos jūrų žemutiniai baseinai) laikomas evoliucijos lopšiu, kuriame susiformavo neįprasta vandens fauna, itin prisitaikiusi prie žymių druskingumo svyravimų. Nemažai šių adaptyvių vėžiagyvių, žuvų, moliuskų ir žieduotųjų kirmėlių rūšių per pastarąjį amžių Šiaurės pusrutulio vidaus vandenyse išplito kaip invazinės, sukeldamos lokalius vietinių rūšių išnykimus bei ekologinių bendrijų persitvarkymus. Didžiausią invazinių Ponto-Kaspijos rūšių dalį sudaro vėžiagyviai šoniplaukos. Nepaisant žinomų jų neigiamų poveikių ir su kliamto šiltėjimu vis augančios grėsmės, šių invazijų sėkmę lemiantys veiksniai iki šiol nėra iki galo suprasti, nors ir manoma, kad tarp tam svarbių rūšių savybių gali būti didesnis vislumas ir agresyvumas. Taip pat nėra žinoma, ar svetimkraštės rūšys užimą tokią pačią ekologinę nišą kaip vietinės – jeigu taip nėra, tai vietinių rūšių pakeitimas invazinėmis gali turėti reikšmingų pasekmių su atgarsiais visai ekosistemai. Pagrindinis siūlomos tematikos tikslas yra palyginti vietines ir invazines Ponto-Kaspijos šoniplaukas, aptinkamas Lietuvos vidaus vandenyse, atliekant daugiadisciplininį tyrimą – siejant laboratorinių eksperimentų ir lauko tyrimų rezultatus su funkcinės morfologija. Ypač būtų gilinamasi į tai, (1) kaip šoniplaukų morfologija (kūno forma, dydis, galūnių ilgis ir kt.) yra susijusi su pasirenkama buveine, (2) kaip ji veikia tarprūšinių agonistinių sąveikų rezultatus bei (3) žuvų plėšravimo šiais vėžiagyviais galimybes; taip pat tiriant morfologiją būtų tikrinama, (4) ar invazinės rūšys gali lemti santykinai greitus vietinių rūšių adaptacinius pokyčius. Tyrimų rezultatai reikšmingai pagilintų mūsų supratimą tiek apie vietinių, tiek apie svetimkraščių rūšių užimamas ekologines nišas, taip pat padėtų prognozuoti invazinių rūšių, kurių atplitimas dar tik gresia ateityje, poveikius.

Didžiosios miegapelės ekologija yra gana gerai ištirta centrinėse jos paplitimo arealo dalyse, kur šios miegapelės dažniausiai gyvena Europinių bukų (Fagus sylvatica) dominuojamuose miškuose. Lietuva yra šiauriniame didžiosios miegapelės paplitimo arealo pakraštyje ir už šiaurinės Europinio buko paplitimo arealo ribos. Todėl didžiosios miegapelės gyvenimo sąlygos Lietuvoje yra visiškai kitokios, o miegapelių populiacijos yra palyginti labai mažos. Lietuvoje didžioji miegapelė yra reta rūšis, įrašyta į Lietuvos raudonąją knygą (EN kategorija – grėsmingos būklės taksonai) ir į Lietuvos Respublikos griežtai saugomų rūšių sąrašą. Yra Aplinkos ministerijos patvirtintas šios rūšies apsaugos planas, kuriame numatyta atlikti mokslinius tyrimus, skirtus geresnei didžiosios miegapelės apsaugai. Šiuo metu Lietuvoje žinoma tik 10 didžiosios miegapelės populiacijų, ir jos visos bus tiriamos doktorantūros studijų metu. Lauko tyrimai bus vykdomi vasaros metu (liepos–rugpjūčio mėnesiais). Naktinės didžiųjų miegapelių apskaitos pagal jų skleidžiamus balsus bus pagrindinis tyrimų metodas, o taip pat tyrimams bus naudojami miškotvarkos duomenys. Atliekant tyrimus, bus nustatyti didžiųjų miegapelių buveinių pasirinkimą lemiantys veiksniai ir įvertinta visų žinomų šios rūšies populiacijų būklė. Bus nustatytas didžiosioms miegapelėms potencialiai tinkamų buveinių plotas, miegapelių tankumas skirtinguose miško medynuose ir populiacijų dydis. Visose radavietėse bus įvertintas antropogeninis poveikis didžiųjų miegapelių buveinėms ir reikalingos miegapelių apsaugos priemonės. Gauti rezultatai turės tiek mokslinę, tiek ir praktinę gamtosauginę reikšmę. Bus parengtos rekomendacijos didžiosios miegapelės apsaugai Lietuvoje.