НИИ биологии

НИИ биологии – ведущее научное учреждение в Приднепровском регионе, которое выполняет комплексные научно-исследовательские разработки в области современной биологии и экологии, а также является научной и учебной базой для подготовки специалистов биолого-экологического профиля.

История современного Научно-исследовательского института биологии основана в 1927 году, когда в связи со строительством одной из крупнейших в мире Днепровской ГЭС была создана и начала свою практическую работу Днепропетровская государственная гидробиологическая станция. В 1934 году станция была реорганизована в Днепропетровский научно-исследовательский институт гидробиологии при университете. С этого периода Днепропетровск фактически стал центром гидробиологических исследований юго-восточной Украины. В связи с расширением научных направлений в 1974 году НИИ гидробиологии был переименован в Научно-исследовательский институт биологии.

Первым директором НИИ биологии был член-кор. АН УССР проф. Д.А. Свиренко, далее проф. Г.Б. Мельников, проф. П.А. Журавль, проф.И.П. Лубьянов, проф. А.Н. Винниченко. В НИИ биологии работали такие выдающиеся учёные, как профессор П.П. Ширшов, академик АН Молдавской ССР, проф. М.Ф. Ярошенко, проф. С.П. Федий.

На сегодня в НИИ биологии проводятся фундаментальные исследования по приоритетным направлениям развития науки и техники на период до 2020 года: рациональное природопользование; науки о жизни, новые технологии профилактики и лечения распространенных заболеваний. На базе НИИ биологии также выполняются прикладные исследования для решения актуальных задач развития народного хозяйства и хоздоговорные темы с предприятиями различных форм собственности, что позволяет внедрять результаты НИИ в производство.

В настоящее время в структуру НИИ биологии входят 6 научно-исследовательских лабораторий (НИЛ) и 3 лаборатории общего пользования, оснащенные современным оборудованием и в которых работают квалифицированные специалисты. Научными руководителями научно-исследовательских лабораторий и научных тем являются ведущие ученые факультета биологии, экологии и медицины ДНУ: член-кор. НАН Украины, д. биол. наук, профессор А.П. Травлеев, д. биол. наук, профессор А.Е. Пахомов, д. биол. наук, профессор А.Н. Винниченко, д. биол. наук, профессор А.В. Федоненко, д. биол. наук, профессор А.И. Винников, д. биол. наук, профессор Н.И. Штеменко.

На базе НИИ биологии обеспечивается тесная связь научных исследований с учебно-воспитательным процессом факультета биологии, экологии и медицины ДНУ путем совместного использования оборудования и научных баз, широкого привлечения научных сотрудников института к преподавательской деятельности, руководства производственной практикой, дипломными и курсовыми работами и внедрение результатов научных исследований в учебный процесс. В научно-исследовательских лабораториях НИИ биологии выполняются научные исследования аспирантов и докторантов Днепропетровского национального университета. Интеграция научного и профессорско-преподавательского персонала института биологии и факультета биологии, экологии и медицины способствует повышению уровня научных разработок, которые выполняются.

Научно-исследовательская лаборатория биомониторинга была создана в 1975 г. Лаборатория работает под руководством д. биол. наук, профессора А.Е. Пахомова. Сотрудники лаборатории продолжают и развивают научно-теоретические принципы научной школы «Структурно-функциональная зоология», которая была основана профессором В.Л. Булаховым в 1968 году. Направлениями научной деятельности лаборатории являются: разработка системы охраны и восстановления природных мест обитания животных (создание сети природно-заповедных территорий, участие в работах по биологической рекультивации техногенных ландшафтов, экологической реабилитации отработанных земель и т.д.); создание обновленной современной системы охраны животных; восстановление функционального потенциала животных сообществ в экосистемах, которые реабилитируют (интродукция животных, в том числе таких, которые участвуют в почвообразовательных процессах; для водных экосистем – интродукция комплекса водных гидробионтов-биофильтраторов и т.д.). Результаты исследований направлены на выяснение оптимизирующих действий зооценозного компонента на формирование механизмов устойчивости экосистем различной степени гемеробии, в частности для условий юго-востока Украины.

 За последний период работы в рамках госбюджетных фундаментальных, прикладных и хоздоговорных тем учеными лаборатории разработано «Обоснование на создание Днепровско-Орельского природного заповедника» (совместно с сотрудниками ФБЕМ ДНУ); внедрены обоснования создания других природоохранных территорий Днепропетровской области; выполнена научно-исследовательская работа по разработке методов и рекомендаций по охране, повышения численности и продуктивности редких и исчезающих животных в условиях промышленно развитых районов Приднепровья; проведены исследования и внедрены рекомендации по улучшению экологического состояния малых рек Приднепровья; сделана инвентаризация и дана экологическая оценка существующего природного-заповедного фонда Днепропетровской области; выполнены исследования по разработке экологических основ оптимизации окружающей среды городов Днепропетровска, Днепродзержинска и Кривого Рога и путей направленного формирования структурных компонентов биоценоза городских трансформированных экосистем; разработана система биотестирования состояния зооценоза в условиях техногенного воздействия.

- Программа Украинско-венгерского научно-технического сотрудничества (2009-2010 годы); проект: Изменения экологических характеристик почв Украины и Венгрии в условиях антропогенно трансформированных экосистем и оптимизация биологических процессов мобилизации основных элементов питания растений (Заказчик - Министерство образования и науки Украины. Научный руководитель проекта: д. биол. наук., проф. А.Е. Пахомов);
- Шестая Рамочная Программа ЕС «Biostrat» (исполнители: д. биол. наук, проф. А.Е. Пахомов, канд. биол. наук В.Я. Гассо, 2007-2010 г.);
- Седьмая Рамочная Программа ЕС «Biodiversity Knowledge» - часть проекта ЕС «Developing a Knowledge Network for European expertise on biodiversity and ecosystem services to inform policy making economic sectors», (исполнители: д. биол. наук, проф. А.Е. Пахомов, канд. биол. наук В.Я. Гассо, 2012-2014 г.).
 

Полученные учёными результаты используются в ходе преподавания учебных дисциплин на факультете биологии, экологии и медицины. Лаборатория является вспомогательной базой для проведения научно-производственных практик магистров и преддипломных практик специалистов факультета биологии, экологии и медицины ДНУ.

Научно-исследовательская лаборатория была создана ещё в 1978 году в связи с необходимостью дальнейшего развития исследований в области степного лесоведения и лесной рекультивации земель и работает под научным руководством член-кор. НАН Украины, д. биол. наук, профессора А.П. Травлеева. Исследования проводятся на научно-теоретической базе научной школы «Степное лесоведение и лесная рекультивация земель», которая была основана профессором А.Л. Бельгардом в 1927 году.

Основные направления научной работы лаборатории наземной экологии, лесного почвоведения и рекультивации земель: мониторинг структурно-функциональных особенностей естественных и искусственных лесных насаждений степной зоны; разработка теоретических основ сохранения и создания лесных биогеоценозов в степной зоне в условиях техногенной нагрузки; сохранение биологического разнообразия и предотвращения опустынивания и процессов деградации почв; разработка теоретических положений и практических мер лесной рекультивации земель, нарушенных горной промышленностью.

Исследования проблем рекультивации шахтных отвалов в пределах Украины охватывают наиболее экологически загрязненные территории: Западный Донбасс, Александрийский буро-угольный бассейн и Львовско-Волынский угольный бассейн. На территории Западного Донбасса в результате реализации разработанных методов созданы экспериментально-производственные участки лесной рекультивации общей площадью 60 га, где на основе комплексных стационарных исследований разработаны экологические мероприятия создания устойчивых и долговечных лесных биогеоценозов в условиях техногенного ландшафта. Результаты разработок применяются государственной холдинговой кампанией (ГХК) «Павлоградуголь» для разработки и осуществления проектов лесной рекультивации нарушенных земель Западного Донбасса, а также использованы институтом «Днепроград» (г. Киев) при проектировании гидропарка г. Терновки. Результаты исследований внедрены в практику мелиоративной защиты лесных насаждений в условиях проседания шахтных полей и лесной рекультивации шахтных отвалов ГХК «Павлоградуголь», создание лесных насаждений в деструктивных условиях производственным объединением «Днепропетровсклес», тематических планах и организации научно-исследовательских работ Днепровско-Орельского природного заповедника. На базе НИЛ научно обоснована и внедрена в производство типология лесорастительных условий эталонных и техногенных территорий, принципы конструкций зеленых насаждений в зональных, азональных и деструктивных условиях Степной зоны Украины.

В состав входят тематические экспериментальные лаборатории: химии почв, физики почв, биологии почв, микроморфологии почв, радиоэкологии и биоэнергетики, масспектрофотометрии. Полевой базой мониторинговых исследований состояния природных и искусственных лесных биогеоценозов является научно-учебный центр ДНУ им. Олеся Гончара «Присамарский биосферный биогеоценологический стационар им. А.Л. Бельгарда».

Сотрудники НИЛ являются постоянными исполнителями фундаментальных и прикладных тем, хоздоговорной тематики по проблемам охраны природы и рекультивации нарушенных земель, создания объектов природно-заповедного фонда Днепропетровской области.

По научной тематике исследований НИЛ защищено 26 докторских и 112 кандидатских диссертаций.

Научно-исследовательская лаборатория физиологии и молекулярной биологии растений организована в 1975 году и работает под руководством д. биол. наук, проф. А.Н. Винниченко. Исследования лаборатории продолжают традиции научной школы «Молекулярная биология и физиология растений», которая была основана в 1974 году д.б.н., проф. А.Н. Винниченко и член-кор. УЕАН, д.б.н., проф. Л.Г. Долговой.

В научно-исследовательской лаборатории физиологии и молекулярной биологии растений проводятся научные исследования по следующим направлениям:
- системный анализ интегрированности физиолого-биохимических процессов как основы оптимизации приспособительных реакций растений для сохранения фиторазнообразия по условиям техногенно трансформированной среды;
- установление закономерностей влияния наноструктурированных материалов на растительный организм для диагностики потенциальной опасности и эффективного использования фитоактивных соединений с целью повышения адаптивного потенциала и продуктивности культурных растений.

Практическое использование результатов по методам диагностики функционального состояния растений и снижение негативного влияния неблагоприятных факторов среды осуществляется в сотрудничестве с Институтом сельского хозяйства НААН Украины, агропредприятиями с научно-исследовательским профилем деятельности.

В проведении научных исследований участвуют студенты факультета биологии, экологии, медицины ДНУ. Результаты научных исследований используются для обновления цикла лекций и лабораторных работ по курсам «Фитоиндикация и фитомониторинг состояния окружающей среды», «Экофизиология растений», «Избранные главы по биохимии растений», «Спецпрактикум по физиологии и биохимии растений», «Физиология растительной клетки», а также при выполнении работ бакалавров, специалистов и магистров. Лаборатория является базой для научно-производственной и преддипломной практики студентов.

Научно-исследовательская лаборатория молекулярной биологии микроорганизмов и микробной биотехнологии была создана в 2011 году на базе НИЛ экспериментальной микробиологии при реорганизации структуры НИИ биологии. Научным руководителем НИЛ является д. биол. наук, проф. А.И.Винников. В лаборатории хранятся традиции научной школы «Физиология и биохимия микроорганизмов», которая была основана в 1970 году доктором мед. наук, проф. Ю.С. Бабенко при организации НИЛ экспериментальной микробиологии.

Научно-исследовательская лаборатория занимается фундаментальными исследованиями, направленными на изучение структурной организации и функциональных характеристик ряда микробиоценозов, развития ассоциаций бактерий в виде биопленок; биологических основ стимулирующей, антагонистических и симбиотических действий микробных препаратов и продуктов их биосинтеза на представителей растений, животных и грибов; исследование факторов среды, которые способны повышать антагонистическую активность природных штаммов против возбудителей бактериальных и грибных болезней и вредителей растений.

Основные научные достижения НИЛ заключаются в определении биохимических механизмов формирования и передачи устойчивости бактерий к ряду антибиотиков, установлении роли противодейственной силы в транслокации нуклеиновых кислот во время процессов генетической рекомбинации у стафилококков, предложении эффективных методов диагностики и схем рациональной антибиотикотерапии.

Впервые на основании фундаментальных исследований, которые проводятся в пределах НИЛ, разработаны алгоритмы целенаправленного воздействия на природные микробиоценозы, что обеспечивает регуляцию их функционирования и создание научно-практической базы получения препаратов пробиотиков, биологических ристимулированных и биозащитных препаратов для медицины и сельского хозяйства.

Разработан способ получения комплексных ферментных препаратов стрептомицетного происхождения и рекомендации об их внедрении в птицеводство, пчеловодство, рыбоводство, животноводство, растениеводство; высокоэффективные энтомоцидные препараты на основе бактерий и грибов антогонистов родов Bacillus, Bеauveria для защиты сельскохозяйственных культур от болезней и против кровососущих насекомых и насекомых-вредителей, что подтверждено патентами Украины и авторскими свидетельствами. Создана коллекция генетически стабильных линий грибов, разработан регламент и налажено производство посевного мицелия вешенки обыкновенной.

Научно-исследовательская лаборатория молекулярной биологии микроорганизмов и микробной биотехнологии является основной базой для проведения научно-производственных практик магистров и дипломных практик специалистов факультета биологии, экологии и медицины. В научных исследованиях также принимают участие студенты ФБЕМ ДНУ. На базе лаборатории работает студенческий научный кружок по физиологии и биохимии микроорганизмов.

Сотрудники НИЛ принимают активное участие в заключении и выполнении хоздоговорной тематики. Только за последние три года (2012 - 2014 гг.) выполнено 5 хоздоговорных тем. По тематике исследований НИЛ защищено 2 докторских и 22 кандидатских диссертаций.

Результаты научно-исследовательских работ частично вошли в цикл лекций и лабораторных занятий по курсам «Промышленная микробиология», «Основы энзимологии», «Биотехнология», а также используются в дипломных работах студентов ФБЕМ.

Научно-исследовательская лаборатория гидробиологии, ихтиологии и радиобиологии была создана в 2011 году на базе отдела гидробиологии, ихтиологии и радиобиологии при реорганизации структуры НИИ биологии. Но исследования по научной тематике НИЛ имеют давнюю и плодотворную историю, продолжают и развивают традиции научной школы «Водной и радиационной экологии», которая была основана проф. Е.Д. Свиренко еще в конце 30-х годов прошлого столетия. В настоящее время лабораторию возглавляет д. биол. наук, проф. А.В. Федоненко.

Научно-исследовательская лаборатория ихтиологии, гидробиологии и радиоэкологии НИИ биологии ДНУ решает ведущие задачи в области водных биоресурсов регионального и общенационального масштаба. Только за последние пять лет коллектив лаборатории совместно с кафедрой общей биологии и водных биоресурсов принял участие в двух фундаментальных и более 30 хоздоговорных научных темах, посвящённых исследованию закономерных процессов существования водных экосистем в условиях усиленного антропогенного давления, разработке мероприятий по рациональному ведению рыбного хозяйства и повышению рыбопродуктивности водоёмов. По итогам исследовательской работы научным коллективом в течение последних лет выпущено 3 монографии (одна – за рубежом), более 80 научных статей в Украине и за ее пределами, получены и подготовлены к утверждению около 10 патентов в области ихтиологии, рыбоводства, ихтиопатологии. Научно-исследовательская работа выполняется докторами и кандидатами биологических наук профильной специальности, а также аспирантами дневной формы обучения.