Историческая справка

Лаборатория экологической физиологии сформировалась как головное учреждение Российской Академии наук в результате естественного сближения тематик и методических потенциалов нескольких отечественных школ структурно-функциональных исследований растений: лаборатории экологии фотосинтеза, лаборатории цитоэкологии и цитофизиологии, группы пигментов растений, группы функциональной анатомии и клеточной ультраструктуры. С первых шагов развития этого направления в стенах Ботанического института РАН оно разрабатывается на всех уровнях организации, от молекулярного до экосистемного. Методы сравнительной анатомии и экологической физиологии используются как комплементарные подходы для решения проблем экологической эволюции и современной экологии высших растений.

Лаборатория экологии и физиологии фотосинтеза, образованная О. В. Заленским в 1953 году, ведёт свою историю с Памирской биологической станции. На начальных этапах развития она специализируется на экологических и онтогенетических аспектах фотосинтетической функции растений. О. В. Заленским и его сотрудниками создана отечественная научная школа исследований фотосинтеза и дыхания в природных условиях, признанная одной из наиболее авторитетных в мире. Исследования, выполненные на доминантах и содоминантах горных, пустынных, солончаковых, арктических сообществ подтвердили высокую пластичность фотосинтетической функции и дыхательного газообмена, специфичность первых этапов фотосинтетического метаболизма в конкретных условиях у представителей разных таксонов. Это направление по своей научной идеологии очень точно согласовывалось с ранее начатыми В. Н. Любименко, Д. И. Сапожниковым и их сотрудниками сравнительными исследованиями пигментов растений.

Лаборатория цитофизиологии и цитоэкологии растений, созданная по инициативе В. Я. Александрова в 1957 году и укомплектованная сотрудниками Ботанического института и прикомандированными сотрудниками Института цитологии РАН, разрабатывала проблемы молекулярных механизмов устойчивости и адаптации растений к факторам среды. В результате найдена корреляция между теплолюбивостью видов и термостабильностью белков цитоплазмы. Наиболее важным вкладом этой лаборатории в мировую науку стала разработанная В. Я. Александровым концепция экологически зависимой конформационной подвижности белковых молекул, признанная Госкомитетом СССР в 1991 году в качестве научного открытия. Сотрудники лаборатории продолжают получать новые биофизические и биохимические доказательства соответствия между температурными условиями существования вида и уровнем структурно-функциональной организации клеток мезофилла.

Группа, работающая под руководством чл.-корр. РАН Ю. В. Гамалея над проблемами структурной организации транспорта и распределения ассимилятов, провела широкомасштабные сравнительные исследования структуры транспортных сетей растений. В результате создана концепция подвижного экологически-зависимого статуса транспортных коммуникаций, разработаны представления о многоканальности межклеточного обмена в клеточных системах высших растений. Основным итогом работы группы стала модель подвижной клеточно-сетевой структуры растений, используемая для классификации экологических групп высших растений.

К этому направлению примыкают исследования водного обмена растений (С. Н. Шереметьев). Эти исследования, связанные с разработкой моделей водного обмена для групп растений, обитающих в широком диапазоне внешних условий, оказались хорошо совместимыми с научными поисками в области структуры транспортной системы, общей регуляции функционального баланса, зависимости газо- и водообменных характеристик от физиологической специфики и статуса видов в экосистемах.

В результате объединения нескольких оригинальных методических подходов и опыта научных школ, получивших мировое признание, создан современный научный комплекс, позволяющий полноценно проводить физиологический мониторинг, ставить сравнительные исследования и научные эксперименты в природной среде.