Во текот на 2025 година се очекува да се реализирани девет истражувања како дел од Програмата за поддршка на млади еколози „Д-р Љупчо Меловски“. Во продолжение ви ги претставуваме кратките резимеа на истражувањата.
Еколошки пристап за екстракција на биоактивни соединенија од Hypericum perforatum со примена на длабоки евтектички растворувачи
Раководител: Анастасија Хаџисмилева
Концептот за зелена хемија се заснова на 12 принципи поставени во 1998 година, од кои за хемиските истражувања најважни се: дизајн на безбедни хемикалии и употреба на безбедни растворувачи. Бидејќи изборот на растворувач е од клучно значење за сите хемиски процеси, како и токсичноста и опасноста на класичните органски растворувачи (пр. метанол), се наметнува потребата од развој на нови, алтернативни и безбедни реагенси. Природните длабоки евтектички растворувачи (анг. Natural Deep Eutectic Solvents – NADES) се биоразградливи, еколошки и одржливи реагенси кои се применуваат за екстракција на биоактивни соединенија од различни видови на растенија и природни производи. Hypericum perforatum L., познат како кантарион, е лековита билка богата со различни групи на биоактивни соединенија како што се: флавоноиди, нафтодиантрони, фенолни киселини, ксантони, процијанидини и танини. Екстракцијата на овие соединенија со еколошки растворувачи ќе значи нивна директна примена во in vivo студии, што е особено важно од аспект на утврдување на неговата фармаколошка активност.
Цел на истражувањето
- Природните длабоки евтектички растворувачи (NADES) се одликуваат со подобра ефикасност за екстракција на полифенолни соединенија во споредба со класичните органски растворувачи. (Х1)
- Дали постои корелација помеѓу физичките својства на NADES и нивната екстракциона моќ? (П1)
- Дали постои квалитативна/квантитативна разлика во хемискиот профил на екстрахираните соединенија кога за екстракција се користат различни NADES во однос на органски растворувачи? (П2)
- Каков е видот и содржината на хемиски соединенија во примероци од диворастечки Hypericum perforatum и негови in vitro култури? (П3)
Методологија
Во овој проект ќе се синтетизираат NADES, а потоа ќе се изврши нивна карактеризација преку определување на повеќе физички својства. Тие ќе се применат за екстракција на полифенолни соединенија од Hypericum perforatum и негови in vitro култури. Ќе се оптимизира екстракционата постапка и хроматографските методи за анализа на екстрактите.
Научен придонес (екологија)
Примената на зелената хемија во научните истражувања придонесува за заштита на животната средина преку намалување на отпадот, загадувањето и „јаглеродниот отпечаток“. Развојот на безбедни и ефикасни хемикалии е клучен за еколошка одржливост. Екстрактите со повисок принос на биоактивни соединенија и нивна директната примена ќе овозможат поефикасни фармаколошки испитувања.
Микронуклеус тест кај Tradescantia (Trad-MCN) како показател на генотоксичниот потенцијал на аерозагадувањето во Скопје
Раководител: Иван Арсов
Аерозагадувањето е една од глобалните закани кон природата во светски рамки, вклучувајќи го и Скопје како еден поголем европски град. Така според AQI (www.iqair.com) во 2021 Р. Македонија била на 34. место со просечна концентрација на PM2.5 од 25.4, што е 5-7 пати над нормалната граница според WHO (www.who.int), . Аерозагадувањето е предизвик за луѓето како причинител на повеќе болести меѓу кои и канцерот . Меѓутоа и другите организми се изложени на генотоксичност од штетните ефекти на масовната урбанизација. Генотоксин е хемиски агенс кој предизвикува штета во DNA или хромозомската структура . Еден успешен тест модел за утврдување на генотоксичнот е Tradescantia Micronucleus Test. Според резултатите од истражувања со Trad-MCN тест утврден е мутаген ефект од аерозагадувањето и кај растенијата. Поради тоа истражувањата на овие ефекти претставуваат важна алатка во скрининг на мутагениот потенцијал во природата.
Цел на истражувањето
- Аерозагадувањето има генотоксични компоненти кои допринесуваат за голем мутаген потенцијал и појава на микронуклеуси во поленовите зрна на Tradescantia sp. (Х1)
- Изложеност на аерозагадувањето предизвикува други нуклеарни абнормалности покрај појава на микронуклеуси (Х2)
Методологија
Методологијата опфаќа подготовка и поставување на садници од Тradescantia sp. на специфични „жешки точки“ (hotspots) во Скопје, една негативна контрола надвор од Скопје, набљудување и микроскопска анализа на поленови клетки, статистичка обработка и наоѓање корелација помеѓу фреквенцијата на микронуклеуси и концентрација на PM честички.
Научен придонес (екологија)
Истражувањето ќе придонесе за разјаснување на мутагените влијанија од аерозагадувањето како абиотички стресор врз растителните видови. Исто така ќе послужи како подлога за идни истражувања кои ги проучуваат генетските промени кај растенијата како последица на изложеност на абиотички стрес.
Утврдување на состојбата на индиректна контаминација со пестициди на дивата флора во Преспанскиот регион
Раководител: Јована Данова
Прекумерната употреба на пестициди во земјоделството претставува сериозен еколошки ризик. Околу 98% од распрсканите пестициди влијаат и на останатите нецелни видови, а 80-90% од нив испаруваат во средината и се распространуваат по неколку часа од апликација. Резидуи од пестициди се распространуваат во почвите, речните води, езерата, а се јавуваат и во животинскиот свет во езерата. Се почести се доказите за присуство во питката вода и продуктите од синџирот на исхрана. Регионите како Преспа со интензивни земјоделски активности се изложени на зголемен ризик од контаминација.
Законот за фитофармација пропишува правила за користење на пестициди, начинот на користење, начинот на диспозиција на пестициди и дава посебен осврт на заштитата на водната средина и питката вода. И покрај прописите, во неофицијални анкети земјоделците не се запознаени со штетните ефекти, а пријавуваат и поголема потрошувачка на пестициди од нормалните пропишани/барани количини. И покрај овој факт, пријавуваат пад на приносот на агропродукти, кој најверојатно е поради резистентност на пестицидите.
Цел на истражувањето
Прашање 1 (П1): Дали постои индиректна контаминација на диворастечката флора во околината на Преспанско езеро?
Прашање 2 (П2): Дали постои индиректна контаминација на островот Голем Град, како локација на која не се користат активно пестициди?
Прашање 3 (П3): Дали постојат разлики помеѓу различните локалитети и примероци во однос на видот на пестицидите и нивната квантитативна застапеност?
Методологија
- Избор на локалитети и теренски активности за собирање на репрезентативен растителен материјал.
- Лабораториски анализи за утврдување на присуство на резидуи од пестициди.
- Ризик-анализа во однос на можно пприсуство и индиректна контаминација со пестициди.
- Дисеминација на резултати и подигање на јавната свест за овој проблем.
Научен придонес (екологија)
За прв пат ќе биде утврдена индиректната контаминација со пестициди на диворастечката флора во околината на Преспанско езеро и островот Голем Град. Со ризик анализа ќе се утврди присуство на резидуи од пестициди и нивното можно потекло и ќе се допринесе за заштита на животната средина.
Eколошки услови, статус и значење на видот Pterocephalus perennis за планината Јабланица
Раководител: Мила Стојановска
Во 2024 година за време на летната истражувачка акција на Истражувачко Друштво на Студенти Биолози на планината Јабланица, за прв пат беше евидентирано растението Pterocephalus perennis во Македонија.
- perennis (од фамилијата Dipsacaceaе) е ендемично субмедитеранско растение кое формира густи, задрвенети перничиња на варовнички карпести падини, генерално на надморска височина од 800 до 2000m. Цвета поприлично доцна, од јули до ран септември. Највпечатливата карактеристика на родот е специфичната чашка т.е calyx, формирана од повеќе пердувесто разгранети влакна. Најблиските точки на распространување на ова растение се во селото Gjergjevicë, во националниот парк Томори во Албанија и националниот парк Пиндос во Грција.
Поради оддалеченоста на точките на распространување на овој вид и специфичноста на условите кои му се потребни за развој, овој проект отвора истражувачки прашања зошто и како се распространило на планината Јабланица.
Цел на истражувањето
- Колкава е популацијата на Pterocephalus perennis на планината Јабланица? (П1)
- Каква е состојбата со популацијата на perennis според критериумите на IUCN? (П2)
- Дали популациите од Pterocephalus perennis на планината Јабланица морфолошки се разликуваат од други популации евидентирани во литературата4? (П3)
- Растението perennis на планината Јабланица е присутно на живеалишта со специфичен почвен тип, како што се литосоли. (Х1)
Методологија
- Теренски истражувања за утврдување на состојбата на популацијата на Pterocephalus perennis.
- Земање примероци почва за понатамошна лабораториска анализа.
- Мапирање на потенцијална дистрибуција (преку GIS) и определување на статусот согласно IUCN методологија.
- Морфометриска анализа и опис на видот.
- Подигање на јавна свест за видот.
Научен придонес (екологија)
Ова истражување ќе ги обезбеди првите податоци за специфичните еколошки преференци на Pterocephalus perennis, заедно со информации за неговиот вкупен ареал и еколошките фактори кои влијаат врз неговата дистрибуција. Од секундарно значење ќе биде и придонесот кон валоризација на планината Јабланица за идно заштитено подрачје, поради ендемичниот карактер на P. perennis.
Шарите на Јабланица и Бистра
-популациона анализа на видовите Triturus macedonicus, Ichthyosaura alpestris и Bombina variegata
Раководител: Филип Крстески
Планинскиот и македонскиот мраморец се опашести водоземеци кои напролет мигрираат во нивните акватични репродуктивни центри, се размножуваат и потоа се враќаат во терестрична фаза кога нивната опсервација станува скоро невозможна. Мраморците ретко се движат подалеку од 150 метри од репродуктивниот центар. Жолтиот мукач пак, е безопашест водоземец кој населува повремени водни тела во текот на целата активна сезона (пролет и лето). Македонскиот мраморец и жолтиот мукач се на вториот додаток на европската директива за живеалишта, додека на националните Црвени листи мраморецот е ранлив а планинскиот мраморец е загрозен. Следствено, нивната заштитата е национален и европски приоритет, но досега нивното национално распространување не е целосно познат, додека основни популациски карактеристики целосно отсуствуваат. Трите вида неретко делат слични влажни живеалишта (најчесто ефемерни езерца, локви и споротечечки потоци) низ целата држава, но само планинскиот мраморец е ограничен на високопланинските подрачја над шумските појаси на Шар Планина, Бистра, Дешат и Јабланица.
Цел на истражувањетo
- Колкава е популацијата на планинскиот мраморец и жолтиот мукач на локалитетот Тони вода на планината Бистра? (П1)
- Македонскиот мраморец го населува локалитетот Тони вода. (Х1)
- Колкава е популацијата на планинскиот и македонскиот мраморец на Подгоречко, Лабунишко Езеро и околните локви? (П2)
- Не постои разлика во проценетите големини на популациите на македонски и планинскиот мраморец помеѓу сезоните (пролет-лето). (Х2)
- Колкава е големина на популација на жолт мукач на локалитетот Јанков камен? (Х3)
- Македонските и планинските мраморци кои ги населуваат различните локви во рамките на локалитетите Тонивода не се посебни популации туку дел од една метапопулација. (Х4)
- Македонските и планинските мраморци кои ги населуваат различните локви во рамките на локалитетот Лабунишки Локви со Подгоречко езеро не се посебни популации туку дел од една метапопулација. (Х5)
Методологија
Ќе се посетат неколку познати локалитети на планините Бистра и Јабланица и ќе се заловуваат и бележат единки од целните видови. За пресметување на популацијата ќе се користи Capture-mark-recapture (CMR) методологијаta преку фотографии и подоцнежна обработка на фотографиите во бесплатниот софтвер I3S Pattern+ 10.
Научен придонес (екологија)
Со спроведување на овој проект ќе се добијат прелиминарни информации за големината на популациите на овие видови, како и информации за нивната екологија. Познавање на големината на популациите е еден од основните критериуми за одредување на степенот на засегнатост, како и за следење на понатамошната динамика на популациите.
MicroPlant – Етноботанички Перспективи на Микробиолошка Разновидност kај Лековити Растенија во Северна Македонија
Раководител: Михаил Жупан
Ендофитските и епифитските микроорганизми се од големо значење за здравјето на растенијата, овозможувајќи подобра апсорпција на хранливи материи, зголемена отпорност на стрес и можни лековити својства. Иако нивниот биодиверзитет кај лековитите растенија е добро истражен и проучен глобално, слични истражувања и податоци во Северна Македонија се ограничени. Особено малку се знае за тоа како еколошките фактори како што се надморската височина, географската различност и чистота на животната средина, влијаат врз составот на микробните заедници. Растенијата Verbascum pulverulentum, Onopordum acanthium и Cichorium intybus, кои се широко распространети на планините Галичица и Шар Планина, се идеален модел за проучување на овие интеракции. И покрај докажаната чувствителност на микробиомот на еколошките градиенти, овие региони сè уште не се доволно истражени. Проучувањето на симбиозата помеѓу овие растенија и микроорганизмите е клучно за разбирање на недоволно проучените екосистеми и зачувување на лековитите растенија и нивната микрофлора, придонесувајќи со тоа кон глобалната мапа на микробниот биодиверзитет.
Цел на истражувањето
- Како видот на растението и еколошките фактори како што се надморската височина, географската локација (Галичица наспроти Шар Планина) и чистата животна средина, влијаат врз присуството, дистрибуцијата и егзистенцијата на ендофитските и епифитските бактериски видови кај лековитите растенија? (П1)
- Епифитските бактериски заедници кај лопенот (Verbascum pulverulentum), магарешкиот трн (Onopordum acanthium) и цикоријата (Cichorium intybus) се поразновидни од нивните соодветни ендофитски заедници. (Х1)
Методологија
Примероците од растенијата ќе бидат собрани од планинските предели на Галичица и Шар Планина. Лабораториските постапки ќе вклучуваат стерилизација, култивација во контролирани услови за раст, изолација на ендофитски и епифитски бактерии, инокулација на селективни медиуми и прелиминарна идентификација преку морфологија на колонии и Грам-боење. Понатаму ќе следи биохемиска идентификација.
Научен придонес (екологија)
Проектот би покажал како еколошките фактори надморската височина, географската изолираност и чистата средина, влијаат на микробниот биодиверзитет и преживувањето кај лековитите растенија. Исто така ќе овозможи и прв систематски преглед на ендофитската и епифитската бактериолошка флора во овие растенија во Северна Македонија, збогатувајќи ја еколошката и микробиолошката база на податоци.
HydroVSoil –Микробиолошки диверзитет долж течението на реката Вардар: Истражување на врската помеѓу почвен и воден екосистем
Раководител: Христо Димитриевски
Квалитетот на водата на реката Вардар е истражуван на неколку наврати низ годините но досега оскудно во поглед на класификација на водата и микробиолошкиот биодиверзитет долж течението во почвите околу реката. (последен извештај од ЦЈЗ, 2019 год). Антропогените активности го зголемуваат испуштањето на различни загадувачи во водната средина кои предизвикуваат влошување на екосистемот, околината и воопшто на животната средина. Изворните планински води на реката Вардар покажуваат постојано ниско ниво на загаденост на водата со дијатомејска флора (видови) доминирана од таксони потврдени како нетолерантни на загадување. Потоа низводното речно подрачје почнувајќи по градот Скопје се шири до градот Велес кој органски загаден дел од реката се карактеризира со влез на отпадни води па реката е целосно безживотна. Биодиверзитетот на микроорганизмите кои се исто така погодени од промените во животната средина можат да дадат биолошки одговори на еколошките нарушувања не само во водениот туку и во околниот почвен екосистем.
Цел на истражувањето
- Дали разликите во микробиолошкиот диверзитет во водениот и почвениот екосистем на избрани локации долж р. Вардар се во директна конекција? (П1)
- Загадувањето на реката Вардар долж течението влијае на микробиолошкиот диверзитет во водениот екосистем. (Х1);
- Микроорганизмите од фекални контаминации кои се наоѓаат во Вардар во Скопскиот, Велешкиот и Валандовскиот регион може да се најдат и во плодните почви близу Вардар. (Х2).
Методологија
Ќе бидат одбрани три различни локации за земање на мостри од вода и почва за изолација на микроорганизми. Со проучувањето на биодиверзитетот и карактеризација на изолираните микроорганизми ќе се обезбеди проучување на конекцијата на два екосистеми (воден и почвен). Ќе биде спроведено и едукативно информативно предавање.
Научен придонес (екологија)
Преку ова истражување ќе се стекнеме со информации дали и како фекалната контаминација на реката индиректно влијае на загадување на почвата како екосистем. Проучувањето на микробиолошкиот диверзитетот, улогата и значењето на контаминацијата реките во Македонија и уделот врз околните обработливи почвени површини е многу малку истражен.
Етерични масла како еколошки прифатлива алтернатива за заштита на растенијата: Антимикробен потенцијал на лабораториски добиен хидродестилат од видови од родот Lavandula
Раководител: Јован Кароски
Етеричните масла од растително потекло претставуваат одлична алтернатива за синтетичките пестициди бидејќи го намалуваат токсичното влијание врз храната, водата и почвата. Концептот на еколошко земјоделство станува сè поприсутен на глобално ниво, а одржливото земјоделство добива сè поголемо признание, при што етеричните масла се сметаат за побезбедна алтернатива. Зелената хемија помага во намалување на токсичните ефекти од синтетичките пестициди и во развојот на нови, природни, биоразградливи пестициди, како што се растителните екстракти, етеричните масла и другите природни супстанци кои спаѓаат во категоријата „зелени пестициди“. Докажано е дека етеричните масла имаат инхибиторно дејство врз растот на патогените микроорганизми, а истовремено ја зголемуваат земјоделската продукција. Особено е значајно тоа што органското производство на храна се зголемува со употребата на етерични масла. Етеричните масла играат клучна улога во природната одбрана на растенијата од инсекти и патогени микроорганизми. Затоа, неопходно е нивната употреба како фунгициди и пестициди да се разгледа како одржлива алтернатива во земјоделството.
Цел на истражувањето
- Дали етеричните масла можат да се користат како еколошка прифатлива алтернатива за заштита на растенијата од патогени микроорганизми? (П1);
- Етеричните масла имаат антимикробна активност. (Х1);
- Етеричните масла се безбедни и имаат релативно низок потенцијал за појава на микробна резистентност. (Х2);
- Етеричните масла треба да се користат во ниски концентрации. (Х3)
Методологија
Истражувањето ќе ги разгледа сите аспекти на целиот процес на подготовка и одвивање на процесот на хидродестилација, но и извршување на соодветни методи за испитување на антимикробната активност, дифузионата тест метода и микродилуционата тест метода.
Научен придонес (екологија)
Овој проект има за цел да ја истражи лавандата како извор на биоактивни материи, иако ретко се користи поради нејзината хемиска содржина. Бидејќи синтетичките хемикалии имаат негативни ефекти и не се биоразградливи, етеричните масла од растенијата се разгледуваат како одржлива алтернатива на пестицидите.
Секвестрација на органски јаглерод во Моноспитовско Блато според градиент на влажност и зачуваност
Раководител: Николета Георгиевска
Влажните живеалишта се дефинираат како екосистеми кои се зависни од континуирано или периодично заситување на почвата со вода (Mitsch & Gosselink, 2015). Тие опфаќаат разновидна низа на екосистеми почнувајќи од мочуришта и блата до тресетишта, кои се одликуваат со хетерогеност во однос на нивната улога во јаглеродниот циклус (Sütünç, 2024). Го забавуваат процесот на распаѓање преку аноксичните почвени услови што води кон акумулација на голема количина на органски јаглерод. Ова ги прави важни јаглеродни депонирачи во атмосферата со значаjно влијание кон намалување на стакленички гасови (Li et al., 2024). Нивното одводнување може да доведе до деградација, а со тоа и ослободување на CO2 (Maltby & Barker, 2009).
Влажните екосистеми во Македонија веќе долг временски период подлежат на континуирани притисоци, меѓу кои антропогените активности и климатските промени се најизразени и водат кон нивно загрозување и исчезнување (Јовановски et al., 2018).
Моноспитовско Блато, сместено десетина километри североисточно од Струмица, е една од најголемите блатни површини во Македонија, богата со уникатна флора и фауна. Иако било прогласено за споменик на природата во 1986 година, сѐ уште се нагласува потребата за негова ревитализација и воведување на активна заштита токму ради горенаведените причини (Melovski et al., 2008).
Цел на истражувањето
Главна цел на ова истражување е определување на моќта на секвестрација на јаглерод во Моноспитовско Блато во зависност од зачуваноста на живеалишта и градиентот на влажност.
- Колкава е стапката на секвестрација на јаглерод во Моноспитовско Блато? (П1)
- Низ какви историски промени поминало Моноспитовско Блато? (П2)
- Акумулацијата на јаглерод варирала во текот на годините. (Х1)
- Моменталната состојба на блатото е во корелација со индексот на влажност. (Х2)
- Градиентот на влажност директно влијае врз акумулацијата на јаглерод на блатото. (Х3)
Методологија
- Теренско собирање по десеттина почвени профили од три избрани локации по градиент на влажност и нивна морфометриска анализа
- Колекционирање на почвен материјал и податоци за основните физички и хемиски својства (температура, кондуктивност, влажност)
- Определување на содржината на јаглерод со суво согорување
- Статистичка анализа на корелацијата помеѓу CCS, влажноста на почвата и индексот на вода и влажност
Научен придонес (екологија)
Ова истражување ќе придонесе кон подобро разбирање на влијаението на модификацијата на блатото врз неговата секвестрација на јаглерод. Добиените резултати ќе овозможат натамошно формулирање на стратегии за заштита на овие екосистем, но и ќе помогнат во проценката на неговиот потенцијал на јаглеродно складирање во однос на климатските промени. На овој начин Македонија ќе може подобро да ги процени емисиите на стакленички гасови. Целта е тоа да биде само основа на понатамошни истражувања и преземања на превентативни и реставрациски мерки за Моноспитовско Блато. Покрај тоа, оваа методологија и начин на истражување може да се превземат за испитување на останати блата, но добиените резултати од ова истражување не можат да се ектраполираат врз нив заради уникатноста на секој екосистем и спеицифични, индивидуални фактори кои се во различна корелација за секое од нив.