Тибетский гриб на дне Байкала, аномальная вспышка фитопланктона и геном бокоплава: директор ЛИН СО РАН – о значимых событиях в 2021 году

Иркутская область, 24.12.21 (ИА «Телеинформ»), - Сотрудники Лимнологического института СО РАН в 2021 году совершили 30 экспедиций, проведя в «море» 268 судо-суток. Исследования проводились не только на озере Байкал, но и на других территориях, например, в Забайкалье. Помимо экспедиций, в ЛИН СО РАН ведётся активная лабораторная работа. Глава института Андрей Федотов на пресс-конференции 22 декабря рассказал об итогах года для учреждения.

Уникальный геном бокоплава и тибетский гриб

Macrohectopus. За этим латинским названием кроется основная пища для байкальского омуля. Это бокоплав, который, как и омуль, являющийся эндемиком Байкала, – уникальный обитатель озера. В этом году учёные прочитали его геном. Оказалось, что его длину составляют 42 тысячи пар нуклеотидной последовательности. Для сравнения у человека их 16,5 тысяч. Открытие иркутских учёных сразу же перенесло этот зоопланктон в пятёрку многоклеточных организмов с самым длинным геномом.

– Тут, конечно, встаёт вопрос, как я люблю говорить, как он дошёл до такой жизни? Кроме того, у этого зоопланктона оказались функциональные гены, которые не способствуют тому, чтобы он легко жил. Они очень энергозатратные. Учёные приходят к выводу, что это организмы, которые «любят» над собой «экспериментировать». То есть могут погрузиться в такие состояния, которые для других были нежизнеспособными, – говорит Андрей Федотов.

Ещё одно удивительное открытие сделала группа исследователей, которая изучает водные грибы. В бухте Фролиха – одном из самых интересных мест на севере Байкала – на поверхности донных отложений на глубине 400 метров они обнаружили необычного «жителя»: в пробах нашли уникальный гриб, который растет в Тибете.

– Он поражает гусеницу, вселяется в неё, она ползёт, куда ей надо, гриб в это время умерщвляет личинку, гусеница встаёт столбиком и коченеет. На следующий год гриб прорастет. Китайцы после этого бегут в лес, в горы собирать этот уникальный гриб, потому что он очень ценен и полезен. И вот нашли его во Фролихе. Удивительно, что он там, в воде, делает. Другие места обследовали на этот же предмет, но нигде больше этот гриб не нашёлся, – рассказал директор ЛИН СО РАН.

Гриб называется Кордицепс Синенсис. Учёный отмечает, что это своего рода аномалия. Предстоит специалистам ещё дать объяснение и другому необычному феномену, обнаруженному этим летом возле мыса Елохин в Бурятии. Это одна из постоянных точек, в которой каждый год в одно и тоже время исследователи берут пробы.

Нынче в пробах, взятых в трёх километрах от берега, обнаружилась зашкаливающая концентрация фитопланктона Aulacoseira baicalensis. Скопление этих диатомовых водорослей достигало 4 граммов на метр кубический. Ученые взяли ещё 50 проб через каждые 30 километров, но больше такого количества фитопланктона этого вида не нашли. Только во Фролихе, но в гораздо меньшей концентрации.

– Сейчас надо выяснять, почему вспышка локально случилась и почему они никуда не переместились. Пока объяснить это мы не можем, но одна из теорий связана с пожаром у берега в 2019 году. Продукты горения попали на подводный склон, а это дополнительная питательная среда. Но почему фитопланктон не переместился – это повод для размышления о локальных очагах жизни в пелагиале (зона, где свет не достигает дна озера, – прим. ред.) Байкала. Казалось бы, что это всё должно быть более или менее равномерно, – отмечает Андрей Федотов.

Парабены в устьях рек

Не обошлось в этом году и без обнаружения в устьях рек, впадающих в озеро, потенциально загрязняющих веществ. Лимнологи провели скрининг на парабены – консерванты, содержащиеся в косметике, гигиенических средствах и даже в продуктах питания. Однако эти вещества чужды природным водоёмам.

– Мы их обнаружили в Листвянке прямо в придонном слое на 3 и 16 метрах. Концентрация их в разы превышает то, что мы видели вокруг Байкала. А когда проанализировали очистные, то обнаружили, что речь идёт о микрограммах парабенов в них – в тысячу раз больше, чем в воде. То есть очистные не настроены на то, чтобы улавливать их, – говорит Андрей Федотов.

Учёный отмечает, что это загрязнители нового поколения, про которые все знают, но что с ними делать – неизвестно. Специалистам тоже ещё предстоит выяснить, какой вред могут причинить парабены Байкалу, или они безопасны для его обитателей.

Подобные исследования ранее уже проводили со стиральными порошками, а конкретно – с их компонентами Со-ПАВами. В итоге выяснилось, что при определённой концентрации начинают разрушаться клетки природных «фильтров» – байкальской губки. Причём не только её, но и её симбионтов-водорослей. Губка погибает в итоге буквально за несколько часов.

«Старая» байкальская вода

В начале 1990-х годов учёные изучили изотопный состав воды Байкала – под  этим термином обычно понимают содержание изотопов водорода и кислорода в воде. Тогда они выяснили, что вода озера совсем не того состава, чем та, что попадает в него в виде осадков, то есть эти показатели разбалансированы, хотя должны быт в равновесии.

– Вода в Байкале была сформирована во время малого ледникового периода, когда атмосферные осадки были более бедными по соотношению изотопов кислорода и водорода. Расчёты показывают, что разница возникла в районе 1920 годов. Соответственно вода, которую мы пьём, не только по возрасту, но и по сути содержит материал с того времени, – говорит Андрей Федотов.

Спустя 30 лет эти исследования повторили. Оказалось, что вода стала более тяжёлой, то есть в ней повышено количество изотопов кислорода и водорода, а это значит, что осадки ещё тяжелее. Если никаких глобальных климатических событий в экосистеме не произойдёт, то Байкалу понадобится ещё примерно 220 лет, чтобы он пришёл в равновесие с атомсферными выпадениями.

– Вообще это нормальный природный процесс. Если озеро маленькое, то обмен с атмосферой проходит быстрее, и вода в нём будет та, которая выпала вчера или год назад. В Байкале большой объём воды, потому чтобы её заменить, требуется больше времени, – объясняет учёный. – Если вы эту воду выпьете, ничего не почувствуете. Другой вопрос, как это влияет на организм. Над этим ещё надо думать, экспериментировать. Есть, например, работы по исследованию связи между содержанием и усвоением фосфатов в зависимости от изотопного состава воды. Тот же фосфор имеет важное значение для нашего ДНК и интересно, как сказывается изменение изотопного состава. Может, и никак.

Андрей Федотов добавляет, что на сегодня изотопный состав верхнего слоя воды – первые 250 метров – близок к изотопному составу придонного слоя. Из-за температурной разницы в слоях верхний опускается в нижний, минуя середину, то есть в середине вода более старая, чем в придонном слое.

– Это даёт некоторые сведения о том, как работает обновление вод. Также понятно, что на южном Байкале оно произошло недавно. А вот на севере нижний слой уже не так похож по изотопному составу на верхний, то есть этот процесс произошёл гораздо раньше. Исследование будет продолжено, – отмечает директор ЛИН СО РАН.

В 2022 году в Лимнологическом институте запустят большую программу по определению изотопного состава по всему Байкалу.

В «содружестве» с нейтринным телескопом

Кстати, в 2021 году Лимнологический институт приобрел прибор по измерению изотопов кислорода и водорода стоимостью 10-12 миллионов рублей. Также материальную базу удаётся обновлять в рамках проекта Цифрового мониторинга опасных экологических явлений на Байкальской природной территории. В частности, уже существенным образом обновили оборудование по изучению атмосферных выпадений. В 2022 году на базе ЛИН СО РАН откроется ситуационный центр, куда в онлайн-режиме будет поступать информация со станций мониторинга озера Байкал, установленных в Листвянке и Больших Котах.

А когда встанет лёд, учёным предстоит запустить в работу буйковую станцию, которая будет регистрировать изменения в циркуляции вод Байкала и гидрофизических параметров. Её смонтируют недалеко от нейтринного телескопа, установка также будет погружена в воду на глубину 1 километр. Станция состоит из шести датчиков и вместе с нейтринным телескопом они образуют единую систему, которая поможет изучить, как циркулирует вода в Байкале.

– Астрофизики будут видеть наши данные, мы их. Мы будем фиксировать данные на наши датчики и смотреть, за какой промежуток времени их датчики поймают те же изменения, – рассказал Андрей Федотов.

Буйковая станция будет записывать данные «сама в себя», то есть, не передавая их на берег. Чтобы снять эти записи, раз в год её будут поднимать на поверхность.

В будущем году в ЛИН СО РАН надеются продолжить и образовательные программы, ориентированные как на школьников, так и на студентов. Этим летом вместе с центром «Персей» учёные провели экспедицию на Байкале для учеников 8-9 классов, познакомив их не только с профессией биолог, но и с современным оборудованием. А для студентов организовали сессию «Байкал. Молекулярная революция». На следующий год проект уже получил поддержку Минобрнауки.

Читайте также:

• Четыре затмения и ни одного страшного астероида: Сергей Язев – о том, что ожидает землян в 2022 году
• Спрайты, радиоблазары и затмения: Сергей Язев рассказал о событиях в иркутской и мировой астрономии в 2021 году