Код океана

В сентябре завершилась масштабная экспедиция «Тихоокеанский плавучий университет» на научно-исследовательском судне «Профессор Мультановский». Ученые из восьми институтов собрали более 2 тыс. проб, чтобы провести комплексную диагностику морских экосистем Камчатки. Среди находок — и высочайшее биоразнообразие донных сообществ в Охотском море, и тревожные сигналы о растущей антропогенной нагрузке в бухтах у побережья, и даже неожиданная встреча с бурым медведем, плывущим в открытом море в четырех милях от берега.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

Работы проведены в рамках межведомственной комплексной программы научных исследований Камчатского полуострова и сопредельных акваторий в 2024–2026 годах. Координатором программы, объединяющей усилия десяти научных организаций, выступает КамГУ имени Витуса Беринга.

Как в море работается междисциплинарной команде, что может рассказать ДНК из воды и какие тайны скрывают камчатские бухты, «Ъ-Наука» поговорил с руководителем экспедиции, кандидатом биологических наук, старшим научным сотрудником лаборатории экологии и эволюционной биологии водных организмов Института Мирового океана ДВФУ Олесей Рутенко.

— Вы провели в море долгое время, занимаясь сложной работой. Что стало для вас самым неожиданным или самым запоминающимся открытием, будь то научная находка, необычное наблюдение за природой или просто яркий момент в море?

— Наверное, одним из самых ярких моментов за время экспедиции была встреча со стаей тихоокеанских белобоких дельфинов, которые очень близко подплыли к судну. В одну из утренних вахт, в районе пяти утра, во время опускания розетты студентам, которые находились на палубе, посчастливилось увидеть прыжки дельфинов в метре от кормы НИС «Мультановский». Еще одна история тоже связана с морскими млекопитающими. В Охотском море студенты лицезрели следующую картину: кит из семейства полосатиков, вероятно сейвал, сделал вдох в паре метров от правого борта судна и нырнул прямо под корабль. Это было невероятное зрелище!

— В экспедиции работали специалисты из разных областей: гидрохимики, молекулярные биологи, биооптики. Как на практике происходило это взаимодействие? Помогал ли комплексный подход увидеть какие-то связи, которые были бы упущены при работе в узкой дисциплине?

— Безусловно, именно комплексный подход, основанный на анализе совокупности факторов среды, таких как температура, соленость и вертикальное распределение этих параметров в водной толще в сочетании с основными гидрохимическими характеристиками воды, позволяет глубже понять процессы, протекающие в морских экосистемах. Знание гидрохимического состава воды на различных глубинах необходимо для понимания процессов, происходящих как в сообществах микроводорослей, так и среди донных организмов. Например, наличие слабо перемешивающихся водных слоев, различающихся по температуре и солености, оказывает критическое влияние на развитие и распределение микроводорослей. Кроме того, выявленные океанологами «горячие точки» мезомасштабных вихрей на шельфе Камчатки играют важную роль в перераспределении питательных веществ и, как следствие, влияют на пространственную структуру сообществ более крупных морских организмов.

— Вы упомянули о повышенной численности бактерий в Авачинской губе как индикаторе антропогенной нагрузки. Насколько тревожны эти данные? Можно ли уже сейчас говорить о конкретных угрозах для экосистемы и что, по вашему мнению, необходимо предпринять в первую очередь?

— Поступающие в море органические вещества подвергаются деструкции с участием микроорганизмов. Основными деструкторами являются гетеротрофные бактерии. Они выполняют ключевые функции в энергетическом балансе водных экосистем и играют важную роль в процессах самоочищения водоемов. Из наиболее часто встречающихся органических веществ весомый вклад в загрязнение морских вод, омывающих Камчатку, вносят нефтяные углеводороды. В качестве индикаторов загрязнения вод углеводородами рассматривают показатели численности углеводородокисляющих бактерий. Максимальное значение зафиксировано в акватории бухты Вилючинская. Полученные данные указывают на наличие большого количества углеводородсодержащих соединений как природного, так и антропогенного происхождения. Суммарно анализ полученных микробиологических данных показал неравномерное пространственное распределение и соотношение исследуемых групп бактерий в поверхностном горизонте воды, вероятно обусловленное совокупностью региональных особенностей распределения органического вещества и гидрометеорологическими факторами.

— Вы использовали анализ средовой ДНК (eDNA). Насколько этот современный метод оправдал ожидания в суровых условиях Камчатки? Какие преимущества и, возможно, трудности его применения вы увидели по сравнению с традиционным отбором проб?

— Суровые условия восточного и западного побережья Камчатки не повлияли на эффективность отбора проб для анализа средовой ДНК, а низкие температуры только облегчали процесс обработки проб. Метод оказался намного удобнее традиционных методов оценки биоразнообразия, таких как вылов живых организмов, так как не требует больших энергозатрат. Но, конечно, есть и недостатки. Самая главная трудность работы со средовой ДНК — достижение стерильности лаборатории. В полевых условиях на судне этого достичь возможно, но куда сложнее, чем в стационарной лаборатории.

— В экспедиции участвовало много студентов и молодых ученых. Как вы оцениваете их вклад и какую роль, по-вашему, играют такие «Плавучие университеты» в становлении нового поколения российских океанологов и экологов?

— Под своим крылом экспедиция объединила как людей, которые уверенно шагают по тернистому пути науки, так и молодых ребят, которые только пробуют науку «на вкус». Но можно точно сказать, что вклад каждого участника экспедиции — незаменимый фрагмент в мозаике проводимых исследований. «Плавучий университет» — не просто возможность оказаться в море, а целая школа по воспитанию ученых нового поколения, таких же амбициозных и инициативных.

— Собранные пробы требуют долгой камеральной обработки. Есть ли среди предварительных данных какая-то аномалия или необъясненный факт, разгадки которого вы лично больше всего ждете от лабораторных анализов?

— По предварительным результатам этой экспедиции и предыдущих исследований мы отмечаем на некоторых станциях в районе Юго-Западной Камчатки значительное увеличение разнообразия донных организмов. На данный момент необходимо сопоставить результаты детального анализа макробентоса и результаты гидрохимического анализа воды, особенно значения различный биогенных элементов. Кроме того, расположенные буквально рядом бухты Вилючинская, Русская и Лиственничная значительно различаются как по структуре донных осадков, так и по составу морских обитателей. С нетерпением ждем окончательных результатов океанологов, гидрохимиков и микробиологов, чтобы получить полное представление о происходящих в этих бухтах процессах.

— Как результаты вашей работы на Камчатке вписываются в более широкую картину — например, в понимание последствий изменения климата для северных морей или в международные усилия в рамках Десятилетия наук об океане ООН?

— Экспедиции «Тихоокеанского плавучего университета» на Камчатке органично вписываются в приоритеты Десятилетия наук об океане ООН (2021–2030) и вносят вклад в реализацию его ключевых задач. Исследования, направленные на оценку состояния прибрежных экосистем и описание биоразнообразия, способствуют достижению целей инициатив «Чистый океан» и «Здоровый и устойчивый океан». Регулярные наблюдения за гидрологическими и биогеохимическими параметрами обеспечивают данные для направления «Предсказуемый океан». Образовательная составляющая программы, основанная на принципе «Обучение через исследование», способствует воспитанию нового поколения исследователей и воплощает идею «Вдохновляющего и вовлекающего океана», соединяя науку и образование для устойчивого будущего морей России и Мирового океана.

Татьяна Мейлахс