Ученые Института биологии южных морей рассказали об исследованиях Антарктики

В начале 2020 года ученые института, расположенного в Севастополе, приняли участие в первой из запланированной Институтом океанологии им.Ширшова РАН серии морских экспедиций в Антарктику, сообщили в ИнБЮМе. Всего севастопольские ученые провели на научно-исследовательском судне «Академик Мстислав Келдыш» 123 дня. За это время они набрали материал для дальнейших лабораторных исследований, их обработка заняла почти год.

«Цель проводимых исследований заключалась в том, чтобы по результатам участия в экспедиции получить новые данные для комплексной оценки современного экологического состояния морских экосистем Антарктики. В результате этой морской экспедиции впервые собраны данные по паразитам редких и глубоководных видов рыб, впервые у рыб Антарктики определены паразиты, принадлежащие к классу паразитических плоских червей. Несмотря на ограниченный режим антропогенной нагрузки на этот регион Южного океана, в морской воде на некоторых станциях были определены повышенные концентрации тяжелых металлов. Это было вызвано как поступлением этих химических элементов с континента Антарктида при таянии ледников в результате климатического потепления, так и переносом течениями с материка Южная Америка при добыче руд», — рассказала агентству руководитель отдела радиационной и химической биологии ИнБЮМ, руководитель темы по антарктическим исследованиям Наталья Мирзоева.

Она пояснила, что ученые ИнБЮМа проводят комплексное исследование современного состояния экосистемы атлантического сектора Антарктики, для работы по этой теме учреждению выделены средства, закуплено оборудование и дана возможность участвовать в антарктической экспедиции.

«Это одна из возможностей для нашего института — несмотря ни на какие санкции, работать в южных морях. Наши ученые в разные годы работали в самых разных районах мира, в том числе неоднократно в Антарктике», — добавила Н.Мирзоева.

Она отметила, что в конце 2020 года была запланирована очередная морская экспедиция в Антарктику, однако из-за ситуации с коронавирусной инфекцией рейс был отменен.

Ядерный след

Младший научный сотрудник Артем Параскив занимается изучением химических и радиационных загрязнений, следы которых можно обнаружить как в морской воде, так и в организмах ее обитателей. Были отобраны пробы воды и донных отложений, пробы криля — мелких морских планктонных ракообразных организмов. Учитывая труднодоступность региона и редкость экспедиций, результаты такого мониторинга особо ценны, отметил он.

«Оценка дана уже всем пробам воды. Сейчас мы можем уверенно говорить, что радиоактивный загрязнитель стронций-90 в регионе вообще не обнаружен. Но обнаружены небольшие количества цезия-137 возле Антарктического полуострова, это подтверждают исследования, проведенные нашим отделом в 2002 году», — рассказал А.Параскив.

Он уточнил, что концентрации вещества очень низкие и не оказывают существенного влияния на экосистему. Ученые связывают попадание радиоактивного цезия-137 в морскую воду с таянием антарктических ледников.

«А его появление во льдах такого экологически чистого материка, как Антарктида, — следствие ядерных испытаний, которые происходили в середине прошлого века. Вещества попадали в тропосферу и стратосферу, затем распределялись по всему земному шару, выпадали с осадками. Взорвали в любой части света — и вещества распространились по всему миру», — пояснил собеседник агентства.

Он добавил, что также в некоторых районах обнаружены повышенные концентрации кадмия и цинка.

«Казалось бы, очень чистый регион, не ведется антропогенная деятельность, но все равно наблюдаем эти металлы. Но тут, как мы считаем, природный процесс — эти вещества появились при формировании материка, магматических процессах», — отметил представитель ИнБЮМа.

Свои «чужие»

Кандидат биологических наук Татьяна Полякова изучает паразитов — существ, которые живут за счет других.

«Сейчас науке известно свободноживущих видов около 45 тысяч, а паразитических — свыше 75 тысяч Но, безусловно, пока выявлены не все виды, и, по предварительным подсчетам, паразитов всего в мире как минимум в пять раз больше, чем свободноживущих. Новые методы исследования помогают нам обнаруживать новые виды организмов, растет разнообразие, количество таких организмов», — рассказала она.

Во время экспедиции в Антарктиду она изучала паразитов антарктических рыб, моллюсков и других организмов, в том числе эндемиков — видов, обитающих только в этой местности и больше нигде в мире не встречающихся. В итоге удалось обнаружить виды паразитов, которые ранее известны не были. В некоторых случаях для того, чтобы подтвердить уникальность находки, понадобился генетический анализ: некоторые внешне одинаковые существа оказываются совершенно разными на генетическом уровне.

«Если говорить о том, зачем нужно изучать паразитов, то вот вам простой пример: во время экспедиции выловили рыбу, а она полна цистод. Казалось бы, и жить уже не может, а живет, адаптировалась. Некоторые виды паразитов опасны для человека, могут передаваться при потреблении рыбы, и если рыбу будут добывать в антарктических морях промысловым способом, то надо понимать, чем от такой рыбы можно заразиться и насколько это может быть опасно», — отметила Т.Полякова.

По ее словам, работа интересна и с точки зрения фундаментальной науки, ведь Антарктика — один из наименее изученных регионов планеты.

«Некоторые люди брезгуют, говорят, что паразиты — это некрасиво и опасно. Паразиты опасны, не без этого. Они бывают и страшные, бывают и невероятно красивые, ярких цветов. Смотришь — снаружи сантиметра два, потом длинная шейка, кончик которой похож на цветочек. На самом деле этим «цветочком» он проникает в глубь мышц, чтобы вытащить его, надо разрезать половину рыбы. Или капепода — редкая, красивая, желтая, с шариками — проникает в стенку сердца, питается кровью, избавиться от нее рыба никогда не сможет. Этих паразитов нашли на глубоководных рыбах, эндемиках Антарктики, тело у которых настолько мягкое, что на суше приходится их перед исследованием фиксировать в формалине», — привела примеры паразитолог.

Дальнейшая работа

Как рассказала Н.Мирзоева, ученые надеются, что экспедиции продолжатся в 2021-2022 годах. Среди исследований, которые требуют дополнительных замеров и наблюдений, — изучение популяции антарктического криля, самого перспективного биоресурса Мирового океана.

Исследованиями криля занимается старший научный сотрудник отдела функциональных морских экосистем Владимир Яковенко. По результатам наблюдений, проведенных во время первой экспедиции, было отмечено, что криль вытесняется другими морскими веществами — сальпами. Как и криль, они питаются фитопланктоном и вытесняют его в тех районах, где температура воды выше, а значит, комфортнее для них. Эти процессы вызывают опасения у ученых — криль является кормовой базой для многих более сложных организмов, вплоть до китов, а сальпы более чем на 90% состоят из воды и не могут выполнять этой функции.

Помимо этого, в конце года исследователи Татьяна Чурилова и Владимир Муханов получили новые данные об изменении концентраций хлорофилла «а» в сумме с продуктами его распада — феопигментами — в проливе Брансфилда и в бассейне Пауэлла. Отмечается, что рост объемов талой воды в этой морской зоне Антарктики, который, предположительно, обусловлен глобальным потеплением, приводит к замене крупных диатомовых водорослей более мелкими — это также способствует размножению сальп, которые способны питаться такими маленькими объектами.

Александр Мельник из отдела биофизической экологии изучает явление биолюминисценции — способность живых организмов светиться. За время прошлогодней экспедиции было отобрано более 120 проб в различных районах антарктического сектора Атлантики. Ученый отмечает, что интенсивность этого явления в районе экспедиции заметно отличалась от того, что можно наблюдать, например, в Черном море, Индийском океане.

«Скорее всего, это связано с гидрологическими характеристиками: температура доходила до минусовой (замерзает она только при минус 5-6 градусах по Цельсию), а это не самые благоприятные условия для динофитовых водорослей, традиционно дающих свечение. Но в этих водах присутствуют и другие организмы, которые могут давать такой эффект. Например, при скоплении сальп интенсивность свечения возрастала где-то в 100-200 раз», — рассказал он.

Эти исследования также требуют дополнительных замеров и наблюдений. «Биолюминисценция — один из основных экологических маркеров, по которым можно оценить состояние экологической среды в режиме «экспресс»: каждый замер занимает 5-10 минут. Но сделать это можно, только имея хорошую базу — проводя постоянный мониторинг и наблюдая динамику, зная показатель в чистой и загрязненной среде, учитывая сезонность и другие естественные факторы. Если иметь такие наработки, то по изменению интенсивности биолюминисценции мы можем заметить влияние антропогенных и других факторов на ситуацию в конкретном районе», — пояснил он.