ТОП 10 лучших статей российской прессы за
Фев. 7, 2023

— При этом глубина Байкала, насколько я знаю, 1600 метров…

— Если быть точным, 1642 метра. Думаю, он ещё глубже, ведь эта глубина постоянно увеличивается. Байкал — рифтовое озеро, по сути, трещина в земной коре, заполненная водой. И главная особенность байкальского рифта в том, что эта трещина постоянно растёт: как в длину и ширину, так и в глубину. Растёт, по разным оценкам, со скоростью от 0,5 до 1 см в год.

Так вот, если мы посмотрим на всю глубину озера и сравним с теми зонами, что наиболее доступны для научных исследований (в основном глубины до 30—50 метров), то становится ясным, что подавляющая часть дна озера у нас остаётся вообще неизученной. Это примерно 99% дна всего Байкала. Что там происходит и кто там обитает, мы знаем очень приблизительно.

— Разве вы не ловите иногда глубоководных обитателей? 

— Конечно же, иногда ловим — в ловушку кто-то заплыл, в сеть попал. Ловушку можно поставить на любую глубину, но в неё заплывает только очень ограниченное количество видов, которые к тому же часто съедают друг друга, так что до исследователей доходят буквально ножки да рожки, фрагменты этих донных обитателей. Плоские участки дна можно отработать донным тралом. Но трал хорошо собирает материал только с мягких грунтов, да ещё и оставляет за собой полосу разрушенного дна. О каких-либо массовых сборах в батиали (зоне больших глубин) вообще речи не идёт. Кроме того, в Байкале есть территории, которые в принципе недоступны человеку, причём они ещё более недоступны, чем, к примеру, Марс или Венера. Как я уже отметил, Байкал — это такая трещина в земной коре. Стены этой трещины на значительном протяжении представляют собой почти вертикальные обрывы — свалы, длящиеся сотни метров. И эти подводные обрывы испещрены выступами, расщелинами и пещерами, в которых совершенно точно кто-то должен обитать. Но как к ним подобраться? Если на тот же условный Марс можно запустить исследовательский модуль, то в случае с глубинными пещерными системами Байкала это не получится. Технологий, которые позволят проникать в глубоководные пещеры и скрытые трещины, пока ещё в принципе не существует. А сколько таких недоступных человечеству подводных ландшафтов в Байкале — сотни, тысячи или даже сотни тысяч? И там обязательно кто-то живёт. 

— Получается, что исследователей байкальской фауны ожидают ещё много новых открытий? 

— Безусловно. В Байкале идёт очень интенсивный эволюционный процесс, так называемое взрывное видообразование в некоторых группах видов. Даже среди тех 2,5 тысяч видов животных, что уже сейчас описаны наукой, учёные постоянно находят сюрпризы. Буквально недавно мы опубликовали статью*, посвящённую одному из очень распространённых видов байкальских рачков — эулимногаммарусу бородавчатому (Eulimnogammarus verrucosus). Этого рачка может найти любой человек, оказавшийся на берегу Байкала, практически в любой точке побережья. Стоит только приподнять какой-нибудь крупный камень со дна, как из-под него во все стороны расплывутся довольно крупные зелёные рачки, похожие на креветок.

— Креветки на Байкале? 

— Это, конечно, никакие не креветки, хотя и родственные группы высших раков. Так вот, мы обнаружили, что «самый обычный» на Байкале и давно изучаемый вид рачков представляет собой несколько разных видов, которые раздельно обитают в разных географических районах озера. Сначала молекулярно-генетическими исследованиями мы показали, что у этих рачков есть три так называемых криптических вида: морфологически, то есть внешне, они ничем не различимы, но по своим генетическим характеристикам разошлись примерно сотни тысяч или даже миллионы лет назад. Но самое главное, мы смогли экспериментально доказать, что они не скрещиваются между собой. А невозможность скрещивания, невозможность получить плодовитое потомство — как раз и есть прямое подтверждение факта межвидовых различий. И это мы провели исследование только одного, наиболее часто встречаемого рачка, того, что буквально у всех под ногами. А сколько же других, редких видов ещё не описано и не открыто! Можно с уверенностью говорить, что Байкал — это эльдорадо для учёных, особенно для биологов. 

— Насколько я поняла, байкальские рачки — ваш основной объект исследования?

— Да, в основном мы работаем с рачками амфиподами, хотя и не ограничиваемся ими. Но даже в уникальном Байкале амфиподы — самые уникальные организмы. Амфиподы (Amphipoda) — крупнейшая по численности видов группа в озере, сейчас описано уже более 350 эндемичных видов, они составляют почти десятую часть всей фауны Байкала. Байкальские амфиподы чрезвычайно разнообразны: раскраской, формой тела, размерами — от карликовых в несколько миллиметров до гигантов, размеры которых до десяти сантиметров и более. Среди амфипод встречаются как виды очень чувствительные к малейшему стрессу (будь то температурные колебания или загрязнения), так и, наоборот, виды удивительно устойчивые, выживающие в самых экстремальных средах, например в горячих источниках. Для нас как исследователей эта группа с её огромным внутренним многообразием видов и адаптаций представляет единственную в своём роде модельную систему. Это научный инструмент, благодаря которому можно изучать множество тем — от движущих факторов эволюции и видообразования до частных механизмов стресс-адаптации и резистентности.

— Но почему в Байкале такое огромное биологическое разнообразие? 

— На самом деле никто точно не знает. Выходим за пределы Байкала — в любом озере по всей России тех же рачков амфипод обитает по два-три вида. А тут их такое множество! Причём в некоторых группах образование новых видов почемуто не происходит. К примеру, родственных амфиподам рачков — изопод (Isopoda) в Байкале всего шесть видов. У этой группы взрывного видообразования нет. Как так получилось, в чём причина? Скорее всего, причин несколько, и есть довольно много разных гипотез. К примеру, одна из них, которую мы сейчас экспериментально проверяем, связана с фактором совместного влияния кислорода и ультрафиолета.

Ещё одна особенность Байкала в том, что, в отличие от большинства водоёмов, в нём есть два пика цветения фитопланктона — летний и зимний. Фито- планктон — это мельчайшие водоросли, которые лежат в основе экосистемы, они образуют первичное органическое вещество плюс активно фотосинтезируют и насыщают воду кислородом. Так вот, во всех водоёмах наблюдается только летний пик цветения планктона. Зимой же, когда водоёмы покрыты льдом и засыпаны снегом, фитопланктон не развивается, наступает гипоксия, падение уровня кислорода, вызывающее метаболическую депрессию у подлёдных обитателей. В Байкале благодаря очень чистой воде образуется прозрачный лёд, а из-за сильных ветров на нём нет толстого снежного покрова, и зимой через этот лёд прекрасно проникает свет. Фитопланктон активно развивается, насыщает воду кислородом, а сам становится пищей для подлёдных обитателей. Соответственно, цикл жизни в Байкале не прерывается ни летом, ни зимой.

— То есть жизнь в Байкале бурлит даже в холодное время года, подо льдом? 

— Совершенно верно, огромное количество организмов, питающихся этим фитопланктоном, живут подо льдом. У них свои адаптации, ведь в подлёдном слое температура приближена к нулю. Но именно там и концентрируются водоросли, причём некоторые водоросли развиваются прямо на нижней корке льда, и есть животные, которые там ползают и соскребают эту «еду». Уникальный момент состоит в том, что в период, когда на Байкале происходит зимний пик цветения фитопланктона в подлёдном слое, могут наблюдаться состояния гипероксии — перенасыщения воды кислородом, который активно производится этими водорослями. Кислород начинает скапливаться подо льдом, и при таких условиях подлёдная вода в Байкале может насыщаться кислородом даже больше, чем на 100%. 

— Как это — больше ста процентов? Разве так бывает? 

— Да, перенасыщение кислородом бывает и в некоторых других водоёмах, но масштабы данного процесса именно в Байкале впечатляющие. Сотрудники нашей группы несколько раз выезжали на Байкал и инструментально фиксировали уровни, близкие к 130% насыщения, а, по сообщениям коллег, уровень кислорода может достигать и более 150%. Это происходит подо льдом в мелководьях, когда лёд не даёт возможности уходить лишнему газу в атмосферу, а близость дна не позволяет раствориться кислороду на больших глубинах. Если же сделать лунку в таком месте, то вода начинает пузыриться, как газировка, — это из неё выходит газ. Кислород необходим для дыхания аэробных организмов, но при повышенной

концентрации он становится токсичным. Это сильнейший окислитель, он разрушает ткани организма, влияет на биохимические циклы, вызывает мутации. Если, например, человека поместить в среду со 100%-м кислородом, он очень быстро почувствует себя плохо. Разовьётся окислительный стресс, когда кислород станет накапливаться в тканях, внутренних жидкостях и начнёт всё разрушать. Вы наверняка слышали про кислородную катастрофу в истории Земли, когда появились первые фотосинтезирующие организмы, которые произвели огромное количество кислорода. Планета в те времена была населена фауной анаэробов, а появившийся в большом количестве кислород попросту её уничтожил. Планету заселили аэробы, которые выработали эффективную систему антиоксидантной защиты. Эта антиоксидантная система держит под контролем негативные проявления кислорода и его соединений. Так что кислород — это и добро, и зло, и с этим злом борется антиоксидантная система...