Экспедиция на «Солнце»

С 21 июля по 8 сентября прошла немецко-российская глубоководная экспедиция по проекту «KuramBio» («Kurile Kamchatka Deep Sea Biodiversity Study») – «Исследование биоразнообразия глубоководного бентоса района Курило-Камчатского желоба» на борту немецкого научно-исследовательского судна «Зонне» (рейс SO 223). Начальником экспедиции была профессор Ангелика Брандт, директор Зоологического музея университета из Гамбурга, а я, Марина Валентиновна МАЛЮТИНА, была соруководителем проекта с российской стороны и начальником российского отряда. 

Руководитель экспедиции Ангелика Брандт, промывающая пробу на палубе

Проект «KuramBio» выполнялся в рамках нескольких российских и международных научных программ: Федеральной целевой программы «Мировой океан», программ Президиума ДВО РАН «Биоразнообразие некоторых районов Мирового океана в пространстве и во времени» и «Реакция морской биоты на изменения природной среды и климата», а также международной программы «Учет биоразнообразия абиссальной морской жизни» («CeDAMar – Census of the Diversity of Abyssal Marine Life»).

 

В ожидании пробы слэджа у промывочного стола. Крайняя справа – М.В. Малютина 

В 2007 году в Институте биологии моря ДВО РАН прошло российско-немецкое рабочее совещание, на котором обсуждались перспективы совместных глубоководных научных исследований в северо-западной части Тихого океана. Первым этапом совместных исследований был проект «SoJaBio» – исследование глубоководного бентоса полуизолированной глубоководной котловины Японского моря. Совместная экспедиция была успешно проведена в Японском море на судне УНИФ «Академик Лаврентьев» в августе-сентябре 2010 года. Первые результаты этой экспедиции будут опубликованы в специальном томе журнала «Deep-Sea Research II» в этом году (Guest editors: M.V.Malyutina & A. Brandt). Прошедшая в этом году экспедиция «KuramBio» обозначила следующий этап совместных глубоководных исследований, целью которого было изучение биоразнообразия и особенностей распространения мейо-, макро-, и мегафауны в бентосных сообществах открытой океанической абиссали в районе Курило-Камчатского желоба. Мы решали следующие задачи:

Выяснение и анализ биоразнообразия глубоководного бентоса в районе Курило-Камчатского желоба (ККЖ): таксономического состава фауны, выявление наиболее важных, ключевых таксонов, оценка степени и ранга эндемизма бентоса абиссали, прилегающей к Курило-Камчатской впадине.

Анализ сукцессии и изменений биоразнообразия морских глубин на основе повтора некоторых станций НИС «Витязь» в районе Курило-Камчатской впадины через 50 и более лет.

Сравнение биоразнообразия бентоса Курило-Камчатского региона с соседними и отдаленными глубоководными районами Мирового океана с точек зрения: разного возраста глубоководных экосистем, содержания питательных веществ в разных экосистемах (олиготрофных и эвтрофных), изолированности экосистем (например, закрытый глубоководный бассейн Японского моря и открытая океаническая абиссаль).

Изучение трофической структуры абиссальной экосистемы бентоса Курило-Камчатского региона и анализ трофических отношений основных массовых видов.

Молекулярно-генетический анализ для таксономических целей. 

Выяснение влияния особенностей и разнородности среды на состав и распределение глубоководной фауны в пределах исследуемого района.

В экспедиции приняли участие 25 ученых. 13 сотрудников и аспирантов представляли Зоологический институт и Зоологический музей университета города Гамбурга, Немецкий центр по исследованию морского биоразнообразия из Вильгельмсхафена (Германия), также был один аспирант из Женевского университета (Швейцария). Российский гидробиологический отряд состоял из 11 человек: восемь сотрудников Института биологии моря им. А.В. Жирмунского ДВО РАН (ИБМ), один сотрудник Тихоокеанского океанологического института им. В.И. Ильичева ДВО РАН (ТОИ) и два сотрудника из Москвы, из Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН (ИО РАН) и Института экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН (ИПЭЭ).

 

Возвращение слэджа из морских глубин 

Экспедиция стартовала из Пусана (Республика Корея), где прошла погрузка на борт судна контейнеров с научным оборудованием из Германии и посадка немецких участников. Затем судно направилось за российской группой во Владивосток и 24 июля, как и было запланировано, мы по отличной погоде ушли в рейс. За время перехода из Пусана во Владивосток немецкие коллеги все подготовили к работе – контейнеры были распакованы, орудия лова собраны, лаборатории оснащены всем необходимым оборудованием и приборами. Мы отметили отличное состояние 44-летнего судна и немецкую организацию экспедиционной жизни, работы и быта. Сразу начались различные судовые и рабочие учения и вечерние научные семинары. До первой станции мы добирались три дня. 

Фауна ККЖ и примыкающей абиссали исследовалась в прошлом веке несколькими советскими экспедициями на борту НИС «Витязь» в 1949, 1953 и 1966 годах. На основе этих сборов было опубликовано много работ, в том числе два отдельных тома трудов Института океанологии им. П.П. Ширшова (1970, 1971) с данными по 660 видам различных организмов. Но как уже отмечалось в то время, использовавшиеся орудия лова и методы сбора и промывки, при которых мелкая фракция бентоса не улавливалась, не позволили отразить реальное биоразнообразие этого района.

Мы полагаем, что новые методы сбора более эффективными орудиями лова и стандартизированные современные методики тщательной обработки проб, которые успешно применялись в предыдущих экспедициях «CeDAMar», помогут нам выяснить реальное состояние биоразнообразия и увеличить список видов животных, известных к настоящему времени для этого района.

 

Эпибентосный слэдж и обслуживающая его бригада 

В экспедиции «KuramBio» работы велись в интервале глубин 5000-6000 м. На каждой станции выполнялась следующая стандартная последовательность работ. 

Начиналась работа с эхолотирования, которое продолжалось два часа. Для обследования района станции радиусом в пять миль и для обеспечения затем безопасного выполнения глубоководных тралений кроме обычного промерочного эхолота использовался многолучевой веерный эхолот EM 120, отрисовывавший красочные картины глубоководного дна, по которым выбирался оптимальный участок для траления. 

 

Дночерпатели – мультикорер и бокскорер на рабочей палубе

Затем опускался CTD (три с половиной часа) для оценки основных параметров водной массы. Далее шла очередь OFOS (Ocean Floor Observing system) – системы наблюдения дна, его работа длилась шесть-семь часов. Во время первых спусков OFOS свободные от работ люди собирались у мониторов в мокрой разборочной лаборатории, как в былые времена соседи собирались в одной квартире посмотреть кино по черно-белому ТВ. Весь путь более чем в пять километров смотрели, прильнув к экранам в возбужденном ожидании чего-то необычного, это был двухчасовой фильм «сквозь тернии к звездам» – полет сквозь мерцание звезд. Жизни в планктоне оказалось много на всех горизонтах. В основном, пролетал мелкий белый снег из ракообразных, но проносились и объекты покрупнее – рыбы, медузы, червеобразные организмы, кальмары и так далее. Наконец, когда OFOS зависал над дном, мы плыли над глубоководной равниной. На однообразном илистом дне в основном наблюдались крупные иглокожие: голотурии, звезды и офиуры с проделанными ими путями-дорогами по илу. Но довольно много было и разных ракообразных. 

Голотурия Psychropotes sp.

Следующими после OFOS шли дночерпатели – орудия сбора для количественной оценки бентоса. На спуск-подъем для каждого требовалось по четыре часа. Выполняли два спуска бокскорера GKG (коробчатого дночерпателя для сбора осадков с инфауной) и три спуска MUC (мультикорера – стаканного дночерпателя для сбора мейофауны). Затем мы заходили в течение получаса на позицию для траления и начинались спуск-траление-подьем эпибентосного слэджа (EBS) для сбора макрофауны с поверхности дна и придонного слоя, и трала Агассица (AGT) для мегафауны. Каждый трал опускался дважды, каждое траление длилось семь-восемь часов. Таким образом, работа на станции нон-стоп длилась примерно 65 часов. Ход всей выполняемой за бортом деятельности можно было контролировать через мониторы, размещенные в исследовательских лабораториях. На них отражались все необходимые рабочие параметры: координаты, глубина, температура и воздуха и воды, скорость ветра, давление и влажность, скорость лебедки, длина вытравленного троса. Было очень удобно отслеживать, сколько метров осталось пройти до дна, рассчитать, когда прибудет очередной прибор, когда команде пора готовиться к приему и обслуживанию своего орудия лова. Плотно заполненный работой день пролетал очень быстро, переходя в ночную смену. Бригада, проработавшая в ночную смену, могла отсыпаться в следующий день.

 
Подъем на палубу бокскорера  

В первые дни работ все были возбуждены первыми удачами и находились в какой-то праздничной эйфории, усугубленной легким недосыпом. Уже к середине рейса все действия на спуске и приеме орудий лова, промывке, фиксации, разборке проб были очень слажены и согласованы, а к концу рейса мы достигли полного совершенства, как в пит-стопе.

В целом за рейс было отработано 708 рабочих часов, за время которых было выпущено в общей сложности 606216 м глубоководного кабеля, было выполнено 11 спусков CTD; OFOS опускался 13 раз, MUC – 35, GKG – 23, EBS – 21 и AGT 19 раз. 

 

Разборка проб слэджа в лаборатории

Самым уловистым орудием оказался эпибентосный слэдж, оснащенный фото- и видеокамерами. Даже после скромного содержания обоих дночерпателей на некоторых станциях уловы EBS оказывались богатыми. Слэдж втаскивают на палубу и обычно ставят вертикально, чтобы обмыть сети перед тем, как снять стаканы с пробами и слить в ведра все, что осталось в сетях. Сразу начиналась протокольная промывка пробы через сита. Улов первого траления фиксировался ледяным спиртом и помещался в морозилку при –20°С для выдерживания там в течение двух суток. В этот период через каждые четыре часа банки осторожно переворачивались и перекручивались, чтобы осадок и все животные в нем были равномерно профиксированы, а к его окончанию пробы промывались и заливались свежим 96% спиртом. После такой фиксации материал пригоден для генетических анализов. 

На третьи сутки работ начали сортировать пробы из верхней сетки слэджа (супранета), в которую обычно попадает меньше животных, чем в нижнюю сетку (эпинет). Анализ численности и состава макробентоса этой части улова достаточен для предварительного оценки биоразнообразия макрофауны. Разбор пробы выполнялся очень бережно и тщательно, небольшими порциями под бинокуляром: «ложка за ложкой» на ледяных ванночках, пробирки с разобранными по группам животными помещались в специальные контейнеры со льдом. С первых ложек проб мы не могли удержаться от восторга – обилие и разнообразие животных оказалось впечатляющим! Когда уже разобрали несколько станций, выяснилось, что западный склон желоба оказался значительно богаче, чем абиссальная равнина с восточной его стороны, откуда мы начали работать. Увеличилось разнообразие, и поменялся состав. 

В пробе слэджа с третьей станции на склоне просто неописуемое богатство макрофауны – что ни ложка, то сотни животных: кроме многочисленных обычных доминирующих групп ракообразных и полихет, множество эхиурид, сипункулид, микроежей и микроголотурий, мелких двустворок, гастропод, офиур, астиний, губок и обилие гигантских фораминифер всевозможных форм, некоторые могли было бы сравниться с полихетами в размерах трубок! Мы сидели над этой пробой шесть дней, количество животных исчислялось тысячами с большим разнообразием в основных группах. Впервые встретились погонофоры и морские пауки, нашли первую мшанку. Интересными оказались видео, сделанные камерами слэджа. На некоторых станциях наблюдались: плывущий рачок муннопсида, желтые голотурии с задранным как у лисы хвостами и смешные голотурии с рожками и ножками, скотопланесы, проплывающая в каком-то экзотическом танце красивая бордовая пелагическая голотурия. 

Проплывающая голотурия Pourtalesia sp.

Уловы трала Агассица были самыми обильными и грязными. Пробы промывались в огромных ушатах сквозь большие сита на палубе, отмытые животные переносились в кюветах с охлажденной водой в мокрую лабораторию, где проходила многолюдная разборка свежевыловленной мегафауны, фотографирование, взятие образцов тканей массовых видов для биохомических анализов – лаборатория в это время напоминала рыбный рынок в Пусане. 

Улов трала Агассица

Выходные дни в экспедиции ничем не отличались от будней, чаще всего мы только по ужину определяли, что уже заканчивается воскресенье – по воскресеньям был так называемый буфет – богатый шведский стол с разными салатами, мясными, рыбными и сырными нарезками. После суровой северной погоды на первых станциях, когда по ночам температура воздуха не превышала 5-6 градусов тепла, а вода при промывке проб – 8 градусов, с продвижением на юг, в ветке течения Куросио, теплело и постепенно стало можно выходить на палубу даже без куртки. К окончанию работ, когда мы достигли 40 градусов северной широты, дни стали уже по-настоящему летними, теплыми. 

 

Разборка в лаборатории мегабентосной пробы из трала Агассица

Кроме обычной рутинной работы: сбор проб-промывка-сортинг-определение животных-бумажная работа со статьями, было много интересных впечатлений за эти дни. Нам устроили противопожарные учения – каждому дали подержать брандспойт и потренироваться тушить море у слипа. Мы регулярно видели проплывающих вдали китов-финвалов, как-то при работе на станции встретили огромную рыбу-луну, которая проплыла прямо у кормы нашего судна. Как-то был день дельфинов – несколько раз во время нашего перехода между станциями нас начинали сопровождать стайки дельфинов. Они играли и прыгали перед носом корабля и у его бортов – замечательное зрелище!

Однажды нам устроили морскую прогулку на резиновой лодке «Зодиак» вокруг судна. Это так здорово – нестись на огромной скорости в брызгах, повизжать, прыгая по волнам, увидеть со стороны наш корабль, поднимающий бокскорер из пучины вод. Рядом с нашей лодкой планируют летучие рыбы! Нам даже дали порулить, это вообще здорово! Вечером в свете прожекторов жизнь в море кипит: проносятся стремительные стрелки охотящихся кальмаров, следом какие-то рыбы, охотящиеся за кальмарами – наблюдать можно бесконечно. Как-то на утренней заре, мы наблюдали еще одно удивительное шоу – большая плотная стая мелких рыб собирала планктон у поверхности воды рядом с бортом, у которого мы ожидали возвращение МУКа – вода просто кипела от выскакивающих серебристых рыбок! 

Вечерами, ближе к окончанию экспедиции, мы проводили научные семинары, на которых докладывали и обсуждали первые интересные результаты. Кроме текущей станционной работы большинство из нас проработали по несколько дней с присланными из журнала «Deep Sea Research Part II» корректурами – почти все участники экспедиции являются авторами статей в специальном томе журнала, посвященном результатам первой экспедиции 2010 года в Японском море.

Планом экспедиции было предусмотрено выполнить 10 станций – учитывали возможные плохие погодные условия, неудачные спуски, но, к счастью, все шло как по маслу и с погодой, и со всякой другой удачей – ни одного «испорченного» спуска ни одним из приборов! У нас образовалась почти неделя сэкономленного времени, поэтому мы выполнили еще две дополнительные станции. К последнему спуску слэджа все, как на Пасху, расписывали пенопластовые белые стаканчики, которые отправили со слэджем на глубину 5300 м. Они пришли игрушечными, уменьшенными раза в три-четыре – это обычное традиционное развлечение участников глубоководных экспедиций. Чтобы стаканы сильно не скукожились, вовнутрь надо положить носки, по-особому свернутые в шарик. Вот такие сувениры мы привезли из морей. 

В конце рейса время помчалось с космической скоростью: в череде дел пролетал обед, между делами – ужин и так далее. В последние перед приходом в Корею дни писали отчет, упаковывали контейнеры, провели праздничный ужин по случаю завершения экспедиции, сделали генеральную уборку всех лабораторных помещений, которые мы вымыли тщательнее, чем у себя дома и подготовили для следующей экспедиции. 

Жизнь в эти полтора месяца на судне не замирала ни на час, все службы работали в своем отлаженном режиме, и такая судовая рутина с накладками на нее особенностей нашей биологической экспедиции на меня лично действовала позитивно и умиротворяющее, несмотря на усталость от работы. Рейс запомнится как наполненное круглосуточной, тяжелой, но интересной, успешной, хорошо организованной работой время в дружеской, теплой и какой-то домашней атмосфере замечательной уютной «Зонне».

Хочется выразить благодарность всем участникам экспедиции, капитану Оливеру Мейеру и экипажу НИС «Зонне», чьи энтузиазм и высокопрофессиональное обеспечение всех видов работ способствовали успешному выполнению задач экспедиции.

Марина МАЛЮТИНА,

руководитель исследований с российской стороны,

начальник гидробиологического отряда ИБМ,

доцент, заведующая лаборатории хорологии ИБМ,

кандидат биологических наук

Фотографии Ангелики БРАНТ, Торбена РИЛЯ, Нильса БРЕНКЕ