Видение будущего в глубинах Мирового океана

«Завершилась работа международного российско-германского совещания с названием «Future vision II», посвящённого рассмотрению результатов очередного этапа российско-германского сотрудничества в области изучения глубоководных экосистем северо-западной части Тихого океана, – так начал пресс-конференцию, прошедшую 12 сентября в Институте биологии моря им. А.В. Жирмунского ДВО РАН, академик, директор института Андрей Владимирович АДРИАНОВ. – С немецкими партнёрами в 2010-2012 годах мы успешно провели две глубоководные экспедиции. Одна из них – в глубоководном бассейне Японского моря, вторая – в океанической абиссали, примыкающей к Курило-Камчатскому жёлобу. Мы обсудили результаты этих экспедиций, – они очень впечатляющие, и значительную часть рабочего времени посвятили обсуждению будущих планов, связанных с изучением глубоководной части Охотского моря, и продолжением совместных работ в Курило-Камчатском жёлобе». 

Программа совещания изложена в подготовленном отдельном издании. Результаты экспедиции 2010 года, которые также обсуждали, опубликованы в отдельном томе престижного международного журнала «Deep-Sea Research II». Интересные данные, полученные в Курильской экспедиции, сейчас находятся в стадии обработки.

Андрей Владимирович представил руководителей этого совместного проекта с германской стороны – профессора Ангелику Брандт, директора Зоологического музея университета г. Гамбург, с российской стороны – Марину Валентиновну Малютину, заведующую лабораторией хорологии ИБМ ДВО РАН, кандидата биологических наук, возглавляющую команду наших исследователей. В свою очередь, Марина Валентиновна рассказала о присутствовавших на пресс-конференции ведущих учёных, принявших участие в экспедиции. Из Германии – доктор Нильс Бренке (ответственный за основное орудие лова – эпибентосный слэдж (салазочный трал), оснащённый фото и видеокамерами), доктор Энрике Швабе, из Зоологического музея г. Мюнхен (был ответственен за траловые сборы), докторанты Николаус Эльснер (отвечал за сборы, выполненные эпибентосным слэджем), Виола Фишер (сборы бокскорером) и Кристина Шмидт (сборы мультикорером).

Российские участники работали в составе всех отрядов экспедиции. Среди них профессор, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник А.В. Чернышев, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Г.М. Каменев, кандидат биологических наук, научный сотрудник О.А. Головань, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник А.С. Майорова, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник В.И. Харламенко, аспирант, младший научный сотрудник А.В. Лаврентьева. Изучение глубоководных экосистем вызывают большой интерес наших ближайших соседей, поэтому среди участников встречи присутствовали доктор Ивана Коранович – профессор Сеульского университета Ханьянг (Республика Корея) и доктор Коджима Сигеаки – профессор Токийского университета (Япония).

Представители СМИ задали вопросы российским учёным и их зарубежным коллегам, участвовавшим в экспедициях, и получили исчерпывающие ответы.

«Наша кооперация с немецкими коллегами по исследованию глубоководной фауны северо-западной Пацифики, – сказала М.В. МАЛЮТИНА, – продолжается уже шесть лет и имеет славную историю. Началась она с совещания в 2007 году «Future vision», на котором мы договорились о проведении двух совместных экспедиций. Первая была проведена на судне «Академик Лаврентьев» в Японском море в 2010 году. До российско-германской экспедиции учёные даже не догадывались, насколько мало они знали о жителях глубин этого моря.

Полученными результатами можно гордиться. После экспедиции выяснилось, что количество населяющих видов более чем в шесть раз больше, чем предполагалось ранее. Из них треть видов оказались новыми для науки, а 105 – впервые отмечены для Японского моря».

Вторая экспедиция была осуществлена летом прошлого года на немецком судне «Зонне» и прошла в океанической абиссали, примыкающей с востока к Курило-Камчатскому жёлобу, одному из самых глубоких жёлобов в мире. Задача была та же – исследование биоразнообразия больших глубин. Поскольку это была комплексная экспедиция, учёными были собраны все размерные группы донных организмов, начиная от микробентоса – мельчайших организмов и кончая мегабентосом, организмами размером более одного сантиметра, которые можно рассматривать невооружённым глазом. В процессе сбора измерялись основные параметры водной среды и седиментов, а также велась фото и видео документация донных ландшафтов. 

Для достижения целей экспедиции использовалось разное научное оборудование. Например, пробы воды на разных глубинах брались прибором CTD, с помощью системы наблюдения дна – OFOS были сделаны снимки и видео, то есть была проведена визуальная оценка состояния морского дна и его обитателей. Население осадков изучалось с помощью дночерпателей. Организмы размером менее 1 мм – были собраны с помощью MUC (мультикорера – стаканного дночерпателя для сбора мейофауны, главным образом – мелких червей нематод, ракообразных остракод и копепод, одноклеточных фораминифер), а от 1 до 10 мм – бокскорера GKG (коробчатого дночерпателя для сбора осадков с инфауной – разнообразными червями, моллюсками). 

 

Крупные организмы, в основном, это иглокожие, собирали с помощью тралов. Но основное население дна – организмы в несколько мм, в основном мелкие рачки и полихеты, которых в силу их малого размера сложно уловить обычным тралом. Исследователи до сих пор мало что знают о них. Самых эффективный прибор для этих целей – эпибентосный слэдж (EBS), – специальный трал, оснащённый двумя планктонными сетями из мелкого газа и фото- и видеокамерами, который может не только собирать животных, но и одновременно делать снимки дна, окружения, в котором живут животные. 

Марина Валентиновна показала фотографию многочисленных мелких беспозвоночных животных, тщательно отобранных из полученной пробы грунта, объёмом всего в одну столовую ложку. Это была только очень малая часть собранного материала, которую исследователи обработали, отмыли и разобрали по основным группам. Сейчас ведется активная работа по определению видов и подготовке научных публикаций. Кроме того, учёные собрали большое количество видео- и фотоматериалов о животных, на которых можно видеть особенности их поведения в естественной среде. Это очень важно, потому что собранные на дне животные после подъёма на поверхность гибнут и многие из них деформируются в илистой массе в результате огромной разницы давлений. 

 

 

Кроме живых существ, на этих огромных глубинах, вдали от материка было обнаружено много мусора. На важный аспект мирового загрязнения участники экспедиций особо обратили внимание: пресловутый антропогенный фактор касается не только общедоступных пляжей, но и уже дошёл до абиссальных глубин Мирового океана!

Рассказывая о первых результатах, которые обсуждались на совещании, Марина Валентиновна отметила: «Несмотря на то, что мы посмотрели и обработали лишь небольшую часть собранного материала, мы уже узнали больше, чем было известно за 40-летнюю историю изучения этого района, проведённого в прошлом веке. Благодаря новому современному оборудованию мы можем описать более точно существующую на данный момент картину биоразнообразия».

Кроме интенсивной научной работы в рейсе, учёные уделяли большое внимание связям с общественностью. Во время экспедиции исследователи каждый день вели дневник рейса. Нынешняя пресс-конференция также прошла в рамках такого взаимодействия науки и общества.

М.В. Малютина рассказала, что в первые два дня рабочего совещания учёные доложили результаты научных исследований, а последующие два дня посвятили обсуждению предстоящих планов. В результате прошедших экспедиций возникло много новых интересных вопросов. Например, как связаны сравнительно молодой закрытый глубоководный бассейн Японского моря и древняя абиссаль Тихого океана? Каково состояние фауны глубоководной Курильской котловины Охотского моря, которая занимает промежуточное положение между ними? Поскольку в последней экспедиции были отработаны глубины 5-6 тысяч метров, а максимальная глубина жёлоба достигает 9,5 тысяч метров, – самые неизведанные тайны ожидают исследователей впереди. Их прояснят в будущем две экспедиции. Учёные уже обсудили и запланировали возможные местоположения станций в Охотском море и Курило-Камчатском жёлобе и время проведения исследований. 

Успехи российско-германских исследований пробудили интерес у третьей стороны – японские коллеги готовы принять участие в запланированных будущих экспедициях. На прошедшем совещании обсуждалась возможность подготовки многосторонней международной экспедиции в Японский жёлоб – океаническую впадину к востоку от острова Хонсю, к югу от Хоккайдо, который является южным продолжением Курило-Камчатского жёлоба.

Почему исследователям так важно идти в максимальные глубины Мирового океана? По словам Андрея Владимировича Адрианова, наши взгляды на биологическое разнообразие, плотность жизни на таких глубинах существенно изменились. «Раньше считалось, что наибольшее биоразнообразие наблюдается в прибрежных водах и, прежде всего, на шельфе. Но совершенно неожиданно оказалось, что на континентальном склоне, на глубинах два-три километра мы находим достаточно высокую плотность донных организмов и сталкиваемся с очень высоким биологическим разнообразием, чего не предполагали ранее. В абсолютных величинах плотность донного населения здесь меньше, чем на шельфе, но 95% Мирового океана – это глубины более одного километра. Таким образом, оказывается, что на больших глубинах сосредоточены колоссальные биологические ресурсы. Пока что нет технологий использования этих ресурсов, но нет сомнения в том, что они окажутся стратегическим резервом нашей цивилизации в будущем, особенно в условиях ограниченности ресурсов суши».

«Новые виды могут стать в будущем источником биологически активных соединений, основой для неизвестных ныне лекарственных препаратов. Известно, что примерно 80% антибиотиков, полученных из наземных организмов, уже перестали эффективно подавлять рост бактерий, микробов, а также вирусов и клеток. Глубоководные организмы могут оказать человечеству неоценимую помощь. Около 60% всех используемых лекарственных препаратов имеют естественное происхождение, 1,5% получены из глубоководного сырья. Немного, но уже сегодня известно, что более 60% всех известных глубоководных видов являются источниками перспективных биологически активных соединений, среди которых более половины обладают, например, противоопухолевой активностью. Поэтому многие страны планируют глубоководные экспедиции, прежде всего, с целью поиска новых организмов, как источников биологически активных соединений с важными для человека свойствами». 

Таким образом, А.В. Адрианов отметил два очень важных момента: «Мы исследуем глобальные биологические ресурсы, технологий использования которых пока не имеем, мы ищем и исследуем новые источники сырья для получения перспективных лекарственных препаратов».

 

Отвечая на вопрос: зачем изучать все виды, которые живут на планете, Андрей Владимирович сказал: «Как оказалось, наши представления о биологическом разнообразии в океане очень далеки от истинного состояния. По количеству видов, биологическому разнообразию мир океана превосходит то, что есть на суше. В то время как в большей степени изучены наземные экосистемы». 

На вопрос о подобных исследованиях в мире, М.В. Малютина рассказала, что экспедиции были проведены в рамках глобального зонтичного проекта – международной программы «Учёт биоразнообразия абиссальной морской жизни» («CeDAMar – Census of the Diversity of Abyssal Marine Life»). Этот мега-проект прошлого десятилетия объединил усилия учёных многих стран. В рамках «CeDAMar» были проведены несколько экспедиций, использовавшие стандартные методы сбора, одинаковое оборудование. Собранная информация даёт возможность сравнения результатов исследований в разных районах Мирового океана, позволяет, подобно пазлам, построить биологическую карту мира, заполнив «белые пятна» в наших знаниях о природе. 

Говоря о роли совместных исследований, Марина Валентиновна заметила, что любая глубоководная экспедиция – очень дорогостоящий проект, требующий большой организационной работы на всех этапах. Чрезвычайно высока стоимость судна, оснащённого для глубоководных исследований, редки квалифицированные специалисты по глубоководной фауне. Поэтому нет альтернативы объединению усилий исследователей нескольких стран.

Результатом такой кооперации являются не только интересные научные результаты, но и бесценный опыт участников глубоководных исследований. Как директора института, А.В. Адрианова особенно радует, что с российской стороны в экспедиции приняло участие много молодёжи. «Ребята получили бесценный опыт работы в немецкой команде с таким руководителем, как профессор Ангелика Брандт, имеющей опыт организации экспедиций в самые разные районы Мирового океана. Очень важно, что наши молодые исследователи поработали рука об руку с немецкими коллегами на оборудовании, которое используется в самых хорошо оснащённых морских экспедициях». Андрей Владимирович поблагодарил коллег из Германии за плодотворное сотрудничество, сложившееся у них с учёными Дальневосточного отделения РАН.

Результаты прошедших экспедиций и планирование будущих будут обсуждаться 21-23 октября этого года на межминистерской встрече, которая ежегодно организуется министерствами науки и образования России и Федеративной Республики Германия.

За десятилетия героических усилий исследованиями советской океанологической науки был получен уникальный материал о населении глубоководного Курило-Камчатского жёлоба. Но лишь одна экспедиция, воспользовавшаяся самыми современными техническими средствами и уникальным оборудованием, открыла новых видов в два раза больше, чем за десятилетия предшествующих исследований.

Равным образом в Японском море за десятилетия глубоководных исследований было изучено около сотни глубоководных видов, а последняя экспедиция увеличила их число до 621. И это не предел. Нет сомнения, что необычайно интересные, прорывные результаты идущих и предстоящих глубоководных исследований ожидают учёных уже в близком будущем.