"Состояние Байкала стабильно тревожное" | |
Лауреат премии правительства РФ в области науки и техники для молодых ученых эколог Максим Тимофеев рассказал «Газете.Ru», насколько опасен нерегулируемый туризм для экосистемы Байкала, каково современное состояние озера и какие исследования нужны для эффективного мониторинга его состояния. — Расскажите о ключевых достижениях , за которые вы получили премию правительства. Цель нашей работы — понять, как у водных организмов на различных уровнях биологической организации (от базовых молекулярно-биологических процессов, биохимических до уровня физиологических реакций всего организма и его поведения) происходит адаптация к влиянию стрессовых факторов среды. В нашем случае мы имеем возможность работы на уникальных эндемичных байкальских видах, с ними связана основная часть наших исследований. Около 10 лет назад, создавая свою исследовательскую группу, я с большим удивлением обнаружил, что перспективное и активно развивающееся во всем мире направление stress-ecology на Байкале практически не представлено. Начав проведение наших исследований в начале 2000-х годов, в ходе дальнейшей 10-летней работы мы фактически заложили основы под комплексными исследованиями в области сравнительной стресс-физиологии байкальских эндемиков. Сейчас этот вопрос интересует многих, но тогда мы были первыми, кто задался целью проверить базовые механизмы стресс-реакций у байкальских эндемиков и посмотреть, есть ли какие-нибудь специфические особенности, связанные с их эволюционированием в уникальных условиях озера Байкал. В ходе нашего научного исследования мы быстро обнаружили, что байкальские эндемики настолько уникальны и настолько отличаются от обычных обитателей пресноводных водоемов Евразии, что даже для проведения так называемых рутинных исследований все методики и подходы нужно адаптировать под конкретные виды. Результаты исследований стрессоустойчивости имеют целый перечень как фундаментальных научных, так и прикладных применений. Сейчас в мировой практике при проведении экологического мониторинга большую роль играет использование высокочувствительных подходов, основанных на так называемых биомаркерах стрессовых состояний, или стресс-маркерах. Биомаркерами стрессовых состояний называют как раз различные физиологические или биохимические стресс-реакции (например, активация специализированных антиоксидантных ферментов или синтез стрессовых белков), или более сложные молекулярно-генетические процессы. Биомаркеры позволяют оценить стрессовое состояние организма на самых ранних стадиях его развития, когда другими методами определить негативное воздействие на организм еще невозможно. В развитых странах именно с использованием биомаркеров проводится существенная доля оценки промышленных загрязнений или оценка уровня токсичности тех или иных веществ. Большую роль биомаркеры играют и при проведении экологического мониторинга.
Своей работой мы не только подняли вопрос о необходимости применения стресс-маркеров для экологического мониторинга озера Байкал, но и показали, что если мы предпримем стандартные подходы, то даже использование классических биомаркеров приведет к существенным ошибкам или вообще к ложным заключениям. Поэтому мы начали изучать и разрабатывать методы и подходы, адаптированные к оценке стрессовых состояний именно байкальских эндемиков. — Каково сейчас состояние экосистемы Байкала? — Я бы сказал, что состояние Байкала сейчас стабильно-тревожное. С одной стороны, Байкал — настолько огромный водоем, что он в ближайшие годы и десятилетия вряд ли утратит сам по себе статус глобального хранилища чистой пресной воды (это около 20% мировых запасов питьевой пресной воды). Фундаментальные российские и международные исследования, проведенные за последние годы, в целом дают обнадеживающие результаты. Так, по мнению международного сообщества ученых, воды Байкала в основной своей массе не претерпели качественных изменений в сравнении с так называемым доиндустриальным периодом. Стабильны как базовые гидрохимические показатели воды, так и уровни разнообразных примесей, органических веществ и т. д. Это если мы говорим об основной части озера. В то же время в отдельных локальных участках озера идет постоянное возрастание антропогенной нагрузки. Более того, к традиционным экологическим проблемам, оставшимся нам со времен Советского Союза, как то негативные последствия колебания воды озера из-за работы Иркутской ГЭС, ускоренные микроклиматические изменения вследствие строительства каскада ангарских водохранилищ, проблемы с химическим загрязнением, поступающим в озеро по реке Селенга (водосборный бассейн которой захватывает значительные районы России и Монголии), печально известный Байкальский целлюлозно-бумажный комбинат (БЦБК) и ряда других, добавились «условно новые» проблемы, в первую очередь связанные с ростом рекреационной нагрузки на озеро. Почему я их назвал «условно новые» — потому что проблемы с негативным воздействием туристов и отдыхающих на Байкале были и в прошлом. Но в последнее время масштабы туристического потока на Байкал растут просто в геометрической прогрессии. Если несколько десятилетий назад турпоток на озеро составлял несколько тысяч людей в год, а потом десятки тысяч, то статистика 2006—2009 года уже дает нам цифру более трехсот тысяч человек, а уже в к 2010 только за один год количество приезжающих туристов приблизилось к полутора миллионам человек. И этот поток будет только расти. Как вы знаете, на Байкале организованы особые экономические зоны, ориентированные на рекреационное использование. В стратегиях экономического развития Иркутской области и Республики Бурятия именно байкальское туристическое направление играет существенную роль. Этот взрывной рост туристического направления привел к тому, что вокруг озера и поселков возникают, как грибы, турбазы и разнообразные объекты туристической инфраструктуры, а большинство местных жителей отказались от традиционных видов экономической деятельности, активно переключились на туристический бизнес. К сожалению, никто эти процессы не планирует и не регулирует, что приводит к серьезнейшим локальным проблемам. Так, например, только количество официальных частных туристических судов на Байкале уже близко к полутысяче. При этом никакой сопутствующей инфраструктуры для такого масштабного роста туристического транспорта не создается, в частности, не организован сбор отработанных подсланевых нефтесодержащих и фекальных вод. Все эти корабли работают фактически бесконтрольно, а все стоки сливаются прямо в озеро. В зонах максимальной туристической нагрузки в летние сезоны идет интенсивное замусоривание побережья и загрязнение прибрежных вод. Дело дошло до того, что в отдельных районах озера, вблизи портов, некоторых населенных пунктов и зон интенсивной антропогенной нагрузки начали проявляться проблемы локального загрязнения вод по санитарно-микробиологическим показателям и интенсивное развитие так называемых условно-патогенных бактерий. В итоге то, что происходит с турбизнесом на Байкале сейчас, это просто путь в никуда.
Это путь к прямой потере сначала бренда чистого озера, а затем, возможно, и самого Байкала. — Как вы относитесь к наболевшему вопросу работы БЦБК (Байкальский целлюлозно-бумажный комбинат) — опасен ли он? — Как вашей группе удалось получить премию правительства по науке? Отослали мы документы в апреле прошлого года, и только в октябре в Российской газете был опубликован список финалистов, допущенных до участия в конкурсе. На этом этапе от нас уже потребовалось проведение общественной экспертизы (общественных слушаний). В нашем случае при поддержке общественной палаты Иркутска было организовано специальное заседание, на которое были приглашены представители всех профильных научных учреждений города, общественных экологических организаций, а также представители мэрии и руководства области. На этом заседании мне пришлось сделать доклад, и потом все желающие могли высказаться и по результатам обсуждения проголосовать. Было довольно интересное и бурное обсуждение. Лично я ощущал себя как на защите диссертации, но все обошлось, и собрание поддержало нашу заявку. Далее уже мы ждали результатов окончательного решения комиссии и распоряжения правительства, которое и было опубликовано в марте. В итоге вся процедура, от подачи заявки до оглашения результата, заняла почти целый год. Само же торжественное вручение диплома и знака лауреатов премии правительства будет проведено только в декабре, но уже сейчас де-юре мы лауреаты премии правительства РФ в области науки и техники для молодых ученых — Каков объем премии?
— Как ваши исследования могут помочь глобальному мониторингу состояния Байкала? Так, сейчас крайне мало известно о глубоководной фауне озера Байкал. Ведь уникальность Байкала заключается в первую очередь в том, что это сверхглубокое озеро (глубиной более полутора километров) полностью насыщено кислородом и населено фауной до самых максимальных глубин. Эта особенность выделяет пресноводную фауну Байкала среди всех без исключения водоемов мира. Нигде более в мире не существует глубоководной пресноводной фауны, в большинстве глубоководных континентальных озер мира нижние слои воды насыщены сероводородом и практически безжизненны. Поскольку, кроме как на Байкале, нигде нет глубоководных пресноводных обитателей, никто в мире еще не задавался вопросом, как оценивать у них стрессовые состояния. Наши исследования уже выявили разительные отличия в реакциях глубоководных эндемиков от видов обитателей литорали (прибрежной зоны) Байкала. Ведь эти глубинные обитатели тысячи, а, возможно, и миллионы лет эволюционировали в условиях не только чистейшей воды, но и в условиях очень стабильных характеристик среды. В глубинах Байкала стабильно высокое насыщение кислородом, чистейшая холодная вода, отсутствие колебаний температурного или гидрохимического режимов. Эволюционирование в таких условиях привело к утрате многих механизмов защиты у эндемиков и развитию высокой чувствительности к малейшим изменениям в составе среды обитания. Так, мы уже установили, что, к примеру, усиление синтеза стрессовых белков у многих исследованных нами глубоководных эндемичных видов фактически редуцировано. А эти стрессовые белки как раз традиционно используются как надежные маркеры диагностики развития стрессовых состояний. Что именно использовать в качестве биомаркеров для глубоководных видов — открытый вопрос. Между тем угроза увеличения процессов химического загрязнения не только прибрежных зон, но и возможность распространения загрязнения на большие глубины (к примеру, стоки того же БЦБК прямиком поступают в глубинную зону Байкала) ставит вопрос о необходимости работы с глубоководными организмами. Как именно с ними работать, пока до конца никто себе не представляет. Так что работы по стресс-маркерам по-прежнему актуальны и активно продолжаются. Но сейчас мы уже глядим дальше и вплотную занялись новейшим направлением в области экологического мониторинга — развитием технологий применения высокочувствительных биосенсоров для оценки состояний байкальских эндемиков. Эта работа является, по сути, развитием наших проектов с уже упомянутым мной нашим британским партнером Игорем Меглинским. В настоящий момент мы пытаемся создать такой субмикронный флуоресцентный сенсор, специфично реагирующий на некоторые биохимические вещества или характеристики среды, который можно было бы ввести во внутренние жидкости организма и по изменениям характеристик флуоресценции оценить изменения его физиологического состояния. Главная проблема применения флуоресцентных биосенсоров в том, что они сами по себе зачастую токсичны для байкальских организмов. Сейчас с Игорем Меглинским мы проверяем ряд подходов к тому, как избежать этой токсичности, основываясь на оригинальных и запатентованных им технологиях. Так что в ближайшее время мы надеемся получить методику, которая будет с одинаковой эффективностью работать как с обычными видами, обитателями большинства континентальных водоемов, так и с узкоспециализированными видами из озера Байкал. Нужно сказать, что технологии применения биосенсоров в различных современных биомедицинских областях и направлениях уже являются общемировым трендом. Активность в этой области взрывообразно растет. Даже в России на уровне правительства недавно был затронут близкий по теме вопрос. Как вы, наверное, слышали, вице-премьер РФ Аркадий Дворкович обозначил необходимость разработки новых биотехнологий и разнообразных диагностических средств на основе биосенсоров и биочипов. Внимание правительства к данной теме не может не радовать, поскольку применение биосенсорных технологий не должно, да и не может ограничиваться только медицинскими областями, а, несомненно, будет иметь гораздо более широкие возможности. В том числе биосенсорные технологии могли бы быть эффективно применены в экологическом мониторинге таких уникальных природных систем, как наше озеро Байкал. А значит, у ученых и защитников озера появится еще больше новых современных универсальных инструментов для экспертизы, диагностики и, как следствие, для защиты Байкала от локальных и глобальных угроз. Мы же, со свой стороны, приложим максимум усилий, чтобы такие инструменты появились как можно быстрее. Источник - |
Академия наук Республики Башкортостан
Государственное бюджетное научное учреждение «Академия наук Республики Башкортостан» решает задачи научного обеспечения развития Республики Башкортостан и ее многонационального народа, активно участвует в интеграции исследовательской, инновационной деятельности научных организаций, вузов и предприятий республики, укрепляет связи между наукой и образованием, развивает сотрудничество научных организаций республики с российским и мировым научными сообществами.
Сегодня Академия наук Республики Башкортостан – современное, мобильное, динамично развивающееся научное учреждение, координирующее научные исследования в Башкортостане. Вопросы интеграции фундаментальных и прикладных исследований, инновационной деятельности научных учреждений и вузов республики являются первостепенными в Академии наук Республики Башкортостан.
Пользователи могут получить оперативную и полную информацию об ГБНУ "Академии наук Республики Башкортостан" (ее структуре, учреждениях, тематике научных исследований, достижениях и открытиях, новостях и т.д.). Здесь также представлена история создания, становления и деятельности Академии наук Республики Башкортостан, информация о ее членах – известных ученых республики, страны, мира.