Байкал преподнес ученым сюрприз: водоросль, которая живет у самого берега, вдруг оказалась на глубине 250 метров, и это заставило по-новому взглянуть на то, как связаны мелководье и глубоководные части озера.
Ученые из Иркутска и Севастополя выяснили необычную вещь: водоросль, которая обычно живет на дне у берега, вдруг начала массово появляться в открытой воде Байкала на огромной глубине. Речь идет о спирогире — зеленой нитчатой водоросли, которая для ученых вроде индикатора состояния воды. Она очень чутко реагирует на любые изменения: если вода теплеет или в ней появляется больше органики, например, азота и фосфора, которые часто попадают в озеро со сточными водами, спирогира начинает разрастаться с невероятной скоростью. Если ничего не делать, такое цветение может привести даже к гибели рыбы. В последние годы ее и правда стало слишком много у берегов, что уже само по себе тревожный сигнал. Но до сих пор никто не знал, что происходит дальше, в глубине, ведь глубоководные районы всегда считались самой стабильной частью озера, куда влияние человека почти не доходит.
Исследователи взяли пробы планктона — это крошечные организмы, которые парят в толще воды, — в одной и той же точке Южного Байкала, далеко от берега, на протяжении десяти лет, с 2014 по 2023 год. И уже в первый же год они с удивлением обнаружили спирогиру на глубине до 250 метров. Ее там быть не должно, она донная, но она там была. Причем количество водоросли постоянно менялось, как волны: то поднималось, то падало. Самый сильный всплеск случился в 2015 году, когда ученые нашли ее почти в 40 процентах проб. Чаще всего она попадалась в теплые месяцы — летом и осенью. А после 2018 года ее стало заметно меньше, а в 2020–2022 годах она и вовсе исчезла из образцов. Но, как показали свежие данные 2023–2025 годов, спирогира снова начала возвращаться в открытый Байкал, и ее фрагменты опять стали попадаться в пробах.
Ученые связывают этот пик 2015 года с целым букетом неблагоприятных событий. Тогда в регионе бушевали лесные пожары, стояла аномальная жара, а приток воды в озеро был очень низким. В таких условиях у берегов сложилась идеальная среда для бурного роста водорослей, и их потом просто вынесло в открытую часть озера. То есть получается, что все процессы, которые начинаются у кромки воды, рано или поздно добираются и до глубоководных районов, меняя их экосистему. И это плохая новость.
Но есть и хорошая. Тот факт, что после всплеска 2015 года последовал спад, а в некоторые годы спирогиры в пробах не было совсем, говорит о том, что природа сама способна регулировать эти процессы. Значит, существуют какие-то факторы, которые не только запускают массовое размножение водоросли, но и подавляют его. Сейчас ученые как раз пытаются понять, что именно влияет на эти колебания: глобальные климатические изменения или локальное загрязнение, которого на Байкале, увы, с каждым годом становится все больше.
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в издании Journal of Great Lakes Research.
Руководитель исследования, директор НИИ биологии Иркутского госуниверситета Максим Тимофеев, объясняет это так:
Это исследование важно не только потому, что оно впервые показывает массовое появление в открытой части Байкала типично донной нитчатой водоросли — спирогиры, но и потому, что демонстрирует возможности долгосрочного мониторинга как инструмента раннего выявления изменений в водных экосистемах. Фактически по пробам пелагического планктона нам удалось увидеть процессы, которые изначально начинались в прибрежной зоне, но постепенно затронули уже все озеро. Тот факт, что спирогира проникает в толщу воды, где ей быть не положено, — это, конечно, плохая новость, которая говорит о чрезмерном развитии этой водоросли на мелководьях. Но есть и хорошая новость: в исследовании показано, что после пика развития произошел спад, а в некоторые годы мы вообще не фиксировали присутствия водоросли. Значит, существуют факторы, которые обусловливают как массовое развитие водоросли, так и, напротив, ведут к снижению ее численности. В дальнейшем мы планируем продолжить наблюдать за динамикой этой и других водорослей. Важно разобраться, в какой степени массовое размножение тех или иных видов связано с глобальными климатическими факторами, а в какой — является следствием локального антропогенного воздействия, все в большей степени проявляющегося на Байкале.
Чтобы понять место этой работы в истории темы, надо вспомнить, что раньше спирогиру изучали либо в прибрежье, либо вообще в лабораторных условиях. Никто систематически не проверял, как далеко и глубоко она проникает в пелагиаль, то есть в открытые воды. Раньше считалось, что глубоководные зоны — это своего рода «сейф», где ничего не меняется. Исследование показало, что это не так. Но до какой-либо практической рекомендации или внедрения в реальный мониторинг еще далеко — пока это научный результат, который требует накопления данных.
Если сравнивать с аналогами, то для оценки состояния водоемов часто используют другие организмы — те же рачки-бокоплавы или бактерии. Но спирогира удобна тем, что она крупная и ее легко заметить даже без микроскопа, а также она быстро реагирует на изменения химического состава воды. Слабость же метода в том, что одна точка сбора проб — это как смотреть на озеро через замочную скважину. Да, данные по Южному Байкалу показательные, но вот что происходит в средней или северной котловине — большой вопрос.
И здесь кроется главное ограничение исследования. Ученые признают, что отсутствие спирогиры в пробах в 2020–2022 годах не значит, что она исчезла совсем — возможно, ее просто не поймала сеть для планктона, или в том году течения сложились иначе. Выборка очень ограничена — один многолетний разрез в одном месте. Исследование показывает яркую картину, но экстраполировать эти выводы на все озеро целиком пока нельзя. Это как судить о погоде во всей стране по одному городу. К тому же, мы не знаем, что привело к возвращению водоросли в 2023 году, и как долго продлится этот новый цикл.
Ранее российские ученые выяснили, что байкальские холодноводные рачки выживают при высоких температурах.