«Микробный каркас» превратит заброшенные водоемы в лечебные озера
Ученые из Сибирского федерального университета и Института биофизики СО РАН вместе с зарубежными партнерами завершили многолетнее исследование глубоких природных озер. Они выяснили, как на полное перемешивание слоев реагирует микробиота. Ключевым элементом устойчивости назван «микробный каркас» — сообщество бактерий, поддерживающее работу экосистемы. Полученные данные, по мнению авторов, открывают путь к управлению водоемами и созданию курортных озер с нужными характеристиками. Данную информацию сообщает портал Известия.
Наблюдения вели на озере Шира в Хакасии. Этот водоем находится в Северо-Минусинской котловине. Его площадь — примерно 35 кв. км, глубина — до 24 м. Вода богата минералами, включая соли натрия и магния. На дне есть пласты сульфидной грязи, которые появились благодаря бактериям и используются в лечении. В 2015 году озеро полностью перемешалось. Причиной стали ранний сход льда и мощные ветры.
После перемешивания ядовитый сероводород, годами копившийся в придонных водах, исчез при контакте с верхними слоями. Микробиота заметно изменилась. Микроорганизмы, дающие сероводород, ненадолго исчезли, а затем вернулись, когда структура водоема восстановилась. Руководитель исследования Денис Рогозин, заместитель директора по науке Института биофизики СО РАН и профессор СФУ, отметил, что ученым повезло зафиксировать резкий «переворот» озера.
По его словам, обычно вода в глубоких озерах разделена на слои. Верхние слои теплее, нижние холоднее и беднее кислородом. В придонных зонах нередко накапливаются ядовитые газы. Из-за повышенной солености и плотности перемешивание происходит редко, поэтому реакция микробов на такие события изучена слабо. Современные методы анализа ДНК помогли подробно проследить изменения.
Исследователи выявили 21 штамм, сформировавший «микробный каркас». Когда часть микроорганизмов погибла, их функции взяли на себя другие бактерии. Серный, азотный, фосфорный и иные циклы не прервались. Это и позволило акватории вернуться к норме.
Ученые считают, что понимание процессов в микробиоме поможет сохранять полезные свойства озера и прогнозировать, когда качество воды улучшится или ухудшится. В перспективе такие знания можно применять для управления состоянием озер и формирования рукотворных акваторий с нужными параметрами — например, на месте заброшенных карьеров, выработанных рудников или в морских бухтах со слабым водообменом.
Эксперты предупреждают: между управлением микробиологией и созданием «лечебного озера» есть принципиальная разница. Доцент Института экологии РУДН Владимир Пинаев напомнил, что поддерживать нужные свойства десятилетиями — отдельная инженерная задача, а для масштабирования нужны правовые и экономические механизмы. Молекулярный биолог Сергей Харитонов из МГУ добавил, что лечебные эффекты должны подтверждаться клиническими исследованиями. Директор НИИ биологии озера Байкал ИГУ Максим Тимофеев указал: естественные водоемы нужно охранять, а техногенным можно придать новую функцию. При работе с карьерами следует учитывать возможные тяжелые металлы, остаточные реагенты, повышенную минерализацию и кислотность.
