http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=9ebe802d-4b25-4e77-a3da-f874088d7895&print=1© 2024 Российская академия наук
Страшное слово «динофлагелляты» и другие причины отравления моря на Камчатке
В ночь на 29 сентября на южное побережье Камчатки штормом были выброшены тысячи мертвых обитателей океана — от медуз до млекопитающих, а сколько их трупов осталось в толще воды и на дне прибрежного шельфа, нам неизвестно, истинный размер замора еще предстоит оценить. На скорые ответы на вопросы, кто виноват и что делать, в данном случае рассчитывать не приходится.
Призрак Бермудского треугольника
С начала октября к поискам причин катастрофы были привлечены специалисты. В районе Авачинского залива начала работу группа ученых из Дальневосточного федерального университета. Отобранные ими пробы воды, взвеси, донного грунта, мертвых и живых гидробионтов отправлялись в авторитетные институты, где их анализом занимались в оперативном режиме. 11 октября на Камчатку прибыла группа ученых из Института проблем экологии и эволюции РАН, которые тоже отобрали материал для отправки на анализ в московские академические институты. Тем временем число версий экологической катастрофы, а то, что случилось, иначе назвать нельзя, только множилось.
В известном смысле всем было бы проще, если бы сразу подтвердилась какая-нибудь одна из техногенных версий случившегося. Например, что причина катастрофы — утечка из захоронения ядохимикатов на берегу залива (вариант — утечка ракетного топлива с военного полигона) или что какое-то судно втихую слило льяльные (трюмные) воды или промыло танки. Тогда легко было бы найти виновного, примерно его наказать и, усилив контроль, если не полностью избежать повторения подобного, то по меньшей мере снизить вероятность его повторения в будущем.
Но пока ситуация начинает напоминать историю с Бермудским треугольником. Все знают, что катастрофа произошла, все знают, каковы ее последствия — но ни одна версия специалистов пока не находит подтверждения. В «камчатском многограннике» мы, похоже, наблюдаем множество разнонаправленных явлений, каждое из которых могло бы служить причиной отравления моря, но не дотягивает до случившейся катастрофы — по крайней мере напрямую и на всей охваченной отравлением акватории.
Как заметил губернатор Камчатского края Владимир Солодов, вероятно, суммируя данные специалистов, «возможен разный характер загрязнения на разных точках акватории». Суть этого утверждения понятна и обоснованна, только не понятно главное: в силу каких причин «загрязнения разного характера» сошлись в один момент в одной точке огромной акватории Тихого океана.
Район экологической катастрофы
«Не щебечет дохлый щегол»
Возьмем, к примеру, потенциально вредоносное цветение динофлагеллят — одноклеточных существ с двумя жгутиками, некоторые из которых способны вырабатывать токсины. Спутниковые снимки в первую неделю октября показывали: по концентрации фотосинтетических и сопутствующих им пигментов — весьма существенное развитие микроводорослей (их «цветение») в прибрежных водах Авачинского залива.
Тот вид, клетки которого были найдены мной в пробах песка с литорали Халактырского пляжа, взятых 6 октября, живет в составе планктонных сообществ — он населяет водную толщу. Отмирая после массового развития в прибрежных водах, его клетки в изобилии падают на дно. И многих из них приносит приливом на песчаный берег, где песок, словно губка, оставляет часть из них в себе. По соотношению клеток планктонных водорослей в песке можно понять, кто из них в самом ближайшем прошлом интенсивнее других развивался в планктоне.
В нашем случае это был Dinophysis fortii — потенциально токсичная динофлагеллята, способная выделять в среду обитания так называемые диаретические биотоксины. В целом это обычный вид для камчатских прибрежных вод. Но опять же по концентрации отмерших клеток в песке можно судить лишь о том, что в воде он размножался интенсивнее других микроводорослей. Чуть менее интенсивно при этом плодился его дальний родич — Pyrophacus horologium, в принципе не токсичный. Однако говорить об интенсивности «красного прилива» по этим данным мы не можем. К тому же в песке были найдены — и во множестве — и мертвые «мягкотелые» динофлагелляты.
В отличие от двух упомянутых видов, они не одеты при жизни в твердые панцири, отчего их идентификация по останкам крайне затруднительна. Они тоже могли принимать участие в формировании «красного прилива». Для определения вида их стоило бы вывести в культуру, но «мертвая сова не кричит, не щебечет дохлый щегол».
Для кого смертельны «красные приливы»
«Красные приливы» способны вызывать весьма негативные последствия, но в разной форме и с разными последствиями для разных существ. Если микроводоросли, их вызывающие, выделяют нейротоксины, то сильно страдают морские млекопитающие, птицы и люди, употребляющие в пищу моллюсков и рыбу, питающихся планктоном, а также крабов, наевшихся мертвых медуз, до того поедавших токсичных динофлагеллят.
Сами медузы гибнут по иным причинам, включая штормы. Эти нейротоксины для них практически не опасны. Холоднокровные существа — моллюски, иглокожие, черви, раки и рыбы — также мало подвержены их воздействию. Теплокровные существа имеют существенно более развитую кровеносную систему, поэтому они и более восприимчивы к любым токсинам вообще, чем холоднокровные.
То же самое можно сказать и о токсинах, вызывающих диаретическое отравление. Их воздействие на моллюсков минимальное. Зато ими травятся люди, употребляя в пищу, например, моллюсков-фильтраторов или плавая среди интенсивно плодящихся динофлагеллят, способных эти токсины производить. Травятся также морские млекопитающие и птицы.
Каскад заморов
Анализ проб, сделанный Росприроднадзором, показал превышение в водах залива ПДК по фосфатам в 10,8 раза, по железу — в 7,2 раза, по фенолам — в 6,9 раза, по аммонию — в 6,2 раза, и это уже на предполагаемых стадиях позднего развития и отмирания «красного прилива». Пока никто не может достоверно утверждать, что стало источником повышения концентрации этих веществ в акватории.
Вполне возможно, что высокие концентрации этих загрязнителей — и не обязательно перечисленных — погубили и сам «красный прилив». В свою очередь, микроводоросли, отмирая, посыпались на дно, где их разложение с участием гетеротрофных бактерий вызвало острый дефицит кислорода, что и могло стать причиной гибели донных беспозвоночных, включая осьминогов. Двустворчатые моллюски способны переносить заражение среды вредными для них загрязнителями и дефицит кислорода до нескольких дней. Но не исключено, что «дождь» из отмирающих микроводорослей продолжался дольше. Таким образом, вполне мог иметь место своеобразный «каскад заморов», результаты которого не заставили себя ждать на берегу.
Анализируя массовое развитие динофлагеллят глубже и продолжительнее, мы привлечем результаты специалистов из Национального научного центра морской биологии Дальневосточного отделения РАН, уже популярно обнародованные вице-президентом РАН Андреем Адриановым. По данным дальневосточных коллег, работавших с пробами фитопланктона, отобранными 3–5 и 7 октября, в составе пятна цветения в Авачинском заливе одни видовые комплексы динофлагеллят сменяли другие, а всего было отмечено 12 разных видов.
Данные камчатского мониторинга
Это означает, что виды, отходившие в ходе «красного прилива» на второй и третий план, попросту постепенно и в больших количествах отмирали и сыпались на дно, где и вызывали заморы, волну за волной. А ближе к поверхности их тем временем сменяли новые доминанты. Продолжая свое развитие и смену видовых комплексов, пятно цветения между тем отвернуло в океан. Если удастся его догнать, то можно будет отобрать пробы и отследить дальнейшие смены его состояний.
Фосфаты, аммоний и железо
В нашем Институте океанологии РАН была предложена такая версия. Фосфаты, аммоний и даже, возможно, фенолы в высоких концентрациях пришли в бурно и метаморфично менявшуюся систему «красного прилива» не извне, а как продукты отмирания и/или отчасти экскреции самих динофлагеллят. Основания для такой версии есть: фенол в концентрациях от 0,25 до 10 мг/л стимулирует рост некоторых динофитовых водорослей. Правда, в этом исследовании сотрудников севастопольского Института биологии южных морей РАН были изучены представители этой группы, не отмеченные в цветении возле Камчатки, но возможность того же для других видов остается открытой.
Наконец, железо зачастую служит стимулятором активного размножения микроводорослей, хотя и используется ими как микроэлемент. Но в целом накопленный опыт говорит, что развитию «красных приливов» способствует увеличение концентрации ионов железа на акваториях. Сами динофлагелляты не выделяют железа, так что отголоски версии, что оно обильно поступает в воды залива от ржавеющих на дне судов, пока имеют право на существование. Также отметим, что и рост концентрации фосфатов в среде стимулирует размножение этих существ: они активно потребляют их при жизни и выделяют при отмирании.
Сдвиг на север
В район Авачинского залива продолжают прибывать группы ученых, ведутся разговоры об организации специальной морской экспедиции. Так что есть серьезные основания надеяться, что рано или поздно ситуация окончательно прояснится. Событие получило большой общественный резонанс, и это тоже крайне важно для понимания отношения к природе в нашей стране. Также надо иметь в виду, что подобные явления могли иметь место и в прошлом, в том числе у берегов Камчатки, ибо в последние десятилетия «красные приливы» в Тихом океане отнюдь не редкость и, что еще важнее, будут происходить чаще в наших водах.
Климат меняется, вода в высоких широтах океана потихоньку теплеет, и динофлагелляты, ранее устраивавшие заморы у берегов Японии, постепенно, но уверенно распространяются в более высокие широты. Нынешняя камчатская катастрофа, какой бы ни оказалась ее причина, своего рода предупреждение, что необходимы более регулярные заборы анализов, отлаживание методик определения концентрации биотоксинов на местах, а также создание действенной системы оповещения о высокой вероятности «красного прилива». Такие системы оповещения работают в странах, где эти явления случаются часто. Океан меняется и требует от региональной науки идти в ногу с его изменениями.