http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=d49d2b21-a04b-4049-899f-6d237d4a698e&print=1© 2024 Российская академия наук
Компании: "Мурманский морской биологический институт КНЦ РАН", ФГБУН, "Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии", ФГБНУ, "Антей", ООО, "Федеральное агентство по рыболовству", ФГУП, Российская Академия Наук, "Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского", ФГУ, "Институт океанологии им. П. П. Ширшова Российской академии наук", ФГБУН, Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Андрей Адрианов, д.б.н., академик и вице-президент Российской академии наук, научный руководитель Национального научного центра морской биологии им. А.В. Жирмунского Дальневосточного отделения РАН / Фото: Н.Мохначев / Научная Россия
– Андрей Владимирович, чем занимается Национальный научный центр морской биологии имени А. В. Жирмунского?
– Наш центр, созданный на базе Института биологии моря Дальневосточного отделения Российской академии наук, не так давно отметил свое пятидесятилетие. Это одно из крупнейших научных подразделений отечественной науки на Дальнем Востоке. Занимаемся изучением и мониторингом морского биологического разнообразия не только в дальневосточных морях России, но и за их пределами – на просторах Тихого океана, в Арктике и т. д.
Работы ведутся по целому ряду научных направлений: от изучения крупных морских экосистем и сообществ морских организмов до исследований в области генетики, молекулярной биологии, биохимии морских организмов, морской фармакологии.
Многие работы имеют практическую направленность – отдельные изучаемые нами морские организмы являются важными промысловыми объектами или в перспективе могут стать новыми объектами промысла. Многие морские организмы являются источником ценных химических соединений, обладающих биологической активностью, и могут быть использованы для создания новых видов функционального питания и лекарственных препаратов.
Еще один блок исследований, связанный с практической направленностью – работы в области биологической безопасности морских акваторий и продукции морского происхождения. Например, изучение и мониторинг микроводорослей в океане. Микроводоросли – это не только ключевые производители первичной продукции в Мировом океане, с которой начинаются все пищевые цепи. Среди микроводорослей существуют виды, продуцирующие опасные для человека и животных токсины. Мы часто слышим о так называемых "красных приливах" или вредоносном цветении водорослей (ВЦВ), способных приводить к массовой гибели морских организмов. Например, осенью прошлого года произошла массовая гибель морских ежей и лососей, выращиваемых на морских фермах у побережья Хоккайдо.
Развитие токсичных микроводорослей в этом районе затронуло и наши Южные Курилы, где были отмечены поражения морских ежей в природных популяциях. Осенью 2020 года из-за развития токсичных микроводорослей произошла массовая гибель гидробионтов у побережья Камчатки. Мы изучаем токсичные микроводоросли, ведем мониторинг явлений ВЦВ на наших дальневосточных акваториях, даем практические рекомендации по обеспечению токсикологической безопасности и необходимым мероприятиям во время таких инцидентов.
– Аквакультура – одно из направлений вашей деятельности?
– Да, в нашем центре также ведутся работы по созданию технологий выращивания некоторых коммерчески важных гидробионтов – моллюсков, голотурий, ракообразных и, прежде всего, крабов. Развитие морской аквакультуры позволяет снизить добывающий пресс на природные популяции промысловых гидробионтов. Для Дальнего Востока – это очень важная отрасль. Сегодня регион поставляет до 80 % всей российской продукции морского происхождения.
Очень важно сохранить эти высокопродуктивные акватории и природные популяции ценных промысловых гидробионтов. С прошлого года в подзоне Приморье Минсельхозом России установлен запрет на добычу камчатского и синего крабов с целью восстановления их численности после периода активного промысла. Но существуют достаточно эффективные технологии по выращиванию молоди камчатского краба, в том числе разработанные в нашем центре. Ее массовый выпуск существенно поможет быстрому восстановлению природных популяций, существенно сократив время действия такого запрета.
При выращивании молоди в условиях аквакультуры используются генетические методы подбора высокопродуктивных производителей и молекулярные маркеры оценки их физиологического состояния и устойчивости к заболеваниям. Подбор оптимального корма и условий для личиночных стадий позволяет обеспечить их высокую выживаемость. Все это дает возможность получать большое количество молоди ценных гидробионтов для выпуска в море и пополнения природных популяций.
Промысловые компании, ведущие добычу краба и заинтересованные в скорейшем восстановлении природных популяций, проявляют интерес к таким технологиям. Например, группа компаний "Антей", участвующая в программе "Квоты в обмен на инвестиции", осуществляет лов крабов в Тихом океане, строит суда-краболовы, но в то же время очень интересуется технологиями выращивания молоди крабов в условиях аквакультуры. Такой подход, на мой взгляд, необходимо всячески поддерживать, предоставляя преференции компаниям, участвующим в восстановлении добываемого ими природного ресурса.
Технологии аквакультуры, разработанные в нашем центре, наряду с технологиями наших партнеров – научных организаций Росрыболовства, сегодня используются многими отечественными хозяйствами и для выращивания двустворчатых моллюсков (гребешков и мидий).
– Россия конкурентоспособна на рынке аквакультуры?
– Нет, мы, конечно, уступаем. Морская аквакультура в России только набирает обороты. Причины понятны. Бог дал нам огромные биологические ресурсы, мы одна из немногих стран, способных добывать промысловых гидробионтов из природных популяций. Все-таки на мировом рынке морепродукция из диких популяций ценится выше, чем выращенная в марикультурных хозяйствах. Да и затраты на морскую аквакультуру окупаются дольше, чем в прибрежном рыболовстве. Есть и конкуренция за прибрежные акватории.
В целом, в мире аквакультура стремительно развивается. Сейчас объем ее продукции почти сравнялся с тем, что человечество добывает из Мирового океана. Лидеры здесь – Китай, Индонезия, в разведении лососей впереди Норвегия. В связи с ростом численности населения потребности человечества в высококачественном белке постоянно растут, и развитие аквакультуры может внести существенный вклад в решение этой проблемы, наряду с освоением новых объектов промысла из океанских глубин.
Есть еще один фактор, стимулирующий развитие морской аквакультуры. Человечество с некоторым излишним рвением бросилось бороться с климатическими изменениями, и на первый план вышла т.н. углеродная политика. Плантации аквакультуры, к примеру, морских водорослей, являются не только поставщиками ценной продукции, но и обеспечивают сток углекислого газа, необходимого для процесса фотосинтеза. Участки, где разводят моллюсков или лососевые фермы оставляют более заметный углеродный след, но и он существенно меньше по сравнению с наземным животноводством. У наших зарубежных коллег даже появились новые термины: Climate-Friendly Seafood, Climate-Friendly Aquaculture. Бизнес, развивающий это направление, надеется на соответствующие преференции при расчете т.н. углеродных налогов и углеродном квотировании.
Действительно, животноводству требуются корма, а для их производства не обойтись без механизированной обработки земли, электроэнергии, расходов на транспорт; сами животные выделяют в атмосферу углекислый газ и метан. На морской плантации все процессы происходят в водной среде. Конечно, моллюски дышат и выделяют углекислый газ в водную среду, но океан – гигантский поглотитель СО2. Морские микроводоросли, продуцирующие в океане огромную биомассу первичной продукции, потребляют углекислый газ. Включается мощный "биологический насос" (Biological Carbon Pump), закачивающий из атмосферы в океан огромные объемы углекислого газа из-за разницы парциального давления, возникающей при расходовании СО2 в процессе фотосинтеза. Особенно это выражено на высокопродуктивных морских акваториях, к которым, безусловно, относятся наши российские моря.
Именно Мировой океан – основной стабилизатор климата на нашей планете. По различным оценкам, он содержит приблизительно в 50 раз больше двуокиси углерода, чем атмосфера, и в 20 раз больше, чем наземные экосистемы. Морская биота переводит неорганический углерод в органический и захоранивает его в глубинах океана на длительное время. Кроме этого, фотосинтезирующий фитопланктон океана – это "жабры планеты", обеспечивающие более половины поступающего в атмосферу кислорода.
Но вернемся к аквакультуре. Там многие выращиваемые объекты не нуждаются в кормах, к примеру, моллюски получают достаточно пищи при фильтрации ее из воды. Наши высокопродуктивные дальневосточные моря идеально подходят для такой аквакультуры. Кроме этого, в раковинах из углекислого кальция "захоранивается" углерод. Рыбные фермы оставляют гораздо больший "углеродный след", но и он при подсчетах всех зачетных факторов оказывается меньшим, чем при наземном животноводстве.
Сегодня человечество получает из океана около 20 % потребляемого белка, и ожидается, что во второй половине нашего столетия из-за роста аквакультуры и развития глубоководного промысла это будет уже около 70 %. Интересно отметить, что рост потребления морепродуктов связан с еще одним фактором – определенной модой на seafood в связи с "этическими" нюансами при производстве животного мяса.
Современная морская аквакультура хорошо встраивается в международную политику т.н. "голубого углерода". Например, наш сосед Китай, лидер в мировой аквакультуре, в настоящее время реализует план защиты морской среды, включающий мероприятия по восстановлению прибрежных экосистем с целью увеличения их поглощающей способности. И не столько путем учреждения новых морских заповедников, сколько за счет создания предприятий по разведению водорослей и моллюсков. Наряду с т.н. "лесоклиматическими" проектами, это гораздо практичнее, чем просто прессовать собственную энергозависимую экономику в мейнстриме перехода к т.н. "зеленой энергетике".
Может быть прозвучит несколько неожиданно, но надо сказать, что развитие современной морской аквакультуры требует новых технических решений и от наших корабелов. Сейчас морская аквакультура все больше "отодвигается" от прибрежных бухт в сторону открытого моря. Это более "экологично", поскольку позволяет избежать опасной эфтрофикации закрытых и полузакрытых бухт, сохранить их доступность для других видов прибрежной деятельности, других т.н. "экосистемных услуг". Например, гибкие конструкции для выращивания моллюсков, погруженные в толщу воды на глубины более 15 м от поверхности способны выдержать практически любое волнение на поверхности моря. А вот современные погружные конструкции для выращивания рыбы по своему размеру уже напоминают гигантские морские платформы.
Эти сооружения размером с футбольное поле полностью автоматизированы и автономны, а обслуживание комплекса обеспечивает не более десятка инженеров и рабочих. Полностью автоматизировано кормление рыбы, очистка поверхностей от биообрастаний; для защиты лососей от паразитов в гигантские садки запускаются рыбки-чистильщики и т.д. Продукты жизнедеятельности рыб уносятся течениями. Все это обеспечивает очень высокую выживаемость выращиваемых рыб (до 98 %). Строят такие мегаустановки в Китае, а основным заказчиком сейчас является Норвегия, мировой лидер в выращивании лососевых.
Автоматизированная аквакультурная платформа Ocean Farm 1 строилась в Китае для норвежской компании SalMar. Конструкция обошлась в 117 млн. долларов
– С 2018 года РАН сотрудничает с Росрыболовством…
– Да, тогда на площадке Восточного экономического форума было подписано соглашение о сотрудничестве между Росрыболовством и Российской академии наук. На каждый год утверждается программа исследований на конкретных морских акваториях с целью совместного изучения морских биологических ресурсов, возможностей их практического использования в интересах российской экономики. Важно понимать не только объемы доступного ресурса, но и возможности морских экосистем к восстановлению этих ресурсов. Это особенно актуально для глубоководных экосистем, о которых мы еще довольно мало знаем.
Наконец-то вернулись с научными исследованиями в Антарктику. Для оценки биопродуктивности антарктических экосистем и определения запасов криля в 2019 году отправилась первая совместная экспедиция на двух научных судах. Одно судно Росрыболовства, второе – флагман нашего научного флота НИС "Академик Мстислав Келдыш". В начале апреля из Антарктики вернулась вторая экспедиция на НИС "Академик Мстислав Келдыш" по изучению запасов криля. Результаты очень интересные и важные не только для планирования добычи этого ценнейшего ресурса, но и в части изучения других, в том числе глубоководных ресурсов этого района Мирового океана. Со стороны академической науки в этих исследованиях выступает консорциум научно-исследовательских институтов во главе с Институтом океанологии им. П.П. Ширшова РАН. Наш центр также принимает участие в этом консорциуме.
НИС "Академик Мстислав Келдыш"
– Речь не столько о конкретных квотах, сколько о том, что Россия подтвердила обоснованность своего права вылова необходимого ей ресурса. Доступ к районам лова и квотам регулируется международной Комиссией по сохранению морских живых ресурсов Антарктики (АНТКОМ). Страна, претендующая на какой-то ресурс, должна показать, что именно она вкладывает в изучение этого ресурса, в определение его запасов; показать свои возможности для безопасного для антарктических экосистем природопользования. Долгое отсутствие России на площадке научных исследований морских биоресурсов Антарктики дало возможность нашим коллегам в АНТКОМ предпринимать попытки "отодвинуть" нашу страну от огромных антарктических ресурсов.
– А до этого российские исследования были заморожены?
– Добывающий флот и суда, обеспечивающие наши станции в Антарктиде, там работали и работают, а вот научных экспедиций по исследованию морских биоресурсов не было лет двадцать. Естественно, не из-за ненадобности, а по экономическим причинам. Не было средств, пока наконец не встал вопрос о праве доступа России к этим ресурсам. А возможности ограничить его у АНТКОМ есть.
Как ограничить наши возможности по добыче ресурсов? Вопрос ставится так. Антарктические воды и ресурсы – достояние всего человечества. Это факт. Ресурсы надо сохранять для последующих поколений? Надо. С такими лозунгами никто не спорит. Предлагается организация в антарктических водах особо охраняемых акваторий, на которых запрещена или ограничена добыча ресурсов. Но почему-то нарезка этих особо охраняемых акваторий предлагается и уже осуществляется АНТКОМ в районах экономических интересов России. Другая аргументация: Россия и Китай вылавливают слишком много криля, обрекая на голод китов и пингвинов. Мы можем возразить лишь с помощью научных данных о реальном состоянии добываемых ресурсов, а для этого нужны научные экспедиции. Помимо криля, это касается и запасов добываемых в Антарктике ценнейших нототениевых рыб.
– А когда-то Советский Союз был мировым лидером по исследованиям и добыче антарктического криля…
– Советский Союз много в чем был лидером, в том числе и в глубоководных исследованиях Мирового океана. СССР добывал более 11 млн тонн рыбных ресурсов, Россия сейчас вышла на 5 млн тонн. Китай, например, ловит в океане около 15 млн тонн, а выращивает в морской и пресноводной аквакультуре еще более 50 млн. тонн. Норвегия только на морских фермах выращивает до 1,5 млн тонн лососей.
Что касается криля, его ресурсы в Антарктике огромны. По разным оценкам они достигают 300-500 млн тонн, а общий вылов составляет лишь 9 млн тонн. Существует большой потенциал для увеличения добычи этого ценнейшего ресурса. Голод китам и пингвинам, к счастью, не грозит. Больше всех криля сейчас ловят Китай и Норвегия, в том числе, чтобы обеспечить высококачественным кормом свою особо ценную аквакультуру.
К сожалению, и добывающий, и исследовательский флот России сильно устарел. Изношенность научных судов превышает 80 %. Самое "молодое" исследовательское судно, на котором мы проводим научные экспедиции, построено в 1989 году, а большинство гораздо старше. Суда устарели и морально, и технически. Это не позволяет на многих из них использовать современные робототехнические средства, без которых невозможно вести глубоководные исследования. А там самые перспективные ресурсы, способные обеспечить будущие поколения уникальным биологическим материалом.
К середине столетия население Земли достигнет 9,1 млрд человек, и задача накормить человечество становится все более актуальной. При ограниченности ресурсов суши, будущее за океаном. Пока мы освоили только самый верхний, т.н. фотический слой и его ресурсы. Но ведущие морские державы уже приступили к дележу глубоководных океанских ресурсов. России надо возвращаться в Мировой океан, идти в его глубины, чтобы не проспать будущее.
Исследования показывают, что на дне океана сосредоточены не только огромные биологические, но и колоссальные минеральные ресурсы: железо-марганцевые конкреции на бескрайних абиссальных равнинах, кобальтоносные марганцевые корки на поверхности подводных возвышенностей, глубоководные полиметаллические сульфиды в местах гидротермальной активности и т.д. Конечно, необходимы технологии, чтобы эти ресурсы взять. Но необходимо и понимание влияния нашей деятельности на глубоководные экосистемы.
Приведу один пример. Наш центр ведет глубоководные исследования на подводных горах и гайотах Императорского хребта в Тихом океане. На склонах гайотов сформировались кобальтоносные марганцевые корки, мощность которых может обеспечить рентабельную добычу ценнейших химических элементов. Но на застывших потоках лавы и этих корках растут фантастические по красоте "сады" глубоководных восьмилучевых кораллов. И растут эти кораллы очень медленно. Такие глубоководные сообщества привлекают большие скопления придонных рыб, и в районе Императорского хребта несколько стран, в том числе и Россия, ведут ярусный лов глубоководных рыб. Вот вам вопрос – что делать? Добывать в будущем минеральные ресурсы или сохранять эти "сады" для последующих поколений. Технические возможности для такой добычи уже есть. Для принятия таких ответственных и обоснованных решений нужны научные исследования, а для этого нужны научные суда и современные робототехнические средства.
– Какими судами располагает сегодня отечественная наука?
– Научный флот распределен между различными ведомствами. Есть свой флот у Росгидромета, есть научно-исследовательские суда у Росрыболовства. Был научный флот и у Российской академии наук, но в 2014 году после реформы РАН его передали в ведение Министерства науки и высшего образования. Наши институты, расположенные на Дальнем Востоке, используют научные суда, сконцентрированные в отдельной специализированной организации – Управлении научно-исследовательского флота во Владивостоке, подведомственной Минобрнауки. Если какой-то институт хочет провести экспедицию, он отправляет заявку в министерство и, в случае ее одобрения, на определенный период времени получает готовое к экспедиции судно.
Одновременно существует и другая система обеспечения научной экспедиционной деятельности. В европейской части России наш крупнейший морской институт – Институт океанологии им. П.П. Шишова РАН имеет на балансе свой флот из нескольких судов неограниченного района плавания. По одному такому судну есть на балансе двух других морских институтов – Мурманского морского биологического института РАН и Института биологии южных морей им. А.О. Ковалевского РАН. Они тоже участвуют в конкурсе Минобрнауки России, но в случае одобрения их заявок, они получают деньги для подготовки к экспедициям своих научных судов.
Системы разные, но проблемы одинаковые: весь действующий флот крайне устарел, не хватает средств на ремонт, очень ограничены ресурсы на проведение морских экспедиций. Россия заметно отстает от других морских держав, которые стремительно наращивают свое научное присутствие в Мировом океане, обеспечивающее им преимущественный доступ к его огромным биологическим и минеральным ресурсам. С опозданием, но все таки начали программу модернизации пяти действующих судов и строительство двух новых современных научных судов, которые будут подведомственны Министерству науки и высшего образования.
В сентябре прошлого года во Владивостоке произошла закладка килей этих двух крупнотоннажных исследовательских судов. Их планировалось построить к 2024 году, но по объективным причинам, скорее всего, будет задержка, связанная с комплектацией необходимым научным оборудованием.
Обновляют свой научно-исследовательский флот и наши партнеры из Росрыболовства. В ноябре прошлого года в Санкт-Петербурге были заложены два новых среднетоннажных научно-исследовательских судна для Всероссийского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО). Принято правительственное решение и о строительстве крупнотоннажных исследовательских судов для Росрыболовства.
Пока строится новый флот, старые научные суда постепенно выводятся на модернизацию или вынужденные ремонты и выпадают из нашего экспедиционного плана. У нас становится все меньше судов, способных выйти в море. Ситуация очень серьезная. Другие морские державы, уже нарастившие эскадры современных исследовательских судов, уходят далеко вперед в исследовании глубин Мирового океана.
– Кто наиболее активен?
– В последнее время новые суперсовременные научные суда появились у Китая, Южной Кореи, Японии, Германии. Но лидер по темпам наращивания океанских исследований, безусловно, Китай. Там построены несколько крупных современных научных судов, оснащенных глубоководными подводными аппаратами, способными работать на предельных глубинах. Причем, это не только роботизированные телеуправляемые и автономные аппараты (такие есть сейчас и у нас), но и пилотируемые глубоководные машины. В ноябре 2020 года китайский аппарат "Борец" с тремя пилотами на борту достиг отметки 10 900 метров в Марианской впадине.
У Китая сейчас есть еще два других пилотируемых глубоководных аппарата гражданского назначения ("Морской дракон" и "Глубоководный воин"), построенных в последние годы для разведки глубоководных биологических и минеральных ресурсов на акваториях Тихого и Индийского океанов. Особенно наших коллег интересуют залежи глубоководных полиметаллических сульфидов, где содержатся и т.н. благородные металлы, и почти все редкоземельные элементы, причем в концентрациях, превышающих таковые в наземных рудах.
А мы и здесь когда-то были одними из лидеров. Наши знаменитые пилотируемые аппараты "Мир-1" и "Мир-2" в недавнем прошлом снискали России славу глубоководной державы, обеспечивая передовые научные исследования. Но "Миры" уже выведены из эксплуатации. В свое время наш экономический блок не нашел нескольких миллионов долларов для их ремонта, и уникальные машины встали на вечный прикол. А сейчас у нас нет пилотируемых глубоководных аппаратов гражданского назначения.
Глубоководные подводные аппараты "Мир-1" и "Мир-2" / Фото: Институт Океанологии им. П.П. Ширшова РАН
Сейчас идет активный раздел Мирового океана. Страны выходят за акватории своих национальных юрисдикций и идут в открытую часть океана (т.н. Международный район Мирового океана), которая объявлена "ресурсом всего человечества". Если государство обладает необходимыми техническими компетенциями, выполняет на хорошем уровне ресурсные исследования участков морского дна вне зон национальных юрисдикций и показывает, что у нее есть технические возможности для добычи ресурсов с наименьшим негативным влиянием на морское дно, то такое государство имеет преимущество в получении от международной регулирующей организации (т.н. Международный орган по морскому дну – МОМД) лицензии на разработку этих глубоководных запасов.
– Речь о минеральных ресурсах?
– В данном случае, да. Но и в части биоресурсов их добыча вне зон национальных юрисдикций регулируется многочисленными межправсоглашениями, которыми покрыта уже большая часть Мирового океана. Мы об этом говорили применительно к Антарктике.
По международным требованиям перед тем как переходить к активной разведке минеральных ресурсов, а тем более их разработке, требуется провести подробные экологические исследования: оценить биоразнообразие, оценить возможную нагрузку на экосистему и, ее способность к восстановлению в случае предполагаемого антропогенного воздействия. И здесь нужны не только специализированные суда с буровыми установками и подводные "комбайны" для сбора конкреций, но и технические средства для глубоководных биологических исследований.
– А как же беспилотник "Витязь", который опустился на дно Марианской впадины?
– Да, это комплекс, включающий автономный необитаемый подводный аппарат (АНПА) и глубоководную донную станцию. Возможная глубина погружения свыше 11 000 м, таких и глубин нет. Россия продемонстрировала свои технические возможности, но эта машина для других задач. Нужны "рабочие лошадки" для гражданских исследований: с манипуляторами, пробоотборниками, контейнерами для живности и образцов руды.
Хочу сказать, что технологический задел для комплекса "Витязь-Д" был создан у нас на Дальнем Востоке – в Институте проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН.
Некоторые страны, кстати, целенаправленно отходят от разработок пилотируемых аппаратов в сторону необитаемых роботов, способных выполнять самый широкий круг задач без ограничений, которые накладываются присутствием человека на таких глубинах.
И у нашего центра есть робототехнические средства, позволяющие нам и коллегам из других морских институтов России работать в северной части Тихого океана на глубинах до шести километров.
Но эти ресурсы все равно ограничены. Техника, работающая в таких условиях, быстро изнашивается, требует модернизации, замены. Это, пожалуй, самая острая проблема для отечественных морских институтов.
– На базе глубоководных морских организмов начинают создавать новейшие лекарства…
– Глубоководные морские экосистемы – гигантский резервуар уникальных лекарственных молекул с более высоким биологическим разнообразием, чем на суше. Глубоководная среда – особые условия для обитания живых организмов. Они приспособлены к этой среде не только морфологически, но и биохимически. И это биохимическое разнообразие представляет огромную ценность. Во многих глубоководных организмах находятся соединения, которые мы не встречаем в биологических объектах на суше.
Начинаем тестировать эти химические соединения и с удивлением обнаруживаем, что ¾ всех химических соединений, выделенных из глубоководных объектов, обладают той или иной биологической активностью, угнетают болезнетворные микробы или проявляют цитотоксичность в отношении ряда раковых клеток человека.
Одна из главных проблем современной медицины – антибиотикорезистентность патогенных бактерий. Многие антибиотики перестают работать, микробы к ним приспосабливаются. Появляются так называемые "больничные инфекции", на которые вообще ничего не действует. И здесь могут помочь новые химические соединения из глубоководных организмов.
У бактерий нет ни когтей, ни зубов, но и между ними идет борьба за жизненное пространство, за ресурсы. Их оружие – химические соединения, те самые антибиотики. Но наши болезнетворные микробы способны приспосабливаться к долго используемым препаратам. И здесь на помощь могут прийти новые химические соединения из глубоководных организмов, к которым наши "наземные" бактерии еще не приспособились. Это очень перспективное направление медицины.
Некоторые страны сейчас организуют специальные экспедиции по исследованию глубоководной биоты не столько для оценки возможностей получения в будущем новых продуктов питания, а, прежде всего, с целью собрать как можно больше разных глубоководных организмов для их биохимического тестирования и поиска новых биологически активных соединений.
– С кем сотрудничаете в этом направлении?
– В России целый ряд институтов занимается исследованием биологически активных соединений из природных объектов. Безусловным лидером не только у нас на Дальнем Востоке, но и в стране является Тихоокеанский институт биоорганической химии им. Г.Б. Елякова Дальневосточного отделения РАН. Ведутся такие работы и в нашем центре, и в Дальневосточном федеральном университете. Важно не только выделить новые химические соединения, но и установить, на какие бактерии или опухолевые клетки они воздействуют, установить их химическую структуру, которая бывает очень сложной. Для чего это важно? Необходимо выяснить механизм воздействия конкретного химического соединения, а затем попробовать его синтезировать, чтобы в перспективе получать в больших объемах уже для конструирования лекарственных субстанций. Ведь собирать глубоководные организмы для получения нужных объемов биологически активных веществ – очень трудоемкая задача.
Конечно, мы сотрудничаем. Наш центр концентрируется на поиске и идентификации новых глубоководных объектов, их изучении, в том числе и биохимических особенностей, а коллеги фокусируются на расшифровке конкретных химических соединений, механизмах их воздействия и возможностях синтеза.
Есть контакты и с бизнес-сообществом, заинтересованным в использовании новых химических соединений из морских организмов. Но практическая медицина в большей степени ориентирована на известные, брендовые лекарства, часто импортные. Новым перспективным химическим соединениям нужно пройти достаточно длительный путь, чтобы превратиться в лекарство. Но как биологические добавки и элементы функционального питания, соединения из морских объектов уже успешно используются. Это не требует прохождения многолетних испытаний.
– Насколько безопасно употреблять в пищу морскую рыбу?
– Безопасно. Но надо иметь в виду, что некоторые крупные долгоживущие рыбы могут накапливать в себе за долгие годы и ртуть, и свинец. Как правило, эти концентрации не опасны, но некоторые деликатесы, возможно, не стоит употреблять ежедневно. Наши граждане, наверное, и не имеют возможности каждый день есть тунца.
В отношении глубоководных рыб и крабов грешат, что они накапливают мышьяк. Наши санитарные органы здесь строги, и ценные глубоководные рыба и крабы чаще идут на стол нашим западным и восточным друзьям. Дело в том, что мышьяк может быть в неорганической форме, и это, конечно, опасно, и в виде органических соединений, достаточно безопасных для человека. Наши санитарные стандарты заточены на общее содержание мышьяка, что зачастую разворачивает глубоководные морепродукты в сторону зарубежного потребителя, где санитарные нормы различают мышьяк в неорганической и органической формах. Мне кажется, наши нормы нуждаются в пересмотре.
Ну, а выращиваемые в морской аквакультуре морепродукты уже через несколько лет попадают на наш стол. Они безопасны, если соблюдаются правила контроля токсикологической безопасности водной среды, о которых мы уже говорили.
Более того, морепродукты должны быть на нашем столе. Это ценный источник необходимых организму полиненасыщенных жирных кислот, во многом определяющих и вкус, и полезность пищи из океана.
Кто дольше всех живет в мире? Японцы. Они чемпионы по потреблению морепродуктов, около 65 кг в год на душу населения. Кто дольше всех живет в Европе? Норвежцы. Они же и лидеры по потреблению морепродуктов, около 47 кг на душу населения. Даже с учетом уровня здравоохранения, такие факты вряд ли являются простым совпадением. Мы, конечно, здорово отстаем; чуть приподнимаясь или опускаясь под планку в 20 кг на душу населения.
Как ни странно прозвучит, человечество к морепродуктам приспособилось очень давно. Расселение древнего человека по планете в значительной степени шло по береговой полосе. Именно тогда люди получили доступ к высококачественному белковому питанию, собирая морскую живность на мелководьях и в штормовых выбросах. Добыть животную пищу на охоте было значительно сложнее, и преобладала все-таки растительная диета.
Есть даже интересные гипотезы, связывающие стремительное развитие мозга древнего человека с тем, что в его питание вошли морепродукты. Произошло это именно за последние двести тысяч лет. Полиненасыщенные жирные кислоты, особенно длинноцепочечные, нужны для строительства клеточных мембран. Вспомним, как выглядит нейрон нашего мозга – звездчатая клетка с огромным количеством длинных отростков, да еще ветвящихся. Площадь мембран у такой клетки много больше, чем, например, у дисковидных, цилиндрических или сферических клеток. Для их формирования нужен строительный материал. И наиболее сбалансированным поставщиком такого материала, в том числе, являются морепродукты. Взрослый человек может быть и вегетарианцем, и веганом, но на детях не экспериментируйте. Для развития мозга нужна животная пища, в том числе морепродукты.
– Получается, океан – ресурс будущего?
– Безусловно. Даже несмотря на современные биотехнологии, существенно повышающие урожайность и продуктивность в агропромышленном комплексе, суша вряд ли обеспечит растущее человечество высококачественным питанием, если не ограничиваться избалованным "золотым миллиардом". А океан может. Во-первых, объем жизненного пространства в Мировом океане на два порядка превышает таковой на суше. Действительно, площадь океана составляет 71 % поверхности планеты; 3/4 его площади приходится на глубоководные районы, ведь средняя глубина Мирового океана около 3700 метров! И этот огромный объем наполнен жизнью от самых верхних слоев до самых больших глубин. Объем жизненного пространства суши много меньше, даже, если возьмем высоту самых высоких деревьев или полета птиц.
Мы еще очень мало знаем об океанических глубинах. Ученые попробовали как-то посчитать, сколько единовременно рыбы находится в Мировом океане. Использовали данные учетных тралений и расчетные продукционные показатели. Получилось около двух миллиардов тонн. Примерно половина в эпипелагиали (0-200 м), или т.н. фотическом слое; половина – мезопелагические рыбы в слое 200-1000 м.
Через несколько лет провели тотальную съемку в мезопелагиали с использованием сонаров. Оказалось, что мезопелагических рыб на порядок больше, около 11 миллиардов тонн. Но глубже 1000 м сонары уже не помогут. Здесь плавательный пузырь у рыб заменяется жировой тканью, поскольку регулировать плавучесть воздухом уже энергетически невыгодно из-за большого давления. Что глубже в толще воды, посчитать уже не можем. Сколько всего на дне – тоже, ведь наши исследования там пока подобны уколам булавкой в большую скатерть.
Из данных, полученных в последние годы с помощью подводной робототехники, следует, что ресурсы океана огромны. Добыча всех морепродуктов в мире сейчас стабилизировалась на уровне 93-95 млн тонн. Если брать еще недавние данные о биомассе океанских биоресурсов, это близко к допустимому изъятию, 100-120 млн тонн. Но если принимать во внимание новые данные о биомассе мезопелагических рыб или донных глубоководных гидробионтов, эти цифры могут существенно увеличиться.
Конечно, нужно принимать в расчет возможности восстановления глубоководных экосистем. Например, вы спилили лес, он начал восстанавливаться, и на это нужны десятки лет. А коралловые "сады" на дне океана восстанавливаются сотнями лет, если не тысячелетиями. Поэтому требуются исследования. Одно можно сказать смело: ресурсы океана таковы, что человечеству голод не угрожает.
– Когда начнется массовый лов рыбы на глубинах до километра?
– Пока мы достаточно добываем рыбы в эпипелагиали, на глубинах до 200 м. В мезопелагиали, действительно, большие скопления рыб, но сами они не крупные. С использованием традиционных орудий лова на поверхность мы будем поднимать желе. Нужны новые орудия и технологии лова и переработки этих биоресурсов. Придет время, и человечество обратится к этим огромным ресурсам.
А вот глубоководный ярусный лов придонных рыб сейчас активно развивается. В Тихом океане российские компании уже ловят на глубинах 2-2,5 км. Это очень ценный по качеству ресурс. Добыча вполне рентабельна.
– Ловить треску на двухкилометровой глубине никто не станет…
– Ловят больше всего макрурусов. Это не треска, но представители отряда трескообразных. А в Антарктике ловят глубоководного клыкача, это представители семейства нототениевых. Рыба очень ценная, дорогая, за квоты на этот ресурс есть довольно острая конкуренция на площадке АНТКОМ.
– Где сегодня находятся основные районы лова в Мировом океане?
– Это вопрос, скорее, к моим коллегам из Росрыболовства. Если говорить о лососевых, то основные районы – это дальневосточные моря: Охотское и Берингово, районы вдоль Курильских островов. Минтай, а его больше всего ловят наши рыбаки – в основном, в Беринговом и Охотском морях. Крабы – тоже дальневосточные моря, более всего у западной Камчатки и на Курилах. Богатые уловы в зонах апвеллингов. Например, Перуанский апвеллинг у берегов Южной Америки. Ловим у побережья западной Африки. Ну а самый продуктивный район Мирового океана – это, конечно, Антарктика.
– Там же холодно…
– Вот это и хорошо. В холодной воде лучше растворяется кислород. Очень важно, чтобы был приток биогенных элементов. Это обеспечивается, например, явлением апвеллинга, когда богатые биогенами глубинные воды поднимаются к поверхности.
И в наших дальневосточных морях, и в Антарктике формируются оптимальные условия для развития фитопланктона, обеспечивающего огромную первичную продукцию. Фитопланктон – основной пищевой ресурс для зоопланктона, тот, в свою очередь, для нектона (рыб, кальмаров) и т.д.
– Недавно специалисты ВНИРО предложили жителям Ростовской области есть медуз, которые развились в большом количестве в Азовском море. Насколько перспективно это направление?
– Есть можно все, что не ядовито. Многие народы, живущие в Юго-Восточной Азии, из-за недостатка белкового питания едят то, что для обычного россиянина совершенно неприемлемо: личинок насекомых, червяков, ящериц, змей и т.д.. В отличие от "золотого миллиарда", они не могут позволить себе высококачественное мясо или рыбу в неограниченных количествах. Правда, как выясняется, употреблять в пищу большое количество красного мяса не очень полезно, лучше есть морепродукты.
Медуз едят, но не всех. Белка в них мало, жиров вообще нет, в основном вода. Однако при правильном приготовленные и подобранных специях – вполне съедобно, но не в качестве основного блюда. В Китае их ловят сотнями тысяч тонн. Есть флотилии специализированных судов, оборудованных для лова и транспортировки медуз. В основном это представители рода Rhopilema. В последние годы ропилем стало очень много и в наших водах Японского моря. Медуза крупная, размером с баскетбольный мяч, с мощной мезоглеей, упругая, режется ножом на дольки или ленты. Ленты этого "хрустального мяса" подвяливают до сухих коричневых полосок.
Медузы активно используются в азиатской кухне касается предложения жителям Ростовской области есть медуз… Думаю, нужно спросить их самих об этом. В Азовском море встречаются ушастая аурелия и корнероты. Первые растекаются в руках, вторые все же держат форму, и их можно попытаться приготовить. Но надо ли?
В связи с некоторым увеличением солености, медуз, действительно, стало много. Но в Азовском море много замечательной рыбы и других морепродуктов. Кстати, из-за повышения солености и камбалы стало побольше. Поэтому, не рассматривал бы медуз, как пищевой ресурс. Другое дело, если хочется экзотики....
– У людей много ошибочных стереотипов, касающихся океана?
– Люди считают, что на суше всего больше, потому что там это видно, а в океане – нет. Это касается и пищевых, и минеральных ресурсов. Еще один стереотип – океан очень большой. Поэтому, туда можно много чего выкинуть, и никто не заметит. Такая психология распространена, например, у некоторых моряков. Мусор, который должен быть утилизирован на судне, выбрасывается за борт. Слишком огромное пространство, и есть ощущение того, что это само собой исчезнет. Это же делают миллионы людей в Юго-Восточной Азии. Двигаясь вдоль местного побережья, чего только не встретишь в воде. Не говорил бы, если бы сам этого не видел.
Морские течения концентрируют весь этот мусор в определенных районах океана, это миллионы тонн. Плывет себе старая подслеповатая черепаха, видит целлофановый пакет, думает, что это медуза, начинает его есть и погибает. Таких историй описано немало.
– Прочитают это интервью моряки…
– Конечно, нельзя говорить обо всех. Есть замечательные моряки, которые любят море не из-за того, что оно их кормит и дает достаток, а потому что это их дом, и они не могут без него жить. Они к морю относятся, как к очень важной части своей жизни и так не поступают.
– Насколько опасны балластные воды?
– Балластные воды и биологические инвазии, если их оставить без контроля – большая проблема. Ежегодно в судовом балласте переносятся более 12 млрд. тонн воды, перемещая по планете около 7 тысяч видов морских организмов. Если привнесенные биологические виды, пройдя акклиматизацию, натурализуются в аборигенные экосистемы, это может привести к их разбалансировке и обернуться негативными последствиями. Многие инвазивные виды являются опасными биообрастателями гидротехнических сооружений, не только увеличивая физическую нагрузку на единицу площади, но и разрушая поверхности за счет биокоррозии. Поэтому нужны жесткие правила контроля. Кстати, у нас в ННЦМБ ДВО РАН уже много лет функционирует центр мониторинга балластных вод и биологических инвазий, занимающийся этой проблематикой.
Представим, вы идете во Владивосток или в Находку порожняком под загрузку нефтепродуктами. Для остойчивости набрали в порту выхода или поблизости водный балласт вместе с разной живностью, включая вирусы, патогенные микроорганизмы, токсичные микроводоросли и т.п., особенно, если это теплые воды. При подходе к нашим водам вы обязаны заменить этот балласт на чистую океанскую воду. И стоя под загрузкой, будете сливать этот относительно чистый океанский, а не портовый балласт.
Эти правила не всегда соблюдаются и чужая живность проникает в наши заливы и бухты. Конечно, в наших прохладных водах тропическая и субтропическая живность обычно погибает, но кто-то и выживает, особенно, если на некоторые локальные акватории происходит сброс теплых вод, например, с тепловых станций. Тогда возникают оазисы, где чужеродные организмы способны выжить и начать адаптироваться к нашим экосистемам, формируя собственную устойчивую популяцию. Это может привести к негативным последствиям.
– Чем отличается Приморский океанариум?
– Во Владивостоке построен уникальный научно-образовательный, эколого-просветительский и культурно-воспитательный комплекс в области морской биологии. Приморский океанариум является филиалом Национального научного центра морской биологии им. А.В. Жирмунского Дальневосточного отделения РАН. Это визитная карточка туристической инфраструктуры Приморского края, но, прежде всего, это научный объект. Пять океанов собраны под огромной крышей в виде набегающей со стороны океана морской волны. Мы уже говорили, что для изучения морской биоты нужны дорогостоящие морские экспедиции, иногда в очень далекие районы Мирового океана.
Не всегда можно привезти биологические объекты в хорошем состоянии для последующих молекулярно-биологических, генетических, биохимических, фармакологических исследований. А здесь, вот они сотни видов в аквариумах и гигантских танках с условиями, максимально приближенными к естественной среде обитания. Можно наблюдать за поведением различных гидробионтов, их репродуктивными особенностями, что иногда невозможно в экспедиционных условиях. Для лабораторных исследований достаточно взять минимальное количество биологического материала без вреда самим морским обитателям. А это в условиях морских экспедиций практически невозможно.
Вторая составляющая – образовательная. Рядом расположен Дальневосточный федеральный университет, есть и отраслевые вузы, где идет изучение Мирового океана в самых разных аспектах. Океанариум – уникальная площадка для практических занятий со студентами. А школы Приморского края в экспозициях и специально оборудованных классах океанариума могут проводить уроки биологии. Совсем другой антураж, другие ощущения. Дети видят биологические объекты не на картинках в учебниках или фильмах, а прямо за стеклом аквариумов или в окуляры мощных современных микроскопов, которые ни одна школа не сможет приобрести для таких занятий. Есть и специальные аудитории для занятий с дошкольниками.
Не менее важный аспект – экологическое просвещение. Когда мы говорим детям: "Берегите природу! Не бросайте мусор в океан, это может привести к гибели рыб и животных!" – это звучит как абстракция. Не каждый имеет возможность выйти на яхте в море, полюбоваться красотами океана, надеть акваланг и увидеть невероятную красоту подводного мира, понаблюдать в природе рыб, осьминогов, проплыть над коралловым рифом. Когда же дети приходят в океанариум и видят всех этих рыб и животных, коралловые рифы и подводные "леса" – это совершенно другой уровень восприятия.
Это напрямую связано и с культурно-воспитательным аспектом. Вы воочию видите, что океан наполнен жизнью, что под его синей, зеленой, свинцовой поверхностью обитают мириады живых существ, и это их дом. Что океан сам живой, и к нему надо относиться очень бережно.
Задача экспозиций – познакомить посетителя с историей жизни в океане, рассказать как возник сам океан, ведь было время, когда его вообще не было. Двигаясь от зала к залу, вы совершаете путешествие по "тоннелю времени" – от 4,5 млрд лет назад до нашего времени. Видите огромные макеты живых существ, которые жили в доисторическом океане. Видите, как различные формы жизни эволюционировали и изменялись. Постепенно переходите к современной эпохе.
Посетитель увидит удивительный мир наших дальневосточных морей, мир реки Амур и озера Ханка; встретится с обитателями арктических и тропических морей; посетит Антарктику и тропический дождевой лес. Экспозиции насыщены информацией в виде стендов, планшетов, электронных гидов и справочников, огромных информационных экранов. Научное сопровождение при создании этого объекта выполнял наш Национальный научный центр морской биологии им. А.В. Жирмунского ДВО РАН.
Но лучше все это увидеть своими глазами. Так что приезжайте во Владивосток – морскую столицу Дальнего Востока России.