Ученые впервые показали, что из-за массового распространения нитчатой зеленой водоросли спирогиры в прибрежной зоне Байкала она появилась и в открытой толще воды на глубинах до 250 метров, что нетипично для этого вида. При этом авторы зафиксировали волнообразную динамику в развитии спирогиры, с пиками и спадами в численности. Максимальный уровень присутствия этой водоросли в открытой воде был в 2015 году — он совпал с периодом лесных пожаров, аномально высоких температур воздуха и сниженным притоком воды в озеро. Работа продемонстрировала, что изменения на мелководье Байкала сказываются и на глубоководных зонах, поэтому важно отслеживать их состояние совместно, особенно в условиях климатических изменений. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в Journal of Great Lakes Research.
Спирогира (Spirogyra) — нитчатая зеленая водоросль, которую специалисты часто используют для оценки экологического состояния пресных водоемов, поскольку она чувствительна к изменению температуры и содержанию органических веществ в воде. Так, при потеплении и увеличении количества соединений азота и фосфора (которые, например, могут указывать на антропогенное загрязнение) спирогира активно размножается и способна вызывать массовое цветение, приводящее к гибели рыбы. В последнее десятилетие ученые стали отмечать массовые скопления этой водоросли в отдельных районах прибрежной зоны Байкала, что указывает на экологические изменения в озере, например, в химическом составе и температуре воды. При этом глубоководные районы, которые считаются наиболее стабильной частью экосистемы из-за незначительного влияния человека, оставались недостаточно исследованными.
Ученые из Научно-исследовательского института биологии озера Байкал Иркутского государственного университета (Иркутск) и Института биологии южных морей имени А.О. Ковалевского РАН (Севастополь) впервые проанализировали распространенность спирогиры в пелагиали — районах Байкала, отдаленных от берега.
В течение 2014–2023 годов авторы отбирали образцы планктона — мелких организмов, живущих в толще воды, — на станции долговременного мониторинга «Точка №1», расположенной в открытых водах Южного Байкала. Уже с первого года наблюдений исследователи зафиксировали спирогиру на глубинах от 0 до 250 метров, при этом ее количество менялось. Так, наибольшее количество водоросли оказалось в образцах 2015 года — авторы обнаружили ее в 38% проб. При этом чаще всего спирогира встречалась летом и осенью.
Интересно, что после 2018 года спирогиры в открытых водах стало значительно меньше, чем в 2015 году, а в 2020–2022 годы авторы отмечали полное исчезновение водоросли в образцах. Однако в период с 2023 по 2025 год она начала возвращаться в открытый Байкал, и исследователи вновь стали находить фрагменты спирогиры в пробах.
Биологи связывают такую динамику с тем, что в 2015 году в Байкальском регионе сложилась неблагоприятное сочетание сразу нескольких факторов: наблюдались масштабные лесные пожары, аномально высокие температуры воздуха и очень низкий приток воды в озеро. На этом фоне в верхнем слое воды сложились условия, благоприятные для бурного развития нитчатых водорослей в прибрежной зоне и их последующего переноса в открытую часть Байкала. Таким образом, работа показала, что процессы, начинающиеся у берега, могут отражаться даже на глубоководных зонах озера и менять состав планктона в них.
По мнению исследователей, отсутствие спирогиры в планктонных пробах 2020–2022 годов не означает, что она полностью исчезала из Байкала. Однако такие данные позволяют осторожно говорить о заметном снижении ее присутствия в озере. На практике это подтверждает, что долгосрочные наблюдения действительно помогают отличить краткосрочные всплески от устойчивых экологических тенденций и точнее оценивать состояние Байкала.
«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», — рассказывает участник проекта, поддержанного грантом РНФ, Максим Тимофеев, доктор биологических наук, директор НИИ биологии озера Байкал Иркутского государственного университета.
Изображение: пример образца под микроскопом с нитями спирогиры и зоопланктоном. Источник: Архив НИИ биологии озера Байкал ИГУ.
Источник: РНФ
