Тихоокеанские лососи могут переносить опасные загрязняющие вещества — учёные ДВФУ

28.11.2022

Ученые Передовой инженерной школы Дальневосточного федерального университета (ПИШ ДВФУ) выяснили, что тихоокеанские лососи выступают в качестве потенциально опасного биотранспорта и распространяют токсиканты среди наземных животных, после своей смерти. Рыбы накапливают опасные вещества из-за обитания в тихоокеанском мусорном вихре, где находится большое количество пластика. Исследование проводили в течение 10 лет, результаты опубликовали в престижном научном журнале Elsevier.

Как сообщили в Департаменте комплексных проектов ПИШ «Институт биотехнологий, биоинженерии и пищевых систем», во время нагула в океане и особенно перед нерестовой миграцией лососи накапливают запасы липидов как для энергии, так и для обеспечения развития половых клеток во время миграции. Но вместе с липидами в организме рыб также накапливаются различные стойкие органические загрязнители (СОЗ), в том числе хлорорганические пестициды (ХОП) и полихлорированные бифенилы (ПХБ), поступающие из морской среды. СОЗ могут накапливаться до высоких уровней в органах рыб и оказывать различные негативные биологические эффекты, нарушая основные метаболические процессы, что как раз снижает репродуктивный успех.

«Мигрирующие рыбы могут выступать переносчиком, обеспечивающим биотранспорт органических загрязнителей из морских экосистем в зоны лесов и тундры. Лососи, когда приходят в реки, умирают и становятся пищей для наземных животных. И таким образом их токсиканты встраиваются в круговорот вещества и энергии. Многие полагают, что опасные вещества, попав в морские экосистемы, не выходят за пределы воды. А море является конечной остановкой токсикантов, но лососи показывают, что это не так», — отметил один из авторов статьи, директор Департамента комплексных проектов, и.о. декана факультета промышленных биотехнологий и биоинженерии ПИШ ДВФУ Василий Цыганков.

За 10 лет ученые оценивали лососей в северо-западной части Тихого океана. В 2008 году поток пестицидов с лососем в различные районы Тихоокеанского побережья России варьировал от 0,52 до 4 кг; в 2009 году с 0,47 до 13 кг; в 2010 году с 0,35 до 7,75 кг. За эти три года в бассейн Амура поступило наибольшее количество пестицидов, около 23 кг. А большой промысел лосося в 2009-2010 гг. обеспечил ежегодный перенос на сушу от 13 до 30 кг пестицидов. Таким образом, общий уровень пестицидов на каждом нерестилище увеличивался.

Но в 2011 году общее количество пестицидов составило 19,1 кг, а в 2012–14,4 кг, то есть стало снижаться. Наибольшее количество токсикантов ученые обнаружили в бассейне реки Амур, на восточном побережье Камчатки и материковом побережье Охотского моря. Хоть общий уровень пестицидов на каждом нерестилище с каждым годом постепенно стал снижаться, при этом все зависит от общего количества особей лосося, пришедшего на нерест.

Отметим, что часть лососей нагуливается недалеко от Большого тихоокеанского мусорного пятна (также известный как Тихоокеанский мусорный вихрь). На этой территории находится от десятков до сотен тонн пластикового мусора и других твердых отходов, принесенных тихоокеанскими течениями. Именно там лососи «напитываются» опасными веществами.

Специалисты также подчеркнули, что объемы вылова лососей в российских водах в эти годы оставались стабильно высокими: в 2009 году — 542 000 тонн; в 2010 — 325 000 тонн; в 2011 году — 504 000 тонн; в 2012 году — 438 000 тонн; а в 2013 году почти 400 000 тонн. Эти значения эквивалентны 40–60 кг пестицидов, которые передаются по пищевой цепочке, а затем рассеиваются по суше.

По результатам исследования ученые пришли к выводу, что присутствие ХОП и ПХБ в морской среде неизбежно приводит к их накоплению в различных экосистемах. При этом последние замеры показали, что загрязнение прибрежных вод значительно снизилось в последние годы. По мнению специалистов, это связано с запретом на использование СОЗ в странах Северо-Западной части Тихого океана.

Также в исследовании ученые выделили два основных вектора переноса загрязняющих веществ — воздушный и биологический транспорт. Последний позволяет транспортировать на большие расстояния химически неустойчивые соединения, а также нелетучие соединения, которые могут испаряться только при очень высоких температурах. Они легко накапливаются в органах и тканях рыб. Ежегодное поступление СОЗ на нерестилища и неуклонный рост их концентраций на локальных территориях потенциально представляют экологический риск для отдельных популяций.

Научное исследование выполнено при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (проект №ФЗНС-2022-0001) и Российского научного фонда (№ 18-14-00120).

Отметим, наработки по исследованиям качества лососёвых позволил на базе новых образовательных пространств и центра искусственного интеллекта ПИШ ДВФУ провести с помощью современных способов визуализации — «e-сенсорных» и «би-сенсорных»технологий — анализ полученныхданных. Использование таких алгоритмов и анализа больших данных (Big Data) направлены на создание модели качества лососёвых. Это позволит определить пределы безопасности, отбор условий наилучшего качества и выделить 1-2 биомаркера, которые могут быстро и точно охарактеризовать качество и безопасность рыбопродукции. Созданные базы данных качества и биобезопасности лососёвой продукции уже готовы к регистрации.

«Создание и регистрация баз данных, выявление биомаркеров качества и безопасности рыбопродукции позволит снизить риски и разработать комплекс превентивных мероприятий, повышавших продовольственную безопасность и конкурентоспособность российских производителей на внутренних и мировых рынках», — подчеркнула директор научно-производственной группы компаний «Арника», директор ПИШ ДВФУ Людмила Текутьева.

Партнером ПИШ ДВФУ по реализации проекта выступает высокотехнологичная компания «ДВ-Эксперт», работающая более 15 лет на дальневосточном рынке аккредитованных лабораторных испытаний и экспертиз экспортируемой и поставляемых на внутренний рынок РФ морепродуктов. Стейкхолдерами-заказчиками проекта являются индустриальные партнеры ПИШ — крупнейшие высокотехнологичные добывающие и перерабатывающие компании — «Антей», «Южморрыбфлот», «Корякморепродукт ДВ» и другие.

Напомним, что федеральный проект «Передовые инженерные школы» стартовал в 2022 году по инициативе Министерства науки и высшего образования Российской Федерации и направлен на подготовку квалифицированных инженерных кадров для высокотехнологичных отраслей экономики. К 2030 году в кооперации с партнерами в ПИШ «Институт биотехнологий, биоинженерии и пищевых систем» ДВФУ планируется открыть 34 новые образовательные программы опережающей инженерной подготовки всех уровней. Обучение при участии и наставничестве высокотехнологичных компаний-партнеров пройдут до 3000 студентов ДВФУ и вузов-партнеров. Также будет разработано и внедрено более 100 современных технологий мирового уровня, связанных с выпуском новой инновационной биотехнологической продукции для агропромышленного и рыбохозяйственного комплексов, индустрии питания, экологии, ветеринарии и медицины.