В августе 2024 года прошел второй этап комплексной экспедиции РГО на Землю Франца-Иосифа. На две недели микробиологи, ботаники, гидрогеологи и гляциологи отправились на остров Земля Александры, чтобы исследовать процессы, формирующие климат и развитие арктических экосистем.
Подведены промежуточные итоги летних полевых работ — флора и фауна региона стимулируют интерес ученых к организмам, которые адаптируются к экстремальным условиям. В ходе экспедиции у специалисты анализируют, как глобальное потепление влияет на таяние ледников в Арктике.
— Исследования этого сезона разделились на два этапа: август и апрель, — рассказывает директор национального парка «Русская Арктика» Александр Кирилов. — В августе на острове Земля Александры работали представители четырех научных направлений, изучая разные формы арктической жизни. Под эгидой РГО архипелаг становится технически оборудованной естественной лабораторией, базой для ученых со всей страны.
В фокусе — биотехнологии
Ученые Российского технологического университета (РТУ МИРЭА) исследовали микробный мир Арктики — это открывает новые возможности для развития биотехнологий. Специалисты обнаружили микроорганизмы, которые могут выживать и активно адаптироваться к внешним условиям, несмотря на экстремально низкие температуры и минимум питательных веществ. Особенно ценными для изучения оказались бактерии, которые находились в местах, где было зафиксировано локальное загрязнение топливом.
Проведенный в лаборатории на полевой базе «Омега» анализ показал, что некоторые обнаруженные штаммы обладают уникальной способностью разлагать нефть и другие ксенобиотики — искусственные органические соединения, загрязняющие окружающую среду и устойчивые к биологическому разложению. Найденные бактерии потенциально могут стать основой для новых биопрепаратов, применяемых для экологически безопасной очистки территорий от нефтяных разливов и других загрязнений.
Интерес к арктическим микробам продиктован также их способностью к азотфиксации — процессу, в ходе которого атмосферный азот преобразуется в доступные для растений соединения. В условиях арктической пустыни азотфиксирующие бактерии играют ключевую роль, обеспечивая питательными веществами местные растительные сообщества.
— Когда мы проанализировали большую часть проб с архипелага, то были очень удивлены разнообразию микроорганизмов, которое нам удалось выделить в лаборатории, — рассказывает лаборант специализированной научной лаборатории биотехнологии и промышленной фармации РТУ МИРЭА Ирина Юрина. — Помимо интересующих нас бактерий-нефтедеструкторов, азотфиксирующих бактерий и бактерий — продуцентов антибиотиков, нам удалось обнаружить бактерий, устойчивых к тяжелым металлам, например к железу. Самым необычным остается то, что все эти организмы способны развиваться при низких температурах.
Лаборант специализированной научной лаборатории биотехнологии и промышленной фармации РТУ МИРЭА Егор Родионов добавил, что свойства найденных культур поразили ученых. Только у одной такой есть несколько морфологических вариаций, сменяющих друг друга в зависимости от температур культивирования. В одной лабораторной посуде могли одновременно сосуществовать несколько десятков научных загадок. Встречалось все — от хлореллы, одноклеточной зеленой водоросли, до сложных микроорганизмов. Конечно же, загадки их жизнедеятельности лягут в основу текущих научных работ. Продолжение исследования этих устойчивых микробов может стать шагом к созданию новых решений, которые будут поддерживать арктические экосистемы и помогать их восстановлению.
Ледники как свидетели времени
В ходе экспедиции специалисты Института географии (ИГ) РАН исследовали ледники Лунный и Кропоткина, которые покрывают большую часть острова. Учеными были установлены гляциологические рейки для фиксации изменений баланса массы ледников. Кроме этого, специалисты отобрали пробы снега и льда для анализа.
— Исследуемая территория была разделена на участки с различной степенью антропогенного воздействия, всего отобрано 36 проб из водных объектов, снега и льда, а также описаны 40 точек наблюдения с измерением ключевых параметров, — рассказывает кандидат географических наук, научный сотрудник ИГ РАН Силвия Костовска. — Дополнительно выполнен дендрохронологический анализ. Он поможет не только определить календарный возраст смерти деревьев, но и, потенциально, узнать об их происхождении. Это важный аспект изучения динамики арктических экосистем, где все взаимосвязано.
От мха до морских ежей
Ботаники заложили десятки пробных площадок, чтобы описать растительность острова. Здесь, на стыке льда и суши, ученые наблюдают, как природа адаптируется к таянию ледников. Собранные образцы мхов, лишайников и сосудистых растений пополнят коллекции Ботанического института им. В. Л. Комарова. Специалисты Всероссийского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии исследовали акваторию острова, в ходе работ они установили пять специальных станций. На станциях измеряли глубину, температуру и соленость воды в поверхностном и придонном слоях, а также отбирали пробы для гидрохимического анализа.
— Результаты экспедиции подтвердили, что мониторинг состояния ледников, почвы и биоразнообразия Арктики необходим — эта часть планеты меняется. Это принципиально для выработки оптимальных сценариев присутствия в АЗРФ — от промышленной безопасности до развития туризма, — рассказывает директор Департамента экспедиционной деятельности и развития туризма РГО Наталия Белякова. — Общество ежегодно создает условия для системной работы в высоких широтах представителей разных полей научного знания. При этом фокусировка уточняется — в зависимости от стратегических задач на первый план выходит тот или иной аспект научного поиска. Исследовательская оптика в отношении Земли Франца-Иосифа тоже уточняется: так, в этом году в ходе двух этапов мы сделали акцент на включении удаленного архипелага в контуры постоянных наблюдений, охватывающих все регионы страны.
Вторая часть комплексной экспедиции на архипелаг Земля Франца-Иосифа прошла в партнерстве с национальным парком «Русская Арктика», ИГ РАН, РТУ МИРЭА, ВНИРО, Ботаническим институтом им. В. Л. Комарова.
Мария Булдакова
