— Максим, это правда, что Байкал — самое древнее и самое глубокое озеро на Земле?
— Да, действительно, озеро Байкал относится к группе так называемых древних озер, возраст которых насчитывает более миллиона лет. Таких озер на планете не так уж и много — чуть больше двух десятков. Среди них Байкал занимает ведущее место по многим показателям, в первую очередь по глубине, возрасту и уникальному биоразнообразию.
Но если по глубине Байкал — абсолютный чемпион среди всех озер планеты, то по возрасту самое древнее все-таки озеро Зайсан, расположенное в Казахстане. Оценочный возраст Зайсана — около 60–70 млн лет, а Байкала — в пределах 25–30 млн. Это удивительно, поскольку тот же Зайсан в сравнении с масштабами Байкала просто крошечный и мог бы вполне сойти за один из его небольших заливов.
Но вот в чем у Байкала абсолютное первенство, так это в объемах пресной воды и чрезвычайном биоразнообразии уникальной эндемичной флоры и фауны. Гигантские объемы байкальской воды, причем питьевого качества, составляют около 20% (пятая часть) от всей жидкой пресной воды на планете. Флора и фауна насчитывают более 1 тыс. видов растений и более 2,5 тыс. видов и подвидов животных, причем подавляющая их часть — это виды-эндемики, то есть организмы, которые более нигде в мире не встречаются.
— Так грозит ли угроза исчезновения Байкалу в результате заиливания?
— Нет, как раз эта проблема нашему озеру не грозит. Дело в том, что, в отличие от обычных озер, Байкал постоянно растет в своих размерах. Байкальский рифтовый разлом живой, активно увеличивающийся в своих размерах. Скорость роста этой трещины, по разным оценкам, достигает 3–4 мм в год и с точки зрения геологии просто огромна.
Жители Байкальского региона очень хорошо знакомы с последствиями этой активности в виде регулярных землетрясений. Но именно благодаря этому ширина и длина Байкала увеличиваются, причем котловина озера становится не только шире, но и глубже на несколько миллиметров в год. Этого увеличения глубины вполне достаточно, чтобы нивелировать проблему накопления осадков, которые не поспевают засыпать Байкал, поскольку он становится все больше и больше.
— Связаны ли как-то размеры озера с особенностями населяющих его видов?
— Именно благодаря этим размерам и рекордным глубинам в Байкале и образовалось огромное разнообразие различных зон для обитания живых организмов, множество донных ландшафтов. При этом важнейшей характеристикой гидрохимического состава воды Байкала стал тот факт, что вода в озере насыщена кислородом от самой поверхности до самой глубокой точки.
Происходит это благодаря особенностям гидродинамического перемешивания байкальских вод: дважды в год в Байкале наблюдаются масштабные вертикальные подъемы и опускания сотен тысяч тонн воды, равномерно распределяющие кислород по всем глубинам. Ни в одном древнем глубоководном озере такого нет. Зона проникновения кислорода в большинстве крупных озер редко опускается до глубин более 100 м, дно глубоководных озер обычно почти безжизненное, наполненное сероводородом и хемосинтезирующими бактериями.
Так, например, в озере Танганьика, таком же древнем и глубоком, расположенном в Африке, зона аэробной жизни распространена только до полусотни метров. В Байкале же, напротив, жизнь активна по всем глубинам, будь то насыщенная водными фотосинтезирующими растениями мелководная литораль (прибрежная зона) или темная и холодная полуторакилометровая батиаль.
— Как же этим организмам удается существовать на такой большой глубине?
— Именно благодаря наличию множества подводных ландшафтов у организмов Байкала и появилась возможность расселиться и адаптироваться к разнообразию их условий. Кто-то приспособился к обитанию в теплой (по байкальским меркам, конечно) зоне мелководных заливов, кто-то, напротив, к ледяной воде зоны больших глубин с их гигантскими давлениями и отсутствием света. К слову, на самой большой глубине Байкала организмы обитают в условиях внешнего давления в 165 атмосфер. Мало где на планете найдется место, где можно такое испытать.
— Можно ли говорить, что Байкал всегда был таким, как сейчас?
— Байкал все время менялся и меняется сейчас. Еще несколько миллионов лет назад он не был таким глубоким, как сегодня, да и холодным он тоже был не всегда. Байкал состоит из трех основных котловин, которые миллионы лет назад были вполне обособленными озерами. В каждом из них шел свой эволюционный процесс и развивались свои уникальные сообщества. По мере объединения этих трех котловин в единую систему произошло и объединение населяющих их обитателей.
Что касается климата Байкала, то тут тоже все непросто. Планетарный климат — это явление крайне нестабильное с периодами как потеплений, так и похолоданий. За свою многомиллионную историю Байкал неоднократно проходил через радикальные периоды климатических изменений, некоторые из которых вполне подходят под определение климатических катастроф.
— Например?
— Можете себе представить, к примеру, тропический древний Байкал? А ведь озера, которые находились на месте сегодняшнего Байкала, всего каких-то 16–18 млн лет назад были типичными тропическими или субтропическими водоемами. В те периоды было достаточно тепло, в водах водились змееголовые рыбы, которые сейчас встречаются исключительно в южных регионах планеты. По берегам этого озера обитали многочисленные попугаи, бродили носороги. И это не фантазии, а научно установленные факты: останки всех этих животных обнаружены и описаны палеонтологами.
Но переживал Байкал и совершенно иные периоды с климатическими похолоданиями и даже ледниковыми периодами. В эти отрезки времени значительная часть поверхности озера была покрыта льдом и снегом. Из-за промерзания притоков Байкала происходило нарушение водообмена, снижалось поступление нужных для жизни биогенных соединений. Слой льда и снега, покрывающий поверхность озера, затенял его глубины, из-за чего не могли развиваться мельчайшие водоросли (фитопланктон) — главные источники органического вещества для всех его обитателей.
Снижение продукции фитопланктона вело к тому, что не мог развиваться и питающийся водорослями зоопланктон — мельчащие рачки, которые, в свою очередь, лежат в основе всех пищевых цепочек. Нет зоопланктона — значит, нет корма для рыб и других более крупных организмов. Наступают голод и масштабные вымирания.
— То, что такие вымирания случались,— это тоже научный факт?
— Периоды таких экологических катастроф Байкал проходил несколько раз. Ученые установили это, изучая останки мельчайших диатомовых — водорослей, которые во все времена были и остаются ключевым компонентом фитопланктона Байкала.
Особенность диатомовых водорослей в том, что у них очень прочный скелет из кремнезема. Створки диатомовых после их смерти падают на дно и там захораниваются в осадочных слоях. Тех самых осадков, которые непрерывно заполняют Байкал в течение всех миллионов лет его существования.
Так вот, изучая эти осадки слой за слоем, ученые смотрят на численность и видовой состав ископаемых диатомовых водорослей и, как книгу, читают про то, что происходило в Байкале в древние времена. Ведь видовой состав и количество створок в осадках, соответствующих определенным периодам возраста Байкала, ясно говорят нам о том, что тогда происходило.
— Значит, об изменениях климата ученые судят только по осадкам диатомовых?
— Долгое время именно анализ отложений диатомей был основным инструментом для изучения и реконструкций влияния палеоклимата на экосистему древнего Байкала. Но совсем недавно, буквально в прошлом году, ученые нашего института сделали удивительное открытие, которое также может свидетельствовать о следах климатических катастроф прошлого, только уже на молекулярном, а точнее, на белковом уровне.
Произошло это открытие довольно неожиданно. Ученые выполняли исследование в рамках гранта Российского научного фонда по изучению механизмов зрения байкальских эндемиков на молекулярном уровне. Задачи этой работы заключались в поиске специальных светочувствительных зрительных белков опсинов, имеющих большое прикладное значение для технологий оптогенетики.
— О каких организмах идет речь?
— Исследование вели на группе байкальских рачков амфипод, различающихся по своим экологическим и эволюционным характеристикам. Амфиподы — это уникальные организмы даже для Байкала. В одном озере обитает более 350 разных видов и подвидов этих рачков. Чем-то напоминающие пресноводных креветок, они заселили все зоны и глубины Байкала, сформировав множество специфичных адаптаций к обитанию в этих зонах. Поэтому для нас амфиподы — очень удобная модель для поиска и изучения механизмов, позволяющих этим рачкам выживать в самых разнообразных условиях среды.
У абсолютного большинства амфипод Байкала большие фасеточные глаза. Для многих видов рачков форма и цвет глаз являются видоспецифичными признаками, что говорит о важности зрения в жизни этих рачков. На молекулярном уровне за зрение у всех животных отвечают зрительные пигменты, состоящие из опсинов и их кофакторов — производных витамина A. Если у организма есть лишь один такой белок, то он различает только интенсивность света, а если таких белков несколько, то формируется цветное зрение.
— Все ли виды смогли пережить эти катастрофические события?
— Очевидно, прошедшие оледенения пережили далеко не все виды из многообразной фауны Байкала — только наиболее приспособленные и адаптированные смогли дожить до нашего времени. Но даже у них мы видим эволюционные «шрамы» — явные следы катастрофических событий, о которых мы можем узнать и увидеть глазами самих байкальских рачков.
— Означают ли эти наблюдения, что экосистема Байкала сможет справиться с любым экологическим кризисом и восстановиться после значительных измерений, как она это делала в прошлом?
— Отчасти это так — адаптивность экосистемы озера поразительна. Но только если речь идет о периодах, длящихся тысячелетия или даже миллионы лет. Текущая скорость влияния, которое оказывает человечество на состояние экосистем планеты, и в том числе на Байкал, с точки зрения потенциальных негативных последствий и возможных эволюционных эффектов беспрецедентна.
Надо понимать, что в байкальской экосистеме прямо сейчас идут собственные внутренние перестройки, связанные с процессами глобальных климатических изменений. При этом даже небольшое антропогенное воздействие вносит значительный дисбаланс в процессы этой экосистемной адаптации. И если система Байкала вполне способна самостоятельно перестроиться и подстроиться под существующие глобальные климатические вызовы, как она делала это неоднократно в прошлом, то в ситуации, когда к климатическим вызовам добавляется еще и разрушающая деятельность человека, система может и не справиться.
— Почему вы делаете такой вывод?
— Мы наблюдаем многочисленные случаи локальных экологических кризисов, которые в последние годы все чаще фиксируются в зонах активной деятельности человека на Байкале. Масштабы перестройки прибрежных экосистем, сопровождающейся зарастанием и эвтрофикацией, экспансией несвойственных Байкалу видов, разрушением локальных сообществ,— все это признаки именно многокомпонентного давления на байкальскую экосистему.
Конечно же, водоем так или иначе переживет и человеческий вид, и последствия его деятельности. Переживет, как когда-то пережил оледенения, попугаев и носорогов. Но каким будет это озеро после периода, которое человечество самонадеянно называет «эпохой антропозоя», какие разрушения и какие «шрамы» мы оставим у его обитателей — вопрос пока открытый. Ответ на него зависит от каждого из нас.
Читать в источнике полное интервью
