– Лена, что повлияло на выбор темы вашей научной работы?
– Во время учебы на кафедре экологии Восточноукраинского национального университета им. Владимира Даля я проходила практику в Институте биологии южных морей им. А.О.Ковалевского РАН (ИнБЮМ). Меня тогда заинтересовали не только исследования, но и сам институт. Поэтому, окончив в 2011 году университет, я поступила в аспирантуру ИнБЮМ. Благодаря моему научному руководителю Николаю Васильевичу Шадрину я увлеклась изучением жизни в экстремальной среде, а именно в гиперсоленых водоемах.
Это одно из самых суровых местообитаний на планете. Соленость в них может превышать океаническую почти в 10 раз, достигая 300 граммов на литр и выше! Тем не менее даже в такой негостеприимной среде есть жизнь, нередко весьма обильная. Мне удалось установить, что в гиперсоленых водоемах Крыма, а их более пятидесяти, обитает в несколько раз больше видов организмов, чем считалось ранее. Для этого пришлось изучить под микроскопом сотни проб из разных мест.
Моя кандидатская диссертация, которую я защитила в 2014 году, была посвящена в основном ракообразным. Я описала их разнообразие в гиперсоленых озерах Крыма и лагуне Сиваш, а также особенности экологии, которые помогают им существовать в такой среде.
– Почему необходимо изучать жизнь в экстремальных условиях?
– Это важно для развития многих биологических дисциплин (физиологии, морфологии, биохимии, генетики, экологии). В такой среде проявляются те особенности организмов, их популяций и сообществ, которые не нужны в обычных местообитаниях. Например, это синтез уникальных веществ, нетипичные физиологические и поведенческие реакции, так называемые «покоящиеся яйца», которые могут спать десятки и даже сотни лет в экстремальных условиях и переходить к активному развитию, когда условия становятся более благоприятными. То есть такие исследования расширяют наши представления о феномене жизни в целом. Эти знания могут быть полезными для медицины, а также астробиологии – для понимания тех предельных условий, в которых живые организмы могут существовать вне Земли.
Стоит отметить, что гиперсоленые водоемы играют важную роль в сохранении природного биоразнообразия нашей планеты. Они необходимы для многих птиц как места гнездования, зимовки и отдыха при миграции. Люди используют их в оздоровительных целях. Вспомнить хотя бы Сакское гиперсоленое озеро в Крыму. Его грязи, с 1828 года помогающие людям при многих заболеваниях, – результат функционирования всей экосистемы озера: водорослей, животных, бактерий.
Наши исследования помогут в решении мировых проблем, таких как дефицит пресной воды и продуктов питания. Обеспечить человечество продовольствием невозможно без развития аквакультуры (разведения и выращивания водных организмов). А это сейчас делается в основном в пресных водоемах, из-за чего они не могут эффективно использоваться как источник воды. Снизить нагрузку на них поможет развитие аквакультуры в гиперсоленых водоемах. Однако теоретические и практические аспекты тут пока слабо разработаны. Мы трудимся и в этом направлении.
– В каких акваториях вы работаете?
– Мы проводим не менее пяти экспедиций в год на гиперсоленые озера Крыма и крупнейшую гиперсоленую лагуну мира Сиваш (залив Азовского моря). Всего исследуем более 30 водоемов, все они разные и очень интересные. Каждый, как и человек, имеет свою индивидуальность, которая проявляется в уникальном сочетании факторов среды и обитающих организмов.
– Как выглядит исследовательский процесс?
– В экспедициях мы берем пробы, проводим приборные, а также визуальные наблюдения. Последние необходимы для оценки цвета воды, распределения водных растений, наличия и поведения птиц и многого другого, что приборы еще делать не в состоянии. Оборудование используем как традиционное, так и самое современное, которое смогли приобрести благодаря грантам Российского научного фонда. В целом наша работа включает комплексные полевые исследования, эксперименты в лаборатории и теоретический анализ.
Например, мы оценивали, как меняется развитие и поведение животных при изменении солености и концентрации пищи. Выясняли, какие факторы и как влияют на поиск и потребление корма. Интересные результаты получили при изучении покоящихся стадий живых организмов (или анабиоза). В таком состоянии все процессы почти останавливаются, и организм может переносить экстремальные условия: большие дозы радиации, температуру минус 100 градусов по Цельсию, полное обезвоживание. А когда условия становятся благоприятными, процессы возобновляются.
Все полученные данные проходят математическую обработку. Изучаем, конечно, статьи других ученых, в том числе зарубежных, и сравниваем с тем, что они обнаружили. Таким образом открываем общие природные закономерности.
На этом пути у нас было много интересных находок. Например, оказалось, что некоторые виды, в том числе ракушковый рачок Eucypris mareotica, которые раньше считались пресноводными, могут жить при очень высокой солености – до 300 граммов соли на литр.
Вместе с коллегами мы установили, что количество видов уменьшается с ростом солености, эту зависимость описали математическим уравнением. Выявили также общие закономерности реакции экосистем на увеличение концентрации солей в воде, которое сейчас происходит в различных водоемах, в том числе пресных, в результате изменения климата и деятельности людей. В итоге меняются состав видов и структура пищевых сетей.
Много неожиданного подсмотрели в поведении животных. Например, оказалось, что у некоторых ракообразных есть длительное прекопулятивное поведение. Самцы созревают раньше самок и захватывают их, несмотря на то, что те еще не созрели. Носят самку, обхватив лапками сверху от нескольких дней до месяца, пока та не созреет. После самец оплодотворяет ее, это и называется прекопулятивным поведением.
– Контактируете с зарубежными коллегами?
– Мы активно сотрудничаем с учеными из других регионов России, а также из Польши, Ирана, Китая, Индии, Австралии. В Китае я проводила исследования восемь месяцев, принимала участие в двух экспедициях. У меня есть публикации с учеными из Польши, Испании, Египта, Китая, Австралии, Чили. Конечно, подходы, традиции, опыт у коллег из разных стран отличаются. Например, в Китае на соленые озера смотрят прежде всего с геохимической точки зрения. Мы же больше изучаем экосистему. В результате с китайцами получилась интересная совместная статья. Тем и ценно сотрудничество. Разнообразие методов, точек зрения помогает двигаться к более ясному пониманию природных экосистем.
– Какие практические рекомендации вы даете, опираясь на результаты работ?
– Проблема в том, что, что в нашей стране нет единой политики по сохранению и комплексному использованию ресурсов соленых и гиперсоленых озер ни на федеральном, ни на региональном уровнях. Речь идет о разумном потреблении, то есть природопользователи должны координировать свои желания, учитывая состояние ресурсов и их взаимосвязи в водоеме, иначе это приведет к катастрофическим изменениям.
Например, многие бывшие гиперсоленые озера из-за вмешательств людей перестали вырабатывать лечебные грязи. Почему бывшие? Потому что соленость в них уменьшилась, и они стали слабосолеными. В других исчезли целые популяции коммерчески ценных жаброногих рачков артемий.
Многие страны осознали социально-экономическую ценность гиперсоленых водоемов, поэтому их использование жестко регламентировано. Работают государственные и региональные программы по развитию в них аквакультуры. Обидно, что в нашей стране этого нет. Для аридных (сухих) районов, как, например, Крым, где острая нехватка пресной воды, развитие аквакультуры в соленых и гиперсоленых озерах и лагунах могло бы серьезно улучшить экономическую и социальную ситуации. Мы много говорим и пропагандируем это, давая интервью разным СМИ, выступая на телевидении, но, похоже, нас не слышат или не хотят слышать. Мы, ученые, должны заниматься исследованиями, а не решать бюрократические проблемы.
– Расскажите о вашей научной команде.
– Команда у меня прекрасная. Вернее, это две команды – по пять и десять человек. Первая трудится по теме госзадания, вторая – по гранту РНФ. Все грамотные, мотивированные, трудолюбивые, доброжелательные люди. Мне приятно с ними работать. Более того, они помогают мне расти как ученому и руководителю. Мы дополняем друг друга в исследованиях, получаем практические данные, анализируем их, ищем взаимосвязи, закономерности, пишем совместные статьи.
– Лена, у вас много наград. Расскажите о своих достижениях.
– В 2017 году я стала лауреатом медали и премии РАН для молодых ученых России за лучшие научные исследования в области общей биологии: это цикл работ по биологии и экологии ракообразных гиперсоленых вод. Также в 2017 году в Улан-Удэ я была удостоена премии Уильямса Международного общества по изучению соленых озер за лучший доклад молодого ученого. Получила и премию Международного фонда имени Отто Кинне для молодых перспективных экологов за работы по экологии ракообразных. Это было в 2015 году в Ольдендорфе, Германия.
В 2018 году мне выделен грант РНФ на проект «Разработка биологических и геохимических основ развития аквакультуры в гиперсоленых озерах и лагунах Крыма». В 2021-м выиграла новый грант РНФ на продолжение этого проекта. В составе делегации молодых ученых России я делала доклад на форуме молодых ученых стран БРИКС в Бразилии, участвовала в форуме молодых ученых стран ШОС в Индии.
С 2019 года я – руководитель одной из тем государственного задания института – «Изучение особенностей структуры и динамики экосистем соленых озер и лагун в условиях климатической изменчивости и антропогенной нагрузки для создания научных основ их рационального использования». В мае 2021-го, в Год науки и технологий, создана лаборатория экстремальных экосистем под моим руководством. Кстати, в этом году мы отмечаем также 150-летие ИнБЮМ.
– Какие ваши дальнейшие планы?
– Продолжу заниматься изучением жизни в экстремальной среде – эта тема интересна и неисчерпаема. Собираюсь расширять и углублять исследования, воплощая новые подходы и методы, определяя новые цели. Хотелось бы увлечь нашей темой студентов и аспирантов, передавать им уникальные знания и опыт, мотивировать их. Также намерена расширить географический ареал своих исследований, находить новые возможности для международного сотрудничества. Не так давно, двигаясь в этом направлении, мы подали совместную заявку на проект с очень сильной индийской командой. Моя ближайшая мечта – выиграть грант для реализации этого проекта.