Как насекомые и водоросли помогают оценить здоровье рек
Ученые Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) успешно завершили масштабную экспедицию по изучению живых организмов-индикаторов в водных системах Камчатского полуострова. В ходе полевых работ исследователи собрали образцы амфибиотических насекомых и пресноводных водорослей из более чем 40 рек и ручьев региона. Эти образцы будут использованы для комплексной оценки экологического состояния местных водоемов.
Экспедицию возглавил кандидат биологических наук Александр Семенченко, работающий в лаборатории экологии и эволюционной биологии водных организмов Института Мирового океана ДВФУ. Планируется, что результаты этих исследований будут представлены в научной статье под заголовком «Санитарно-биологическая оценка качества воды некоторых водотоков полуострова Камчатка», которая выйдет в журнале «Сибирский экологический журнал».
Основными объектами исследования стали амфибиотические насекомые — такие как поденки, веснянки, хирономиды и ручейники. Эти виды проводят свою личиночную фазу в воде, а во взрослом состоянии обитают на суше рядом с пресноводными водоемами. Личинки этих насекомых встречаются на разных типах субстратов: от каменистого и мягкого грунта до скоплений водорослей (перифитон).
Интересной особенностью личинок некоторых видов амфибиотических насекомых является способность закапываться в грунт на глубину до 30–40 см в холодное время года, где температура воды стабильнее и выше, чем на поверхности. Это поведение делает их ценными показателями состояния донных отложений водоемов.
Сотрудники института обследовали водотоки, расположенные вдоль основных автомобильных трасс Камчатки: Петропавловск-Камчатский — Мильково и Елизово — Термальный. Сбор насекомых проводился различными методами как в верховьях мелких ручьев, так и на побережье бухты Завойко. Были также организованы пешие переходы для охвата более труднодоступных участков полуострова.
В ходе полевых работ ученые наблюдали массовый вылет взрослых форм веснянок, ручейников и некоторых групп хирономид, а также начало лета поденок. Эти наблюдения позволяют судить о сезонных изменениях в водных экосистемах Камчатки и о том, как климатические условия влияют на жизненные циклы обитающих там организмов.
Собранные образцы индикаторных насекомых и водорослей были доставлены для дальнейшей обработки в научные лаборатории Института Мирового океана ДВФУ и Федерального научного центра биоразнообразия Дальневосточного отделения РАН. Лабораторный анализ поможет уточнить видовой состав собранных амфибиотических насекомых и понять особенности их распространения в реках и озерах Камчатки.
Полученные количественные данные по видовому составу биоиндикаторов будут использованы для оценки текущего экологического состояния водоемов региона. Эта информация также важна для изучения кормовой базы молоди промысловых видов рыб, что имеет прямое значение для развития рыбного хозяйства Камчатки.
«Применение методов ДНК-штрихкодирования к собранным организмам даст возможность более глубоко оценить динамику биоразнообразия в водотоках Камчатки», — комментирует руководитель экспедиции Александр Семенченко. — «Молекулярно-генетический анализ позволяет точно идентифицировать виды и выявить скрытое разнообразие, которое может остаться незамеченным при использовании только традиционных методов исследования».
Данные исследования являются частью Межведомственной комплексной программы научных исследований Камчатского полуострова и прилегающих акваторий, рассчитанной на период с 2024 по 2026 годы. Координатором этой программы, объединяющей десять научных организаций, выступает Камчатский государственный университет имени Витуса Беринга в сотрудничестве с Камчатским институтом развития образования. Работы ДВФУ в рамках программы выполняются по государственному заданию Министерства науки и высшего образования России в рамках проекта по комплексному экологическому мониторингу прибрежных морских и наземных экосистем Камчатки.
Институт Мирового океана ДВФУ координирует направление программы, посвященное экологии и биоразнообразию Камчатки. В работе по этому направлению также участвуют еще семь научных и образовательных учреждений, что обеспечивает всесторонний подход к изучению природных комплексов полуострова.
Подобные экспедиции проводятся институтом ежегодно, что позволяет накапливать многолетние данные наблюдений. Систематический сбор материала помогает отслеживать изменения в состоянии водных экосистем, выявляя тенденции, вызванные как природными факторами, так и воздействием деятельности человека.
«Результаты проведенных исследований станут основой для формирования научно обоснованных рекомендаций, направленных на сохранение водных экосистем Камчатки и обеспечение рационального использования ее биологических ресурсов», — отмечает и. о. ректора КамГУ имени Витуса Беринга Ольга Ребковец. — «Это особенно актуально в условиях растущей туристической и рекреационной нагрузки на природные территории полуострова и необходимости поддержания экологической безопасности региона».
