Какие тайны скрывает Антарктика: большое интервью с микробиологом Марией Павловской

Ученые продолжают исследовать Антарктику, работая с тем, что скрыто от человеческого глаза. Микробиологи изучают уникальные полярные бактерии, которые влияют на климатические процессы и могут стать основой для новых лекарств. А современные технологии позволяют делать важные открытия: из одной пробы воды можно определить ДНК всех организмов рядом. Несмотря на сложные условия и войну, украинские экспедиции не останавливают свою работу в Южном океане. О жизни на ледяном континенте в студии "Ранку Вдома" рассказала ученая, морской микробиолог и участница сезонных экспедиций на станцию "Академик Вернадский" Мария Павловская.

Ведущие — Каролина Король и Денис Минин.

— У людей Антарктика обычно ассоциируется с пингвинами. Как они там, как у них дела?

— Мне кажется, пингвины лучше всех, потому что их популяция постоянно растет. У нас на станции по последним подсчетам 11 000 пингвинов, а остров — величиной в один квадратный километр, поэтому плотность пингвинов действительно впечатляющая.

У них все неплохо, так как в нашем регионе происходят изменения климата, идет потепление — из-за этого увеличивается количество не покрытой льдом воды и количество дней, когда у нас не стоит лед.

Для пингвина — это возможность охотиться, ведь они питаются крилем. Также меньше покрытый льдом остров — это значит больше открытой скалы, а следовательно, больше мест для гнездования.

— Насколько я понимаю, есть отдельная должность для человека, который считает пингвинов?

— Это не совсем должность. В обязанности биолога на станции "Академик Вернадский" входит подсчет пингвинов, и это делается несколькими способами.

Если у биолога есть время, он проходится и считает с счетчиком гнезда, птиц, а затем — птенцов, когда они появляются. Но поскольку пингвинов слишком много, обычно биолог ведет регулярный подсчет только на контрольном участке.

Однако, как только он видит, что появились яйца или птенцы и началось активное движение, то обязательно ходит и по другим участкам, чтобы зафиксировать этот период.

А если биолог просто не успевает прийти и пересчитать такое количество вручную, тогда запускает дрон и считает пингвинов с воздуха.

— Расскажите о морских тюленях. Они действительно такие ласковые, какими кажутся, или это жесткие хищники? Как у них дела?

— Тюленей у нас несколько видов. Они разные как внешне, так и по своему характеру. Самый крупный хищник, который у нас обитает — это морской леопард.

Это большой тюлень, который охотится на пингвинов. Особенно на молодых и неопытных: когда они меняют пух на перья и начинают плавать в воде, морской леопард уже подстерегает их. Он знает, что это его звездный час.

Еще у нас есть тюлени Уэдделла. Если кто-то следит за нашими соцсетями, то могли видеть, что именно они рожают у нас на острове.

Они приходят сюда где-то в октябре — это как раз антарктическая весна. И когда рождается первый тюлененок, мы объявляем конкурс на имя для него, а затем выбираем варианты из того, что предлагают люди.

Пользователи предлагают иногда хорошие вещи, иногда странные, но это точно всегда интересно.

— Какие самые необычные имена уже были? Есть, к примеру, тюлененок Степан?

— Степана нет, но есть Галинка.

— А что мы, возможно, не знаем о косатках?

— Даже не знаю... Они очень интересные животные. У них наибольшая численность именно в водах Южного океана. У нас они встречаются, но не так часто, как киты.

У косаток интересная социальная структура — у них матриархат.

Возглавляет стаю главная "бабушка", так сказать — самая старшая, опытная самка. Стая идет именно за ней, пользуясь ее опытом во время охоты.

Косатки вообще интересно охотятся: у них слаженная коммуникация между собой, значительно более сложная, чем у некоторых других морских млекопитающих. Поэтому в целом это животные, за которыми можно долго наблюдать.

Многие думают, что это белое пятно у косатки — это глаз.

Это не глаз, а просто такой окрас. Глаз у нее, как и у других китообразных или морских млекопитающих — обычный, небольшой. А белое пятнышко вокруг нужно для того, чтобы они ориентировались и видели друг друга в воде.

Также, по одной из теорий, когда косатка охотится, это пятно дезориентирует жертву: не совсем понятно, где ее глаз и куда она смотрит. Поэтому в плане охоты это тоже неплохо, так как труднее предугадать ее следующие шаги.

— В целом, какая сейчас ситуация в океане? Ведь состояние морской экосистемы — это главный показатель здоровья планеты. Чего сейчас больше в ваших наблюдениях: позитивных тенденций или все же тревожных новостей?

— Знаете, на самом деле новости неоднозначные. Если мы говорим о Южном океане, то, конечно, видим, что происходят изменения климата, которые четко заметны в нашем регионе.

Они спровоцированы как глобальными процессами на всей планете, так и вулканической активностью, которая наблюдается именно в районе Западного Антарктического полуострова.

Это, конечно, влияет на экосистемы. Например, для пингвинов все идет в плюс, потому что появляется больше мест для гнездования. Определенные микроорганизмы от этого тоже меняются, но к лучшему или к худшему — тут трудно сказать, они просто перестраиваются.

А вот для криля, например, это не очень хорошо.

Криль питается микроводорослями, которые из-за потепления меняются, и тогда криль уже не может их потреблять — ему нужна другая пищевая база. Поскольку крилем питаются киты, для них это тоже тревожный звоночек.

Но с другой стороны, сейчас нет такого китобойного промысла, как раньше, поэтому популяция китов растет. Поэтому экологическая ситуация никогда не бывает однонаправленной. Никогда нельзя сказать, что "все пропало" или "мы спасены, все хорошо". Это комплексная история, поэтому мы ее и исследуем.

— Последнее время о погоде в Украине говорят: "Пропало все". Потому что то дождь идет, а через полчаса — солнце. А как с погодой в Антарктике?

— У нас тоже происходят определенные погодные изменения, но в целом там, где расположена наша станция — не суровые погодные условия. Это не за полярным кругом, поэтому у нас относительно мягкие зимы. Бывало, например, -30°C зимой. Но это не катастрофа.

Я работаю в Антарктике летом. Там бывает +5, обычно теплее, чем в Украине в это время, потому что это антарктическое лето и, соответственно, украинская зима. Поэтому это вообще суперкомфортные условия.

В целом, у нас сейчас стало намного больше дождей и намного больше шквальных ветров. Это уже некомфортно, потому что, например, трудно фиксировать оборудование.

— Мне еще интересна технология эДНК (eDNA). Когда вы берете пробы воды и можете определить, какие виды там находились. Как это работает? Это новая технология или ее используют уже давно?

— Это интересная история. Потому что обычно, если тебе надо узнать, кто живет в воде, тебе надо его как-то поймать, увидеть визуально, посчитать — это супертяжело.

Есть виды, которые, например, вот он как личинка выглядит так, а когда вырастает — уже совсем другой, и ты его уже не узнаешь. Есть виды, которые просто проплыли, и ты их не увидишь, потому что в тот момент не был наблюдателем. Есть виды редкие, есть виды инвазивные, которые приходят в определенный регион и затем начинают там развиваться. Но пока их мало, ты не знаешь, что они там.

А эДНК — это когда ты берешь пробу воды или почвы и по следам ДНК, как в каком-то детективном сериале, расшифровываешь их, сопоставляешь с базой данных то, что ты получил, и затем видишь список видов: тех, кто там проплывал, тех, кто там был не так давно.

— Наука — это чрезвычайно интересно. Чем из самых необычных последних открытий вы можете поделиться?

— Мы сейчас работаем над международным проектом Explora и исследуем морские бактерии. И, наконец-то, мы начали их выращивать.

У нас вырастают первые штаммы этих бактерий.

Если раньше я их видела только по ДНК, потому что вырастить морские бактерии очень-очень сложно... То есть вырастить какую-нибудь палочку Коха — это элементарно. А вот вырастить именно ту морскую бактерию, которая тебе нужна — это суперсложно.

Мы это делали в условиях Южного океана: прямо туда засовывали контейнер с ними, они у нас там нарастали, а затем их привозили к нам.

Теперь мы будем исследовать эти бактерии на предмет синтеза различных антиоксидантов, антимикробных соединений — для меня это самое интересное. Хотя открытия в данном случае еще впереди.

— Каким может быть дальнейшее открытие и к чему оно может привести?

— Дальше мы будем расшифровывать их геномы, искать кластеры генов, которые отвечают за синтез антибиотиков, например, антиоксидантов, соединений, которые могут использоваться в косметике. По предварительным данным мы знаем, что там это стопроцентно будет.

У них также могут быть ферменты, которые работают при низких температурах, ведь они живут при температуре океана.

Это классно, потому что они используются для очистки, стирки, различных промышленных процессов. А нагрев в промышленности — супер энергоемкий процесс. Поэтому, если ты можешь все то же самое делать в холодной воде, ты экономишь кучу денег.

Сначала мы будем искать гены, которые за это отвечают, затем будем наращивать биомассу этих бактерий в специальных биореакторах. Дальше — будем заставлять их продуцивать в большем количестве эти соединения. А в конце этого проекта должны быть даже прототипы препаратов.

— Не могу не спросить об историческом шаге, который сделал ледокол “Ноосфера” — впервые работал за Южным полярным кругом. Вы были в этой экспедиции. Какие это были ощущения и как в целом она прошла?

— Это был второй раз, когда "Ноосфера" была за Южным полярным кругом. Первый был в начале сезона в декабре, а я была в феврале. Мы уже лучше подготовились, и в феврале все прошло просто идеально.

Если по субъективным ощущениям, то за Южным полярным кругом действительно иначе, как ни странно.

Я думала, что, Боже, ну какая разница? Это та же Антарктида, прекрасная, чудесная, эти рассветы, закаты. Но когда я проснулась и вышла, когда мы были уже за Южным полярным кругом, то я увидела, что там другой свет, по-другому это все выглядит...

Когда ты уже бывал в Антарктиде, то ты видишь, что там иначе. Как по мне, там даже красивее.

Там какой-то другой воздух, игра света на этих горах, на воде, то есть как-то так это ощущается....

У нас была огромная научная программа. Мы делали и метеоисследования, огромные океанографические исследования.

Я впервые смогла наконец-то получить образцы микробиоты — микроорганизмов из разных слоев океана, потому что до этого мы работали на поверхности, а сейчас — на глубинах 500 м, 700 м. Микробиота на поверхности и на глубине — это абсолютно разные вещи. Нам было важно получить все эти образцы.

Еще из интересного мы делали анализ бентоса — это организмы, которые живут на морском дне. Наши польские коллеги их отбирали на анализ, чтобы посмотреть, как на них действует изменение океана и закисление.

Мы брали у них образцы тоже на ДНК-анализ, потому что многие из них вообще неизвестны. Нет их ДНК-баркода, то есть нигде нет их ДНК-последовательности, а мы будем это нарабатывать.

— Какие следующие амбициозные задачи ставите перед собой?

— Следующий рейс... Пока не буду разглашать, куда он будет, но, скажу сразу, что это немножечко другое место в Антарктиде.

Интересные природные исследования там будут, потому что это подводные вулканы, а в подводных вулканах живет микробиота, которая выдерживает температуру 300°C и высокую концентрацию металлов, вымывающихся из земной коры. То есть это вообще какая-то внепланетная бактериальная цивилизация.

Совершенно другой мир, и если нам все удастся, возможно, получится получить образцы и оттуда.

— И в завершение нашего разговора: как вообще люди становятся исследователями — это с детства идет или нет?

— Я на самом деле не хотела быть исследователем с самого детства, хотя сейчас часто работаю с детьми, у которых горят глаза и они уже хотят этим заниматься. Я же колебалась, куда буду поступать, и случайно попала в Киево-Могилянскую академию на экологию.

Я была очень молода, и мне сказали: "Там будут проходить классные практические занятия в Карпатах и в Крыму".

Таким образом я пошла на экологию, а уже там встретила суперинтересных людей: преподавателей, которые были и остаются экспертами в своей области. И когда настолько профессиональный человек делится с тобой опытом... У меня "щелкнуло". Я подумала: "Вау, это мое. Я хочу этим заниматься!".

Читайте также: Что чувствует человек на 7 минуте без воздуха: о национальном рекорде рассказала фридайвер Екатерина Садурская