Які таємниці приховує Антарктика: велике інтервʼю з мікробіологинею Марією Павловською

Науковці продовжують досліджувати Антарктику, працюючи з тим, що приховане від людського ока. Мікробіологи вивчають унікальні полярні бактерії, які впливають на кліматичні процеси та можуть стати основою для нових ліків. А сучасні технології дозволяють робити важливі відкриття: з однієї проби води можна визначити ДНК усіх організмів поруч. Попри складні умови та війну, українські експедиції не зупиняють свою роботу в Південному океані. Про життя на крижаному континенті в студії "Ранку Вдома" розповіла науковиця, морська мікробіологиня та учасниця сезонних експедицій на станцію "Академік Вернадський" Марія Павловська.

Ведучі — Кароліна Король та Денис Мінін.

— У людей Антарктика зазвичай асоціюється з пінгвінами. Як вони там, як у них справи?

— Мені здається, пінгвіни краще за всіх, тому що їхня популяція зростає весь час. У нас на станції за останніми підрахунками 11 000 пінгвінів, а острів — величиною в один квадратний кілометр, тому щільність пінгвінів дійсно вражаюча.

У них все непогано, бо в нашому регіоні відбуваються зміни клімату, іде потепління — через це збільшується кількість не покритої льодом води та кількість днів, коли в нас не стоїть лід. 

Для пінгвіна — це можливість полювати, бо вони харчуються крилем. Також менше покритий льодом острів — це означає більше відкритої скелі, а отже, більше місць для гніздування.

— Наскільки я розумію, є окрема посада для людини, яка рахує пінгвінів?

— Це не зовсім посада. В обов'язки біолога на станції "Академік Вернадський" входить підрахунок пінгвінів, і це робиться кількома способами.

Якщо біолог має час, він проходиться і рахує з лічильником гнізда, птахів, а потім — пташенят, коли вони з'являються. Але оскільки пінгвінів забагато, зазвичай біолог веде регулярний підрахунок лише на контрольній ділянці.

Проте, щойно він бачить, що з'явилися яйця чи пташенята і почався активний рух, то обов'язково ходить і по інших ділянках, щоб зафіксувати цей період.

А якщо біолог просто не встигає прийти й перерахувати таку кількість вручну, тоді запускає дрон і рахує пінгвінів з повітря.

— Розкажіть про морських тюленів. Вони справді такі лагідні, як здаються, чи це жорсткі хижаки? Як у них справи?

— Тюленів у нас кілька видів. Вони різні як ззовні, так і за своєю вдачею. Найбільший хижак, який у нас мешкає — це морський леопард.

Це великий тюлень, який полює на пінгвінів. Особливо на молодих і недосвідчених: коли вони міняють пух на пір'я і починають плавати у воді, морський леопард уже чатує на них. Він знає, що це його зоряний час.

Ще в нас є тюлені Ведделла. Якщо хтось слідкує за нашими соцмережами, то могли бачити, що саме вони народжують у нас на острові.

Вони приходять сюди десь у жовтні — це якраз антарктична весна. І коли народжується перше тюленятко, ми оголошуємо конкурс на ім'я для нього, а потім обираємо варіанти з того, що пропонують люди.

Користувачі пропонують інколи хороші речі, інколи дивні, але це точно завжди цікаво.

— Які найнезвичайніші імена вже були? Є, до прикладу, тюленятко Степан?

— Степана немає, але є Галинка. 

— А що ми, можливо, не знаємо про косаток? 

— Навіть не знаю... Вони дуже цікаві тварини. У них найбільша чисельність саме у водах Південного океану. У нас вони трапляються, але не так часто, як кити.

У косаток цікава соціальна структура — у них матріархат.

Очолює зграю головна "бабця", так би мовити — найстарша, досвідчена самиця. Зграя йде саме за нею, користуючись її досвідом під час полювання.

Косатки взагалі цікаво полюють: у них злагоджена комунікація між собою, значно складніша, ніж у деяких інших морських ссавців. Тому в цілому це тварини, за якими можна довго спостерігати.

Багато людей думають, що ця біла пляма у косатки — це око.

Це не око, а просто таке забарвлення. Око в неї, як і в інших китоподібних чи морських ссавців — звичайне, невеличке. А біла плямка навколо потрібна для того, щоб вони орієнтувалися й бачили одне одного у воді.

Також, за однією з теорій, коли косатка полює, ця пляма дезорієнтує жертву: не зовсім зрозуміло, де її око і куди вона дивиться. Тому в плані полювання це теж непогано, бо так важче передбачити її наступні кроки.

— Загалом, яка зараз ситуація в океані? Адже стан морської екосистеми — це головний показник здоров'я планети. Чого зараз більше у ваших спостереженнях: позитивних тенденцій чи все ж таки тривожних новин?

— Знаєте, насправді новини неоднозначні. Якщо ми говоримо про Південний океан, то, звичайно, бачимо, що відбуваються зміни клімату, які чітко помітні в нашому регіоні.

Вони спровоковані як глобальними процесами на всій планеті, так і вулканічною активністю, яка спостерігається саме в районі Західного Антарктичного півострова.

Це, звісно, впливає на екосистеми. Наприклад, для пінгвінів усе йде в плюс, тому що з'являється більше місць для гніздування. Певні мікроорганізми від цього теж змінюються, але на краще чи на гірше — тут важко сказати, вони просто перебудовуються.

А от для криля, наприклад, це не дуже добре.

Криль харчується мікроводоростями, які через потепління змінюються, і тоді криль уже не може їх споживати — йому потрібна інша харчова база. Оскільки крилем харчуються кити, для них це теж тривожний дзвіночок.

Але з іншого боку, зараз немає такого китобійного промислу, як раніше, тому популяція китів росте. Тому екологічна ситуація ніколи не буває односпрямованою. Ніколи не можна сказати, що "все пропало" або "ми врятовані, все добре". Це комплексна історія, тому ми її й досліджуємо.

— Останнім часом про погоду в Україні кажуть: "Пропало все". Бо то дощ іде, а за пів години — сонце. А як із погодою в Антарктиці?

— У нас теж відбуваються певні погодні зміни, але в цілому там, де розташована наша станція — не суворі погодні умови. Це не за полярним колом, тому у нас відносно м'які зими. Бувало, наприклад, -30°C взимку. Але це не катастрофа.

Я працюю в Антарктиці влітку. Там буває +5, зазвичай тепліше, ніж в Україні в цей час, тому що це антарктичне літо і, відповідно, українська зима. Тому, то взагалі суперкомфортні умови.

Загалом, у нас зараз стало набагато більше дощів і набагато більше шквальних вітрів. Це вже некомфортно, бо, наприклад, важко фіксувати обладнання.

— Мені ще цікава технологія еДНК (eDNA). Коли ви берете проби води й можете визначити, які види там перебували. Як це працює? Це нова технологія чи її використовують уже давно? 

— Це цікава історія. Тому що зазвичай, якщо тобі треба дізнатися, хто живе у воді, тобі треба його якось зловити, побачити візуально, порахувати — це суперважко.

Є види, які, наприклад, от він як личинка виглядає так, а коли виростає — уже зовсім інший, і ти його вже не впізнаєш. Є види, які просто пропливли, і ти їх не побачиш, тому що в той момент не був спостерігачем. Є види рідкісні, є види інвазивні, які приходять у певний регіон і потім починають там розвиватися. Але поки їх мало, ти не знаєш, що вони там.

А еДНК — це коли ти береш пробу води чи ґрунту і за слідами ДНК, як у якомусь детективному серіалі, розшифровуєш їх, співставляєш із базою даних те, що ти отримав, і потім бачиш список видів: тих, хто там пропливав, тих, хто там був не так давно.

— Наука — це надзвичайно цікаво. Чим із найнезвичайніших останніх відкриттів ви можете поділитися?

— Ми зараз працюємо над міжнародним проєктом Explora і досліджуємо морські бактерії. І, нарешті, ми почали їх вирощувати.

У нас виростають перші штами цих бактерій.

Якщо раніше я їх бачила тільки по ДНК, тому що виростити морські бактерії дуже-дуже складно... Тобто виростити якусь паличку Коха — це елементарно. А от виростити саме ту морську бактерію, яка тобі потрібна — це суперскладно.

Ми це робили в умовах Південного океану: прямо туди засовували контейнер з ними, вони в нас там наростали, а потім їх привозили до нас.

Тепер ми будемо досліджувати ці бактерії на предмет синтезу різних антиоксидантів, антимікробних сполук — для мене це найцікавіше. Хоча відкриття, в цьому випадку, ще попереду.

— Яким може бути подальше відкриття і до чого воно може призвести?

— Далі ми будемо розшифровувати їх геноми, шукати кластери генів, які відповідають за синтез антибіотиків, наприклад, антиоксидантів, сполук, які можуть використовуватися в косметиці. За попередніми даними ми знаємо, що там це стовідсотково буде.

У них також можуть бути ферменти, які працюють за низьких температур, бо вони живуть за температури океану.

Це класно, тому що вони використовуються для очищення, прання, різних промислових процесів. А нагрівання в промисловості — супер енергоємний процес. Тому, якщо ти можеш усе те саме робити в холодній воді, ти економиш купу грошей.

Спочатку ми будемо шукати гени, які за це відповідають, потім будемо нарощувати біомасу цих бактерій у спеціальних біореакторах. Далі — будемо змушувати їх продукувати у більшій кількості ці сполуки. А в кінці цього проєкту мають бути навіть прототипи препаратів.

— Не можу не спитати про історичний крок, який зробив криголам “Ноосфера” — вперше працював за Південним полярним колом. Ви були в цій експедиції. Які це були відчуття і як загалом вона пройшла?

— Це був другий раз, коли "Ноосфера" була за Південним полярним колом. Перший був на початку сезону в грудні, а я була в лютому. Ми уже краще підготувалися, і в лютому все пройшло просто ідеально.

Якщо за суб'єктивними відчуттями, то за Південним полярним колом дійсно інакше, як не дивно.

Я думала, що, Боже, ну яка різниця? Це та сама Антарктида, прекрасна, чудова, ці світанки, заходи сонця. Але коли я прокинулася і вийшла, коли ми були вже за Південним полярним колом, то я побачила, що там інше світло, по-іншому це все виглядає...

Коли ти вже бував в Антарктиді, то ти бачиш, що там інакше. Як на мене, там навіть красивіше.

Там якесь інше повітря, гра світла на цих горах, на воді, тобто якось так це відчувається....

У нас була величезна наукова програма. Ми робили і метеодослідження, величезні океанографічні дослідження.

Я вперше змогла нарешті отримати зразки мікробіоти — мікроорганізмів з різних шарів океану, тому що до цього ми працювали на поверхні, а зараз — на глибинах 500 м, 700 м. Мікробіота на поверхні і на глибині — це абсолютно різні речі. Нам було важливо отримати всі ці зразки.

Ще з цікавого ми робили аналіз бентосу — це організми, які живуть на морському дні. Наші польські колеги їх відбирали на аналіз, щоб подивитися, як на них діє зміна океану і закислення.

Ми брали у них зразки теж на ДНК-аналіз, тому що багато з них взагалі невідомі. Немає їх ДНК-баркоду, тобто ніде немає їх ДНК-послідовності, а ми будемо це напрацьовувати.

— Які наступні амбітні завдання ставите перед собою?

— Наступний рейс... Поки не буде розголошувати куди він буде, але, скажу одразу, що це трошечки інше місце в Антарктиді.

Цікаві природні дослідження там будуть, тому що це підводні вулкани, а в підводних вулканах живе мікробіота, яка витримує температуру 300°C та високу концентрацію металів, які вимиваються із земної кори. Тобто це взагалі якась позапланетна бактеріальна цивілізація.

Геть інший світ, і якщо нам все вдасться, можливо, вийде отримати зразки і звідти.

— І на завершення нашої розмови: як взагалі люди стають дослідниками — це з дитинства йде, чи ні?

— Я насправді не хотіла бути дослідницею з самого дитинства, хоча зараз часто працюю з дітьми, у яких горять очі і вони вже хочуть цим займатися. Я ж вагалася, куди буду вступати, і випадково потрапила в Києво-Могилянську академію на екологію.

Я була дуже молода, і мені сказали: "Там проходитимуть класні практичні заняття в Карпатах і в Криму".

Таким чином я пішла на екологію, а вже там зустріла суперцікавих людей: викладачів, які були й залишаються експертами у своїй галузі. І коли настільки професійна людина ділиться з тобою досвідом... У мене "клацнуло". Я подумала, що: "Вау, це моє. Я хочу цим займатися!".

Читайте також: Що відчуває людина на 7 хвилині без повітря: про національний рекорд розповіла фрідайверка Катерина Садурська