«Читать» воду по ДНК: завершена летняя экспедиция Института биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина в Пинежский заповедник

В Пинежском заповеднике – старейшей особо охраняемой природной территории Архангельской области – завершилась летняя серия полевых работ масштабной экспедиции Института биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина (ИБВ РАН).

Группа микробиологов из Ярославской области в течение недели под руководством старшего научного сотрудника лаборатории микробиологии ИБВВ РАН Дмитрия Загумённого собирали информацию о состоянии водных экосистем заповедника. 

Главная цель ученых состояла в том, чтобы изучить биоразнообразие протистов или одноклеточных эукариот. В их число входят жгутиконосцы, инфузории, амебофлагелляты и солнечники – существа, которые играют ключевую роль в пищевых цепях и поддержании чистоты водоемов.

«Мы применили комплексный подход – не только отобрали пробы воды для традиционного микроскопирования, но и подготовили материал для самых современных молекулярно-генетических исследований. Параллельно фиксировали физико-химические параметры воды — температуру, кислотность, содержание кислорода. Это необходимо, чтобы в будущем понять, как именно условия среды влияют на расселение и активность микробных сообществ», – рассказал Дмитрий Загумённый.

Сейчас все собранные образцы доставлены в лабораторию. Учёные уже выделили из них тотальную ДНК – генетический «слепок» всего живого, присутствующего в пробе. 

Первые предварительные итоги метабаркодингового анализа (метода, который позволяет опознавать организмы по уникальным участкам ДНК) планируется получить к концу года, после секвенирования подготовленных библиотек.

После получение последовательностей перед биологами встанет сложнейшая задача биоинформатической обработки: нужно расшифровать огромные массивы данных, определить точный состав сообществ и сопоставить его с гидрохимическими характеристиками водоемов.

Результатом станет не просто список видов, а полноценная модель того, как устроена жизнь в каждом конкретном озере или на участке реки Сотки.

«Особо охраняемые природные территории — это наши экологические «маяки», уникальные референсные участки, где вмешательство человека сведено к минимуму. Изучая их, мы получаем эталонный образец природы, точку отсчета. Только здесь мы можем понять, как именно должны функционировать здоровые экосистемы. Данные, собранные в Пинежье, лягут в основу оценок того, как меняются сообщества при увеличении антропогенной нагрузки на прилегающих территориях», – пояснил значимость проводимых исследований Александр Кирилов, директор ФГБУ «Русская Арктика», под управлением которого находится Пинежский заповедник.

Работа учёных ИБВВ РАН в Пинежском заповеднике на этом не заканчивается: осенью их ждёт новый этап экспедиции. А пока исследователи с нетерпением ждут «расшифровки» генетических кодов, чтобы приоткрыть завесу над жизнью водных микроорганизмов, о существовании которых мы порой даже не догадываемся.

Фото Николая Гернета