Ученые выяснили, что байкальские губки являются биоиндикаторами загрязнения

Элементный состав байкальских губок отражает наличие загрязняющих воду озера тяжелых металлов. Этот факт установили исследователи Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) из Дубны в содружестве со специалистами из Лимнологического института (ЛИН) СО РАН, г. Иркутск и Бухарестского университета, Румыния, сообщает 6 сентября пресс-служба ОИЯИ.

Для оценки антропогенной нагрузки на природные экосистемы учеными часто используются в качестве датчиков загрязнения так называемые биоиндикаторы — организмы, изменение состояния которых отражает состояние окружающей среды.

В случае водных экосистем такими биосенсорами обычно выступают фильтрующие воду организмы, которые при этом накапливают в себе загрязняющие ее вещества и первыми реагируют на их появление. Именно к таким организмам относятся байкальские губки, ставшие предметом исследования группы ученых.

В последнее время на Байкале отмечены массовые заболевания и гибель губок, а также разрастание водоросли спирогиры и изменения в видовом составе планктона, что в совокупности служит признаком ухудшения состояния экосистемы озера.

Команда ученых решила выяснить, можно ли использовать в качестве биоиндикатора загрязнения воды тяжелыми металлами байкальские эндемичные губки. С этой целью ученые ЛИН СО РАН за время летних экспедиций произвели отбор образцов воды, грунта и губок вида L. baikalensis в двух районах Байкала: вблизи поселков Листвянка и Большие Коты.

Замороженные образцы были направлены для исследования в ОИЯИ, где их поделили на сегменты, высушили и проанализировали. Ученые намеревались определить закономерности распределения различных элементов внутри тела губки, а также выяснить, как концентрации элементов в губке варьируются в одном районе сбора образцов и в целом внутри данного вида.

Начальник сектора нейтронно-активационного анализа и прикладных исследований Лаборатории нейтронной физики им. И. М.Франка ОИЯИ Инга Зиньковская рассказала о проведенном исследовании:

«Мы с большим интересом подключились к работе по определению элементного состава байкальских губок, совершенно нового для нашего сектора объекта исследования. Для их изучения мы использовали нейтронно-активационный анализ и атомно-эмиссионную спектрометрию с индуктивно связанной плазмой».

Исследование показало, что разные элементы внутри тела губки распределяются неодинаково. Так, алюминий, марганец и уран концентрировались в основном в ближайшем к субстрату сегменте губки, в отличие от меди и свинца.

«Изучение этого вопроса очень важно, — подчеркнула Алена Яхненко, сотрудник сектора молекулярной генетики клетки Лаборатории ядерных проблем ОИЯИ и ЛИН СО РАН, — потому что, если губки будут использоваться в качестве биоиндикаторов, то необходимо точно знать, какую часть их организма надо анализировать для получения достоверных и воспроизводимых результатов».

Посегментное элементное исследование губок позволило выявить наиболее щадящий и при этом информативный способ отбора образцов, каким оказался отбор верхней части одной из веточек губки — он позволит сохранить организм живым, не нарушив экосистему.

Собранные в двух разных районах губки имели различающийся элементный состав. Их сравнительный анализ показал, что в Лиственничном заливе содержание хлора, кальция, ванадия, цинка, мышьяка, селена, брома, кадмия и меди было выше, чем в районе поселка Большие Коты.

При этом медь, кадмий и бром содержались в губках в большей концентрации, чем в окружающей среде, что свидетельствует о биоаккумуляции в них этих химических веществ.

Ученые доказали, что содержание в губках некоторых токсичных элементов также повышено по сравнению с окружающей средой и при этом уровень накопления их зависит от уровня наличия таких элементов в окружающей среде.

Полученные результаты доказывают, что байкальские губки могут с успехом использоваться в качестве биоиндикаторов загрязнения озера Байкал токсичными элементами.

Дальнейшие исследования ученых будут направлены на изучение содержания тяжелых металлов в губках, произрастающих в разных районах озера Байкал, а также на исследование биоаккумуляции тяжелых металлов еще у четырех видов байкальских эндемичных губок, чтобы выбрать для биоиндикации наиболее перспективный вид.

Результаты проведенных исследований ученые представили в статье «Эндемичная губка Lubomirskia baikalensis как биоиндикатор загрязнения химическими элементами озера Байкал», опубликованной в журнале Marine Pollution Bulletin.