Дайверы засняли огненного морского ежа

Обновлено: 11.09.2024

Авачинская бухта на Камчатке — вторая по размеру бухта в мире после Сиднейской. Прекрасное место для дайвинга и для любителей серфинга. Здесь на каждом камне обитали десятки животных. Актиниевые сады сменялись лугами, на которых паслись морские ежи. По дну ползали волосатые и каменные крабы, а также раки-отшельники. Туда-сюда суетились фиолетово-розовые холодноводные креветки. Здесь обитали 32 вида рыб, в том числе камбала, бычки, терпуги. В бухте жили нерпы, сюда заходили сивучи и касатки.

Осенью 2020 года воды Авачинской бухты опустели. На дне повсюду лежали мертвые полихеты — многощетинковые черви, которых обычно не видно: они прячутся среди водорослей. Исчезли рыбы. У морских ежей выпали иголки. Погибли губки, актинии, двустворчатые моллюски.

Что же убило биосферу залива? Внезапная массовая гибель морских организмов в Авачинской бухте немедленно вызвала подозрение экологов: виновата человеческая деятельность! Утечка жидких радиоактивных отходов из подземного хранилища? Ракетное топливо (несимметричный диметилгидразин) и продукты его распада, через подземные воды вынесенные в океан? Нефтепродукты, пролившиеся с проходившего мимо корабля?

Начинаем с воды

После того как известие об экологической катастрофе на Камчатке широко распространилось, в Москву из пострадавшего района привезли 20 проб воды. В лабораториях провели анализы в поисках нефтепродуктов, ракетного топлива и радиоактивных веществ. Были обнаружены фенолы (признак разлива нефти), но в концентрации, недостаточной для массовой гибели живых организмов.

В одной из 20 проб нашли следы окисления одного из главных токсичных компонентов ракетного топлива — несимметричного диметилгидразина. Однако делать выводы об отравлении ракетным топливом было бы преждевременно, потому что несимметричный диметилгидразин при окислении образует огромное количество соединений, а в той единственной пробе обнаружили только два из них, причем не самые стойкие: тетраметилтетразен и нитрозодиметиламин. Более того, последний может быть продуктом разложения многих органических веществ, поэтому необязательно имеет антропогенное происхождение.

Спускаемся на дно

Креветка Lebbeus polaris

Фото: Надежда Санамян

Через несколько дней на Камчатку отправилась экспедиция телеканала Life. Дайверы собрали образцы погибших бентосных организмов: морских ежей, крабов и раков-отшельников. Затем автор фильма «Ядовитый океан» Александра Ли приехала в ИФХЭ РАН и попросила проверить эти образцы на нитрозодиметиламин и диметилгидразон формальдегида. Если бы эти вещества были найдены в пробах тканей, отравление ракетным топливом можно было бы считать доказанным.

Образцы поступили в лабораторию физико-химических основ хроматографии и хромато-масс-спектрометрии ИФХЭ РАН.

От пробы к масс-спектру

Приборы — хромато-масс-спектрометры — работают либо с жидкими, либо с газообразными пробами. Пробы поступили в ИФХЭ РАН в замороженном виде. Здесь их заморозили еще сильнее, залив жидким азотом. При минус 196 °С пробы стали хрупкими, и образцы перетерли в порошок в химической ступке.

Что такое хромато-масс-спектрометрия

Следующий этап — экстракция органических веществ. В ходе этого процесса вещества переводят в растворитель, не смешивающийся с водой. Опытный исследователь умеет выбрать растворитель, который наилучшим образом экстрагирует вещество. Для усиления экстракции используются ультразвуковые ванны, куда залитый растворителем образец помещается на час или два.

Свежего нефтяного отравления не обнаружено

Получешуйный бычок Гилберта Hemilepidotus gilberti

Фото: Надежда Санамян

Самые интересные результаты были получены при изучении морских ежей.

У разлива нефти имеются характерные признаки в виде соединений углеводородов: летучие и быстро биоразлагаемые n-алканы (c С7 по C40) и более стойкие стераны, терпаны и гопаны. Гопаны дольше всего без изменений сохраняются в тканях живых организмов.

На хроматограммах, полученных при исследовании тканей морских ежей, были обнаружены пики, характерные для гопанов. Стераны и терпаны в тканях морских ежей обнаружены не были.

В случае свежего разлива нефти хроматограмма распределения по n-алканам должна иметь специфическую форму колокола. Однако полученная хроматограмма по алканам имела другой вид. Во всех образцах были найдены алканы C15 и С17, но эти компоненты часто имеют естественное происхождение, встречаются в морском фитопланктоне и с большой вероятностью попали в донные организмы неантропогенным путем.

Следовательно, обнаруженные в тканях морских ежей следы нефтяного загрязнения уже метаболизированы животными. Это свидетельствует о давнем нефтяном отравлении ежей, носившем хронический, а не катастрофический характер. Морские ежи уже долго впитывали нефть.

Также анализ показал, что антропогенные углеводороды почти полностью отсутствуют в биологическом материале крабов и раков-отшельников. Такое отличие между образцами морских ежей и ракообразных может быть обусловлено их разным образом жизни и трофическими цепями.

Тяжелые металлы в норме

Другим маркером нефтяного загрязнения является присутствие тяжелых металлов (кадмия, свинца, никеля, циркония, ванадия, цинка) в тканях живых организмов. Методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой было измерено содержание металлов из всей таблицы Менделеева (от лития до урана).

Делать выводы сложно, потому что содержание металлов в тканях донных животных камчатской акватории ранее не изучалось и поэтому нормальное содержание металлов для них не определено. Пришлось сравнивать результаты с результатами, полученными для близких видов животных, обитающих в других местах. Выяснилось, что содержание металлов, за исключением алюминия, в гонадах морских ежей не превышает нормы. В тканях краба только концентрация кадмия находится у верхней границы допустимой нормы, для других металлов концентрация в пределах нормы. Поэтому можно сказать, что тест на присутствие тяжелых металлов не указывает на недавнее нефтяное отравление.

Ракетное топливо и радиоактивные отходы не обнаружены

Результаты не указывают на присутствие несимметричного диметилгидразина, а также самых стойких продуктов его окисления из группы триазолов. Также не обнаружено то, что просили поискать представители канала Life,— нитрозодиметиламин или диметилгидразон формальдегида. Хотя на морских обитателях эксперименты с несимметричным диметилгидразином не проводились, есть работы, показывающие, что у млекопитающих диметилгидразин, попав на кожу, быстро всасывается в общий кровоток и на протяжении долгого времени определяется в тканях. Поэтому если бы ракетное топливо попало в морскую воду, его компоненты присутствовали бы в тканях животных. Но они обнаружены не были. Также не было обнаружено следов радиоактивных веществ.

Dermaturus mandtii (вид ракообразных)

Фото: Надежда Санамян

Результаты позволяют сказать: это была не нефть. Это было не ракетное топливо. Это были не радиоактивные отходы. Животные в Авачинской бухте погибли из-за чего-то другого.

Впервые хроматографисты ИФХЭ РАН, исследовав причины массовой гибели животных на Камчатке, исключили три наиболее обсуждаемые антропогенные причины. Результаты исследований были опубликованы в февральском номере журнала Marine Pollution Bulletin за 2021 год.

«Мы готовы и дальше работать в этом направлении,— заявил директор ИФХЭ РАН, член-корреспондент РАН Алексей Буряк,— например, вместе с биологами искать следы каких-то специфических веществ, которые будут маркером для биогенной причины случившегося. Или продолжить контроль за содержанием углеводородов и металлов в тканях морских организмов, проверяя, как идет восстановление биосреды и не появляется ли какая-то новая невидимая угроза. Теперь, когда первые измерения проведены, у нас имеются точка отсчета и задел на будущее. У хромато-масс-спектрометрии с ее чувствительностью и точностью воистину безграничные возможности по выявлению и предупреждению экологических катастроф».

06.08.2013

Водолазам удалось заснять у берегов Тасмании обитателя океанских глубин, который настолько редко встречается, что ученые между собой называют его морским единорогом.

Огнетелки или пиросомы (лат. Pyrostremma Spinosum или pyrosome) относятся к морским существам класса сальп. Они способны вырастать до 30 метров в длину и до двух метров в ширину.

Полое, полупрозрачное цилиндрическое существо состоит из тысячи маленьких особей, которых называют зооидами. Особи соединены между собой специальной соединительной тканью, при этом размеры каждого из существ, входящего в состав колонии пиросомы, составляет всего несколько миллиметров. Существо питается планктоном, который добывает из воды, пропускаемой через себя.

Пиросомы близки к колониальным асцидиям, но в отличие от своих сородичей, обитающих на поверхности воды, они свободно плавают и живут в открытой воде, а не около земли. Именно поэтому ученым так редко удается их обнаружить.

Группе дайверов, решившей поплавать у берегов Тасмании, мельком удалось заснять гигантское существо, представляющее из себя длинную трубку с заостренным концом с одной стороны и отверстием с другой.

Каждая пиросома лакомится планктоном, и по словам Ребекки Хелмет, это нечто среднее между боргами из сериала "Звездный путь", и клонами из киноэпопеи "Звездные войны".

"Они огромные и довольно страшные с виду. Некоторые люди с богатой фантазией могли бы подумать, что они подымаются из океанских глубин заглотить ничего не подозревающего дайвера. Однако к счастью, это не так. Пиросома - очень медленное существо, к тому же стенки ее тела очень тонкие", - рассказывает Хелмет.

Пиросома настолько нежная, что один из дайверов даже сравнил ее с боа из перьев.

Кадры, на которых заснято гигантское существо, были сделаны Майклом Бароном из дайв-центра, расположенного на полуострове Тасман в Тасмании, Австралия. Он говорит, что это одна из немногих областей в мире, где можно встретить множество редких обитателей океана недалеко от берега.

Девушка-дайвер по имени Юки живет на Гавайях, и постоянно исследует местную океанскую жизнь. Недавно у нее неожиданно появился новый друг - одноглазая рыбка, которая запомнила ее и каждый раз с радостью встречает в океане. Вот такая необычная бывает дружба!

Юки Накано (Yuki Nakano) живет на Гавайях, и профессионально занимается дайвингом. Она каждый день встречает дельфинов, морских черепах и других удивительных океанских обитателей. Недавно во время плавания она наткнулась на интересную рыбку - рыбу-ежа из семейства двузубых.

Дайвер впервые встретила рыбу у берегов острова Оаху. Обычно Юки соблюдает дистанцию со всеми морскими обитателями, но эта рыбка сама решила подружиться, и подплывала к ней все ближе. Девушка сразу заметила, что у рыбки нет правого глаза из-за ранения.

Проблема с глазом не причиняла рыбке неудобств - разве что, Юки заметила, что она не может плыть прямо из-за небольшой потери координации. На следующий день Юки вернулась на то же место. и снова встретила там новую подругу! Та как будто узнала ее - она "улыбнулась", и снова подплыла близко к ней. Их встречи продолжались из раза в раз, но однажды Юки приплыла на то место, и не увидела подругу.

Она забеспокоилась, что с ней что-то случилось, и искала, но так и не нашла.. Только через три месяца дайвер снова проплывала мимо этого места, и случайно увидела ее! Девушка была счастлива встрече, как и рыбка - она снова "заулыбалась" и поплыла к ней навстречу. С тех пор Юки периодически видит рыбку на том месте, и они обязательно приветствуют друг друга.

Читайте также: