26

января

2026 год

Ученые СурГУ на пути к разработке современной системы мониторинга биоразнообразия пресных вод Югры

Биологическое разнообразие в пресных водах сокращается быстрее, чем в наземной и морской средах. Реки, озера и болота испытывают растущую нагрузку из-за деятельности человека и изменений климата, оставаясь при этом одними из наименее изученных природных экосистем. Исследовать всех их обитателей традиционными методами практически невозможно – многие виды редки или ведут скрытный образ жизни. В таких случаях на помощь приходит современная молекулярная биология, позволяющая буквально увидеть невидимое. Изучением видов и сообществ пресноводных животных Югры занимаются исследователи Научно-образовательного центра Института естественных и технических наук (ИЕиТН) СурГУ.

Пресноводные экосистемы занимают небольшую часть поверхности Земли, но обеспечивают существование огромного числа видов. В Югре водоемов и водотоков особенно много из-за равнинного рельефа, значительной заболоченности и разветвленной речной сети, что формирует сложную и чувствительную природу региона.

Ученые СурГУ под руководством кандидата биологических наук Евгения Бабушкина реализуют проект, направленный на развитие методической базы современной системы инвентаризации и мониторинга биоразнообразия пресных вод. В его основе – интеграция классических зоологических и молекулярно-генетических методов, включая ДНК-штрихкодирование и анализ ДНК окружающей среды.

«Для Югры пресноводные экосистемы имеют особое значение. Реки, озера и болота формируют основу природного ландшафта. Также здесь развита нефтяная промышленность, из-за чего важно уделять особое внимание потенциальным угрозам для водных экосистем, например, загрязнению, фрагментации и уничтожению мест обитания видов и сообществ. Изменения в состоянии пресных вод быстро отражаются на других экосистемах и благополучии населения региона, поэтому развитие современных методов мониторинга в Югре особенно актуально», – подчеркивает Евгений Сергеевич.

Дополнительную нагрузку на водоемы создают климатические изменения, рост населения и промышленное освоение территорий. При этом данные о биоразнообразии пресных вод часто остаются фрагментарными или неполными. Традиционные гидробиологические исследования, основанные на отлове и морфологическом определении организмов, трудоемки, длительны и не всегда позволяют достаточно полно выявить биоразнообразие.

В качестве модельной группы ученые выбрали пресноводных моллюсков – малоподвижных и чувствительных к изменениям среды организмов, широко распространенных в водоемах и водотоках региона.

«Моллюски – удобная модельная группа. Они широко распространены, достаточно разнообразны и при этом напрямую отражают состояние среды обитания. Интерес к ним формировался постепенно, на основе многолетней работы. Мы накопили большой объем полевых и коллекционных данных и со временем поняли, что классических методов уже недостаточно для ответов на многие вопросы. Развитие и доступность молекулярно-генетических технологий позволили по-новому взглянуть на уже знакомые объекты и логично привели к созданию интегративного проекта», – поясняет Евгений Сергеевич.

В рамках первого этапа проекта ученые выполнили масштабные работы с коллекциями пресноводных моллюсков в ведущих научных центрах России и Казахстана, а также провели экспедиции в шести районах Югры. Они отобрали более 300 проб грунта и водных растений, около 50 проб воды. База данных по биоразнообразию региона пополнилась почти 6 000 записей, а коллекция – более чем 200 единицами хранения. Кроме того, было получено 700 генетических последовательностей, вошедших в региональную библиотеку ДНК-штрихкодов.

Значимым результатом первого этапа реализации проекта стала разработка исследовательских протоколов на основе интегративного подхода, сочетающего классические зоологические методы и анализ ДНК окружающей среды.

«Если совсем просто, то методы изучения ДНК окружающей среды можно кратко изложить так: отбираем пробу воды, фильтруем ее, выделяем ДНК, а дальше есть два пути: либо определяем присутствует или нет конкретный вид с помощью видоспецифичных праймеров в ходе количественной полимеразной цепной реакции (или ПЦР), либо анализируем все сообщество в целом с использованием высокопроизводительного секвенирования нуклеиновых кислот», – рассказывает ученый.

Интегративный подход предполагает объединение разных источников данных и их взаимную проверку. По словам ученых, сочетание методов позволяет выявлять редкие, инвазионные (чужеродные) и эпидемиологически значимые виды без их прямого отлова, а также может стать основой современной системы экологического мониторинга, применимой как в Югре, так и в других регионах России.

Команда проекта обширна. В СурГУ базируется центр исследования, который занимается сбором, анализом и описанием коллекций, молекулярно-генетическими исследованиями, в него входят: Евгений Бабушкин, кандидат биологических наук, руководитель проекта, совместно с Максимом Пономаревым и Дианой Дунаевой – студентами-магистрантами второго курса профиля «биоразнообразие и охрана природы» ИЕиТН.

Сотрудники проекта из других городов выполняют свою часть общей работы: сбор и анализ зоологического материала, дизайн праймеров, биоинформатическую обработку и другие виды исследований. Над проектом в качестве основных исполнителей работают доктор биологических наук Максим Винарский из Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ), а также кандидат биологических наук Елена Звягина из Беломорской биологической станции Московского государственного университета и кандидат биологических наук Иван Нехаев, работающий в СПбГУ и в Институте зоологии Республики Казахстан.

Кроме того, среди участников проекта Ирина Хребтова и Татьяна Елисеева, младшие научные сотрудники Российского музея центров биологического разнообразия Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики Уральского отделения Российской академии наук, и Тагир Ишманов, студент-магистрант второго курса направления «техническая физика» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого.

Полученные результаты станут основой для дальнейших исследований и разработки практических инструментов мониторинга, которые в перспективе могут применяться как в Югре, так и в других регионах России.

Исследования ведутся в рамках проекта «Интеграция классических и молекулярно-генетических подходов для разработки системы инвентаризации и мониторинга биологического разнообразия пресных вод Ханты-Мансийского автономного округа-Югры» (№ 25-14-20058), поддержанного Российским научным фондом.

Автор: Вероника Петровская
Фото предоставлено героем публикации

Источник: ugra-news.ru