ДДТ в рыбах, медузы-индикаторы и паразиты в пресных водоемах: над чем работают ученые Института биологии южных морей

Медузы чутко реагируют на загрязнение воды

Фото: Татьяна ЧЕРНИКОВА. Перейти в Фотобанк КП

Откуда в рыбе пестициды

Группа ученых ИнБЮМ оценила содержание вредных веществ в четырех видах черноморских рыб. Речь идет об инсектициде ДДТ, который ранее широко применялся в сельском хозяйстве, и о полихлорированных бифенилах (ПХБ) - стойких органических загрязнителях.

Совместная работа радиохемоэкологов и ихтиологов продолжалась три года. Для исследования выбрали четыре вида рыб: распространенных у побережья Крыма темного горбыля и зубарика, редкую европейскую мерлузу, а также корейского окуня-вселенца.

- Нужно было собрать достаточное количество материала, выловить для сравнения рыб одинакового размера и возраста в разных районах. По 3-4 редкие рыбы и 10 распространенных нужно было отобрать в каждом районе исследования. Таких районов вдоль побережья Крыма восемь - от Учкуевки до Кацивели, - рассказывает Людмила Малахова, ведущий научный сотрудник отдела радиационной и химической биологии ИнБЮМ.

Людмила Малахова. Фото: ИнБЮМ

По уровню загрязнения рыб можно судить об экологической ситуации в Черном море в целом.

Во всех выловленных образцах обнаружили следы ДДТ и ПХБ. Эти вещества способны сохраняться в организме долгие годы, постепенно подрывая здоровье, ослабляя иммунитет и нарушая работу эндокринной системы.

- Отмечу, что концентрация этих веществ в съедобных мышцах невысокая, а значит, эту рыбу можно употреблять в пищу без опасений. Рыбы работают как «живые датчики»: изучая их, мы можем точнее оценить, насколько загрязнено само море хлорорганическими веществами. Если в будущем загрязнение начнет расти, мы это сразу заметим и сможем вовремя принять меры. Как минимум - перестать есть рыбу, как максимум - выявить, где находятся источники загрязнения, и понять, как их устранить, - продолжает Людмила Малахова.

В ИнБЮМ с 80-х годов занимаются проблемой загрязнения моря ДДТ и другими опасными веществами.

Раньше ДДТ активно применяли в сельском хозяйстве для борьбы с насекомыми-вредителями. Но, как оказалось, яд поражал не только их. Сточные и грунтовые воды приносили пестициды в реки, которые несли опасные вещества дальше в море, где они поражали морскую фауну. Инсектицид ДДТ позже запретили производить и использовать.

ПХБ использовали в трансформаторах и конденсаторах, при производстве пластификаторов, красок, лаков, смазочных масел, пластмасс и добавок в бытовой химии. Эти вещества сложно уничтожить: они не разлагаются под воздействием солнечных лучей, а сжигать их можно только при температуре более 2000 градусов. Если температура будет ниже, образуются диоксины - еще более токсичные вещества.

Период полураспада опасных соединений в почвах и донных отложениях составляет, по некоторым данным, от 14 до 142 лет. «Наследие прошлого» продолжает влиять на морских обитателей.

- Почти 40 лет мы работаем над этой проблемой. Сегодня концентрация этих веществ в морской воде стала очень низкой. Но это не значит, что они исчезли. Вредные вещества оседают в донных отложениях, накапливаются в планктоне и во всех организмах, которые им питаются. Больше всего их оказывается в хищниках, в том числе и в дельфинах, - говорит Людмила Малахова.

Результаты исследований можно использовать для экологического мониторинга, оценки качества морской среды и биологических ресурсов, а также при разработке программ охраны морских экосистем.

В исследованиях рыб принимал участие ихтиолог Игорь Тамойкин. Фото: ИнБЮМ

- Существуют бактерии, которые могут поглощать эти вещества, если ничего более «вкусного» нет. У нас есть надежда, что со временем то, что накоплено в донных отложениях Черного моря, будет обезврежено, - говорит Людмила Малахова.

Медузы подскажут, что не так

Ушастые медузы, как и многие другие обитатели моря, чутко реагируют на загрязнения. Если в воде есть вредные вещества, тело медузы сокращается иначе. Ученые ИнБЮМ предложили использовать их в качестве «живых датчиков».

В прибрежной зоне специалисты устанавливают аквариум с медузами, через который протекает морская вода. Далее с помощью системы компьютерного зрения и специального алгоритма следят за их движениями.

Чтобы обучить алгоритм, авторы помещали шесть медуз в аквариумы с чистой морской водой и записывали их поведение на видео. При помощи нейросети фиксировалось каждое движение. Затем в аквариумы добавляли немного дизельного топлива. В результате алгоритм научился со стопроцентной точностью различать для каждой медузы нормальные и измененные характеристики.

Паразиты в пресной воде

Совместно со специалистами Российского государственного педагогического университета им. Герцена ученые ИнБЮМ разрабатывают ПЦР-тесты, которые позволят проверять пресноводные водоемы на наличие паразитов. Речь идет о микроскопических личинках - церкариях, которые вызывают церкариальный дерматит - он же «зуд купальщика» или «утиная болезнь».

Церкарии проникают под кожу, вызывая зуд, покраснение, раздражение, иногда повышение температуры. Заболевание не считается опасным для взрослых, но для детей неприятности могут быть намного серьезнее.

Как понять, опасна ли вода? Для этого нужно найти в водоеме моллюсков - промежуточных хозяев паразитов - и пристально их изучить. Все это занимает много времени, требуется специальное оборудование. Новые тесты, над которыми работают ученые, позволят выявлять в воде паразитов в течение нескольких часов. Нужна будет только проба воды.

- Это удобно, быстро и точно. Даже в моллюсках можно не обнаружить паразитов, если они находятся на ранней стадии развития. А наш тест определяет наличие ДНК паразитов в воде, - рассказывает Евгения Дмитриева, руководитель отдела экологической паразитологии ИнБЮМ.

Евгения Дмитриева. Фото: ИнБЮМ

В этому году систему уже опробовали в различных водоемах на территории страны - в Ленинградской области, в Подмосковье, а также в Крыму. В одном из водоемов полуострова паразитов нашли.

- Конечно, у нас в основном отдыхают на море. Но для других регионов это очень актуально: есть много пляжей на берегах озер и рек, - продолжает Евгения Дмитриева.

Завершить работу над тест-системами планируют к 2027 году. Затем разработку предложат Роспотребнадзору для использования.

А началось все в Африке.

- В 2024 году мы получили поддержку для работы в Республике Гвинея. Там в водоемах обитает паразит, родственный тому, которым сейчас занимаются наши ученые. Это шистосома мансони. Возбудитель вызывает шистосоматоз, - говорит специалист.

При шистосоматозе паразиты проникают в кровеносную систему. Это одно из самых серьезных и распространенных тропических заболеваний. Заразиться можно, не только выпив сырой воды, но и при купании, стирке белья и любом другом контакте с водой.

- Основной задачей у нас была разработка тест-системы для определения этих паразитов, что мы и сделали. Система показала высокую эффективность. Нынешний проект на территории России - продолжение наших разработок, - добавляет Евгения Дмитриева.