Стаття Україна — 12 вересня, 2019

Прямий зв’язок

ТЕКСТ:

Ігор Дикий – зоолог, кандидат біологічних наук, учасник трьох українських антарктичних експедицій. 4 квітня 2019 року на судні «Marigolds» разом із командою зимівників він прибув на українську станцію «Академік Вернадський» на свою четверту антарктичну експедицію загалом і третю – цілорічну. У 2019-2020 роках Ігор обраний бейзкомандером – керівником зимівлі. Ще під час підготовки до поїздки Ігор Дикий розповів про частину наукових питань, якими займаються біологи, зокрема в Антарктиді. Всі вони так чи так стосуються глобальних проблем, які постають перед людством.

Не впевнений, що людство загалом надто переймається збереженням видів. Кому яка різниця, що зник якийсь черв’ячок чи щось таке? Але коли це прямо впливає на саму людину, тоді її це хвилює. Як біологічні дослідження в Антарктиді безпосередньо стосуються людства?

Є дві основні мети досліджень. Перша — це дослідження біорізноманіття регіону. Biodiversity (біорізноманіття) — це неологізм, який з’явився в американській науці і згодом увійшов також і в законодавчі акти, адже це питання глобальне. До слова, існує конвенція про збереження біорізноманіття, яку підписала також і Україна.
 

1988 року американський біолог Едвард Вілсон видав книгу “Біорізноманіття”. Як наслідок, це поняття почало широко застосовуватися як у науці, так і на урядовому рівні. Люди є частиною біорізноманіття, належать до у нього та повністю від нього залежать. Людство безперервно отримує від екосистеми певні вигоди: природні ресурси, здорове середовище існування тощо. Від біорізноманіття залежить також функціонування економіки і суспільства загалом. Порушення екосистем може призвести до того, що отримання певних ресурсів стане неможливим. Альтернативні варіанти, якщо і будуть, можуть коштувати людству дуже дорого.

5 червня 1992 року Конвенція про біорізноманіття була відкрита для підписання після кількарічної розробки та узгодження її тексту. Її підтримали всі країни світу, крім Андорри, Брунею, Ватикану, Іраку, Сомалі, Східного Тимору та США. Резюме цієї Конвенції полягає у невиснажливому використанні біорізноманіття та впровадженні екосистемного підходу до збереження природи. У 2002 році на Всесвітньому саміті з невиснажливого розвитку, який відбувся у Йоганнесбурзі, це питання стало одним із топ-5 пріоритетних проблем людства: біорізноманіття, вода, енергія, здоров’я та атмосфера.

Україна розташована у чотирьох природних зонах (ліси, лісостеп, степ, гори) і знаходиться на міграційних шляхах багатьох видів тварин. Відтак, із шістьма відсотками території Європи, Україна володіє не менше ніж 35% біорізноманіття цієї частини світу. У нас налічується приблизно 70 тисяч різних видів. Частина з них ще досі не описана, тобто невідома. Це в основному гриби та комахи. Через антропогенні чинники велика кількість видів перебуває під загрозою зникнення.

Довідка за матеріалами Національного екологічного центру України.

 
Йдеться не лише про різноманіття видів: комах, тюленів, пінгвінів, інших звірів, рослин чи мікробів, а й про різноманіття генотипів. Наприклад, у звичайного горобця у Львові буде один генотип і пристосування до їжі, до хвороб, а в Нью-Йорку в цього ж виду будуть вже інші хвороби, цей горобець пристосований до інших кормів. І хоча це один і той самий вид, однак у них різні пристосування, закріплені на генетичному рівні. Тож ідеться про різноманіття генотипів. Також це стосується сортів: свійських тварин або рослин. Адже якщо не підтримувати сорт, то він зникає. Наприклад, різні сорти винограду.

Крім різноманіття видів та генотипів, йдеться про різноманіття екосистем. Для прикладу, екосистема озера. Карпатське озеро Синевир, шацьке озеро Світязь, Байкал мають свій унікальний набір видів. У Байкалі взагалі є безліч ендеміків – видів, які живуть лише там, і яких більше немає у жодному іншому місці на планеті. Якщо те озеро не зберегти, висушити, знищити, залити якоюсь гидотою, то весь набір цих видів зникне, і їх більше ніколи не повернеш.
 

Озеро Байкал – найглибше прісноводне озеро у світі, поблизу острова Ольхон воно досягає 1620 метрів. Це також, ймовірно, найглибший розлам у межах всього земного суходолу. Площа Байкалу без урахування островів приблизно дорівнює площі Данії, Нідерландів або Бельгії. Байкал також найстаріше озеро на планеті із тих, що існують сьогодні. Тут надзвичайно прозора вода: інколи бачити можна до 40 метрів углиб. На Байкалі часті вітри, його з трьох сторін оточують гірські хребти. Там різноманітна флора і фауна. Крім того, ¾ видів – ендеміки. І хоча на території озера створено 3 національні парки та 2 заповідники, уряд Росії здійснює план створення першого у світі Міжнародного центру по збагаченню урану на наявному ядерному об’єкті – за 95 кілометрів від озера Байкал. 90% отриманого урану залишатиметься у районі озера, і в разі неправильного зберігання може відбутися забруднення річок і озер, а як наслідок – Байкалу.

 
Щоб зберегти біорізноманіття, його треба дослідити. Антарктида – це terra incognita. Перелік видів, про які ми знаємо, – це навіть не половина того, що там насправді є. Ми бачимо тільки вершину айсберга. Найбільше життя в Антарктиді сконцентровано не на суходолі, а в океані. А глибини океану сягають кілометра й більше. І там ще безліч майбутніх відкриттів і нових видів: від маленького хробачка і амеби до риб. Можливо, там є навіть якісь невідомі глибоководні тварини.

Зараз я досліджую і пінгвінів, але морські ссавці – це основний напрям моєї наукової роботи. На станції «Академік Вернадський» є хороша команда харківських і київських дайверів. Вони мають спорядження і досвід: провели дуже багато пірнань і годин під водою. І хоча українська команда має можливість проводити дослідження під водою, це все одно не людське середовище. Ми фотографуємо, знаходимо нові види, але, оскільки ми обмежені лише поверхнею води, ми можемо не знайти і половини того, що знаходять морські ссавці. Тюлені пірнають на глибину 200-300 метрів і аж до кілометра (морський слон), і вони їдять там все, що знаходять. Пізніше біологи досліджують їхнє харчування. В екскрементах залишаються різні нестравні елементи того, що їла тварина. Так звані реєструючі структури, які ми вивчаємо. Наприклад, кожна риба має слухові камінці — отоліти. Ці камінці у кожного виду різні. За ними можна визначити вік риби, до якого виду вона належала, навіть описати новий вид. Так само можна знайти дзьобики кальмарів, восьминогів. Вони також не перетравлюються, і навіть якщо ми не можемо описати новий вид, то принаймні бачимо, що знайшли щось нове, що можна досліджувати.

Ми складаємо список біорізноманіття. Частина видів є унікальною для планети взагалі. І можуть бути знайдені ще нові види. Але навіщо це все нам потрібно?


 
Антарктида розташована навколо Південного полюсу, її площа становить 10% суходолу, там сконцентровано приблизно 70% прісної води – у кризі. Це також найвищий континент Землі. Середня висота над рівнем моря – понад 2000 метрів. Більшість площі Антарктиди покрита льодом – понад 99%. Континент ділиться на Східну та Західну Антарктиду. Вони мають різну геологічну будову внаслідок різного походження. Клімат там дуже суворий, біля колишньої радянської, а тепер російської станції «Восток» у 1983 році було зафіксовано найнижчу температуру повітря за всі часи метеоспостережень: 89,2 градуси нижче нуля. У той же час, не на всьому континенті такі екстремальні температури. Також вони варіюються залежно від пори року. Наприклад, в антарктичне літо, тобто коли в Україні триває зима (адже у Південній півкулі зима тоді, коли у Північній – літо) на українській науково-дослідній станції «Академік Вернадський» температура коливається приблизно між десятьма градусами нижче за нуль та п’ятьма градусами вище за нуль.

Це унікальна екосистема – другої Антарктиди немає. В умовах кліматичних змін через потепління змінюється й Антарктида. Тепліє не лише повітря, але і вода. Тварини звикли жити у температурі -1, -2 градуси. Але якщо температура підніметься до +2 градусів, це буде для них наче окріп, і половина тих видів вимре. Деякі види ми втратимо, навіть не дізнавшись про їхнє існування. Щоб розробити план порятунку екосистеми, треба її дослідити: знати, що там є і кого рятувати.

Але у принципі все може піти по колу. Якщо відштовхуватись від того, що в Антарктиді колись існували ліси, а зараз там крига, яка знову може розтанути – то це природний процес? Чи підсилений антропогенним чинником?

Існує природній процес потепління-похолодання. Був льодовик [у Північній півкулі], було холодно, потім настало потепління, тож зараз льодовика немає. Під час цього тривалого процесу змін клімату, деякі тварини вимирали: мамонти чи волохаті носороги, чи печерні ведмеді. Але все це відбувалося впродовж тисяч років. Кожне покоління тварин народжувало певну кількість малят, і залежно від температури розвивалися їхні адаптації. Через зміни частина малят вимирала, але деякі особини виживали. Пізніше вони теж народжували, і знов хтось з нового покоління виживав. У кожного покоління відбувалася адаптація до екстремальних умов. Якби ви опустили ноги у ванну з холодною водою, і вам поступово доливали б гарячої води до холодної – ви б поступово адаптувалися і до гарячої води. Тварини вимирали, але встигали адаптуватися.

А тепер відбувається інакше. Через людську діяльність, стрімку вирубку лісів, розорення полів, споживання великої кількості енергоресурсів тощо це відбувається дуже стрімко. І якщо природно процес потепління-похолодання йде часовою спіраллю, то зараз ми цю спіраль стиснули в часі. І, наприклад, за тисячу років адаптація встигала відбутися, а за сто може не встигнути. Загинув, не відтворивши нащадків, – і все, більше цих тварин не буде. Один вид, другий, третій. Зрештою може дійти до того, що на планеті залишиться всього кілька видів. Тобто зараз тварини не встигають адаптуватися – так, наче у ванну наливають одразу окріп, і вам ошпарили ноги.

Є ще таке поняття, як трофічна піраміда – ланцюги живлення. В її основі – рослини (автотрофи). Це можуть бути водорості і фітопланктон. Їх їдять продуценти першого порядку – наприклад, рачки, креветки. В екосистемі Антарктики це криль – антарктична креветка. Його найбільше: влітку довкола Антарктиди криля стільки, що його біомаса перевищує біомасу усіх людей на планеті.

Є що їсти.

Власне. Криля їдять всі, хто може: і риба, і пінгвіни, і тюлені, і кити. Якби не стало трави, травоїдні б вимерли. А криль – це головний корм у Антарктиці. І хоча криль не є у самій основі харчових ланцюгів, однак він у фундаменті піраміди. Але далі ланцюг дуже короткий: крилем живиться одразу кит. Якщо температура в океані стане плюсовою, криль зникне, після цього зникнуть всі, хто ним живиться. Адже є відмінність екосистеми Антарктики і, наприклад, тропічного лісу.

Немає чим замінити криля?

 Немає компенсаційних механізмів. Якщо у посушливий рік загинули майже всі жабки, то хижі птахи, які ними харчуються, їстимуть ящірок або мишей. Адже сухо, є гарний врожай пшениці і, відтак, багато мишей. Тож хижі птахи перейшли на мишей. Якщо навпаки станеться дощове літо, мишей у норах затопить, проте жабам добре. В Антарктиці немає варіантів. Немає криля – все, кінець. У мене є стаття про загибель пінгвінів, хоча тоді були температурні особливості, і пінгвіни не могли пробити лід. Ми пірнали в ополонку – бачили багато криля. А пінгвіни ходили голодні, і всі пташенята у колонії загинули. Біля однієї із британських станцій взагалі майже мільйон пінгвінів загинув. Це приклад того, що відбувається, коли у пінгвінів немає доступу до криля.

Якщо ми зруйнуємо трофічну піраміду – а вона порушується у зв’язку із кліматичними змінами – то ми втратимо унікальну екосистему Антарктиди.

Як це стосується самих людей?

Є така думка, що залишаться одні щурі, таргани, голуби і бур’ян, який на смітниках росте. Екосистема буде настільки спрощена, що це негативно вплине і на саму людину.

Це не метафора?

 Все йде до цього. Планета знищується. Кожна екосистема зокрема. На виході ми можемо отримати напівпустелю. Здається, що у глобальних масштабах це нереально. Однак це реально. Сорти, які люди вирощують для себе, і які колись їли хробаки і шкідники, тепер обробляють чи генетично модифікують. Яблука, виноград, кукурудза, соняшник стоїть на полях, і його ніхто не збирає, бо тепер його ніщо не їсть, і не потрібно платити гроші за збереження зібраного врожаю. Тож збирають перед морозами. Якби не обробляли, то соняшники, наприклад, вже давно б з’їли птахи. Люди мають менше затрат, але, з іншого боку, це призводить до того, що така їжа є мертва. Але ця проблема комплексна. Адже, ще з іншого боку, населення планети збільшується, і ми ще не знаємо усіх наслідків.

Дикі сорти і дикі тварини зникають. Їх же ніхто не вирощує. Вони витісняються і пропадають. Здорова екосистема планети є засадою життя людини. Якщо вона буде знищена, то це може призвести і до вимирання людей. Адже все взаємопов’язане. Якщо б ми вирізали собі шматок легенів чи спустили кров, людина була б щонайменше калікою. Ми вирубуємо ліси і забруднюємо річки, шкодимо живому організму планети. Адже планета вже є хвора. Однак її можна довести до такого інвалідного стану, що вона загине.

Ще одна загроза для Антарктиди – це види-вселенці. Межі між континентами стерлися. Відповідно до Мадридського протоколу, в Антарктиду заборонено завозити їздових собак чи будь-яких інших тварин. На станції не можна тримати навіть акваріумів чи то рослин у горщиках, щоб у зв’язку із потеплінням клімату не відбулося змін екосистеми через, наприклад, поширення насіння. Адже екосистему змінюють навіть мікроби. У середовищі з’являються нові мікроорганізми, які чимось харчуються і змінюють саме середовище. Ці зміни призводять до подальших змін. На цей час досліджено, що на субантарктичні острови довкола материка завезено вже понад сто чужорідних видів хребетних тварин. Це не десять. Тобто це така собі армія, яка чекає, коли розпочнуть змінюватися кліматичні умови, і ці види зможуть проникати в Антарктику і заселяти її. Наслідок буде такий, як у Австралії: кролики, лисиці, щурі, які знищили безліч тамтешніх видів, і їх вже немає. Наприклад, собака динго чи сумчастий вовк. Звичайний сірий щур знищив австралійського сумчастого щура. Повністю зміниться екосистема, і це вже не буде та Антарктида.
 


 
 
 

На інших континентах це не так помітно, як в Австралії чи Антарктиді.

Це тому, що в Антарктиді короткі ланцюги живлення, немає компенсаційних механізмів, щоб замінити один компонент на інший. У такому випадку, скажімо так, легко вибити із піраміди одну цеглину – і все розвалиться.

З Антарктидою – більш зрозуміло, чому так. А Австралія – теж відірвана?

 У Австралії просто види менш захищені. Адже вона також була відірвана: там були поширені сумчасті. Вони не такі екологічно пластичні порівняно з плацентарними ссавцями, бо у них народжуються недорозвинуті малюки. Вагітність у сумчастих, зокрема в кенгуру, триває два тижні: народжується ембріончик, який повзе у сумку, а далі – пів року у тій сумці росте. Тож в яких умовах більше шансів вижити: в утробі матері, а потім народитися подібним до дорослої тварини, як теля чи лоша, що стає через годину після народження на ноги; чи бути таким «хробачком», який лише повзе і може переохолодитися, отримати інфекцію або навіть просто випасти із сумки, коли мати втікає від хижака, і загинути. Тобто плацентарні мають кращі умови. Так вони знищили сумчастих і у Південній Америці – адже вони були поширені й там. Залишилися тільки опосуми. Проникли плацентарні через Панамський перешийок. Внаслідок цього весь континент втратив різноманіття сумчастих. Вони залишилися тільки в Австралії і частково в Америці. Людина завезла плацентарних із собою в Австралію, де ті почали витісняти сумчастих. Переважно це були гризуни, лисиці й кролики, які зайняли простори з рослинною їжею, яку споживають ті ж таки кенгуру.

Є ще другий блок питань, що стосується практичної сторони. Кожна екосистема виконує якусь функцію для планети. Наприклад, болота – наче нирки в організмі. Там відбувається фільтрація води. Тому коли висушують болота, це шкодить екосистемі. Є ціла конвенція про захист боліт.
 

Болота – наземні екосистеми. Організми, які населяють їх, повинні бути пристосовані як до життя у воді, так і до суші. Болота розвиваються у місцях, де рельєф сприяє надмірному зволоженню. Переважно у болотах відбувається процес накопичення рослинних залишків та утворення торфу. Болото є торфовим, коли корені більшості рослин у ньому занурені у торфовий шар і не досягають підстилаючого ґрунту. Переважно болота розташовані у Північній півкулі, і їхня найбільша кількість – у Канаді, США, Фінляндії, Росії та Білорусі.

Антарктида також має свої функції, які, може, важче так алегорично порівняти, як ліси з легенями. Але якщо ми її просто знищимо, то так крок за кроком планета ставатиме інвалідом, а зрештою закінчиться це плачевно. Ми навіть того не розуміємо, але ось, наприклад, чому так серйозно займаються пошуком способів потрапити на Марс? Переважно люди не цікавляться глобальними проблемами. А, за великим рахунком, стратегічні інститути наймогутніших держав давно прораховують, коли, наприклад, очікувати підняття рівня океану. Відповідно, передбачено, які міста опиняться під водою у разі розтанення тієї самої Антарктиди – а це станеться зі значною частиною Європи, особливо на Півночі. Затоплення відбудеться, зрозуміло ж, не моментально. Відтак, очікується міграція людей. А це своєю чергою призведе до суспільного напруження або і до війн. Мовляв, чому ви до нас ідете? Не всі ж хотіли пускати біженців до Європи, а вони все одно йшли і йшли. А стратегічні інститути це все намагаються прорахувати. Так само є ще одна загроза: якщо почнеться глобальне танення у Сибіру та тундрі, розтопиться вічна мерзлота – розпочне вивільнятися метан. Будинки і дороги там також побудовані на вічній мерзлоті. Тож може початися колапс, коли мерзлота почне розмерзатися.
 

Метан – дуже поширений у природі газ, є основою природного газу, міститься у кам’яновугільних пластах, трапляється розчиненим у нафті та пластових і поверхневих водах, атмосфері Землі, Марсу, Сатурна, Юпітера, Урану, а також буває у твердому стані – внаслідок низьких температур. Утворюється під час розкладання органічних речовин, зокрема на дні боліт (а Росія – одна із країн, де найбільше у світі боліт. Також відомі її нафтові багатства). Метан є парниковим газом, тобто він, будучи присутнім в атмосфері, здатен поглинати тепло Землі й відбивати його назад, чим додатково підігріває атмосферу. Метан посідає друге місце після вуглекислого газу (CO2) за внеском у зміни клімату, і є одним з шести основних парникових газів у додатку до Кіотського протоколу, покликаного обмежити викиди парникових газів у атмосферу. Метан розкладається швидше, ніж вуглекислий газ. Але у короткостроковій перспективі, наприклад, внаслідок різкого викиду метану через танення вічної мерзлоти може дуже суттєво посилитися парниковий ефект. Це, своєю чергою, спричинить ланцюгову реакцію і потягне за собою наступні зміни, що у комплексі може дати глобальному потеплінню нової сили.

 
Як швидко це може статися? Це може стати видимим у більш-менш короткий період?

Ці процеси вже відбуваються. А це ,своєю чергою, може впливати на політичні процеси. Вже зараз країни можуть наперед думати про нові території, де можна буде жити у майбутньому. Так само про ресурси. Вони теж вичерпуються. І Антарктида теж ресурсний континент.

Які ресурси Антарктики люди використовують зараз?

В Антарктиді є і біоресурси. Насамперед – криль. Але крилем харчуються не лише тварини, але й людина. Його виловлюють промисловим методом, тобто кораблями. Ловлять його практично всі країни на планеті, які мають флот в Антарктиді. Україна також має чотири кораблі. Вони приватні, але ходять під українським прапором. Є так званий АНТКОМ – Антарктичний Комітет. Ми є його членом, бо у нас також є Комітет рибного господарства, Україна сплачує внески, і ця організація дає квоти на вилов риби у антарктичних водах. Вона регулює вилов ресурсів: риби іклача, яка дуже дорога, а також криля. Всі країни, які беруть участь у АНТКОМі, подають дані щодо кількості пінгвінів того чи того виду, скільки є колоній, скільки пташенят народилося; по кількості тюленів, скільки їх народилося; а також китів. Це одне з досліджень. Звісно, що це дані не абсолютні, а приблизні.

Для чого це робиться?

Популяція криля – це наче величезний «пиріг». Дані з усіх станцій в Антарктиді подаються для того, щоб раз на рік у тій організації розраховували, скільки з цього «пирога» треба залишити для пінгвінів на їжу, скільки тюленям, скільки китам. Саме тому треба знати, який розмір їхньої популяції і скільки вони споживають криля за рік. А це якраз досліджують біологи в Антарктиді. Також за цими результатами розраховується, скільки криля необхідно залишити недоторканим для розмноження і самовідтворення, і не у меншій кількості, а у більшій. І потім вже залишається визначити, скільки можна виловити людині, на скільки відсотків дати дозвіл тій чи тій країні. Квоти розподіляються залежно від кількості кораблів. Це – раціональний поділ пирога. Не так, аби відрубати гілку, на якій сидиш, а так, щоб зберегти екосистему. Щоб це було правильно по-господарськи.

Тобто наука в Антарктиді безпосередньо впливає на те, що ми будемо їсти?

Так. Адже можна сказати: «А ми криль не їмо, мене цікавить сало». Але йдеться не про це. Криль йде як біомаса, і з нього виготовляють різні препарати, він йде як корм для худоби, тобто їси яловичину – їси криля. Також є препарат «Целокс» – він від крововтрат. Коли у нас почалися бойові дії на Сході, волонтери купували його з-за кордону, він дуже дорогий. Але цей препарат потужно зупиняє крововтрати. Наприклад, якщо куля пройшла на виліт, навіть коли руку відірвало, то цей препарат, якщо його засипати як порошок на рану, одразу утворює суцільний тромб. Людину можна врятувати під час сильних кровотеч, коли питання життя йде на хвилини. Целокс блокує рану – людина жива. А так би могла стекти кров’ю за хвилину. Препарат виготовляється із оболонки криля, з його екзоскелетів. Ось і прямий зв’язок між Антарктидою й Україною.

Долучайся до спільноти прихильників науки і підтримай наш проект. Ти можеш стати нашим другом або ж зробити одноразовий внесок! 
 
 
 
 

Популярні статті

Стаття Суспільство — 27 березня

Як Росія завойовувала вплив у країнах Африки

Стаття Космос - 29 лютого

Куншткамера з Девідом Сперґелом про реліктове випромінювання, НАЯ (НЛО) та співпрацю з українськими науковцями

Стаття Пост правди - 25 березня

Пост правди, епізод 7: Анонімність в телеграмі