Наш собственный космос: что мы узнали об океане за последние 10 лет

За всю историю исследования в космосе побывали более 500 человек. В океан на глубину более 10 километров спускались всего трое. Мы до сих пор знаем о Мировом океане и его обитателях недопустимо мало.

Пока человек высаживается на Луну и планирует колонизацию Марса, наши собственные бескрайние водные просторы остаются во многом неизученными. Тем временем океан не только хранит в себе секреты жизни на планете, но и способен спасти человечество от многих болезней и природных катаклизмов.

Правда, для начала сами люди должны спасти океан. Ежегодно его состояние ухудшается, и человечеству приходится прилагать огромные усилия, чтобы компенсировать последствия антропогенного воздействия. К счастью, к людям постепенно приходит осознание важности действий, направленных на сохранение Мирового океана. Так, из пяти номинаций новой экологической премии Earthshot Prize, учрежденной принцем Уильямом и Королевским фондом, одна посвящена решениям по восстановлению океанов. Каждая из четырех других номинаций также отражает серьезные вопросы в сфере устойчивого развития: защиту природы, спасение климата, решение проблем отходов и очищение воздуха.

Победители в номинации восстановления океанов Coral vita / The Earthshot Prize via The Royal Foundation

Звездные члены жюри премии, среди которых натуралист Дэвид Аттенборо, футболист Дани Алвес и певица Шакира, подробнее рассказывают о каждой из проблем в многосерийном документальном фильме «Приз Earthshot: ремонт нашей планеты» на телеканале Discovery по вторникам, в 21:05 (мск), начиная с 16 ноября. Экосистема океана становится все уязвимее, во второй серии фильма певица Шакира обратит внимание на эту проблему и обсудит решения, которые в лучшую сторону меняют состояние Мирового океана. О том, почему это так важно и как много скрывается за водной гладью, свидетельствуют во многом открытия последних десяти лет.

Обстановка накаляется

По данным исследования Национального центра экологического анализа и синтеза США, за последние 10 лет негативное воздействие человека на океан выросло вдвое. И дело не только в «островах» мусора. Климатические изменения, во многом связанные с деятельностью людей, приводят к повышению температуры и кислотности океанских вод.

Изменение температуры Мирового океана чревато сразу рядом последствий. Во-первых, нарушается баланс экосистемы. Так, кораллы на протяжении многих лет мигрируют из экваториального пояса в более холодные воды субтропиков. Правда, есть исследования, которые показывают, что некоторые коралловые сообщества все же могут удачно адаптироваться к повышению температуры, — но, наверное, повезет не всем. Во-вторых, нагреваясь, вода расширяется, и в результате поднимается уровень моря. Сейчас этот процесс протекает примерно в два с половиной раза быстрее, чем 10 лет назад. Повышение уровня Мирового океана способно привести к затоплению прибрежных районов. При этом некоторые островные государства и территории могут полностью исчезнуть с лица Земли. Наконец, из-за потепления океана увеличивается количество ураганов, тайфунов и штормов, которые также пагубно влияют на жизнь прибрежных населенных пунктов.

Что касается закисления океана, негативные изменения в первую очередь затрагивают подводных жителей. Например, кораллы и другие организмы со скелетами на основе кальция очень чувствительны к повышению кислотности. В таких условиях им труднее создавать раковины, и они медленно растворяются. С другой стороны, некоторые кораллы, которым тоже пророчили вымирание из-за подкисления океанов, лучше растут в сильно закисленной (до pH 7,3) воде.

Однако в исследованиях последних лет были и хорошие новости. На каждом континенте выявили зоны, в которых вредное воздействие человека на океан снизилось. Это говорит о том, что еще не поздно исправить ситуацию, и люди уже принимают активные меры в этом направлении. К примеру, в одной из серий фильма «Приз Earthshot: ремонт нашей планеты» певица Шакира рассказывает о людях, которые решают проблему загрязнения воды, восстанавливают популяции морских животных и ищут новые подходы, чтобы сохранить океаны для будущих поколений.

Кораллы в опасности

Согласно докладам ООН, 50% всех коралловых рифов на Земле — под угрозой вымирания, еще 20% полностью уже уничтожены без надежды на восстановление. По другим подсчетам, мы уже потеряли 50% первоначального кораллового покрова и до конца века лишимся еще 70-90%.

The Ocean Agency / XL Catlin Seaview Survey / Richard Vevers (creativecommons.org/licenses/by/2.0)

Коралловые рифы задерживают волны и тем самым снижают силу штормов, поддерживают жизнь других подводных обитателей, а также очищают воду от загрязнений. Кораллы активно используются в медицине, поскольку в них содержатся соединения, обладающие противовоспалительным и противоопухолевым действием. Кроме того, коралловые рифы играют важную роль в культурной и экономический жизни людей в прибрежных городах, привлекая миллионы туристов.

Однако кораллы очень чувствительны к изменениям климата. Те из них, что не мигрируют и не растворяются из-за высокой кислотности, часто лишаются компании симбиотических микроводорослей, которые придают им цвет и обеспечивают питанием. В результате кораллы обесцвечиваются, что приводит к нарушению их экосистем, создающих условия для жизни других живых организмов. Помимо этого, недавние исследования показали, что не все светящиеся кораллы — завораживающее чудо природы. Некоторые кораллы светятся во время жары в попытке выжить. Свечение защищает от теплового стресса, а также призывает вернуться микроводоросли.

Жизнь на дне океана

Жизнь в океанских водах куда разнообразнее, чем кажется большинству из нас. Только в ушедшем десятилетии было обнаружено множество новых видов живых организмов, и некоторые из них меняют представление о жизни под водой.

Например, всего четыре года назад ученые описали новый вид рыб (Pseudoliparis swirei), обитающих на глубине свыше 7500 метров. Много лет считалось, что выжить в таких условиях просто невозможно. Длиной рыбки не превышают 28 сантиметров, весят не более 200 граммов и абсолютно слепы. На глубине, где они обитают, давление настолько высоко, что способно раздавить живое существо. Похожее давление испытывал бы человек, если бы пытался на мизинце удержать груз весом 800 килограммов. Однако рыбкам, получившим название Mariana snailfish, подобные условия идут только на пользу: огромное давление удерживает желеобразное тело и буквально не дает ему распасться. Это открытие заставляет задуматься о том, что жизнь может обнаружить себя в самых потаенных уголках планеты и мы знаем о ней еще меньше, чем кажется.

Pseudoliparis swirei из Марианской впадины. Mackenzie Gerringer / University of Washington, University of Hawai’i

Ученым также удается расширить знания об известных морских видах. Так, в Мексиканском заливе, на глубине полутора километров, в 2015 году нашли новый вид рыб из отряда удильщиков. Они принадлежат к довольно загадочному роду Lasiognathus, который пока плохо изучен. Например, до сих исследователям не удалось выловить ни одного самца.

Еще одна крупная находка случилась буквально только что, в первой половине 2021 года. Исследователи обнаружили новый вид глубоководных осьминогов, которые получили официальное название Grimpoteuthis imperator. А неофициальное прозвище гримпотетисов — «осьминоги Дамбо». Все потому, что у этих необычных осьминогов есть округлые плавники, которые напоминают слоновьи уши. Живут они на больших глубинах и встречаются нечасто, поэтому ученые отошли от привычного метода описания нового вида путем диссекции. Вместо этого исследователи воспользовались комбинацией неинвазивных и малоинвазивных методов. Так, «осьминоги Дамбо» стали первым крупным видом, который ученые смогли описать, не нарушив целостность его тела.

Глубоководный осьминог. Alexander Ziegler, Christina Sagorny (creativecommons.org/licenses/by/4.0/)

Ученых интересуют и совсем крошечные обитатели океанских глубин. К примеру, в 2015 году была обнаружена новая уникальная группа архей, названная Asgard. Это открытие особенно примечательно тем, что ставит под сомнение верность деления живых организмов на бактерии, археи и эукариоты. Генетический состав представителей группы Asgard указывает на то, что археи и эукариоты могут быть объединены в одну общую группу.

Все эти открытия имеют не только теоретическое значение. Глубоководные организмы являются источниками соединений, которые могут быть крайне полезны при изготовлении новых лекарственных препаратов. Так, на их основе могут создаваться эффективные антибиотики, поскольку наземные бактерии с ними не сталкивались, а следовательно, не обладают устойчивостью к ним.

Подводные эпидемии

Эпидемии охватывали океаны и раньше, но в последнее время болезни протекают еще тяжелее. Зато у ученых появились некоторые соображения по этому поводу.

Уже несколько лет в океанах бушует синдром истощения морских звезд. После поражения этой загадочной болезнью организмы покрываются язвами, постепенно повреждающими водно-сосудистую систему, которая отвечает за обмен веществ и двигательные способности. В итоге звезду охватывает паралич, и она начинает разваливаться на куски. По одному из предположений исследователей, источником болезни является вирус. Однако какой именно, пока выяснить не удалось, а потому невозможно разработать и метод лечения.

Другая загадочная болезнь поражает кораллы. На их скелете проступают белесые пятна, которые растут, пока полностью не поглотят живой организм, оставив только безжизненные обломки. Биологи предполагают, что всему виной бактериальная инфекция, однако изолировать какой-то отдельный вид и распознать в нем патоген очень сложно.

Тем не менее у ученых есть предположение, которое могло бы отчасти объяснить подводные эпидемии последнего десятилетия. Вероятно, из-за нарушения экосистемы в результате повышения температуры живые организмы ослабевают и становятся более подвержены воздействию патогенов.

Новое место обитания

В 2018 году на глубине от 130 до 300 метров был обнаружен новый вид экосистемы, названный рарифотическим. В ходе исследования удалось выделить несколько десятков видов рыб и беспозвоночных, которые обитают преимущественно или исключительно в этой зоне. Но по мнению ученых, на самом деле в рарифотической зоне обитают около сотни ранее неизвестных видов, которые еще предстоит найти, изучить и описать. Более того, вполне вероятно, что рарифотическая зона станет новым прибежищем для животных, которые плохо приспосабливаются к потеплению в менее глубоких водах.

Как видно, океан еще полон загадок, и далеко не все из них лежат глубоко на дне. Скорее всего, человечество ждут долгие десятилетия исследований. Но сейчас не менее важно сфокусироваться на сохранении подводных богатств, которые зависят от нас так же сильно, как мы от них.