Завершилась международная научная экспедиция по изучению экологической среды Аральского моря, организованная Китайской и Узбекской академиями наук. Экспедиция, проходившая на территории Узбекистана, стартовала 23 августа 2024 года. В качестве приглашенных исследователей в ней приняли участие ученые из России (ФИЦ Биотехнологии РАН) и Казахстана (Казахский НИИ почвоведения и агрохимии).
Российских исследователей представлял микробиолог Сергей Гаврилов, старший научный сотрудник лаборатории метаболизма экстремофильных прокариот. Работы по изучению экстремальных экосистем Аральского моря ФИЦ Биотехнологии РАН совместно с коллегами из Института микробиологии Узбекской академии наук проводит уже несколько лет. В августе-сентябре 2022 года и в апреле 2023 года силами научных сотрудников Центра (Н.А. Черных, А.И. Слободкин, А.Ю. Меркель, С.Н. Гаврилов) под руководством зав. отделом биологии экстремофильных прокариот чл.-корр. РАН Елизаветы Бонч-Осмоловской и в сотрудничестве с узбекскими коллегами уже были организованы две экспедиции в пустыню Аралкум (на дно бывшего моря) и в Приаралье. В ходе первых экспедиций был собран и изучен уникальный материал по оставшимся водам Арала и пустынным почвам региона. Результаты этих первых исследований вызвали большой интерес в научном мире, и на них, в том числе, ориентировались китайские организаторы нынешней комплексной экспедиции, когда собирали международную группу микробиологов. Результаты экспедиции 2022 года были недавно представлены студентам МГУ и широкой аудитории слушателей в рамках программы Минобрнауки России «Гражданская наука».
В этом году новая международная исследовательская экспедиция, организованная в регион Аральского моря, ставила перед собой несколько научных задач. Это изучение биоразнообразия микроорганизмов, почвенного состава и минеральных отложений. Данные о состоянии экосистемы Аральского моря и биоразнообразии региона позволят в дальнейшем разработать план по ее восстановлению.
Изучение высохшего дна Аральского моря имеет ключевое значение для понимания и смягчения последствий экологического кризиса, который затрагивает окружающую среду не только района Приаралья, но и всей Центральной Азии – от Северного Кавказа до российского Алтая и китайской Внутренней Монголии. Резкое уменьшение площади акватории моря привело к увеличению минерализации воды (уровень минерализации увеличился в десятки раз!). На сегодняшний день большая часть акватории превратилась в новую пустыню Аралкум, состоящую из песков и солончаков. Накопленная соль со дна Арала распространяется не только в ближайшие регионы, но с ветром поднимается в верхние слои атмосферы и впоследствии долетает и оседает в центральных областях России, на Алтае и в северных провинциях Китая. Пыль характерного аральского состава обнаруживали даже во льдах Антарктиды. Из-за экстенсивного сельского хозяйства в долинах рек Амударья и Сырдарья в советское время, в частности, из-за массового выращивания хлопка, в Аральское море попадало огромное количество пестицидов, гербицидов и минеральных удобрений, которые сейчас разносятся с пылью на огромные расстояния, угрожая здоровью людей и домашних животных.
Данные, полученные в ходе международной научной экспедиции 2024 года, помогут разработать эффективные меры по борьбе с последствиями экологической катастрофы в регионе. Главным ожидаемым результатом экспедиции является выявление ассоциаций микроорганизмов с соле- и засухоустойчивыми растениями, которые помогут в озеленении образовавшейся пустыни. Успешный опыт борьбы с опустыниванием имеют китайские коллеги из Синьцзянского института экологии и географии АН Китая, которые были одними из организаторов международной экспедиции.
В рамках экспедиции ученые провели комплексное изучение различных аспектов экосистемы Аральского моря — исследование свойств почвы и воды, анализ состояния растительного покрова, оценку биологического разнообразия, провели ландшафтные исследования.
«Мы исследовали около 40 различных сайтов на дне бывшего моря и в Приаралье, побывали на заброшенных и ещё действующих сельскохозяйственных землях региона, в исчезающих туранговых лесах в пойме Амударьи, на плато Устюрт, на солончаках и песчаных барханах Аралкума, а также на берегах пресной озёрной системы «Судочье» и так называемого «Большого Арала» — солёного озера, оставшегося в бывшей самой глубокой, западной части Аральского моря. Часть точек была намечена по результатам экспедиций сотрудников Центра в 2022-23 гг. В новой экспедиции только наша микробиологическая группа собрала более 50 образцов почвы, ризосферы, солончаков, донных отложений, морских, речных и подземных вод. Из отобранных проб будет выделена тотальная ДНК, будут определены филогенетические профили микробных сообществ различных экологических ниш. Обобщение полученных данных с результатами химического анализа, данными ботанических исследований поможет выявить симбиотические микроорганизмы, устойчивые к высокой солёности или низкой влажности и обеспечивающие рост растительного покрова опустыненных земель. Предполагается, что в ходе дальнейшей совместной работы с узбекскими коллегами наиболее интересные с практической точки зрения микроорганизмы будут выделены в чистые культуры и подробно охарактеризованы», — рассказывает участник экспедиции, Сергей Гаврилов.
 |
 |
 |
| Отбор проб | ||
Собранные образцы и данные ученые будут изучать уже в лабораторных условиях, и по результатам в дальнейшем планируется разработать дорожную карту по восстановлению и зеленому развитию Арала.
Кроме того, учитывая разнообразие экстремальных физико-химических условий в экосистеме Аралкума, микроорганизмы, обитающие в этой области, могут оказаться полезными для различных областей биотехнологии. Так, на основе образцов, отобранных в регионе в экспедициях прошлых лет, ученые ФИЦ Биотехнологии РАН подтвердили широкое распространение кальцинирующих микроорганизмов в экосистемах Южного Приаралья.
«Новые штаммы кальцинирующих уробактерий, которые мы детектировали в образцах, отобранных в предыдущих экспедициях, выявляют значительный экосистем Приаралья как источника новых биотехнологически ценных прокариот. Они могут быть использованы, например, для разработки технологий биоцементирования. Использование микробных препаратов, способных к биоцементированию, является особенно многообещающим для зон с высокой сейсмической активностью, особенно в виде мелких землетрясений, что ведет к ускоренному разрушению железобетонных конструкций», — поясняет исследования Сергей Гаврилов.
Результаты новой экспедиции в Приаралье в дальнейшем помогут не только в принятии решений в вопросах стабилизации экологической обстановки региона, но в получении новых данных о микробном разнообразии, в обнаружении микроорганизмов с уникальными свойствами, которые могут быть использованы в различных областях экономики.
Фоторассказ об экспедиции Сергея Гаврилова
 |
 |
| Автоколонна участников экспедиции | Заброшенный засолённый рыборазводный пруд в пойме Амударьи |
 |
 |
| Одно из пресных озёр системы «Судочье». До высыхания Арала все эти озёра были единым водоёмом, очень богатым рыбой. Сейчас здесь гнездятся фламинго |
Берег одного из Судочьих озёр – перспективное место для выделения новых кальцинирующих уробактерий, детектированных нами в 2022 г. |
 |
 |
| Ещё действующие системы орошения в Южном Приаралье | Туранговый лес («тугай») в пойме Амударьи |
 |
 |
| Древняя сторожевая башня на берегу Судочьих озёр | Заброшенный советский рыбачий посёлок |
 |
 |
| Современный берег «Большого Арала» | Солончак Барсакельмес (в переводе с каракалпакского: «Пойдёшь – не вернёшься») |
 |
 |
| Каньоны из обвалившегося известняка на бывшем западном берегу Арала. Дно моря – справа вдалеке | Высохший тростник в центре «моря» — ещё год назад здесь было несколько сантиметров воды |
 |
 |
| Экспедиционные будни. За 10 дней путешествия почти у каждого из джипов было по одной пробитой покрышке – соль ракушки, известняк и острые камни сделали своё дело | Дно бывшего моря |
 |
 |
| Микробиологи отбирают пробы почвы на заброшенном рисовом поле на бывшем побережье Арала | Ворота рыбозавода в городе Муйнак – одного из крупнейших по производительности рыбоконсервных заводов СССР в 1940-60гг. Сейчас до ближайшего «рыбного места» отсюда около 200 км |
 |
 |
| Полностью высохшее основное русло Амударьи при впадении в бывшее море | На дне бывшего моря |
 |
 |
| Результаты первых попыток остановить новую пустыню – посадки саксаулов на дне Арала 2018-2020 гг. При этом не были учтены особенности почвенной микрофлоры в засолённых почвах, и неустойчивое к соли дерево прижилось только на небольшом пространстве бывшего дна. Самые вредные для человека засолённые участки остаются пустыней | Образец окаменелого кальмара – согласно геологическим данным, моря на месте Арала за историю своего существования пересыхали уже несколько раз |
 |
 |
 |
| Источник новых галофилов | Ризосфера травянистой солянки — потенциальных источник новых экстремофильных микробных сообществ (температура на 5 см вглубь песка – 47-49 °С) |
Возможно, изучение первых дикорастущих растений, поселяющихся на новых пустынных землях,и их ризосферных микроорганизмов даст ключ к новым технологиям биоремедиации Аралкума |