Микробный каркас поможет превратить заброшенные водоемы в лечебные озера
Исследователи из Сибирского федерального университета и Института биофизики СО РАН, совместно с международными коллегами, провели многолетнее исследование, посвященное изменениям в глубоких природных водоемах при полном перемешивании их слоев. Ученые обнаружили, что так называемый микробный каркас, состоящий из бактерий, играет ключевую роль в восстановлении функций микробиоты. Эти результаты могут стать основой для управления природными водоемами и создания курортных озер с заданными характеристиками, однако для этого потребуются сложные инженерные решения и научные данные о лечебных свойствах. Об этом сообщает сайт Известия.
В ходе исследования было выбрано озеро Шира в Хакасии, где полное перемешивание слоев привело к исчезновению накопленного ядовитого сероводорода после взаимодействия с верхними слоями воды. Это также вызвало значительные изменения в микробиоте водоема.
Озеро Шира, расположенное в Северо-Минусинской котловине, имеет площадь около 35 квадратных километров и максимальную глубину 24 метра. Вода в нем содержит различные минералы, включая соли натрия и магния, что придает водоему бальнеологические свойства. Полное перемешивание произошло в 2015 году из-за раннего таяния льда и сильных ветров.
По словам Дениса Рогозина, заместителя директора по научной работе Института биофизики СО РАН, в глубоких озерах водная толща разделена на слои, где верхние слои теплее, а нижние — холоднее и менее насыщены кислородом. Это приводит к накоплению ядовитых газов, таких как сероводород. Исследования показали, что в результате перемешивания исчезли сульфатредуцирующие бактерии, производящие сероводород, а затем, после восстановления структуры водоема, они вновь появились.
Ценность данного открытия заключается в том, что акватория может возвращаться к норме благодаря сохранению функций микробиоты. Ученые выявили 21 штамм, сформировавший микробный каркас, который помог микробиоте пережить экологический катаклизм.
Озера, подобные Шире, являются ценными рекреационными объектами, и понимание процессов в микробиоме может помочь в разработке механизмов сохранения их полезных свойств и прогнозирования качества воды.
В будущем технологии, основанные на этих исследованиях, могут позволить управлять состоянием озер и формировать определенные свойства, что будет полезно для создания искусственных водоемов на месте заброшенных карьеров и в небольших морских бухтах.
Общие закономерности, такие как разделение на кислородные и бескислородные зоны, доминирование серного цикла и наличие функционального микробного каркаса, могут быть применены к другим водоемам. Однако поддержание свойств новых лечебных акваторий потребует специальных правовых и экономических механизмов.
Специалисты могут регулировать соленость, содержание кислорода и поступление органических веществ, что влияет на существование различных микроорганизмов и биохимические реакции. Важно понимать, что создание лечебного озера требует определения необходимых параметров и подтверждения их эффективности клиническими исследованиями.
Управление свойствами водоемов должно основываться на охране экосистемы, снижении антропогенной нагрузки и предотвращении загрязнения. Для техногенных водоемов необходимо грамотное проектирование, чтобы придать им новые полезные функции, такие как рекреационные или природоохранные.
