Великая Волга переживает не лучшие времена. Перегороженная плотинами река практически лишилась популяции осетровых рыб, водохранилища покрываются «полями» водорослей, а притоки несут в Волгу отходы промышленных предприятий. Исследованием проблем и сохранением биоразнообразия волжских вод и прибрежных территорий уже на протяжении 35 лет занимаются учёные из расположенного в Тольятти уникального Института экологии Волжского бассейна Российской академии наук. Корреспондент медиахолдинга «Есть talk!» Ольга Тебенкова поговорила с сотрудниками института и выяснила, как строительство ГЭС и развитие промышленности в прилежащих регионах повлияло на экологию Волги, куда пропала стерлядь и что объединяет великую русскую реку и самое глубокое в мире озеро.

«Здесь и быть биостанции»

История изучения экологии Волжского бассейна началась с основания Куйбышевской биологической станции в 1956 году. Тогда в связи с образованием Куйбышевского водохранилища после возведения Жигулёвской гидроэлектростанции возникла необходимость изучения изменений в экосистеме реки.

Решение создать биологическую станцию на Волге было принято в Институте биологии внутренних вод Академии наук СССР, расположенном в Ярославской области. Место строительства станции выбрал директор института Иван Папанин, доктор географических наук, контр-адмирал, почётный гражданин СССР. Согласно легенде, Папанин изначально планировал построить биостанцию неподалёку от Ульяновска, но однажды, когда он плыл на корабле по Волге, задремал. Никто не решился разбудить контр-адмирала, а когда тот проснулся, спросил: «Где мы находимся?». Услышав ответ «В Ставрополе-на-Волге», Папанин сказал: «Здесь и быть биостанции».

Предположительно, так и была основана Куйбышевская биологическая станция на том месте, где сейчас находится административный корпус Института экологии Волжского бассейна Российской академии наук (ИЭВБ РАН). Биостанция изучала гидробиологические процессы, формирование флоры и фауны южных водохранилищ Волжско-Камского каскада, главным образом, Куйбышевского водохранилища.

Вокруг биостанции по инициативе её первого директора Николая Дзюбана был организован дендропарк, высажены в том числе редкие и южные растения, которые в здешних широтах не растут. К сожалению, не все из них прижились. Сейчас дендропарк больше напоминает лес: прижившиеся виды произрастают в естественных условиях.

Биологическая станция плодотворно работала до 1983 года, когда совет министров СССР принял решение о создании на её базе Института экологии Волжского бассейна. Тогда же и были сформулированы задачи института, актуальные и по сей день. Главная из них – получение новых знаний.

От Волги до Байкала

Учёные института следят за изменениями в экологических системах не только Куйбышевского водохранилища, но и всего Волжского бассейна – это не только река Волга со всеми притоками, но и прилежащая территория размером 1 360 тыс. кв км – больше территории двух Франций (около 670 тыс. кв км). Здесь произрастает множество растений и обитает большое количество животных, многие из которых – редкие или даже исчезающие, как, например, гигантская вечерница или европейская норка.

В 2017 году по инициативе Института экологии Волжского бассейна был опубликован первый том второго издания Красной книги Самарской области, посвящённый растениям. По состоянию на 2017 год в неё были внесены 286 видов растений и грибов, тогда как в первом издании, выпущенном в 2007 году, исчезающими были признаны 306 видов. Сейчас к публикации готовится второй том – о животных. Издание Красной книги – это первый шаг к сохранению исчезающих видов и важный элемент экологического образования.

Институт также выпускает периодические издания – научные журналы, с помощью которых учёные ИЭВБ РАН делятся своими научными исследованиями. Один из них – «Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии» – существует уже 27 лет. Второй – узкопрофильный «Фиторазнообразие Восточной Европы». Журналы распространяются по подписке, с ними можно ознакомиться на сайте института.

– Так мы вносим вклад в создание общего информационного фонда, откуда бы и молодые учёные, и специалисты РАН могли бы черпать материалы, для того чтобы научные исследования были взаимосвязаны и наиболее полно освещали сложившуюся ситуацию, – говорит врио директора института, доктор биологических наук Сергей Саксонов. – Экология – наука многогранная, многоликая. А задача любого учёного, прежде всего, – чтобы о нём знали.

Ещё одна возможность поделиться своими исследованиями – выпуск монографий. В основном они посвящены проблемам Волжского бассейна. В год институт издаёт около десяти монографий. В последней на данный момент работе – «Экологическое образование и образованность – два „кита“ устойчивого развития» – оцениваются этапы формирования экологического сознания и рассматриваются проблемы экологического образования в России. Монография уже выдержала два издания.

ИЭВБ РАН – единственный академический институт экологического профиля на средней Волге, поэтому он взял на себя обязательство координировать научные исследования в Среднем Поволжье. Институт активно взаимодействует с вузами области и другими научными подразделениями, институтами РАН, такими как Институт степей и Институт биологии внутренних вод, а также с ботаническими садами всей Восточной Европы.

– Невозможно собрать все умы в одном институте, – отмечает учёный секретарь института, кандидат биологических наук Евгений Быков. – Мы обмениваемся с другими институтами и специалистами, и к нам приезжают из других институтов поработать.

К примеру, в 2014 году двое специалистов из Института экологии Волжского бассейна отправились в экспедицию на Байкал по просьбе Института озероведения. Экосистемы озера были на грани гибели из-за цветения воды – проблемы, хорошо известной экологам ИЭВБ РАН. Многолетний опыт изучения этого явления стал для тольяттинских специалистов основой для проработки системы спасения Байкала.

Научные интересы иногда вовлекают даже дальше, чем на Байкал – экологи института работают и за рубежом. Например, сейчас идёт монгольская экспедиция, организованная совместно с Центральным Сибирским ботаническим садом Новосибирска.

Причины и следствия

Одной из важнейших задач института остаётся экологический мониторинг, поскольку любая экосистема в процессе своей жизни претерпевает изменения.

Человек в результате своей хозяйственной деятельности оказывает огромное влияние на экосистемы, причём зачастую негативное. То же Куйбышевское водохранилище создавалось для нужд энергетики, его задача, как и у ГЭС, вырабатывать электричество, поэтому в нём удерживается колоссальное количество воды, которая используется для обеспечения движения турбин. В связи с этим как в Куйбышевском, так и в Саратовском водохранилищах наблюдаются резкие колебания уровня воды, не связанные с естественными циклами развития самой водной экосистемы. Это зачастую приводит к осушению берегов. И если в районе берега была молодь рыбы, икра или даже мальки, то после высыхания прибрежных «лужиц» молодь гибнет.

Когда-то в Волге водились стерляди и осетры. Сейчас остались плотва и лещ, но даже их численность значительно снизилась. Осетровые не могут пройти на нерест, как это было до строительства водохранилища, поэтому они практически исчезли. Из особо ценных пород можно встретить стерлядь – настолько редкую, что она занесена в Красную книгу Самарской области, и потому требует особого внимания.

Куйбышевское водохранилище огромно – это третье по площади водохранилище в мире. Но, как отмечает Сергей Саксонов, вода в нём не очень хорошего качества. От жителей Тольятти поступает множество жалоб о ненадлежащем качестве воды, хотя она проходит очистку перед тем, как поступить в водопровод. Однако горожане вынуждены пить эту воду, даже несмотря на то, что водохранилище загрязняется стоками с предприятий, которые не всегда проходят должную очистку.

На качество воды влияет и сельское хозяйство. На территории области расположено множество полей, на которых используются разнообразные химические препараты: от удобрений до специфических гербицидов и пестицидов. Эти вещества со стоками во время снеготаяния и сильных дождей попадают в Куйбышевское водохранилище без какой-либо очистки.

В результате все обитатели водохранилища – от микроорганизмов до рыб и птиц – подвержены изменениям: рыба мечет икру, в которой содержится до 20 % нежизнеспособных мальков, у которых развиваются уродства и которые не могут достигнуть половозрелого возраста и дать потомство.

Ещё одна задача института – разработка рекомендаций по сохранению экосистем. Однако эти рекомендации не всегда выполняются, поскольку зачастую они невыгодны собственникам промышленных предприятий.

Например, чтобы вода не цвела и была чище, в водохранилище должно поступать меньше фосфора. Вкупе с тёплой водой он служит своего рода «питательным бульоном» для водорослей, которые каждый год в июле-августе застилают поверхность Волги. Вместе с тем фосфор входит в состав практически всех моющих средств, и их производителям невыгодно менять цикл производства. (К слову, в других странах моющие средства делают на другой основе, без фосфора.)

Серьёзное внимание институт уделяет проблемам средних и малых рек. Волга начинается с притоков, поэтому экологи ратуют за сохранение больших, средних и малых притоков, родников. Учёными ИЭВБ РАН опубликованы две книги о Чапаевке, в которых на её примере показана крайняя степень воздействия на реку: заводы, построенные на Чапаевке, создавались без учёта их воздействия на окружающую среду, из-за чего вода в реке сильно загрязнена. Как результат непродуманных действий – заболеваемость местного населения и отсутствие реки как таковой.

Антропогенное воздействие на экосистемы настолько велико, что их благосостояние полностью зависит от человека. В связи с этим стоит говорить об управлении экосистемами, а задача государства в этом случае – регулировать эти отношения.

– У нас в стране недостаточно жёстко регулируется экологическая политика, – заключает Сергей Саксонов. – Мне могут сказать, что всё это выдумки, но посмотрите на медицинскую статистику: мы видим резкое увеличение онкологических заболеваний, заболеваний дыхательной и сердечно-сосудистой систем, всевозможных аллергий; наблюдаем сокращение рыбных запасов, выгоревшие леса – это же очевидные факты, их не скроешь.

В стенах института

Сегодня в институте трудятся два члена-корреспондента РАН, 13 докторов и 43 кандидата наук. Среди них есть – заслуженные деятели науки и заслуженные экологи РФ, лауреаты различных престижных премий. В институте много и молодых учёных.

– В науке должны быть представлены все возрастные группы, – говорит Сергей Саксонов. – Это важно с образовательной точки зрения: всегда должна быть преемственность. И мне, как руководителю, приятно иметь молодых перспективных сотрудников.

Инженер-исследователь Лариса Сидякина победила в областном конкурсе молодых учёных и конструкторов с работой «Пространственная изменчивость зелёной массы травянистой растительности Жигулёвской возвышенности на примере Могутовой горы». Её исследование было посвящено выявлению закономерностей изменения растительного покрова в зависимости от факторов окружающей среды. Объектом исследования, как можно догадаться из названия работы, являлась гора Могутовая в национальном парке «Самарская Лука», где были найдены редкие растения – 14 видов из Красной книги России и порядка 60 – из Красной книги Самарской области.

Лариса Сидякина работает в лаборатории проблем фиторазнообразия, которая занимается изучением флоры, в основном – Самарской области, но также и других территорий Волжского бассейна. Из экспедиций работники лаборатории привозят образцы растений, часть из которых – монтируется в гербарии.

В данный момент в институте хранится порядка 27 тысяч листов смонтированных гербариев, и около 10 тысяч ещё не смонтированы. Иногда их помогают монтировать студенты-практиканты. В основном гербарии изготавливают из растений Самарской области, а также других территорий Волжского бассейна: Ульяновской, Астраханской, Волгоградской областей.

Растения годятся не только на гербарии. В лаборатории экологической биохимии под микроскопом исследуют мезо- и макроструктуру листа, образцы проверяют на биологическую активность, проводят биохимический анализ на содержание липидов, пигментов, фенольных соединений.

Основная тематика работы лаборатории экологической биохимии – исследование липидов высших растений. В лаборатории трудятся кандидаты биологических наук Елена Богданова и Виктор Нестеров, который, как и Лариса Сидякина, стал победителем областного конкурса молодых учёных и конструкторов с работой «Роль клеточных мембран и наноструктурных надмембранных образований (рафтов) во взаимодействии растений с факторами окружающей среды».

– Мы специализируемся по трём направлениям, – рассказывает Виктор Нестеров. – Первое – влияние тяжёлых металлов на растения, в том числе водные и наземные; второе – исследование рафтовых структур. Третье связано с фармокопией, то есть с биологической активностью, этим и занимается Елена Богданова.

Основной результат работы – статьи. Сотрудники лаборатории ищут новые природные закономерности, новые знания. Материалом для исследований служат не только привезённые из экспедиций растения, но и выращенные в лаборатории специально для опытов.

Также исследованием биологической активности занимается лаборатория герпетологии и токсинологии – здесь исследуют ядовитые секреты змей. Полученные знания могут применяться в фармакологии.

Сотрудники лаборатории исследуют не только яды змей, но и жизнь всех обитающих на территории Волжского бассейна рептилий, в том числе и неядовитых змей. Анастасия Клёнина, младший научный сотрудник лаборатории, занимается исследованием ужовых змей. По её словам, в нашей области обитают четыре представителя этого семейства:

– всем известный обычный уж – с жёлтыми пятнами;

– водяной уж – без жёлтый пятен, в связи с чем его часто принимают за гадюку;

– обыкновенная медянка – также не ядовитая, но принимается за таковую;

– узорчатый полоз – вибрирует кончиком хвоста при опасности, из-за чего его принимают за гремучую змею.

Три последних вида по недоразумению подвергаются истреблению со стороны человека. Они являются редкими и занесены в Красную книгу Самарской области.

– Повод убить змею, любую, у которой нет жёлтых пятнышек, у людей найдётся, – сетует Анастасия Клёнина. – К сожалению, экологическая безграмотность у людей процветает.

Чтобы сохранить популяции змей, учёные из лаборатории вылавливают беременных самок в природе и содержат их в террариумах до появления потомства. Всё потомство некоторое время также содержат в террариумах и подкармливают. В основном – мышами, но это зависит от вида змеи. К примеру, обыкновенный уж в естественных условиях питается земноводными, но в условиях террариума его удобнее подкармливать рыбой – как и водяного ужа.

Подкормка необходима для того, чтобы сохранить популяцию: во время первой зимовки погибает большая часть потомства, но благодаря подкормке у него появляется шанс пережить первую зимовку. Откормленное потомство отпускают в места отлова матерей.

В первую очередь отлов позволяет сохранить кладки. Змеи за кладкой не следят, они выбирают комфортное для них место – влажное и тёплое. Однако условия могут измениться: кладка может засохнуть или покрыться плесенью. К тому же люди часто уничтожают кладки, если находят их: змеи могут откладывать яйца в коровниках и хлевах. Однако важно знать, что кладки принадлежат неядовитым змеям: гадюки – живородящие, а гадючьи яйца – миф.

Яд местных гадюк не представляет смертельной опасности (по крайней мере, летальных исходов по Самарской области зарегистрировано не было), но вызывает воспаление – место укуса отекает.

Сотрудники института напоминают, что змея никогда не нападает первой. Как и у любого животного, её основная цель – выжить и оставить потомство. Соответственно, нападать на большого противника – человека, который однозначно сильнее змеи, для неё не имеет смысла. Змеи не имеют слуха, но чувствуют вибрации от ходьбы человека – и расползаются.

– Конечно, нужно смотреть под ноги, бывают разные случаи – можно случайно наступить на хвост змее, – говорит Анастасия Клёнина. – Но большинство зафиксированных случаев укусов ядовитых змей приходится в руку, а это показатель того, что человек сам потянулся к змее.

***

– Мир вокруг нас постоянно меняется и зачастую не в лучшую сторону, – говорит Сергей Саксонов. Мы должны отдавать себе отчёт в происходящем, должны иметь представление, как оградить от угроз себя, свой город, всю страну. Но в последнее время экологическому образованию отводится очень мало времени – как школьных, так и вузовских часов. И в результате – мы едва ли понимаем, что и как устроено в природе.