Лаборатория хемоэкологии

Сфера научно-исследовательской деятельности

Изучение взаимодействия морских организмов и их сообществ с загрязнениями, попадающими в морскую среду.

Задачи исследований

1. Оценка влияния различных токсикантов (в первую очередь, нефтяных углеводородов) на морскую флору и фауну
2. Изучение роли морской биоты и процессах самоочищения моря

Практический выход

1. Биомониторинг морских акваторий
2. Разработка и внедрение гидробиологических систем очистки морской воды и оздоровление прибрежных акваторий

Темы госзадания

Изучение биогеохимических закономерностей радиоэкологических и хемоэкологических процессов в экосистемах водоемов Азово-Черноморского бассейна в сравнении с другими акваториями Мирового океана и отдельными водными экосистемами их водосборных бассейнов для обеспечения устойчивого развития на южных морях России.

Регистрационный номер: 124030100127-7

Руководитель работы: к.б.н. Мирзоева Наталья Юрьевна

Ученый секретарь: к.б.н. Полякова Татьяна Алексеевна

Гранты

1. Грант РНФ №23-26-00128 «Роль оросительной системы Северо-Крымского канала в процессах переноса долгоживущих радионуклидов чернобыльского происхождения, тяжелых металлов, а также углеводородов с днепровской водой на поливные сельхозугодья Крыма»
   Период выполнения: 2023 - 2024 гг.
   Номер госрегистрации 123022100021-4
   Руководитель: в.н.с., к.б.н. Мирзоева Наталья Юрьевна
   Исполнители от лаборатории хемоэкологии:
   - в.н.с., к.б.н. Соловьева Ольга Викторовна
   

Оборудование

• 

  Фурье-спектрометр инфракрасный ФСМ 1201 предназначен для проведения измерений и исследований в средней инфракрасной области спектра. Используется для количественного анализа нефтяных углеводородов в морской воде и донных отложениях. В основе спектрометра – интерферометр типа Майкельсона, с самокомпенсацией, не требующий динамической юстировки.

Руководитель лаборатории хемоэкологии

Сотрудники отдела

Алёмов Сергей Викторович, ведущий научный сотрудник, кандидат биологических наук

Бурдиян Наталья Витальевна, старший научный сотрудник, кандидат биологических наук

Соловьёва Ольга Викторовна, ведущий научный сотрудник, кандидат биологических наук

Кузьминова Наталья Станиславовна, старший научный сотрудник, кандидат биологических наук

Миронов Олег Андреевич, старший научный сотрудник, кандидат биологических наук

Дорошенко Юлия Валерьевна, научный сотрудник, кандидат биологических наук

Гусева Елена Владимировна, младший научный сотрудник

Витер Татьяна Вадимовна, младший научный сотрудник

Ткаченко Юлия Сергеевна, младший научный сотрудник

Муравьёва Ирина Петровна, ведущий инженер

Короткова Алла Владимировна, ведущий инженер

Алёмова Татьяна Евгеньевна, ведущий инженер

Основные результаты исследований

Впервые на Чёрном море было проведено изучение влияния нефти и нефтепродуктов в широком диапазоне концентраций на массовые виды черноморских организмов, начиная от фито- и зоопланктона до ракообразных и рыб. Полученные материалы на молекулярном, клеточном и организменных уровнях показали широкую вариабельность в чувствительности к нефтяному загрязнению морских гидробионтов, доходящую до четырёх порядков величин. Это позволило рекомендовать ряд гидробионтов для индикации загрязнения в море и установить уровни загрязнения, влияющие на биомассу, численность, видовой состав и трофическую структуру сообществ.

Таким образом, закладывалась идеология будущих исследований, напрямую не связанная с работами традиционных структурных подразделений института. Основное отличие заключалось в том, что биологические формы, начиная от бактерий и заканчивая рыбами, а также морская вода и донные осадки рассматривались не как объект исследований, а как метод оценки состояния качества морской среды. Проведение таких работ потребовало изучения, наряду с биологическими, физико-химических параметров морской воды и донных осадков. Последнее было особенно важно, поскольку все виды загрязнений (особенно в прибрежной зоне до глубин 100 м) со временем мигрируют на дно и накапливаются в донных осадках, а затем могут опять возвращаться в воду, приводя к вторичному загрязнению.

Полевые работы были неразрывно связаны с экспериментальными исследованиями на материалах Севастопольской бухты (морские организмы, донные осадки). Подобный комплекс позволил более детально изучать сложные взаимодействия биоты с загрязнением, в первую очередь с нефтяным. На большом материале, взятом из Севастопольской бухты (планктон, бентос, нектон), были получены данные по влиянию нефти на морские организмы.

Деструкционная часть касалась изучения численности, закономерности распространения, а в дальнейшем – биохимических особенностей микроорганизмов, способных использовать нефтяные углеводороды в качестве единственного источника углеводорода и энергии. При определении биохимических особенностей нефтеокисляющих микроорганизмов изучалась их способность окислять органические вещества основных классов (белки, липиды, углеводы и их производные). Поэтому фактически охватывался весь процесс бактериальной деструкции органического вещества как основной фактор Впервые проведены широкомасштабные исследования по закономерности распространения, численности, видовом составе и биохимическим особенностям нефтеокисляющих микроорганизмов в Чёрном море, морях средиземноморского бассейна, а также некоторых акваториях Атлантического, Тихого и Индийского океанов. Обоснована индикаторная роль нефтеокисляющих бактерий по отношению к нефтяному загрязнению и рассчитана потенциальная возможность бактериальной деструкции нефтяных углеводородов в Чёрном море.

Проведён комплекс работ по дифференциальной диагностике биогенных и нефтяных углеводородов в морских организмах, отмечена зависимость между углеводородным составом низших и высших уровней трофических структур. На обширном материале показаны современные уровни накопления углеводородов нефти в различных морских акваториях, что является отправной точкой для последующего мониторинга нефтяного загрязнения.

Сформулированная О.Г. Мироновым в конце 60-х гг. прошлого столетия концепция о возможности целенаправленного использования морских организмов и их сообществ для очистки загрязнённых морских вод и санации прибрежных акваторий, последующие многолетние работы в этом направлении позволили не только продвинуться в решении ряда научных задач (биохимический метаболизм загрязняющих веществ и их природных аналогов, устойчивости морских биологических систем при антропогенном воздействии, биологические критерии оценки санитарно-гигиенического состояния акватории), но и приступить к практической их реализации. Были созданы искусственные гидробиологические системы, трансформирующие загрязняющие вещества разными систематическими группами гидробионтов. Изучены и рекомендованы районы размещения гидробиологических систем, рассчитана их мощность для каждой конкретной акватории.

История лаборатории хемоэкологии

Уже к концу 30-х годов ХХ века исследователями наблюдался далеко зашедший процесс изменения местной фауны под влиянием антропогенного фактора. Но, вопреки очевидным фактам вредного влияния загрязнения на морские организмы, работы в этом направлении не проводились, что было следствием общих тенденций развития морских санитарно-биологических исследований в отличие от подобных работ на пресноводных водоёмах. На международной конференции по научным исследованиям в области загрязнения водоёмов и очистке сточных вод, состоявшейся в Лондоне в сентябре 1962 г., констатировалось, что санитарно-биологические исследования на море находятся в начальной стадии развития. На первом Всесоюзном съезде гидробиологов в 1965 г. из 410 докладов только два в какой-то мере касались вопросов морской санитарной гидробиологии.

Понимая необходимость учитывать влияние антропогенного фактора на жизнь в море, при формулировке в 1963 г. новых научных направлений в исследованиях Института биологии южных морей, директор ИнБЮМ В.А. Водяницкий назвал одним из новых направлений, требующих активного развития, санитарную биологию моря. Благодаря его поддержке в октябре 1964 г. на Учёный Совет ИнБЮМ по программе морских санитарно-биологическим исследований был поставлен доклад кандидата медицинских наук Олега Глебовича Миронова. В декабре 1965 г. учреждена лаборатория морской санитарной гидробиологии, первое и единственное научное подразделение такого типа в СССР. 3 ноября 1971 г. лаборатория преобразована в отдел морской санитарной гидробиологии, бессменным заведующим которого до 2015 г. являлся профессор, доктор биологических наук О.Г. Миронов.

С 2015 по 2022 г. отдел возглавлял ведущий научный сотрудник, кандидат биологических наук С.В. Алёмов.

В 2022 г. отдел преобразован в лабораторию хемоэкологии в составе отдела радиационной и химической биологии. Заведующим лабораторией стала старший научный сотрудник, кандидат биологических наук Елена Андреевна Тихонова.