Оценка состояния популяции байкальской губки Lubomirskia baicalensis (Pallas, 1773)

к.б.н., с.н.с. Колобов М.Ю., инж. Ильина О.В.

В июле-августе 2016 года в рамках проекта "Берега России", при участии кафедры гидробиологии и Косинского морского клуба, прошла экспедиция вдоль побережья Байкала, в процессе которой оценивалось, в том числе и состояние популяции эндемичной байкальской губки Lubomirskia baicalensis. Маршрут экспедиции: Иркутск – Листвянка – о. Ольхон – Байкало-Ленский заповедник – Северобайкальск – Баргузинский заповедник – Чивыркуйский залив – Ушаньи острова – Усть-Баргузин – Турка. Общая протяженность маршрута – 1250 километров. За время экспедиции совершено 21 подводное погружение, в том числе и вдоль береговой линии, в пределах Байкало-Ленского заповедника и Прибайкальского национального парка.

Байкальская спонгиофауна насчитывает 13 видов губок, относящихся к эндемичному семейству Lubomirskiidae и 5 видов космополитного семейства Spongillidae [1]. Биомасса губок во многих случаях превышает биомассу всех прочих групп зообентоса вместе взятых [2]. Эндемичные байкальские губки любомирскииды (Lubomirskiidae) относятся к отряду кремнероговых губок (Cornacuspongida). В прибрежных водах Байкала можно обнаружить заросли из колоний губок ярко зеленого цвета. Цвет губок зависит от симбионтов – динофлагеллят, живущих в тканях губок. Наиболее известным видом семейства является любомирския байкальская Lubomirskia baicalensis (Pallas, 1773). Роль губок в экосистеме Байкала трудно переоценить. Губка размером 5-7 см за сутки способна фильтровать 10-20 литров воды. Поскольку эти губки достигают значительных размеров и образуют массовые поселения на дне водоема, их роль в процессах биофильтрации придонной воды чрезвычайно существенна. Кроме того, колонии губок – субстрат для многих бентосных организмов. Окадаевая кислота, вырабатываемая динофлагеллятамми служит криопротектором и помогает губкам выжить в зимний период, когда температура воды близка к 0°C [3].

Известный ученый-естествоиспытатель Петер Симон Паллас в XVIII веке так описал эту байкальскую губку: "Выростает полуторафутовыми чурками, толщиною в большой палец и более, кои пускают от себя другие сучки, иногда между собою переплетающиеся, либо в ширину разпростирающимися и ладоноватыми. Вещество у свежей слизкое, упитанное зеленою слизью, и только одне дирочки местами не покрыты, кои кажут будто звездочки. Обмывши слизь, основа останется одна, собою пренежная, белесоватая, жесче и ломче, нежели у глазчатой губки, нитями переплетена прекрасно, главнейшия нити идут изнутри губки. Родится в множестве по берегам Байкала на несколько сажен глубиною." [4].

В научных докладах последних лет все чаще отмечается, что колонии байкальских эндемичных губок поражены неизвестной болезнью в разных точках по всему Байкалу. К сожалению, участникам экспедиции в этом пришлось убедиться своими глазами. Губки со следами некроза и полностью погибшие колонии встречались почти во всех местах погружения: в Листвянке, Байкальске, на мысах Анютха и Покойники, на южной оконечности полуострова Святой Нос и на острове Лохматый в Чивыркуйском заливе. Встречались и полностью погибшие колонии.

Некроз выглядит как серо-коричневое мутное пятно на фоне ярко-зеленой здоровой ткани. Больная ткань губки деформируется и ссыхается, как короста. Болезнь байкальской губки рода Lubomirskiidae – печальное явление, которое наблюдается на Байкале с 2011 года. По сути проблем две: развитие пятен некроза на колониях губки с последующим прогрессирующим отмиранием тканей, и развитие пленки цианобактерий и микроводорослей на поверхности умирающих колоний, иногда закрывающих всю фильтрующую поверхность губки. До какой степени эти два явления зависимы друг от друга – также неизвестно. В процессе экспедиции отмечались и здоровые губки покрытые пленкой цианобактерий, и колонии, пораженные некрозом, но без цианобактерий, а также мертвые губки под слоем цианобактерий. Причины этого заболевания до сих пор не установлены. Одной из вероятных причин может являться изменение состава симбиотического сообщества в тканях губок, в результате чего в них начинают преобладать одноклеточные цианобактерии Synechococcus, типичные для фитопланктона Байкала, и представители бактерий типа Verrucomicrobiae. Многие из Verrucomicrobiae окисляют метан с образованием токсичных веществ, метанола и формальдегида. [5] Однако почему происходит изменение состава симбионтов - пока не ясно.

Дайверы исследуют байкальские губки в процессе погружения.

С катастрофическим развитием спирогиры в Байкале картинка достаточно ясна - ее массовое развитие коррелирует с интенсивностью антропогенного воздействия. Однако, явной связи заболевания губок с деятельностью человека не прослеживается. Конечно, это не означает, что такой связи нет. Некоторые участки с большим количеством больных губок совпадают с местами развития спирогиры (Листвянка, Байкальск). В других неблагополучных местах спирогира не найдена. Удивительно, но возле мысов Анютха и Покойники, которые расположены на территории Байкало-Ленского заповедника вдали от цивилизации и на открытой акватории, большинство губок были больны. Особенно печальная картина на мысе Покойники: там много больших колоний губок, но практически все они имеют обширные поражения некрозом, много мертвых колоний.

Два участка с наибольшим количеством больных губок (визуально, до 90%) располагались на территории Байкало-Ленского заповедника, с минимальной посещаемостью. В то же время, в двух точках погруженя в бухте Сенная и рядом со скалой Шаманка, популярных туристических местах с активным судоходством, губки были в основном здоровы.

На карте отмечены места: красным – высокая степень поражения популяции (больны более 50% губок),
желтым – средняя степень поражения популяции (больны 50% губок и менее), зеленым – внешне
нормальная популяция L.baikalensis.

Необычная картина наблюдалась во время погружений на южной оконечности Святого Носа. Губки, которые там обнаружены, были самыми крупными из всех, которые встречались в процессе экспедиции. Отдельные экземпляры имели высоту более метра. При этом, на небольшой глубине (порядка 6-7 метров) все колонии имели хотя бы один некротический участок. По мере увеличения глубины (ниже 10-15 метров) больных колоний становилось заметно меньше. На некоторых экземплярах губок, как здоровых, так и больных, были темно-фиолетовые волокнистые пленки и лохмотья – скопления цианобактерий.

По одной из версий, причиной болезни байкальских губок могут быть токсины цианобактерий, но эта связь пока не доказана. Скопления цианобактерий видимые простым глазом, были далеко не на всех некротических губках. Места с внешне здоровыми губками тоже были. Большое количество красивых и благополучных колоний мы нашли в бухте Сенная (п. Большие Коты), вблизи мыса Северный Кедровый (Байкало-Ленский заповедник) и на Ушканьих островах. Последние два пункта – почти необитаемы и влияние человека на них минимально, но бухта Сенная - довольно популярное туристическое место, расположенное рядом с поселком Большие Коты, с интенсивным судоходством. Как минимум, бухта Сенная испытывает намного большее антропогенное воздействие, чем акватория в районе мысов Анютха и Покойники. А мыс Северный Кедровый находится недалеко от мыса Покойники, где практически все увиденные во время погружения губки были покрыты серыми пятнами некроза. Поэтому, можно сказать, что очевидной и однозначной связи между болезнью губок и влиянием человека не отмечено.

1. Поселок Листвянка

Картина неоднозначна. В местах погружений губок было мало – отмечено всего несколько штук. Две из них выглядели здоровыми, несмотря на мощный слой спирогиры. Также отмечены губки с цианобактериями и с некрозом.

2. Бухта Сенная, рядом с поселком Большие Коты

Сайт в бухте Сенная, несколько километров севернее поселка Большие Коты, стал сюрпризом. Никаких следов спирогиры, много красивых здоровых губок. Притом что место достаточно оживленное - активное судоходство, в самой бухте останавливаются туристы.

3. Остров Ольхон, поселок Хужир, скала Шаманка

Еще один приятный сюрприз – погружение под скалой Шаманка, поселок Хужир (остров Ольхон). Погружение происходило на якорной стоянке небольших судов, напротив знаменитой скалы и людного коммерческого пляжа. Губок было немного, поскольку глубина в этом районе небольшая. Все губки выглядели здоровыми.

4. Кордон Анютха, Байкало-Ленский заповедник

На дайв-сайте возле кордона Анютха, на территории Байкало-Ленского заповедника, отмечено большое количество губок. Практически все они имели обширные участки некроза тканей и колонии цианобактерий на поверхности. Посещение кордона очень ограниченно: постоянно присутствует только один инспектор. Место не является хорошей якорной стоянкой, тем не менее круизные суда заходят сюда регулярно, даже не имея разрешений. Во время нашей стоянки замечен один большой катер с туристами, стоявший напротив мыса не менее суток. И все же это очень удаленное и дикое место. Тем не менее, ситуация с губками оказалась катастрофической.

5. Мыс Покойники, Байкало-Ленский заповедник

Еще одна печальная картина. Из постоянного населения - также один инспектор. Место популярно среди круизных судов. Возле мыса замечены два судна на якоре. В месте погружения обнаружены большие колонии губок, их плотность была велика, но визуально 90% были поражены цианобактериями и некрозом.

6. Мыс Северный Кедровый, Байкало-Ленский заповедник

В месте погружения было очень много экземпляров губок, все они выглядели здоровыми. Некоторые из них имели небольшие наросты цианобактерий на поверхности. Это место может считаться наиболее нетронутым из всех мест погружения во время экспедиции – суда практически не останавливаются, население отсутствует.

7. Остров Лохматый, Северная часть Чивыркуйского залива

Высокая антропогенная нагрузка – интенсивное судоходство, по интенсивности сравнимый с Листвянкой и истоком Ангары. На порядок более интенсивный, чем на Анютхе или Покойниках. Туристы эпизодически приходят на лодках, постоянных кемпингов нет. Губок отмечены в большом количестве, все они выглядели здоровыми.

8. Ушканьи острова

Присутствуют источники загрязнения – круизные суда, регулярно привозящие туристов смотреть лежбище нерпы. Кемпинги отсутствуют. Губок на дайв-сайтах отмечено большое количество, все они выглядели здоровыми. Отмечены единичные колонии цианобактерий на поверхности губок. Ушканьи острова (южная сторона) Ушканьи острова (остров Круглый) Большой Ушканий остров, бухта Пещерка

9. Полуостров Святой Нос, мыс Нижнее Изголовье

Многочисленные и самые большие, более одного метра в высоту, губки L.baicalensis отмечены на южной стороне мыса Нижнее Изголовье, полуостров Святой Нос. При этом, все экземпляры губок на небольшой глубине (около 10 метров) имели некротические участки. На глубине более 20 метров колонии выглядели здоровыми. Надо отметить, что в этом месте присутствует сильное подводное течение.

Литература:
1. Ефремова С.М., Губки // Аннотированный список фауны озера Байкал и его водосборного бассейна – Новосибирск: Наука, 2001. – Т. 1, кн. 1 – С. 177–190.
2. Кожов М.М., О бентосе Южного Байкала // Бентос и планкон Южного Байкала // Изв. БГНИИ при ИГУ. – Т. 23, вып. 1. – 1970. – С. 3–12.
3. Werner E. G. et al., Cold stress defense in the freshwater sponge Lubomirskia baicalensis. Role of okadaic acid produced by symbiotic dinoflagellates // FEBS J. National Center for Biotechnology Information. 274 (1): 23–36. January 2007.
4. Паллас П.С., Путешествие по разным местам Российской империи. 1786. Ч. 3. П. 2. Стр. 381.
5. Деникина Н.Н. и др., "Первый случай заболевания губки Lubomirskia baicalensis: исследование микробиома", Известия РАН. Серия биологическая, 2016, № 3, с. 315-322.