Владислав Вильгельмович Хлебович – доктор биологических наук
Вадим Федоров: Несколько десятилетий тому назад возникла проблема Арала. Оказалось, что почему-то вода в Арале стала убывать, причем довольно стремительно. И Арал стал как бы исчезать с карты. И произошли всякие события, которые биологи и экологи должны были объяснить. Неясно было – что же случилось, связано ли это с нашей наукой гидробиологией, связано ли это с гидрогеологией? Во всяком случае, проблема беспокоила всех.
Известно всем, что в Арал впадает две крупных реки: Амударья и Сырдарья. Известно, что эти реки становятся все мелководнее и мелководнее, потому что их воды разбирают на поливы, во-первых, сельскохозяйственных угодий, во-вторых, происходит рост населения в этом районе, в области дельты. Все это приводит к тому, что воды все меньше и меньше впадает в Арал. И в итоге вдруг оказалось, что Арал предстал высыхающим водоемом. Оказалось так, что в общем-то воды в нем осталось примерно одна треть от того, что было раньше. Поэтому Арал сразу разбился как бы на три части: одна западная, глубоководная, которая существует на протоке, вторая на севере, эту часть питает, в основном, Амударья. Третья на севере, куда впадает Сырдарья, это значительно меньшая часть.
И, собственно, вода все время испаряется с огромной восточной территории, потому что она мелководна, у нее большая площадь, и отсюда вода естественно уходит вверх, становится недоступной для дальнейшего ее использования. И все было бы хорошо, если бы за эти годы все время мы не теряли, теряли, теряли эту воду. И в итоге оказалось, что Арал стал очень быстро мелеть. И за эти годы уровень его упал на 15 метров – это очень значительно. Если учесть, что самая глубоководная западная часть, которая соседствует с республикой Узбекистан, сохраняет глубины до 40 метров.
Но что происходит обычно с водой там? Дело в том, что вода-то уходит, а соль остается. Мало того, что Арал стал мелеть, еще соль стала накапливаться там. И среднее содержание соли, я об этом скажу, стало стремительно возрастать. И уже 15 лет назад были созданы различные комиссии. Тогда Арал был в ведомстве нашего Союза, который потом стал распадаться на части. И очень солидные ученые, ведущие ученые Академии Наук стали думать – что делать? И пока они думали, пока собирали комиссии, процесс все время продолжал идти. Потому что все предлагали разнообразные варианты, как спасти Арал, но ни один из них не проходил на "ура" и встречал оппозицию в той или иной части ученого сообщества.
На этом, может быть, краткое вступление я закончу. Дело в том, что я как эколог могу сказать, что все экологические системы совместно обитающих организмов, которые объединены друг с другом, находятся под влиянием и под воздействием различных экологических факторов – абиотических, не биологических. И если мы будем сравнивать системы, то тут оказывается странная такая вещь. Вы посмотрите наземные системы. Главные факторы тут какие? Приоритетные, решающие, императивные факторы. Это свет, это ясно, температура и – для наземных систем – это влажность. Отсюда, вы понимаете, в наземных система начиналась проблема огородов, хозяйства и прочее. Свет, температура и самый главный фактор в данном случае – влажность.
Если посмотреть любые водные системы, то мы увидим глубокую аналогию в императивных определяющих состояниях системы факторов. Это опять свет, потому что фотосинтез идет везде, и в наземных системах, и в водных системах. Это опять ведомый фактор – температура. Но понятно, что в водных системах ни о какой влажности говорить не приходится. И здесь выступает самый главный фактор – соленость. И отсюда проблема Арала неразрывно связана с изменением солености, падением уровня воды, ее объема. Осталась третья часть по объему воды в Арале. И произошло повышение солености до такого уровня и концентрации, где уже почти невозможна жизнь.
Я сейчас передам Владиславу Вильгельмовичу слово для продолжения. Но мы должны понять, что, потеряв две трети воды, концентрация соли возросла во много раз. И поэтому если соленость обычной нормальной воды для существования исходной фауны и флоры составляет где-то порядка 10-12 промилле, то сейчас это примерно 60 промилле. 60! А в испаряющейся части она еще больше. Потому что там маленький слой воды и огромная площадь испарения.
И поэтому все последующие проекты, которые сталкивались друг с другом (некоторые из них казались безумными, а некоторые имели рациональное зерно), сводились к тому, что надо искать решение глобальное, стратегию восстановления Арала. И закончу свое короткое вступление тем, что ко мне приехал на день рождения мой друг, очень известный исследователь, исследователь мирового класса, выпускник биофака МГУ, который защищал тут и кандидатскую и докторскую, Бек Бекович Ташмагомедов. Он приехал ко мне на день рождения и поднял вопрос – давайте что-то делать, объединять усилия. И тогда возникла такая идея.
Я пригласил своего друга Владислава Вильгельмовича, крупнейшего специалиста мирового уровня именно по солености, как определяющему фактору. Я пригласил для обсуждения Израэля Юрия Антоновича, который когда-то во времена обсуждения этой темы возглавил комиссию от Академии Наук по Аралу. Там были проекты, которые требовали безумного финансирования, порядка 30 министров и их заместителей подписали эти проекты. И говорят, что даже деньги были выделены. Но они исчезли, потому что стал распадаться Союз. Это тоже вполне объяснимо. Я пригласил академика Павлова Дмитрия Сергеевича, директора института, потому что он главный ихтиолог, который фактически должен контролировать в проекте ту часть, которая связана с исчезновением исходной фауны, ихтиофауны на Арале. Я пригласил заведующего кафедрой экологии Московского университета профессора Максимова. Поскольку помимо того, что стало мало воды, все равно с полей еще сливались пестициды и прочее, я пригласил профессора Худолея из Петербурга.
И вот когда мы все собрались, то стали думать о единой концепции. Но всем стало ясно, что дело обстоит так: можем ли мы спасти весь Арал и восстановить его исходное состояние, или надо искать какие-то другие выходы? И все сошлись на том, что единственный путь – это сохранение хотя бы не во всем Арале, а в его отдельных частях такой солености, при которой возможно его восстановление. Пусть даже не исходных форм, но таких форм, при которых в оставшихся частях могла существовать жизнь. Надо чтобы вообще появилась ихтиофауна, потому что в тех соленых частях ее уже просто нет. Надо, чтобы появилась высшая растительность, потому что засоляется восточная часть, исчезает камыши и другие высшие растения. И надо подумать, что делать, чтобы сохранить Арал хоть бы частями.
Но общее мнение было решительно: стратегия изменения солености или сохранения ее хотя бы в части акватории (потому что во всей акватории сейчас это невозможно сделать) – возможно, это и есть путь для решения проблем Арала. Не общая глобальная стратегия, а стратегия, которая предполагает частичное сохранение жизни или восстановление ее в пределах всей акватории Арала.
Но все мы согласились, что решающее слово здесь именно за специалистом в области солености, который занимается адаптацией, акклиматизацией. Второго такого специалиста у нас в стране нет, это профессор Хлебович, который присутствует здесь. И я был бы рад передать сейчас ему слово, чтобы он сказал об этом факторе, о его важности для биологических, экологических систем, и высказал свое мнение по стратегическому направлению, которое мы обсудили перед тем, как мы выработали такую стратегию.
Владислав Хлебович: Начать надо с самого общего. Жизнь существует на Земле (и наверное, существует миллионы, миллиарды даже лет) в широчайшем диапазоне соленостей – от очень слабо минерализованных вод, подобно водам озер нашего севера, которые заполняются талой водой снегов, до водоемов с самосадочной соли, такие как Сиваш в Крыму, Мертвое море или – наверное хорошо вам известный, поскольку вы одессит – лиман Куяльник, на берегах которого выпадают самосадочные соли в виде узкой полоски.
И если в карельских, мурманских озерах соленость измеряется несколькими миллиграммами, то в водоемах с самосадочной солью, хотя таких немного, концентрация солей превышает 200 грамм и доходит почти до 300. А в промежутках располагается широкий диапазон других соленостей. В нашей Волге около 200 миллиграмм, на Балтике это уже промилле, о которых Вадим Дмитриевич говорил, то есть граммы в литре. Средняя соленость в Балтике – 7 промилле, Черного моря – 17-18, Белого – 25, наши окраинные моря, дальневосточные моря или Баренцево море – около 30, а больше 95, можно сказать, 98 процентов всей массы воды на земле – это океан с его соленостью 34,5 промилле. 34,5 промилле – это одна из констант Земли.
И очень интересно было бы представить себе, как же распространяется жизнь в этом градиенте соленостей. Первый шаг на пути такого анализа сделал немецкий исследователь Адольф Ремане, который исследовал для Балтики число видов в фауне в зависимости от соленостей, построив соответствующий график. И оказалось, что по мере нарастания соленостей от пресной воды в сторону моря количество видов постепенно падает, падает, падает, достигает минимума, который он назвал Artenminimum или зона минимума видов, и начинает подниматься, подниматься, подниматься.
Вот эта ямка минимума видов приходится на соленость около 5-8 промилле. Это узкий соленостный диапазон по сравнению с тем огромным диапазоном, в котором существует жизнь. И оказалось, что эта ямка определена не просто числом видов, но и качественно. До 5 промилле в сторону моря доходит минимум пресноводных видов. Большая часть их не переходит за эти пределы. А со стороны моря в сторону пресных вод не заходят типично морские виды.
В Балтике, в Эстонии, есть удивительно характерные места, куда возил меня мой друг Арве Ярвекюльг. Есть заповедник Маацулу, и там есть залив с плавным градиентом солености. И известно, что до того-то дуба, который виден вдали, до него доходит морской червь такой-то. Дальше причал, который виден с одной точки, до этого места доходят мидии, и дальше они уже не пойдут. А вот у этой мельницы – последние морские звезды. Это все около 5-8 промилле, и это все постулировалось для Балтики. И ограничивалось морской соленостью, около 20-30 промилле, потому что в Балтике больших соленостей нет.
Я предпринял очень большую, трудоемкую работу по анализу литературы. Это каждый раз были частные заключения, которые мне удалось обобщить. Оказалось, что вообще во всех морях с плавным градиентом соленостей именно соленость 5-8 промилле делит два главных типа морской фауны: пресноводную и морскую. С этой идеей долго не соглашались московские академики, например, Лев Александрович Зенкевич, и мои статьи были арестованы. Потом в нашу страну, мы принимали его на Белом море, приехал замечательный морской биолог Отто Кинне из Германии. И когда я ему все рассказал, показал соответствующие графики, он сказал – где это можно прочитать? Я говорю – нигде. Почему? Я говорю – потому что мои оппоненты сказали, что до этого сам Кинне не додумался. И после этого мои статьи публиковались в Германии со страшной скоростью, от посылки статьи до публикации проходило 2 недели, и оппоненты растворились, как сахар...
Александр Гордон: Как соль в воде.
В.Х. Как сахар в кофе. Кинне потом предложил называть эту зону, разделяющую продвижение морских в сторону пресных и пресных в сторону морских – хорохалинной зоной. По-гречески "хоре" – разделяю. То есть, она разделяет отдельные фауны.
Но ведь есть, и вы прекрасно это знаете, много форм, которые легко проходят эту зону. Лосось живет в открытом море, а на размножение идет в пресную воду, молодь тоже идет из пресной воды в море. Наверное, ей надо будет адаптироваться некоторое время в промежуточном состоянии. Я даже такой термин придумал, пока еще не опубликованный, "физиологическое шлюзование". Это действительно постепенное шлюзование. Сейчас вызывает тревогу продвижение китайского краба, который живет уже в пресных реках. В Чехословакии он живет даже в Праге. Но и тем и другим нужно обязательно вернуться в родную среду, чтобы размножаться. Китайскому крабу обязательно для этого нужна соленость выше 7 промилле, а лосось никогда не размножается при солености выше 7 промилле, это оказывается пределом размножения.
Есть еще и другие физиологические показатели, например, интенсивность дыхания, которые показывают, что те, которые легко проходят из зоны в зону, у них здесь меняется обмен, и 5-8 промилле оказываются пределом каких-то функций. Естественно, я задумался о причине происходящего. И тут опять мне помогло знакомство с немецкой литературой.
В 40-м году немецкий гидрохимик Виттиг заинтересовался таким вопросом: как меняется ионный состав в этом градиенте солености? А надо сказать, что и морские, и пресные воды чрезвычайно резко различаются, принципиально. Каждая река имеет свой состав солей. Этот состав солей может меняться по сезонам, в зависимости от водности, по годам, безусловно, по районам, по регионам, в зависимости оттого, что дренируется в реки.
А в море господствует правило Кнудсена. Правило, говорящее о том, что соотношение ионов в морской воде необычайно жестко определено. То есть, если мы уясним концентрацию какого-то одного иона, мы точно можем сказать, сколько других ионов здесь сохраняется. И наш великий человек Владимир Иванович Вернадский даже предложил считать постоянство ионов морской воды константой планеты Земля. Именно константой планеты Земля, потому что по его прикидкам, это соотношение ионов сохраняется на Земле, по крайней мере, миллиард лет. И это дает возможность определять соленость по хлору. Он легко титруется, и потом хлор – 55% суммы всех ионов морской воды.
Так вот, получается так, что градиент – это смешение морской воды с пресной, смешение величайшего гидрохимического разнообразия с константой. Вопрос стоит так – где меняется правило Кнудсена? И вот об этом-то как раз и сказал анализ табличных данных Виттига, который определял отношение самого пресноводного иона кальция к самому морскому, который несет константу хлору на расстояние от середины Норвежского моря через Осло... То есть, бралась конкретная станция, конкретная проба на расстоянии около полутора тысяч километров до Балтики в устье рек. И там был цифровой материал. Когда этот цифровой материал я перевел в график, график оказался необычайно показательным. Оказалось, что от 35 океанической солености вплоть до 7-8 промилле линия идет горизонтально к оси абсцисс. И дальше резко ломается и поднимается соответственно разбавлению.
А.Г. Тот же самый барьер, да?
В.Х. Тот же самый барьер – гидрохимический уже барьер, не биологический, падающий на эти зоны. Дальше оказалось, что даже растворы чистого хлористого натрия в эксперименте ведут себя так же. А хлористый натрий – это 85% ионного состава морской воды. И, наконец, ряд других косвенных данных говорил о том, что здесь меняются физико-химические характеристики воды. В частности, реки несут огромное количество глинистых частиц: перлит, каолинит, и прочее. А в американском журнале "Клей", "Глина" я вычитал, что оказывается, почти вся глина быстро флоккулирует и оседает при солености около 5 единиц. Конечно же, это граница слегка размазана.
И, наконец, еще один показатель. Сейчас физическими методами определяют воду по электропроводности. И просто практика показывает, что определять воду соленостью меньше 6-7 промилле по электропроводности нельзя. Дальше шумы забивают точность прибора. То есть, это предел работы физического метода определения солености. Вот так обстоит дело с внешней средой. Это величайший экологический фактор.
Должен сказать, что есть и более высокие границы. Например, при 42 промилле, а это что-то близкое Аральским значениям, уже меняется валентность железа. Некоторые гидрохимические показатели, это в свое время показал грек Хацкакидис, меняются при солености выше 42 промилле. Ну, и наконец, уже при самых высоких значениях – это и Куяльник и Мертвое море – пересоленные воды заселены такими видами животных и растений (это парадокс), которые явно не морского, а пресноводного происхождения. Там другое качество: видимо, есть механизм адаптации к пресной воде, и легче переключить эти выработанные в пресной воде механизмы на работу в противоположном направлении, чем выработать из морских новые. Вот такое общее соображение.
А дальше – я вернусь к потрясению школьника. 14-летним мальчиком я попал на берег Финского залива и первым делом попробовал воду. Она действительно оказалась соленая. Эта банальность, известная всем, но мне она показалась очень похожей по вкусу на кровь. Все мы в свое время резали пальцы и высасывали кровь. Величина солености нашей крови, если ее выразить не в физиологических и медицинских терминах, а в привычных для нас единицах промилле... Соленость воды на берегу Рижского залива в Балтике примерно 6-7 промилле. Это близко к солености нашей крови. Случайно это или нет?
Просто уверен, что не случайно, и вместо цитирования научных данных, я просто скажу, что в Ленинграде был накоплен запас так называемой эталонной морской воды, той самой – 34,5, которой кафедра снабжала океанографические учреждения. Так вот эта морская вода разбавлялась до солености около 10 промилле и использовалась во время блокады, как кровезаменитель в госпиталях. А на Западе эта отфильтрованная морская вода, соответствующим образом разбавленная, во Второй мировой войне широко использовалась под названием раствор Квинтона. И наконец, те растворы, в которых мы сохраняем органы – раствор Рингера (он бывает человечий, лягушачий), он тоже по соотношению ионов очень близок морской воде. И поэтому можно говорить о внутренней солености.
Это я вычитал, но мне удалось из вычитанного построить собственную конструкцию. Потому что то, что я вычитал, я представляю себе, как только одну жердь чума. Даже если одна она упадет, то другие жерди – гидрохимическая, физиологическая, экологическая – вместе создают эту жесткую конструкцию внутренней критической солености.
Я обнаружил правило, которое я предложил назвать правилом Бидля: при продвижении от моря в пресные воды, нет животных, внутренняя соленость которых была бы меньше 5 промилле. Сейчас найдены исключения, некоторые доходят до 3 промилле. Но в целом в пресной воде должны быть выработаны механизмы накачивания солей, и солей в том самом качестве, как в пресной воде.
Физиологи не любят выражать в промилле концентрацию солей, но у лягушки это около 8 промилле, кровь человека и прочих млекопитающих – это между 9 и 10 промилле. Рекордсмен здесь, пожалуй, речной рак, у него этот показатель доходит до 15 промилле. Но обратите внимание: если речного рака бросить в дистиллированную воду, где он теряет соли и не может их получить, то он очень быстро с 15 дойдет до 8, и будет...
А.Г. И останется жив.
В.Х. И останется жив. И будет изо всех сил долго держать около 8 и только как только снизится ниже – погибнет. То есть, смысл нашей внутренней солености – обеспечение наших клеток и тканей условиями жизни, захваченными из моря.
А.Г. У млекопитающих это уже атавизм, по сути дела.
В.Х. Это атавизм, у млекопитающих это атавизм со времен рыб и рептилий, которые выходили в пресные воды и на сушу. В пресные воды они могли выйти, только создав механизм внутренней солености. При этом работают так называемые осморегуляторные структуры.
Вот проблема, там, где миллиграммы солей, в этих низко минерализованных водах живут молодые лососята, здесь живет колюшка, такая рыбка, которая очень легко переносит транспортировку с моря в пресные воды. Она живет в среде, из которой она должна захватывать своими клетками (для этого работают специальные клетки жаберного аппарата) необычайно дефицитные ионы и вгонять их в кровь. И кровь у нее соленая, тоже около 9-10 промилле. А дальше второй механизм: когда образуется моча, необходимо выделять жидкости, при этом почки захватывают дефицитные ионы и забирают их назад.
Рыбы, даже морские, как теперь принято считать, совершенно определенно – пресноводного происхождения. Поэтому в море с ее соленостью 30 с лишним промилле рыбы имеют внутреннюю соленость не больше 12-15. Видимо, то, что выработалось в пресной воде, оказалось оптимальным. Эта внутренняя соленость, наверное, оптимальна для тонкого регулирования некоторых процессов.
А.Г. Означает ли это, что вся жизнь вышла из пресных вод, раз рыбы, которые обитают сегодня в океане, имеют пресноводных предков?
В.Х. Они вторично морские. Они проникли в пресные воды благодаря этому аппарату гиперосмотической регуляции, захвату ионов и удержанию высокой солености и, привыкнув к этой величине, они, даже выйдя в море, сохранили ту самую внутреннюю соленость.
А.Г. А можно предположить, какой солености было море, из которого вышли первые амфибии?
В.Х. Вот тут, тут как говорится, ученые спорят. С одной стороны есть мнение, что соленость моря – та самая константа Вернадского – существует около миллиарда лет. А жизнь в пресные воды вышла значительно позже. И в то же время в море присутствует величайшее разнообразие классов и типов. Ведь в пресные воды до сих пор – за эти два миллиарда лет существования жизни – не вышли ни одного коралла, ни одной актинии, ни одного головоногого моллюска, ни одной асцидии (а это целый тип), ни одной погонофоры. То есть, в своем продвижении от великого разнообразия моря в сторону пресной воды только избранные перешагнули этот барьер. Но, перешагнув его, они отработали, наверное, оптимальные способы регулирования процессов во внутренней среде. И поэтому, возвращаясь назад, они сохранили тот же уровень. Кстати, не только рыбы, очевидно, сохранили низкую соленость, но и некоторые креветки.
А.Г. А как обстоит дело у дельфинов с соленостью крови?
В.Х. У дельфинов абсолютно, как у нас.
А.Г. То есть, 10 промилле...
В.Х. Это 10 промилле, прекрасно работают почки. У них другая проблема. У тех, кто живет в море, у тех, которые вернулись, у них проблема удаления избыточной соли. Та же колюшка, которая захватывает в пресной воде соли, их удерживает, попадая в море. А в море она должна решать другую задачу – иметь биологический опреснитель. И механизм заключается в том, что колюшка в море пьет непрерывно воду, чего она не делает в пресной воде, и ее жабры выбрасывают излишки солей – в первую очередь жабры – отдельные ионы магния и почками могут выбрасываться, а излишний натрий выбрасывается жабрами, специальными клетками, через которые протекает кровь, несущая все это.
В.Ф. Владислав Вильгельмович, к вам просьба расшифровать еще один момент, который касается ваших исследований. А каков же механизм? Почему 5-7, почему не остановились на 9? Как это связано с биохимией? Здесь есть следующий уровень рассмотрения. Вы же понимаете, что должно быть объяснение, откуда те сакраментальные 5-7? Что за этим стоит? Регулятор биохимический? Либо экологический? Что, почему? Это от Бога или от какого-то эволюционного тормоза?
В.Х. Я попробовал уже объяснять, что формирование, во всяком случае, критического значения этих соленостей в экологии – это, скорее всего, изменение физико-химических свойств среды. Наверное, и в организме тоже – ниже этих же самых пределов та самая среда меняется очень невыгодно. Например, есть опыты академика Трошина, когда он разбавлял кровь лошади дистиллированной водой, и при перевале за 5-7 промилле эритроциты лопались. Нарушаются мембраны, нарушаются, наверное, биохимические процессы. Если мы представим себе наши белки, макромолекулы в виде полиионов, то есть в виде огромных глобулов молекул, которые сохраняют нативные свойства, благодаря неорганическим противоионам, так, наверное, и здесь играет роль внутренняя соленость, которая обеспечивает насыщение противоионов. Отсюда, наверное, и коагуляция белков...
В.Ф. Разные конформационные переходы на уровне макромолекул. Можно их свернуть, можно сделать так, что они начнут в клубки сворачиваться. Можно наоборот насытить, они будут растопыриваться. То есть, это регуляторный механизм биохимической активности макромолекул различной химической природы, на которых зиждется вся наша биохимия – это белки, это могут быть полисахариды, это полимеры, прежде всего. Переход одной конформации в другую... Первичная структура, которая задана последовательностью образующих эту цепь оснований. Вторичная структура – спирализация. Третичная структура – укладка этих спирализованных участков – все это подчиняется и регулируется этим изменением состояния.
В.Х. Именно поэтому, наверное, и нормальная наша внутренняя соленость близка к критической.
В.Ф. Совершенно верно.
В.Х. Потому что благодаря минимальным изменениям в работе почек, ионорегулирующим механизмам можно каким-то образом влиять на конформацию макромолекул...
В.Ф. ...и, стало быть, на всю биохимию наших жизненных процессов, будем так говорить.
В.Х. Поэтому-то мы и сохраняем все это, выйдя в море.
Я хотел бы обратить внимание, если позволите, на еще один интересный момент. Внутренняя среда изучается физиологией. Внешняя среда – экологией, которую мы с Вадимом Дмитриевичем в большей степени представляем здесь, чем физиологию. Но внутренняя среда изучается разными ведомствами. Они редко контактируют друг с другом. Наверное, это нехорошо, наверное, надо чаще обмениваться своими открытиями.
Физиология движется и медицинскими потребностями. Поэтому отсюда интерес к крови, к работе почек. Это же функционирование наших органов. И мне кажется, что иногда физиология может дать кое-что интересное и для экологии. В частности, в экологии много лет обсуждался вопрос: могут ли животные поглощать растворенное органическое вещество внекишечно? То есть через покровы.
Спор шел чуть ли не столетия. О том, что поглощается, доказательств почти не было. То, что не поглощается, было показано перевязыванием рта конским волосом. И вдруг оказалось, что правы те медики, которые говорят, что эта растворенная органика, которая представлена мономерами, простыми сахарами, аминокислотами, всасывается через стенку кишечного тракта, меняясь на натрий. Она идет в сторону нашей внутренней солености.
Так вот оказалось, что поглощение растворенной органики совершенно естественно для морских, у которых внутренняя соленость достаточна и не годится для пресноводных. Поставлена была серия опытов – это оказался соленостнозависимый процесс. Тот процесс, который медики знали давно, всасывание веществ и транспортировка их через мембраны, этот процесс экологи узнали сравнительно недавно.
Еще один момент очень интересный. Благодаря, наверное, той самой внутренней конформации, в нашем организме очень тонко работает регуляция пептидными гормонами. То есть белками, которые имеют строго сигнальное значение. Все наши железы внутренней секреции, органы, ткани часто разговаривают друг с другом пептидными гормонами, так регулируются тонкие циклы. Оказалось, что в море, это потрясающий факт, личинки сцифомедуз сидящие в виде полипов, ждут сигнала – когда можно будет весной размножаться, когда нагреется вода? При 15-16 градусах вода прогревается, и они начинают, как тарелки, на себе образовывать весной личинок медуз. Сигнал здесь – температура. Но оказалось, что если на наклонной плоскости, на скале, верхние полипчики прогреваются первыми, они выделяют совершенно конкретный белок, который сигнализирует всем другим, которые живут при холоде – пора готовиться, пришла весна. Температурного сигнала нет, сигнал только белковый. Я просто уверен, что сейчас надо искать эти сигнальные разговоры посредством стабилизированных белковых молекул между популяциями и видами в море.
А.Г. И все-таки вернемся к проблеме Арала, поскольку время как раз для этого осталось.
В.Ф. Ну, что же, я хочу продолжить линию Владислава Вильгельмовича, который абсолютно точно обрисовал внутреннюю сущность проблемы, которая легла в основу тех предложений, которые мы делаем – мы, представители всех тех разных биологических дисциплин, которые предлагают изменить стратегию восстановления Арала. Ясно совершенно, что у нас нет сейчас возможности спасти Аральское море, восстановить его в том виде, как это было несколько десятилетий назад. Поэтому в основе нашей стратегии – конкретные предложения. Я буду делать их поочередно, каждый раз мотивируя, почему надо делать так.
Западная глубоководная часть, которую питает в основном Амударья, где еще осталось воды до 40 метров глубины, сейчас четко отгораживается от большой испарительной площадки в восточной части и от севера, который питает Сырдарья. Поэтому сейчас есть возможность, не внося существенных изменений, направить в проекте внимание на то, чтобы попытаться как-то распреснить эту глубинную часть, которая теперь существует в виде протоки. Распреснить как-то, чтобы снизить и свести на нет избыточный соленостный фактор. Это единственный путь.
Что можно сделать? Известно, что Амударья ежегодно выбрасывает около 10 кубокилометров пресной воды. Есть возможность пропускать всю эту воду через западный рукав этой длинной части. Западную часть надо промывать для этого пресной водой, чтобы потихоньку снизить соленость, учитывая, что Амударья не каждый год дает 10 кубокилометров. Бывают годы, когда она дает даже ноль – в засушливые годы. Но в среднем, 7-8 кубокилометров есть. Значит, воду нужно направить вдоль для того, чтобы через северный узкий глубокий пролив промывалась соленость, удалялась из этого рукава. И как раз пресная вода будет попадать в центральную часть, где будет идти испарение.
Более того, точно такая же проблема связана с Сырдарьей, которая меньшую – верхнюю – часть Арала также будет промывать, и соленость будет уходить в испаряющую часть Аральского моря. За эту испаряющуюся часть нам сейчас бороться сложно. Надо поставить задачу – той водой, которую дают эти две реки, распреснять западную часть и северную часть. Причем, подсчет показывает, что если 10 кубокилометров будут сбрасываться Амударьей, то потребуется примерно 10 лет, чтобы можно было уменьшить вдвое эту соленость.
Это уже будет 30 промилле, когда можно уже продуцировать виды, приспособленные к такой солености. Спектр их не обязательно должен состоять из видов, которые были там изначально. Но здесь на помощь должны прийти ихтиологи и рекомендовать, подбирая виды, такую интродукцию, чтобы мы могли посмотреть, какие из них могли бы прижиться и составить основу круговорота пищевых цепей в этих двух маленьких районах.
Возникает вопрос: а что же делать с большой частью? Большую часть мы теряем и будем терять. Тут ничего поделать нельзя. Но есть – и Владислав Вильгельмович говорил об этом – виды, которые переносят и 200 промилле. Например, Артемия салина, один из любимых пищевых объектов всех наших аквариумистов, ею питаются безумное количество мелких рыб.
В.Х. Стартовый корм.
В.Ф. Поэтому можно в восточной части, в которой продолжает расти соленость, во-первых, культивировать Артемию салину, и это можно сделать промышленным процессом. Он отчасти будет даже выгоден с точки зрения производства товара.
И еще. Сейчас есть много генетических работ, которые позволили поставить вопрос о продвижении многих растений и животных в сторону повышенной солености. Сейчас есть генетические сорта риса, которые выдерживают до 12 промилле, есть и другие полезные сельскохозяйственные сорта. Значит, можно на это поле, которое потихоньку пересыхает, наступать с юга для того, чтобы попытаться внедрять именно солеустойчивые сорта, полученные, может быть, искусственно, полученные в лабораториях – они уже есть и их надо внедрять, чтобы мы могли использовать этот большой испаритель, который мы именуем восточной частью. По-видимому, других вариантов нет.
И поскольку у нас остается мало времени, я думаю, что всем понятно, что эти работы надо начинать сейчас уже. И только в этом направлении мы могли бы ожидать успеха, ради которого мы все это и затеяли. Это могут быть только международные проекты. Потому что они очень финансово-ёмкие, но другого пути у нас нет.
А.Г. Вы упоминали о проектах, которые были разработаны в советское время. Сейчас мэр Москвы предлагает перебросить часть стока северных рек в этом направлении. Как вы к этому относитесь?
В.Ф. Я боялся этого вопроса, имея абсолютно свое мнение по этому вопросу...
А.Г. Почему боялись-то?
В.Ф. Да потому что споры идут – надо, не надо. Некоторые за, некоторые против. Дело в том, что, конечно, весь вопрос в переброске. Да и был даже такой проект – даже с Каспия можно перебрасывать воду, но ее надо будет через трубопроводы поднимать на 15 метров. Это чудовищно дорогой проект. Казалось бы, Сибирь более подходит для этого. Мы сейчас все время должны бороться с весенними паводками в Сибири, очень много воды в Сибири, и надо ее куда-то девать. Мы защищаем смытые деревни и прочее, прочее.
Да, можно поставить вопрос переброски. Но это должна быть локализованная переброска в определенные периоды и в основном... Сибирь богата такими реками. От Енисея можно брать, например. От Оби трудно уже брать, это более мелководная река и там будет осушение. Западная Сибирь очень болотистая, а мы знаем, к чему приводит исчезновение болот. Это вторые легкие нашей планеты.
Поэтому эти проекты можно рассматривать – как и мы предлагаем – в узком направлении, в стратегии удерживания. Мы должны знать, откуда мы имеем право брать и в какой период. Противники переброски в основном говорят: почему не надо брать реки? Ведь это вода, теплоемкость ее огромная, и выносится на север не просто большая масса воды, но и тепло. А что это означает? У нас есть много умных людей. Гидрологи подсчитали, климатологи подсчитали, что если температура ввиду сброса рек по северным артериям вдруг снизится на Северном Ледовитом океане на полтора-два градуса, это приведет к замерзанию северного морского пути и вымиранию целых территорий. Никакие ледоколы уже этот лед не пробьют. Поэтому нельзя сбрасывать огромные массы в Арал, это приведет к изменению микроклимата Севморпути, и тогда наши ледоколы вообще не смогут обеспечить жизнь Севера.
А.Г. У меня еще один вопрос. Подобно тому, как Каспийское море стало стремительно понижать свой уровень, а потом возвращаться к прежнему, может быть, и то, что происходит с Аральским, – это некие природные флуктуации, которые естественны для этого водохранилища?
В.Ф. Если бы это были природные флуктуации, то тогда бы мы не имели таких бесспорных фактов, как почти полное пересыхание в сухие годы Амударьи, потому что ее воду просто разбирают на орошение полей и прочее. Эти факторы раньше не существовали, и поэтому могла формироваться та эндемичная фауна и флора, которую мы имеем в Арале. Но главная причина фактически – просто наступление человека на земли, расширение сельского хозяйства, своего рода урбанизация дельты Амударьи и Сырдарьи. Таких причин раньше не было и не могло быть. И поэтому я думаю, что это не флуктуации. Хотя они были, но были в более разумных пределах, потому что для формирования эндэмических видов требовалось гигантское количество лет. И если эта флуктуация может оборвать жизнь на Арале, то тогда, простите, что делает предшествующая флуктуация?
А.Г. Сколько лет Аралу?
В.Х. Самому Аралу не много, но впадине очень много.
В.Ф. По-моему, порядка двух миллионов лет. То, что сейчас образовалось, это и было раньше первым фарватером для сброса этих рек.
А.Г. Часть большого внутреннего моря.
В.Ф. И фактически оно было проточным. И в период большого половодья оно наполнялось. И эта масса воды играла стабилизирующую роль. Поэтому небольшие флуктуации соленостей еще ничего не решали, еще ничего не нарушали. Из-за этого не исчезали лопатоносы и другие виды. А теперь их просто нет. Их уже нет. И нет рыбаков там уже. Теперь они переходят на рис, переходят на сельское хозяйство. И поэтому очень важны эти устойчивые к солености искусственные сорта риса, выведенные в лабораториях. Получается, что население изменило свою профессию. Вместо рыболовства они теперь пытаются внедрять совсем другие типы деятельности, не имея исторического навыка.
А.Г. Но, кроме того, рис ведь требует еще большего оводнения. Вода забирается...
В.Ф. Да, это правильно. Но мы куда ее сбрасываем? Туда же. Там еще дренажные воды, сливы с полей идут, которые содержат пестициды, они содержат еще и вымываемые биогенные вещества. Поэтому здесь палка о двух концах. С одной стороны, стимулируется процесс первичного включения фотосинтеза, а с другой стороны, получается как бы накопитель и привносятся как раз пестициды, которые, нас уверяют, теперь все меньше и меньше якобы потребляются. Но в общем, практика говорит немножко об обратном.
А.Г. А кто-то из эндемичных видов еще остался в Арале, или уже все, там совсем мертвое море?
В.Ф. Нет, в Амударье осталось несколько эндемичных видов. Сейчас как раз ихтиологи спорят: на Балхаше как будто бы тоже есть такие виды, но генетики должны показать – это оставшиеся старые популяции или это возникшие параллельно популяции, и тогда это не имеет смысла. Тогда ничего не осталось. Это как раз генетика популяций рыб, это ихтиологи должны решить.
А.Г. Интродукция новых видов: если будет достигнута соленость около 30 промилле, то это могут быть и океанические рыбы?
В.Х. Одно время в Хаджибее была соленость около 30 промилле. И туда для акклиматизации привозились дальневосточные креветки. Дальше опыт был прекращен, но довольно долгое время эксперимент проходил успешно. Фактически, создание новых...
Вверх