Проекты

Описание инициативы (проектной идеи)

Соленые и солоноватоводные озера – это экосистемы, изучение которых необходимо для понимания механизмов адаптации организмов к экстремальным условиям. Из-за небольших размеров и зависимости от водного баланса такие водоемы особенно чувствительны к изменениям условий окружающей среды.
В данных экосистемах основу биологических процессов составляют микроорганизмы. Бактерии участвуют в разложении органического вещества и формируют пищевую основу для гидробионтов. Важными компонентами также являются эукариотические организмы, включая представителей фитопланктона, зоопланктона и зообентоса. Они обеспечивают продуцирование органического вещества, участвуют в пищевых взаимодействиях и поддержании устойчивости экосистем. Структура микробных и эукариотических сообществ тесно связана с физико-химическими параметрами среды, поэтому эти организмы могут использоваться как чувствительные индикаторы экологического состояния водоемов (https://doi.org/10.3389/fmicb.2023.869907).
Тажеранская степь – уникальный природный комплекс, на территории которого находятся небольшие изолированные озера, существенно различающиеся по солености, минерализации и гидрохимическому составу (https://doi.org/10.17308/geo/1609-0683/2026/1/152-159). Цепочка озер образует градиент условий – от слабоминерализованных до соленых водоемов, что делает их удобной моделью для изучения влияния факторов среды на структуру биологических сообществ. Одновременно с этим данные озера уязвимы к изменениям водного баланса. Предполагается, что после землетрясения 2008 года процесс их пересыхания стал происходить интенсивнее (https://doi.org/10.1134/S2079096121040041). Продолжающееся сокращение площади и глубины водоемов повышает актуальность комплексного исследования их биоразнообразия и организации мониторинга.
Несмотря на природную и научную ценность Тажеранских озер, современные сведения о таксономическом составе их бактериальных и эукариотических сообществ остаются фрагментарными. Не установлено, насколько различаются микробные и эукариотические сообщества воды и донных отложений и как структура сообществ связана с физико-химическими параметрами среды. Недостаток молекулярно-генетических данных не позволяет оценить современное состояние озер, выявить изменения биоразнообразия и функционального потенциала сообществ, а также разработать научно обоснованную систему дальнейшего мониторинга.
Цель проекта: проведение скринингового исследования микробного и эукариотического разнообразия организмов Тажеранских озер с последующим формированием базового метагеномного профиля микробных сообществ и созданием базы данных эукариотических организмов для последующего мониторинга экологического состояния, биоразнообразия и изменения функционального потенциала микробных сообществ.
В процессе реализации проекта будут выполнены следующие задачи:
1) Организовать и провести экспедиционные исследования 4 Тажеранских озер разной солености: отобрать пробы воды и донных отложений, зафиксировать координаты, измерить физико-химические параметры среды, а также отобрать пробы для гидрохимического анализа;
2) Произвести метабаркодное секвенирование образцов воды и донных отложений для выявления и идентификации микроорганизмов, а также метабаркодный анализ свободной ДНК (по 18S) из воды для выявления и идентификации эукариот;
3) Сформировать базовый метагеномный профиль микробных сообществ (таксономия, функциональный потенциал, альфа- и бета-разнообразия) и создать базу данных эукариотического разнообразия Тажеранских озер;
4) Выявить доминирующие и индикаторные таксоны, оценить влияние солености и других характеристик среды на структуру сообществ, выработать научно-обоснованные рекомендации по сохранению и дальнейшему регулярному мониторингу данных сообществ;
5) Представить результаты проекта в виде (1) зарегистрированных баз данных прокариотического и эукариотического сообществ Тажеранских озер, (2) тезисов конференций, (3) статьи в научном журнале (WoS/Scopus Q1-Q2), а также обеспечить информационное сопровождение проекта в виде (1) научно-просветительских уроков в местных СОШ, (2) публикаций в медиа, (3) размещения информации на ресурсах партнеров и (4) в социальных сетях команды проекта.
Реализация проекта позволит получить комплексную оценку микробного и эукариотического разнообразия Тажеранских озер и установить взаимосвязи между структурой сообществ и основными физико-химическими параметрами среды. На основе полученных данных будут разработаны научно обоснованные рекомендации по сохранению биоразнообразия и организации дальнейшего экологического мониторинга данных водоемов.
Команда проекта обладает достаточным опытом проведения полевых и лабораторных исследований, изучения биоразнообразия экосистем, применения молекулярно-генетических методов и анализа данных секвенирования. Квалификация исполнителей подтверждается научными работами, опубликованными в индексируемых изданиях, а также опытом руководства и участия в научно-исследовательских проектах.