Экспедиция на НИС «Г.Ю. Верещагин» с 21 по 31 августа 2023 г.

С 21 по 31 августа 2023 года проведена научно-исследовательская экспедиция на НИС «Г.Ю. Верещагин», основной целью которой являлось исследование глубоководной фауны озера Байкал, использование новых методов в исследовании таксономического разнообразия, видообразования и экологического благополучия глубоководных рыб озера Байкал.

Экспедиционные работы выполнялись в рамках тем государственных заданий: №0279-2021-0005 «Исследование трансформаций состояния водоемов и водотоков Восточной Сибири в сезонных и долговременных аспектах в контексте изменений климата, геологической среды и антропогенных нагрузок» (рук. Федотов А.П.) и №0279-2021-0010 «Генетика сообществ байкальских организмов: структура генофонда, стратегии консервации (рук. Щербаков Д.Ю.).

Выполнено 16 глубоководных тралений (максимальная глубина – 1458 м) и собран репрезентативный объём материала (выборок) по абиссальным видам рогатковидных рыб, обитающих в различных котловинах оз. Байкала для:

• изучения адаптационных приспособлений донных рыб к обитанию на глубинах свыше 500 м, а также оценки эффективности биомаркеров благополучия рогатковидных и сиговых видов рыб разных экологических ниш: морфофункциональные характеристики сенсорных систем, метилирование ДНК, цитометрические параметры крови, модуляция экспрессии генов, длина теломерных участков и активность теломеразы. В полевых условиях проведена фиксация различных тканей (кровь, сенсорный эпителий, печень, сердце) следующих видов: шершавая широколобка Asprocottus herzensteini, плоскоголовая широколобка A. platycephalus, тёмная широколобка Limnocottus griseus, малоглазая широколобка Abyssocottus korotneffi, длиннокрылая широколобка Сottocomephorus inermis (3 возрастные группы), песчаная широколобка Paracottus kesslerii, короткоголовая широколобка Cottinella boulengeri и большая голомянка Comephorus baikalensis. Кроме того, жаберными сетями отобраны разные возрастные группы байкальского омуля Coregonus migratorius, зафиксированы ткани для оценки уровня метилирования ДНК, модуляции экспрессии генов, размера теломерных участков и теломеразной активности (кровь, печень, жаберные лепестки, сердце), а также определения уровня кортизола (чешуя).
• проведения молекулярно-генетического анализа пищеварительной системы глубоководных рогатковидных рыб Байкала на присутствие паразитических протистов – представителей Diplomonadida, Eimeriorina и Microsporidia, получения нуклеотидных данных о генах малой субъединицы рибосомной РНК и первой субъединицы цитохром-оксидазы митохондриальной ДНК с последующей филогенетической реконструкцией, определения и сравнения состава сообщества паразитических протистов у видов из разных экологических ниш.
• изучения особенности организации системы транспорта кислорода, лейкоцитарной и эритроцитарной групп клеток периферической крови, клеточной системы иммунитета байкальских рогатковидных рыб разной экологической принадлежности. В течение экспедиции приготовлены лизаты эритроцитов для исследования структуры гемоглобинов, мазки крови для изучения морфологии и цитометрических параметров клеток крови, отпечатки кроветворных органов (селезенки и почки) для оценки иммунного статуса рыб, приготовлены окрашенные флуоресцентным красителем митотрекер препараты клеток крови и кроветворных тканей для выявления активных митохондрий и оценки энергетических возможностей организма рыб. Проведены эксперименты по влиянию раствора поваренной соли (0,4 и 0,9 %) на показатели крови некоторых видов рыб.

Для исследования ДНК окружающей среды (ДНКос) речных популяций каменной широколобки Paracottus knerii в притоках оз. Байкал произведен отбор проб воды и грунта в устьевых районах притоков, впадающих в Северную и Центральную котловины озера: вдоль восточного побережья – рек Селенга, Большой Чивыркуй, Большая Черемшана, Давше, Кабанья, Шенгангда, Томпуда, Ширильды, Фролиха; по западному побережью – рек Тыя, Сарма, Анга. Пробы воды (~2, 4 литра) были отфильтрованы через стеклянные фильтры, фильтры упакованы в пробирки и заморожены. В дальнейшем из фильтров и проб грунта будет выделена ДНКос. Полученные экстракты будут проанализированы с помощью ПЦР с использованием аллель-специфичных праймеров и секвенирования целевых фрагментов ДНК. Полученные данные позволят дополнить информацию о генетической популяционной структуре каменной широколобки в пределах озера и влиянии на генетический полиморфизм потока генов из популяций речных притоков.

Для изучения филогенетической структуры, поиска возможных репродуктивных барьеров между морфологическими видами и подвидами глубоководных амфипод, а также для выявления анатомических особенностей отдельных байкальских видов и родов за время экспедиции собрано более 500 экземпляров, из которых 72 пробы литоральных и 206 из глубоководных тралов. Глубоководные амфиподы рода Acanthogammarus были отобраны с глубины от 120 до 1450 метров для оценки вертикальной генетической изменчивости внутри морфологических видов.