В ходе длительного многомиллионного периода байкальские губки адаптированы к жизни в достаточно узком круглогодичном диапазоне температур от +0,5 до +11,5°C (на глубине от 4 метров и ниже). Губка и каждый еe эндосимбионт (бактерии, микроводоросли и др.) имеют характерный состав липидов, особенно состав их основных компонентов – жирных кислот (ЖК).

Впервые мы исследовали состав липидных компонентов глубоководных байкальских губок Baikalospongia intermedia, отобранных со дна бухты Фролиха, известной своими подземными гидротермальными источниками.

Ее дно покрыто тонким слоем современного мягкого ила, под которым находятся граненые почвы, пески и тяжелые глины, отложившиеся во время последнего ледникового периода. Ближе ко дну температура воды повышается, что говорит о сбросе термальной воды. На поверхности донных отложений располагаются «поля» губок и бактериальные обрастания – микробные маты. В составе липидной фракции губок обнаружено и идентифицировано около 100 соединений – это различные ЖК, альдегиды и стерины. Нами выявлено, что глубоководные байкальские губки содержат высокие уровни сверхдлинноцепочечной демоспонгиевой кислоты 26:3, а также значительные количества кислот микробного происхождения, что указывает на ассоциацию «губки-микроорганизмы». Таким образом, выявлено, что демоспонгиевая кислота 26:3 характерна для губок, обитающих от 5 до 1520 метров. Методом масс-спектрометрии микробных маркеров показано, что основными микробными компонентами губок B. intermedia и донных отложений бухты Фролиха являются метанотрофные микроорганизмы.

Среди альдегидов доминирует сверхдлинноцепочечный альдегид тетракозеналь, который выполняет защитные функции, предохраняя их от обрастаний и хищников. Подобные исследования были выполнены на Lubomirskia baikalensis, в которых также обнаружен тетракозеналь. Среди стеринов глубоководных губок доминирует b-ситостерол, один из наиболее распространенных растительных стеринов. Его высокое содержание свидетельствует о наличии симбионтов-цианобактерий. Уровни холестерина также высоки. Холестерин и его производные являются основными компонентами клеточных мембран губок.

Впервые исследован жирнокислотный состав байкальских глубоководных амфипод Ommatogammarus albinus, Polyacanthisca calceolate and Parapallasea lagowskii. Выявлены доминирующие насыщенные жирные кислоты: пальмитиновая (около 10 отн. %), стеариновая кислота (до 3 отн. %) и мононенасыщенная олеиновая кислота в количестве около 30% от суммы ЖК. Среди полиненасыщенных доминируют такие незаменимые кислоты, как эйкозапентаеновая, докозагексаеновая и арахидоновая кислоты. Высокое содержание ненасыщенных и низкое содержание насыщенных ЖК связано с низкой температурой и необходимостью поддерживать на определенном уровне «жидкокристаллическое» состояние мембранных структур. Выявлено, что кроме температуры влияние на жирнокислотный состав также может оказывать тип питания животных. Информацию о трофическом уровне, составе и типе питания можно определить соотношением биомаркерных кислот. Высокие содержания специфичных липидных компонентов, таких как пальмитолеиновая, вакценовая и эйкозапентаеновая кислоты, рассматриваются как индикаторы питания диатомовыми водорослями. Напротив, флагелляты содержат высокие содержания докозагексаеновой кислоты, тогда как арахидоновая кислота происходит от микроводорослей и неизменно входит в состав амфипод. Олеиновая кислота рассматривается как индикатор плотоядного питания, и по этому показателю животные могут относиться к некрофагам. Высокие соотношения 18:1n9/18:1n7 и относительно низкие соотношения 16:1n7/16:0 и 20:5n3/22:6n3, которые были обнаружены в исследуемых байкальских амфиподах, подтверждают преобладание плотоядного питания.

Одним из компонентов питания амфипод являются трупы коттоидных рыб, жирнокислотный состав которых нами также был исследован. В озере Байкал рогатковидные рыбы насчитывают 33 вида, относящиеся к семействам: Cottidae, Abyssocottidae и Comephoridae. По условиям обитания всех байкальских рогатковидных рыб можно разделить на три экологические группы, к которым принадлежат донные (бентосные), бентопелагические и пелагические виды. Рогатковидные рыбы Байкала характеризуются значительным разнообразием морфологического строения и высокой пластичностью, позволившей им освоить различные экологические ниши водоема от прибрежья до максимальных глубин.

И, наконец, главное деление было обнаружено между бентическими абиссальными рыбами по сравнению с объединенными бентическими эврибатными – бентопелагическими рыбами, но с одним исключением. Asprocottus abyssalis, который часто представляют как бентический эврибатный вид, был сгруппирован по его жирнокислотному составу бентическими абиссальными видами. Многокомпонентный анализ ясно указывает на то, что жирнокислотный состав мышечной ткани коттоидных рыб зависит от их места обитания и экологии.

Таким образом, впервые проведено комплексное исследование липидного состава разного трофического уровня гидробионтов (нерпа, рыбы, амфиподы, губки) озера Байкал, выявлены особенности его формирования, трансформации, а также ЖК-профили, используемые в качестве биоиндикационных характеристик: изучен жирнокислотный состав рогатковидных рыб (органы и ткани – сердечная, белые мышцы 15 видов байкальских рыб, принадлежащих к трем семействам Cottidae, Abyssocottidae и Comephoridae) подотряда Cottoidei, подразделяющимся по условиям обитания на три экологические группы: донные (бентосные), бентопелагические и пелагические виды, и установлено, что типично абиссальные виды рогатковидных рыб Байкала характеризуются повышенным содержанием ненасыщенных кислот по сравнению с эврибатными и пелагическими; также впервые методом хромато-масс-спектрометрии определен для губок жирнокислотный состав глубоководных губок Baikalospongia intermedia (бухта Фролиха) и их симбионтов, а также донных осадков среды обитания; доминирующими группами в глубоководных губках и донных осадках являются микроорганизмы Cyanobacteria, Actinobacteria, Proteobacteria (alpha-, beta-, gamma-), Firmicutes, Bacteroidetes обработка данных по ЖК-составу позволила детально проследить пищевые взаимосвязи в цепи «амфиподы – рыбы – нерпа».  Л.Д.

РАДНАЕВА, г.н.с., д.х.н., С.В. БАЗАРСАДУЕВА, н.с., к.б.н.