Пол Снелгров: Перепись океана

Океан покрывает около 70 процентов нашей планеты. И, я думаю, Артур Кларк, наверное, был прав, когда предложил называть её «Планета Океан». Океан чрезвычайно плодовит, что хорошо заметно на спутниковых снимках фотосинтеза, отображающего формирование новой жизни. По сути, в океане ежедневно зарождается половина всех живых существ на Земле и производится примерно половина всего объёма кислорода. К тому же, океан — это дом для разнообразных биологических видов, о многих из которых мы ничего не знаем. Но об этом чуть позже. Океан производит намного больше белка, чем мы из него извлекаем. А это примерно 10% мировых потребностей и 100% для некоторых островных государств.

Если бы вам пришлось погрузиться в эти 95% обитаемой части биосферы, вы бы оказались в кромешной тьме, изредка озаряемой искрами света от биолюминесцентных организмов. А если бы вы зажгли свет, то увидели бы невообразимых существ, иногда проплывающих мимо, этих обитателей подводных глубин, живущих в толще океана. И, в конце концов, вы бы попали на дно океана. Этот ареал покрывает бо́льшую часть поверхности Земли, чем все другие вместе взятые. И всё же, мы знаем больше о Луне и Марсе, чем об этой среде обитания, хотя нам только ещё предстоит научиться извлекать пищу, кислород и воду из этих космических тел.

Так, 10 лет назад была запущена международная программа «Перепись морской флоры и фауны», цель которой — расширить наше понимание жизненных циклов в Мировом Океане. Программа включает 17 проектов по всему миру. На карте показаны зоны охвата этих проектов. Я очень надеюсь, что вы оцениваете глобальные масштабы, которых достигла программа. Всё началось с того, что двое учёных, Фред Грассл и Джесси Аусубел, встретились в Вудсхоле, штат Массачусетс, где оба были гостями в прославленном океанографическом институте. Фред сокрушался о плачевном состоянии биоразнообразия морской среды и о том, что ничего не предпринимается, чтобы это исправить. Так, это обсуждение легло в основу программы, в которую вовлечены 2 700 учёных из более чем 80 стран по всему миру. Они задействованы в 540 морских экспедициях общим бюджетом в 650 миллионов долларов и изучают распределение, разнообразие и численность биологических форм в океане.

Что же мы нашли? Всюду нам попадались диковинные существа, чудесные и поразительные: и у береговой линии, и в самой пучине мы находили микробов, рыб и множество других организмов. Ограничивающим фактором здесь стало не многообразие форм жизни, а, скорее, недостаток таксономистов, которые бы смогли идентифицировать и зарегистрировать все эти новые виды. Они сами, можно сказать — вымирающий вид. На данный момент, ежедневно регистрируется 4-5 новых видов организмов. Но, как я сказал, это число могло быть и больше.

Моя родина — Ньюфаундленд в Канаде. Это остров у восточных берегов Северной Америки, где наблюдалась сильнейшая в истории человечества деградация рыбных запасов. На этой фотографии мы видим мальчика рядом с треской. Это где-то 1900 г. Когда я был таким мальчиком, мы с дедом ходили на рыбалку, но вылавливали рыбу вдвое меньше этой. Для меня это было в порядке вещей, потому что рыбу другого размера я просто не видел. А если вы соберётесь на рыбалку сегодня, через 20 лет после того кризиса, и сможете поймать рыбу, что весьма непросто, то она будет ещё в два раза меньше. Это явление можно назвать «смещение стандартов». Мы не можем по-настоящему оценить то, что может нам дать океан, потому что мы никогда этого не видели.

Большинство из нас, и я в том числе, думают, что активное использование океана человеком началось в последние 50, максимум 100 лет. В рамках проекта учёные попытались заглянуть в прошлое, используя все возможные источники информации. Ресторанные меню, монастырские заметки, судовые журналы – всё использовалось, чтобы составить достоверную картину, потому что научные данные, в лучшем случае, относятся к периоду Второй Мировой. Было обнаружено, что начало активному использованию океана положили римляне. В те времена, конечно, не было холодильников. И рыбаки вылавливали ровно столько, сколько могли съесть сами или продать. Но римляне придумали засаливание, что сделало возможным хранение и транспортировку рыбы на большие расстояния. Так началось промышленное рыболовство.

На этой таблице приблизительно видно, каковы наши потери в сравнении с периодом, когда океан не подвергался влиянию человека. Они варьируются в пределах 65-98% для основных групп организмов, как показано на тёмно-синих сегментах. Для тех же видов, которых мы смогли оставить в покое и которых мы охраняем, — например, морские млекопитающие, морские птицы — наблюдается процесс восстановления. Всё не так безнадёжно. Но, в целом, засаливание привело к исчерпанию запасов.

А здесь другой любопытный пример. Это лучшие образцы улова у берегов Флориды. Фотография была сделана в 50-х годах. Обратите внимание на шкалу на слайде, потому что на такой же фотографии, но из 80-х годов, рыба значительно меньше, и композиция кадра составлена по-другому. А если посмотреть на лучшие образцы 2007 года, то улов представляется просто смехотворным. Но это далеко не смешно. Плодовитость океана сильно снизилась, и ответственность за это лежит на нас.

Так что же осталось? На самом деле, немало. Существует множество занимательнейших вещей, и я расскажу вам о них немного. Сначала хотелось бы затронуть техническую часть, потому что это конференция TED, и все здесь хотят услышать что-нибудь о технике. Одним из устройств, которые мы используем для получения образцов из глубин океана являются дистанционно управляемые аппараты. Эти привязные аппараты мы опускаем на дно, где они становятся нашими глазами и руками. Пару лет назад я должен был отправиться в океанографический круиз, но не смог поехать из-за нестыковок в рабочем графике. Но, благодаря спутниковому наведению, я смог контролировать процесс, сидя дома с чашкой чая в руках и с собакой, лежащей у моих ног. Мне надо было только сказать оператору: «Мне нужны образцы из этого сектора». И это было с точностью сделано. Вот что возможно с современными технологиями, окоторых ещё 10 лет назад было ничего неизвестно. Так, мы смогли получить образцы из удивительной зоны обитания, очень удалённой от поверхности океана и солнечного света.

В добывании образцов нам очень помогает акустика, или звуковые волны. Преимущество звуковых волн перед светом в том, что они беспрепятственно проходят через воду. Мы можем отправить сигнал, который, отразившись от объекта, рыбы например, вернётся назад. В этом примере учёные используют 2 корабля. С одного корабля посылается импульс, который, отразившись, улавливается вторым кораблём, что позволяет получить очень точные сведения, в данном случае о 250 миллиардах особей сельди, всего за минуту. Это сопоставимо с размерами острова Манхэттен. В рыбном промысле это просто незаменимо, потому что крайне важно знать точное количество рыбы.

В нашем распоряжении есть и спутниковые датчики, которые помогают отслеживать миграцию животных в океане. Так, от животных, которые поднимаются к поверхности, чтобы набрать воздух, — таких, как этот морской слон — поступает сигнал на берег, по которому мы можем определить местоположение особей. По этим данным мы составляем маршруты миграции. Например, тёмно-синяя область— перемещения морского слона в северной части Тихого океана. Я понимаю, что для тех, кто не различает цвета, здесь трудно разобраться, но вы можете смело мне доверять.

Для животных, которые не поднимаются к поверхности, мы используем так называемые «всплывающие датчики», которые собирают данные о количестве света и времени восхода и заката солнца. Периодически эти датчики всплывают и транслируют данные на берег. Устройства GPSне работают под водой, поэтому-то нам и нужны эти датчики. Так мы определяем синие области — наиболее уязвимые зоны океана, которые в первую очередь нуждаются в охране и защите.

А теперь другой интересный момент. Когда вы идёте в супермаркет и делаете покупки, все товары сканируются. И на каждом товаре имеется свой штрих-код, с которого компьютер считывает необходимую информацию. Генетики разработали аналогичную технологию — генетическое штриховое кодирование. В основе этого кодирования лежит использование особого гена CO1, который постоянен в пределах одного вида, но изменяется от одного вида к другому. Благодаря этому гену, мы можем очень чётко провести грань между различными видами; даже при наличии внешнего сходства, с биологической точки зрения они могут сильно отличаться.

И ещё одна интересная история о двух старшеклассницах из Нью-Йорка, которые также участвовали в проекте «Перепись». Они взяли образцы рыбы в различных магазинах и ресторанах Нью-Йорка и сделали штриховое кодирование. Они обнаружили, что некоторая рыба была промаркирована ошибочно. Например, рыба, которая продавалась под видом тунца, очень ценного вида, на самом деле была тилапией, рыбой намного менее ценной. Они также выяснили, что рыба исчезающих видов продавалась как рядовая. Штриховое кодирование позволяет распознать, с чем мы работаем, а также что мы едим.

Биогеографическая информационная система океана — это база данных всех данных переписи. Доступ к ней открытый — можно свободно зайти и скачать любые данные. В базе содержатся все данные переписи, и ещё ряд сведений, которыми поделились некоторые люди. По этим данным вы можете создать схему распределения и миграции видов. Я составил схему данных, которыми мы располагаем сейчас. Здесь показано, где были сосредоточены усилия по сбору образцов. На карте видно,что мы провели сбор образцов в североатлантическом регионе, точнее в Северном море, и у восточных берегов Северной Америки очень тщательно. На карте эти хорошо обследованные регионы показаны тёплыми цветами. Холодными цветами, синим и чёрным, окрашены пространства, о которых мы почти ничего не знаем. Даже после 10-ти летней переписи, огромные участки всё ещё остаются неисследованными.

В Техасе есть группа учёных, работающих в Мексиканском заливе. Они решили на добровольных началах собрать в единую систему всю информацию о разнообразии видов в Мексиканском заливе. Они составили полный список видов, мест их привычного обитания — трудоёмкое предприятие, непостижимое для непосвящённых. А потом случилась авария на нефтяной платформе DeepwaterHorizon. В один момент добровольное исследование, без каких либо коммерческих притязаний, превратилось в незаменимый источник информации в таких вопросах, как — каким образом восстановится биосистема, сколько это займёт времени, и каким образом будут решены многочисленные судебные тяжбы и многомиллионные прения, которые начнутся в последующие годы.

Так что же мы нашли? Я бы мог рассказывать об этом часами, если бы мне позволили. Но я, всё-таки, расскажу вам о моих любимых находках, сделанных в рамках «Переписи». Так, мы определили, где находятся очаги наибольшего разнообразия, где обитает наибольшее количество видов. Если мы перенесём на схему все хорошо изученные виды, то получится примерно такая картина. На карте можно увидеть, что для прибрежных зон наибольшее разнообразие организмов в пределах береговой линии наблюдается в тропиках. Впрочем, это известно достаточно давно, и не является большим открытием.

Что действительно удивительно,так это то, что в открытом океане больше всего видов обитает в средних широтах. Эти данные могут быть использованы специалистами для определения участков океана, в первую очередь нуждающихся в защите. Использование возможно как в глобальных, так и в региональных масштабах. Вот почему данные о биоразнообразии могут быть очень полезными.

Несмотря на то, что особи найденных нами видов в основном очень малы и трудноразличимы, случаются и исключения. Например, совершенно невообразимо, как 3-х килограммовый омар не попадался на глаза учёным. Но так и было, пока несколько лет назад южно-африканские рыбаки не запросили разрешение на экспорт такого омара, и учёным стало ясно, что наука столкнулась с неизведанным. И эта бурая водоросль «GoldenV», найденная у берегов Аляски чуть ниже линии отлива, возможно является новым видом. Несмотря на свой внушительный 3-х метровый размер, она также оставалась вне внимания учёных. Длина этого длинноплавникового кальмара — 7 метров. Правда, обитает он в глубинных водах Срединно-Атлантического хребта, и найти его было нелегко. Но всегда есть вероятность обнаружить необычных крупных существ. А эта креветка, мы назвали её юрская креветка, считалась вымершей 50 лет назад, по крайней мере, до того момента, как в рамках «Переписи» было обнаружено, что она благополучно поживает у берегов Австралии. Океан, в силу своих колоссальных размеров, может хранить тайны очень долго. Даже Стивен Спилберг позавидовал бы.

Если мы посмотрим на распределение видов, то оно весьма изменчиво. У нас есть наблюдения за серыми буревестниками, которые, совершая поразительные перелёты от берегов Новой Зеландии до Аляски и обратно в поисках беспрерывного лета, проживают свои жизненные циклы. Мы говорили и о кафе для белых акул. Это место встреч белых акул в Тихом океане. Мы не знаем, почему они собираются там, не знаем и всё. Этот вопрос ещё только предстоит решить.

Одна из догм, которым нас учат в школе — это то, что все животные, чтобы выжить, нуждаются в кислороде. Это маленькое существо, всего полмиллиметра длиной, выглядит не очень впечатляюще. Оно было обнаружено в начале 80-х. Удивительно,но несколько лет назад, в рамках «Переписи»,учёные открыли, что это существо прекрасно себя чувствует в бедных кислородом отложениях в глубинах Средиземного моря. Теперь известно, что животные могут жить и без кислорода, по крайней мере, некоторые из них, и приспосабливаться к самым суровым условиям.

Если выкачать всю воду из океана, то мы увидим примерно такую картину — это распределение биомассы в придонной области. Большая часть биомассы сконцентрирована у полюсов, остальное же пространство не отличается таким изобилием. Мы обнаружили жизнь в экстремальных условиях. Так были найдены новые виды, обитающие в толще льда и поддерживающие пищевые цепи ледников.

А ещё мы нашли чудно́го йети-краба, обитающего в пределах горячих гидротермальных источников у берегов острова Пасхи. Этот вид привлёк особенное внимание публики. Были также обнаружены глубочайшие источники — на глубине 5 000 метров, и наиболее горячие, с температурой 407°C — в южной части Тихого океана и в Арктике, где раньше не было найдено ничего подобного. И до сих пор остаётся потенциал обнаружить новые ареалы.

Очень многие виды остаются загадкой. Я расскажу очень кратко о некоторых из них. И первый вопрос — сколько рыбы в морских глубинах? О рыбе, и ещё о морских млекопитающих, мы знаем намного больше, чем обо всех других обитателях океана. Основываясь на процентной доле открытий, можно предположить сколько ещё новых видов возможно будет открыто. Было подсчитано,что на данный момент известно около 16 500 морских видов рыбы, и примерно от одной до четырёх тысяч видов ещё предстоит открыть. Вот что называется — хорошо поработали. Нам известно 75% видов рыб, может быть даже 90%. Но рыба, как я уже сказал, изучена лучше всего.

Об остальных группах организмов мы знаем гораздо меньше. Эта диаграмма основана на совершенно новом исследовании, которое должно вскоре появиться в журнале PLoSBiology. Она отображает, сколько предположительно ещё неисследованных видов находится на суше и в океане. Как видно из диаграммы, на данный момент науке известно около 9% видов живых существ в океане. А 91%, даже после переписи, ещё только предстоит открыть. Это, примерно, ещё 2 миллиона видов, после всех подсчётов. Предстоит немалая работа, чтобы разобраться со всем неизученным.

А эта бактерия — частица густых зарослей, обнаруженных у берегов Чили. Эти заросли покрывают пространство, сравнимое с территорией Греции. Клетка бактерии различима даже невооружённым глазом, и вы можете представить колоссальные размеры этой биомассы. Но самое интересное, что мы знаем о микробах — их неимоверное разнообразие. Капля морской воды может содержать до 160 видов микробов. А в целом, предполагается,что в океанах содержится порядка одного миллиарда видов. Невообразимоеколичество. А для чего это нужно? Об этом мы ничего не знаем.

Самым важным моментом в этой переписи, я думаю, является роль науки в мировом масштабе. Как видно на этом ночном снимке, какие-то участки суши освоены человеком намного лучше чем другие, но между этими участками располагаются большие тёмные области практически неосвоенного океана. Другим важным пунктом является взаимосвязь океанов. Морские обитатели не беспокоятся о международных границах, они плывут, куда им вздумается. И поэтому международное сотрудничество в исследованиях становится ключевым моментом.

Увы, больша́я часть рая уже потеряна. Например, тунец, некогда в изобилии обитавший в Северном море, сейчас совсем не встречается. А в тралы, однажды опущенные в глубины Средиземного моря, попало больше мусора, чем морских обитателей. И это глубины моря, среда, которую мы представляем себе, как уголок планеты, сохранившейся в первозданном виде. Много и других угнетающих факторов. Закисление океана на сегодняшний день — одна из серьёзных проблем, наряду с потеплением воды и влиянием этих факторов на коралловые рифы. В ближайшие десятилетия ситуация с коралловыми рифами к лучшему не изменится.

И всё оставшееся время, которое уже подходит к концу, я бы мог по списку перечислять проблемы океана, но мне бы хотелось закончить на оптимистичной ноте. Наиважнейшей задачей теперь является суметь сохранить то, что осталось, потому что и сейчас это удивительный мир. Океан настолько плодовит, и является частью стольких процессов, что мы как человечество должны, даже в своих самых эгоистичных намерениях, не повторять ошибок прошлого. Мы должны определить все проблемные участки и всеми силами стараться восстановить их.

Мы смотрим на этих существ, затаив дыхание, в то время как они помогают нам делать каждый вздох, благодаря кислороду, выделяемому океаном. Учёные проекта «Перепись» работали в дождь и мороз, под водой и над водой, чтобы пролить как можно больше света на удивительные открытия, тайны,и поразительные приспособления, которые скрывает океан. И не важно, кто вы — пастух, пасущий стада яков в Чилийских горах, или биржевой маклер в Нью-Йорке, а может даже TEDстер из Эдинбурга — океан важен для всех. Пока жив океан, живы и мы.

Спасибо за внимание.

(Аплодисменты)