ПЦР поможет вернуть омуля на прилавки и создать рыбу мечты

Одно из желаний туриста, оказавшегося на Байкале, непременно попробовать омуля. Но его практически нет, как и байкальского сига, и хариуса. На многочисленных лоткаху побережья продается в основном пелядь. Тоже эндемик, но с омулем, конечно, ни в какое сравнение не идет. Решение проблемы нашли ученые Лимнологического института Сибирского отделения РАН.

Единственные в мире "тазики"

Для непосвященных аквариальная выглядит, как "тазики с водой". Фото: Евгений Козырев

"Пойдемте в аквариальную, - приглашает Любовь Суханова, старший научный сотрудник группы эволюционной генетики сиговых рыб лаборатории ихтиологии института. - Всё своими глазами и увидите".

Экспериментальный пресноводный аквариумный комплекс байкальских гидробионтов (аквариальная) не имеет аналогов в мире. Это для экскурсантов вроде нас тут стоят "тазики с водой". А в них созданы условия, максимально приближенные к естественной среде обитания байкальских эндемиков. Рядом - сложнейшее оборудование, с помощью которого ведутся исследования.

"Мы работаем, среди прочих, и методами, которые используются в молекулярной диагностике, - объяснила Любовь Васильевна. - Это секвенирование, полимеразная цепная реакция (та самая ПЦР, про которую все теперь знают, - авт.) и другие. К примеру, с помощью ПЦР умножается количество какого-то конкретного фрагмента ДНК".

Этот метод используется здесь для прослеживания родственных цепочек - кто от кого произошел, и адаптаций, для анализа мобильных элементов. "Например, недавно, - продолжает ученый, - у сигов обнаружили группу генетических элементов, которые считываются в составе рибонуклеиновой кислоты при стрессе, болезнях и активно перемещаются по геному при гибридизации. Было бы интересно узнать, как эти генетические изменения влияют на эволюцию".

Ускорение селекции

Ученые создают рыб, которых в природе никогда и не было. Фото: Евгений Козырев

Группа эволюционной генетики сиговых рыб лаборатории ихтиологии за пять лет получила четыре гранта Российского фонда фундаментальных исследований. Одной из самых интересных работ Любовь Суханова называет исследования по межвидовой трансплантации половых клеток рыб. Этот метод ускоренной селекции можно сравнить с суррогатным материнством.

"Есть среди сиговых такая небольшая рыбка - тугун,- популярно объясняет ученый. - Он замечателен тем, что к году достигает половозрелости, тогда как озерный байкальский сиг начинает метать икру с шести лет и позже. Если тугуну подсадить первичные половые клетки других видов рыб, к примеру, ценных или исчезающих, то потомство можно получить через год.

Сейчас идут эксперименты по криоконсервации половых клеток- в институте создан криобанк половых продуктов эндемичных байкальских промысловых рыб (омуля, сига, осетра). Приобретены специальные наборы, чтобы метить эти клетки перед трансплантацией. И даже тугуна, готового стать суррогатной мамой, вырастили.

А потом… кончились деньги. Ученые очень надеются получить следующий грант на продолжение этих исследований.

А вот совместная работа наших и монгольских ученых на тему "Микробиомы кишечника рыб в искусственных и естественных условиях" продолжается. Конечно, пандемия ее тормозит. Монгольские ученые сами выделили ДНК рыб, обитающих на их территории, и прислали данные российским коллегам. А они теперь проведут филогеографический анализ. То есть смогут воссоздать эволюционную историю рыб - выяснить происхождение, проверить родственные связи и прочее.

Омуль из плейстоцена

Видите черную рыбу? Иногда в одном семействе встречается кто-то непохожий. Фото: Евгений Козырев

"Омуль и озерный сиг - аборигены Байкала, - продолжает ликбез Любовь Суханова. - И если раньше считалось, что омуль пришел в Байкал из Северного Ледовитого океана, то наука доказала обратное: это омуль, обитающий в Ледовитом океане, попал туда из Байкала. Научная гипотеза о том, что территория современной Байкальской рифтовой зоны - один из центров распространения и образования разнообразных сиговых рыб, подтверждается и нашими исследованиями".

По теории, которой придерживаются многие ученые, и своей научной работой доказывают сотрудники Лимнологического института, один из способов эволюции сиговых рыб - гибридизация между видами. Это периодически происходило с байкальскими обитателями в эпоху плейстоцена. Природные катаклизмы - глобальные похолодания и потепления, ледники, землетрясения, - приводили к серьезным изменениям речного стока, колебаниям уровня воды в озере, вплоть до исчезновения некоторых рек и заливов, которые использовались сиговыми для нереста. Эти перестройки и приводили к гибридизации. А с наступлением благоприятных климатических режимов виды занимали свои привычные экологические ниши.

Кстати, скрещивание видов в далеком прошлом, подтверждает рыбий полиморфизм - когда в одном "семействе" нет-нет да и встречается кто-то непохожий на всех.

Омуль + пелядь = ?

Любовь Суханова: "Искусственные" рыбки менее прихотливы, чем омуль. Фото: Евгений Козырев

- Это что же получается, чистокровных сигов и омулей нет в Байкале? - спрашиваем мы.

- Теоретически так, - соглашается Любовь Васильевна. - Фундаментальные научные исследования продолжаются. Наша группа исследует механизмы гибридизации в условиях, фактически приближенных к природным. Мы стараемся смоделировать процессы давно минувших тысячелетий.

Именно с этой целью ученые проводят уникальные эксперименты, создавая гибриды, которых в природе, возможно, никогда и не было. К примеру, провели скрещивание байкальского омуля с пелядью. Той самой, которую теперь предлагают отведать туристам вместо знаменитого байкальского эндемика.

В одном аквариуме плавает омуль, скрещенный с пелядью, во втором, наоборот - пелядь с омулем. В чем разница? В первом случае мама омуль, во втором - пелядь. Оказалось, в потомстве доминируют качества самки. Молодь, ей еще и года нет - гибриды первого поколения - совсем недавно привезли из филиала аквариальной в Листвянке.

"Гибриды в первом поколении берут от родителей все самое лучшее. Эти "искусственные" рыбки менее прихотливы, чем омуль к условиям искусственно созданной среды обитания, растут быстрее, чем пелядь, и всеядны, как она, - поясняет выбор комбинации скрещивания Любовь Васильевна. - Сравнивать будем и с "оригиналами" по многим параметрам".

На предположение - а не хотят ли ученые вывести супергибрид на основе омуля и заселить им Байкал, Суханова возмущенно всплеснула руками: "Ни в коем случае! Выпускать гибридов недопустимо, это называется биологическое загрязнение!"

По мнению ученых, гибриды можно выпустить только в замкнутый карьер или пруд, или водохранилище, ограниченное с двух сторон плотинами. Но это уже не наука, а пастбищное рыбоводство.

Практический выхлоп

Уникальные гибриды-двухлетки байкальских омуля и сига. Фото: Евгений Козырев

Впрочем, по словам Любови Сухановой, Байкалу и его притокам все-таки можно извне помочь восполнить свои ресурсы. Например, создав искусственное маточное стадо. И возродить исчезающий вид - одного из самых крупных и быстрорастущих речных сигов - сига Исаченко.

Он обитает и в Байкале, и в Ангаре, и почти по всему Енисею до реки Курейки включительно. Но везде его численность катастрофически сокращается.

"А вот, кстати, и он, - показывает Любовь бассейн, в котором резво плавают годовалые 25-сантиметровые рыбки. - А рядом, с виду такие же, но уже гибриды байкальского сига Исаченко с озерным сигом, эндемиком Байкала. Изучаем, сравниваем, проводим эксперименты".

Недавно один долгосрочный эксперимент по гибридизации рыб, начатый десять лет назад, дал прекрасные результаты. "В 2011 году мы получили первый выклев гибрида байкальских омуля и сига. Они живые. Сейчас обитают на иркутском форелевом хозяйстве, плавают в садках вместе с осетрами, - делится радостью Любовь Васильевна. - В прошлом году мы получили от них второе поколение, скрестив между собой. А методом возвратного скрещивания икру гибрида оплодотворили половыми клетками озерного сига. Получилось!"

Им уже второй год идет, хорошо кушают и растут быстрее родителей. Наблюдая за этими рыбами и проводя эксперименты, ученые изучают механизмы эволюции, адаптации, в том числе преимущества гибридизации, распространенной у сиговых.

"А если уж говорить сугубо о "земном", - говорит Любовь Васильевна, - то могут разработать методики для искусственного воспроизводства исчезающих видов, популяций. И даже создать ту саму "рыбу мечты" - идеальных гибридов для аквакультуры".

Небольшой коллектив - те, кто ухаживает за рыбами, и научные сотрудники - знает о своих питомцах уже многое. И научный поиск не прекращается ни на день. "Сейчас на базе комплекса параллельно идет несколько видов работ, - отмечает Любовь Суханова. - Изучается действие антибиотиков и обезболивающих препаратов, биологически активных добавок".

Вера Яхненко изучает кровь рыб. Юлия Сапожникова ведет исследования акустического загрязнения водоемов. Юля Толмачева исследует скелеты рыб, аномалии развития. А если кто из питомцев заболеет - лечит. Биохимик Ольга Глызина анализирует химический состав тканей. Она же - главная по аквариальной. Марина Тягун изучает закономерности формирования регистрирующих структур (чешуя, отолиты) у рыб. Работы хватает всем.

Рыбья мама

Александра Афанасьева проводит ежедневную уборку бассейнов. Фото: Евгений Козырев

И тут к гулу компрессоров, непрерывно насыщающих воду кислородом, добавился еще какой-то звук. Оказалось, включили пылесос.

- По графику ежедневная уборка, - улыбается девушка в пуховике и резиновых сапогах (в аквариальной холодно и сыро, почти как на берегах Байкала). И аккуратно, чтобы не слишком нервировать драгоценных гибридов, опускает шланг со специальной насадкой в бассейн.

Александра Афанасьева, магистрант кафедры водных ресурсов и аквакультуры Байкальского государственного университета, работает в комплексе инженером. А на деле она - главная мама всех здешних обитателей.

"Когда прихожу на работу, мне кажется, они все на меня смотрят и заметно оживляются, - поделилась она. - Сначала кормлю, потом прибираюсь. А у нас недавно малыши выклюнулись, смотрите. Им особое внимание, и корм только живой белковый, никаких комбикормов.

В небольших аквариумах и банках, подписанных датой рождения, колыхаются серебристые облачка - это и есть новорожденные байкальские сиги. А рядом в прозрачных емкостях подрастает корм - крохотные оранжевые рачки артемия.

"Я с ними разговариваю и мне очень жалко, когда кто-нибудь погибает, - делится будущий магистр. - Правда, это тоже двигатель науки, даже изучая погибшую рыбку можно выйти на какую-то гипотезу".