Эксперимент ECOHAB: первый шаг к прогнозированию вредоносных цветений водорослей

Программа исследований ECOHAB (Экология и океанография вредоносных цветений водорослей), финансируемая NOAA (Национальным управлением океанических и атмосферных исследований США), предоставляет ключевую информацию, которая может помочь предсказывать эти сложные явления. С 2010 года исследования ведутся в двух «горячих точках» у побережья Калифорнии: заливе Монтерей и заливе Сан-Педро, где в марте 2013 года проходил месячный полевой эксперимент.

Прогнозирование вредоносных цветений водорослей, которые могут убивать диких животных и вызывать отравления у людей, является сложной задачей из-за взаимодействия физических и биологических процессов, а также влияния человеческой деятельности, такой как сельскохозяйственные стоки. Исследователи стремятся понять, что вызывает цветения и как они развиваются, чтобы в будущем создавать эффективные модели прогнозирования.

В ходе эксперимента учёные охотились за микроскопической диатомовой водорослью Pseudo-nitzschia australis, вырабатывающей нейротоксин, и динофлагеллятой Alexandrium catenella, вызывающей «красные приливы». Для сбора данных использовался целый арсенал: два судна, полдюжины подводных роботов (включая автономные аппараты MBARI), донные приборы и спутники. Ключевую роль играли роботы-«часовые» (глайдеры и LRAUV), которые искали скрытые скопления водорослей, и AUV «Галпер», способный автономно отслеживать и отбирать пробы внутри таких скоплений.

«У нас теперь есть наблюдательные ресурсы, чтобы ответить на эти давние вопросы», — отмечает биологический океанограф MBARI Джон Райан. Для оперативного определения видового состава водорослей и их токсичности использовались автоматические ДНК-лаборатории ESP (Environmental Sample Processors), передающие данные на берег за несколько часов. Собранные данные интегрируются в компьютерные модели, которые, подобно моделям прогноза погоды, хорошо предсказывают физические процессы (течения, ветер). Цель — в ближайшие годы научиться на их основе прогнозировать и биологические события, такие как цветение водорослей.

Как поясняет Райан, эксперимент ECOHAB — часть более масштабной инициативы NOAA, которая включает три этапа: понимание экологии цветений, разработку методов мониторинга и реагирования и, в конечном итоге, поиск способов предотвращения или смягчения их последствий.