Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Введение в практику работы методов электронной микроскопии, метабаркодинга и корреляционного анализа в исследование крупной водной системы: озеро Байкал – река Ангара – водохранилища, существенно расширили круг выявляемых микроскопических организмов, позволили определить структуру сообществ про- и микроэукариот и проследить их динамику. Впервые проведенные одновременные исследования Южной части Байкала и Иркутского водохранилища с применением современных методов анализа в течение трех сезонов 2023 г. и в истоке р. Ангара ежемесячно в период открытой воды позволили охарактеризовать пространственно-временную структуру фитопланктона и оценить влияние параметров среды на распределение и развитие его качественных и количественных показателей. Выявлен 151 вид, по разнообразию преобладали хризофитовые (57), зеленые (41) и диатомовые (24) водоросли. Массового цветения цианобактерий не наблюдали. В истоке р. Ангара максимальная численность клеток фитопланктона показана в июне и в октябре; и выявлены ежемесячные изменения состава доминирующих видов и структуры сообществ фитопланктона в целом. Ограниченная ординация профилей численности видов показала температуру воды как основной фактор в разделении сообществ фитопланктона. С помощью электронной микроскопии вскрыто высокое разнообразие наиболее чувствительных к изменениям среды обитания организмов – чешуйчатых хризофитовых. В течение трех сезонов 2023 г. их обнаружено 38 видов, наибольшие различия в видовом составе наблюдались в июне, причем в более прогретых водах крупного залива Иркутского водохранилища было обнаружено 23 вида, а в холодных водах Южного Байкала, в этот же период до 7 видов, что не согласуется с устоявшемся мнением о приуроченности этой группы организмов к холодным олиготрофным водам. Получены новые сведения о структуре чешуйчатых хризофитовых и их стоматоцист, установлен период и температура, при которой происходит переход в покоящуюся стадию, проведена ревизия рода Spiniferomonas, в результате которой выявлен 21 морфологически подтвержденный вид, из них 17 обитают в водоемах Восточной Сибири, в том числе в Южном Байкале и в Иркутском водохранилище. Такие результаты важны и с точки зрения интерпретации палеоклиматических изменений, поскольку кремнистые чешуйки и стоматоцисты встречаются в палеолетописях северного полушария начиная с эоцена. Метод метабаркодирования сообществ микроэукариот подтвердил данные микроскопии и существенно дополнил представление о структуре сообществ микроэукариот, в следствие большей чувствительности метода и более широкого охвата таксонов, выявляемых при анализе. Метабаркодирование бактериальных сообществ показало сезонные изменения в таксономическом составе и выявило особенности весеннего периода, существенные отличия в повышенной доле прочтений Alphaproteobacteria на станциях Иркутского водохранилища по сравнению с Южным Байкалом, повышенную долю прочтений цианобактерий в августе и октябре, как в озере, так и в водохранилище. Результаты кластерного анализа и ординации показали общие черты в группировках сообществ бактериопланктона и микроэукариот, что свидетельствует о связи про- и эукариотической части сообществ. За 2024 г. проведено несколько экспедиций: по Южному Байкалу и Иркутскому водохранилищу в конце мая и в августе; по р. Ангаре и устьям впадающих в нее малых рек (Иркут, Куда, Китой, Белая и Ида) в мае; по Братскому, Усть-Илимскому и Богучанскому водохранилищам в июне и в августе. Анализ с помощью микроскопии проб, отобранных 22-26 мая 2024 г., выявил различия, как по обилию, так и по видовому составу фитопланктона в Южном Байкале и в Иркутском водохранилище, что не согласуется с ранее высказанным мнением о «наследовании» водохранилищем вместе с водами озера и его фитопланктона. С целью выяснения вклада малых рек, впадающих в р. Ангара, в биоразнообразие фитопланктона ангарских водохранилищ, проведен микроскопический анализ проб, отобранных в мае 2024 г. в р. Ангара перед устьями малых рек, составлен видовой список. В устьях малых рек показано высокое разнообразие микроводорослей, выявлены различия в видовом составе и определены доминирующие виды. Исследования проб, отобранных в июне 2024 г. на 26 станциях из водохранилищ Ангарского каскада: Братском, Усть-Илимском и Богучанском, с помощью микроскопии показали, что фитопланктон исследованных водохранилищ разнообразен и представлен диатомовыми, зелеными водорослями, хризофитовыми, а также динофитовыми, криптофитовыми и цианобактериями. Во всех водохранилищах преобладали диатомовые водоросли, занимая от 68 до 94 % от общей численности фитопланктона. В целом, в весенний период 2024 г. (май-июнь) самые высокие показатели численности микроэукариот наблюдались в Южном Байкале, а биомассы – в Иркутском водохранилище. Самые низкие значения количественных показателей фитопланктона отмечены в Усть-Илимском водохранилище. Пространственно-временная структура сообществ микроэукариот водохранилищ Ангарского каскада при низких концентрациях биогенов формируется высоким разнообразием видов, наличием холодноводных видов и видов с широким диапазоном температурных предпочтений. Результаты проекта важны для понимания механизмов формирования флоры искусственных водоемов, для их мониторинга с учетом сезонной динамики и особенностей аутэкологии и жизненных циклов видов, а также для рассмотрения сценариев расселения видов микроэукариот в контексте глобальных изменений климата.

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В 2025 г. с целью определения межгодовой динамики изменений в структуре фитопланктона, смены доминирующих видов и обилия и биомассы фитопланктона на 17 станциях Южного Байкала (ЮБ) и Иркутского водохранилища (ИВ) в период с 24 по 28 мая 2025 г. проведен отбор проб в рамках научно-исследовательской экспедиции на НИС «Титов» (ЦКП «Центр комплексных судовых исследований Байкала» ЛИН СО РАН). Впервые после многолетнего перерыва проведены исследования фитопланктона в Братском (БрВ), Усть-Илимском (УИВ) и Богучанском (БгВ) водохранилищах. Значения биомассы фитопланктона БрВ, УИВ и БгВ указывали на олиготрофность исследованных районов в июне 2024 г. По сравнению с предыдущими исследованиями 30-10-летней давности произошла трансформация этих водохранилищ от мезотрофных к олиготрофным. Анализ проб фитопланктона, отобранных в ЮБ и в ИВ в 2023-2025 гг., выявил мезотрофные районы. Наибольшие значения биомассы фитопланктона установлены в озере на станции в 12 км от пос. Култук и в Ершовском заливе водохранилища. Оба эти района находятся под воздействием антропогенной нагрузки. В структуре сообществ весеннего фитопланктона БВ и УИВ обнаружено 62 таксона планктонных водорослей, среди которых преобладали диатомовые и золотистые. В БгВ сохраняется характерная для предыдущих лет тенденция доминирования диатомовых водорослей весной, а летнее сообщество характеризовалось сменой доминантов – в лидеры вышли представители зеленых водорослей, при этом существенно усилился вклад в доминирующий комплекс цианобактерий. Впервые в течение двух сезонов методами электронной микроскопии были исследованы видовое богатство, структура и сезонная динамика чешуйчатых золотистых водорослей, вовлечённых в круговорот кремния, в обширной системе, включающей ЮБ и каскад из четырех Ангарских водохранилищ. Выявлено 45 видов, около 25% из них относятся к гетеротрофной группе, не участвующей в производстве первичной продукции, 44% составляет фототрофная группа, а 31% — миксотрофная. Показана роль ИВ в качестве переходного экотона, которое не только является местом обитания эндемичных и бореальных видов озера Байкал, но и само служит источником видового разнообразия. Другим источником видового разнообразия микроводорослей в водохранилищах, расположенных ниже по течению – в БрВ, УИВ и БгВ, служат притоки р. Ангары. В них впервые выявлено 57 видов чешуйчатых золотистых водорослей. Описан 1 новый– Spiniferomonas sibirica sp. n. и 10 потенциально новых видов, 2 вида впервые зарегистрированные в водоемах России. В устье р. Ида впервые для Иркутской области зарегистрирована находка гаптофитовой водоросли (Haptophyta). Также выявлено 47 морфотипов кремнезёмных стоматоцист, из которых 5 описаны как новые для науки. С помощью электронной микроскопии описаны и соотнесены с образующими их видами морфотипы 4 стоматоцист чешуйчатых золотистых разных эволюционных линий, включающих миксотрофных (Spiniferomonas) и гетеротрофных (Paraphysomonas) представителей. Выявлены параметры температуры их образования, расширяющие возможности их использования при палеоклиматических реконструкциях. Составлен ключ к идентификации морфотипов стоматоцист рода Paraphysomonas. Методами статистического анализа выявлена положительная корреляция между видовым разнообразием чешуйчатых золотистых, температурой воды и концентрацией кремния, отрицательная корреляция с уровнем рН. Показано, что более прогретые притоки значительно увеличивают видовое богатство чешуйчатых золотистых холодноводной реки, повышая устойчивость ее экосистемы. В 2025 г. мы осуществили первый комплексный анализ методом метабаркодирования структуры микробных сообществ вдоль всего Ангарского каскада водохранилищ. Результаты выявили чёткую пространственную дифференциацию микробных сообществ, которые формируют два основных кластера: верхний (ЮБ и ИВ) и нижний, объединяющий северные водохранилища (БрВ, УИВ и БгВ). При этом для сообществ микроэукариот, в отличие от бактериопланктона, внутри «северной» группы наблюдается дополнительное разделение по гидроморфологическим признакам на сообщества основного русла и сообщества боковых притоков, заливов и расширений. Создана лаборатория для культивирования жгутиковых микроэукариот. Из залива ИВ в монокультуру был выделен штамм фаготрофных амебофлагеллят, относящихся к роду Thaumatomonas. Методами световой и электронной микроскопии описана ультраструктура клетки, включая стадию образования видоспецифических кремнеземных чешуек, проведен филогенетический анализ фрагмента гена 18S рРНК. Выявленные морфологические различия в тонком строении кремнистых чешуек, а также генетические дистанции внутри рода Thaumatomonas позволили описать новый вид — T. sibirica n. sp., а также стали предпосылкой для систематического пересмотра внутри рода. Полученные данные расширяют знания о роде Thaumatomonas, видовое разнообразие которого в водоемах мира с учетом нового насчитывает всего 7 видов. Создана коллекция проб фитопланктона, отобранных в разные сезоны наблюдений в 2023-2025 гг. из ЮБ, ИВ, БрВ, УИВ и БгВ, из р. Ангары и рек, в нее впадающих (рр. Иркут, Куда, Белая, Ида, Ока, Ия, Бардама, Пятая, Кова), всего 160 шт. Пробы хранятся в виде сконцентрированных на фильтрах и зафиксированных в объеме 50 мл формальдегидом до конечной концентрации 3.7% взвесей, а также на столиках, готовых для просмотра в СЭМ. Создана коллекция препаратов суммарной ДНК из проб фитопланктона, которая содержит 135 препаратов из проб, отобранных в разные сезоны 2023-2024 гг. на 43 станциях в ЮБ и водохранилищах Ангарского каскада ГЭС (ИВ, БрВ, УИВ и БгВ), и 17 препаратов ДНК за 2025 г. Всего 152 препарата ДНК. Полученные результаты и созданные коллекции важны для дальнейшего мониторинга экологического состояния водохранилищ, оценки их трофического статуса и разработки стратегий сохранения биоразнообразия в условиях трансформации, в том числе под возможным воздействием климатических и антропогенных факторов.