Глубоководные районы моря, которые принято называть океанским пространством ниже 200 метров, являются крупнейшими и одними из самых разнообразных экосистем на Земле. Наши представления о ней быстро растут, особенно в связи с недавним интересом к глубоководным ресурсам. Хотя глубоководная среда может быть исключительно суровой, с экстремальным давлением и отсутствием солнечного света, недавние исследования показали, что жизнь там, тем не менее, присутствует в изобилии.
По мере того как в международном районе морского дна (Район) ведется разведка глубоководных полезных ископаемых и разрабатываются правила будущей разработки этих полезных ископаемых, таксономическая идентификация, классификация и описание видов, встречающихся в районах, которые могут стать открытыми для разработки, имеют важнейшее значение для разработки адекватных мер по защите глубоководного биоразнообразия и связанных с ним экосистемных услуг.
Необходимость укрепления коллективных научных знаний о глубоководном биоразнообразии подчеркивается в Стратегическом плане и Плане действий высокого уровня Международного органа по морскому дну (МОМД) на 2019-2023 годы, а также в его Плане действий в поддержку Десятилетия наук об океане в интересах устойчивого развития Организации Объединенных Наций, в котором стандартизация методологий оценки глубоководного биоразнообразия, включая таксономическую идентификацию и описание в Районе, определена в качестве одного из шести стратегических исследовательских приоритетов.
Опираясь на работу, проделанную инвесторами-первопроходцами и подрядчиками по разведке за последние 40 лет, ISA тесно сотрудничает с подрядчиками и таксономистами по всему миру для развития глубоководной таксономии. Вместе они стремятся продвигать стандартизированные методологии, использовать новые технологии и создавать глобальную сеть экспертов для поддержки разработки надежной нормативной базы, основанной на наилучших имеющихся данных и информации.
Разведываемые территории, среда обитания и биоразнообразие
К настоящему времени МСА утвердила 31 контракт с 22 компаниями на разведку участков морского дна в Тихом, Индийском и Атлантическом океанах на предмет обнаружения трех видов минеральных ресурсов, которые связаны с различными типами местообитаний и, соответственно, с различными биологическими сообществами. Поля полиметаллических конкреций встречаются на абиссальных равнинах, кобальтоносные железомарганцевые корки образуются на подводных горах, а полиметаллические сульфиды - в системах гидротермальных источников срединно-океанических хребтов.
Подрядчики уже много лет проводят экологические исследования, чтобы охарактеризовать биологические сообщества - от микробиоты до мегафауны - на своих территориях. В некоторых случаях - более двадцати лет. Эта работа внесла большой вклад в расширение коллективных знаний о глубоководном биоразнообразии за последние годы. Например, в зоне Кларион-Клиппертон благодаря этой работе за один год (2017-2018) было официально описано около 100 новых организмов.
Проблемы и возможности глубоководной таксономии
Таксономическая работа включает в себя обширные и длительные этапы - от сбора, сохранения и архивирования биологических образцов, идентификации и описания видов до архивирования и обмена таксономическими данными. Для развития глубоководной таксономии потребуется повышенный уровень стандартизации методов и протоколов, увеличение финансирования, наличие подготовленных экспертов и сотрудничество между всеми заинтересованными учреждениями.
Сбор, хранение и архивирование биологических образцов
Физические образцы являются основными образцами для таксономистов. Во время экологических исследований подрядчики ISA собирают образцы в толще воды и на/вблизи морского дна и сохраняют их на борту судов. Методы сбора и сохранения должны обеспечивать морфологическую и молекулярную целостность образцов. После прибытия на берег образцы должны храниться в течение длительного времени в курируемых биологических коллекциях, предпочтительно государственных, например, в музеях естественной истории, для исследовательских и образовательных целей.
Идентификация и описание видов
Идентификация видов основывается на морфологическом описании, сопутствующих метаданных (например, местоположение) и фотодокументации, как in situ, так и в лаборатории. В последнее время также широко применяется штриховое кодирование ДНК - метод, использующий короткий участок ДНК с определенным геном или генами. Значительная часть видов, отобранных в глубоководных районах, являются новыми для науки (90% в некоторых группах) и до сих пор не имеют надлежащей таксономической идентификации в виде принятого названия, соответствующего международным стандартам (например, Международному кодексу зоологической номенклатуры для видов животных). Достижения в технологии и методологии исследования морской среды, включая видеокамеры и экологическую ДНК (эДНК), позволяют обнаружить множество организмов. Однако отсутствие скоординированных и стандартизированных каталогов изображений и геномных библиотек создает трудности в достижении уверенной таксономической идентификации на уровне рода или вида. Создание таких каталогов и библиотек будет иметь решающее значение для повышения согласованности результатов различных исследований, разработки автоматизированных рутинных анализов (например, с помощью методов искусственного интеллекта и машинного обучения) и, в конечном итоге, для улучшения оценки и мониторинга биоразнообразия в глубоководных районах.
Архивирование и обмен таксономическими данными
Таксономический рабочий процесс генерирует три типа данных: изображения (и/или рисунки), метаданные, включая местоположение и распространение, и последовательности ДНК. Контракторы МСА обязаны делиться всеми экологическими данными, собранными в ходе фоновых исследований. Эти данные хранятся в базе данных ISA Deep Seabed and Ocean(DeepData) и доступны для общественности. Чтобы еще больше расширить доступ к этим данным и помочь глубоководной таксономии, МСА начал сотрудничество с Информационной системой по биоразнообразию океана(ОБИС) МОК-ЮНЕСКО для облегчения обмена данными. Ожидается, что это сотрудничество значительно расширит доступ общественности к обширным данным о глубоководных видах, включая новые открытия.
На пути к глобальной глубоководной таксономической платформе
Эффективное создание, использование и обмен глубоководной таксономической информацией возможны только при условии расширения сотрудничества между МСА, его контракторами, академическими и научными учреждениями, музеями и другими заинтересованными сторонами. МСА стремится, в том числе путем организации семинара по стандартизации глубоководной таксономии в сентябре 2020 года, создать платформу глубоководных таксономических знаний, объединяющую широкий круг специалистов с целью разработки и распространения стандартизированных методологий и инструментов для рабочего процесса таксономии; содействия наращиванию потенциала в различных областях глубоководной таксономии; и улучшения доступа к данным и обмена ими. Такая совместная платформа поможет обеспечить высококачественные глубоководные таксономические данные и информацию - важнейшую научную основу, необходимую МСА для выполнения своих мандатов по защите морской среды в Районе на благо всего человечества.
Эта статья является частью онлайн-серии, посвященной Десятилетию океана ООН. Каждую неделю будет публиковаться один материал, связанный с инициативами, новыми знаниями, партнерствами или инновационными решениями, которые имеют отношение к следующим семи результатам Десятилетия океана. Ознакомиться со специальным цифровым выпуском, посвященным Десятилетию океана, можно здесь.