Для обычного жителя нашей страны слово
«краб» в основном ассоциируется с летним отдыхом у моря да с деликатесным
зимним салатом, который на столах появляется редко, потому что настоящее
крабовое мясо хоть и вкусное, но уж очень дорогое. Но может быть и иначе,
считает член-корреспондент РАН, директор Национального научного центра морской
биологии им. А.В.Жирмунского Дальневосточного отделения РАН (ННЦМБ ДВО РАН,
Владивосток) Игорь ­ДОЛМАТОВ.

– Не только крабы, но и моллюски, трепанги и другие
дары моря, включая водоросли, обладают большой пищевой ценностью для организма
человека, и на Западе ученые серьезно озабочены их разведением: изучают
генетику, проводят скрещивание, используют современные технологии для получения
новых сортов и пород. В России же морской аквакультурой практически никто не
занимается, – рассказал ученый. – Между тем здесь, на Дальнем Востоке, многие
предприимчивые люди пытаются разводить, например, трепангов или моллюсков и
сталкиваются с серьезными проблемами, потому что неизвестного тут очень много.

Проект «Разработка современных подходов к созданию
технологий устойчивого культивирования и воспроизводства ценных морских
гидробионтов», выполняемый под руководством Игоря Долматова, в 2021 году был
поддержан грантом РНФ по мероприятию «Проведение исследований научными
лабораториями мирового уровня в рамках реализации приоритетов
научно-технологического развития РФ». Тогда доктор биологических наук Игорь
Долматов занимал пост заведующего лабораторией сравнительной цитологии ННЦМБ
ДВО РАН.

Гидробионты – это, дословно, «вод­ные организмы», то
есть животные, обитающие в воде. Дальневосточные ученые увлечены этой темой
достаточно давно: РНФ поддерживает их исследования с 2014 года. Тогда грант
получил Дальневосточный федеральный университет. Игорь Долматов был
руководителем одного из направлений, связанного с аквакультурой. За годы работы
по университетскому гранту соучастником проекта экологом Сергеем Масленниковым
при институте была создана небольшая станция по разведению морских обитателей.
Оказалось, это технологически очень сложно – нерестить взрослую живность,
получать и выкармливать личинки. Всему приходилось учиться на практике. Если,
скажем, телята сначала питаются молоком матери, а потом едят практически то же,
что и взрослые особи, у океанских жителей дела с питанием обстоят куда сложнее.
Личинки камчатского краба проходят несколько стадий развития. То есть у
камчатского краба пять разных личинок. При этом каждая обладает своими
особенностями и предпочтениями в питании. Сначала они только плавают, потом
оседают, после превращаются в маленьких крабиков. Несколько стадий личинок и у
трепангов – морских огурцов, как их еще называют. И на каждой стадии развития
им нужны разные корма, микроводоросли. А их в зоомагазине не купишь – нужно
подбирать и «собирать», добавляя полезные компоненты, чтобы создать оптимальные
условия для роста и развития.

Одна из основных целей проекта, поддержанного
нынешним грантом РНФ, – изучение биологических свойств морских беспозвоночных,
которые очень полезны для человека с точки зрения употребления их в пищу. В
проекте исследуется широкий круг видов, которые уже культивируются или
перспективны для искусственного выращивания: морские огурцы (голотурии),
морские ежи, двухстворчатые моллюски, десятиногие ракообразные… Для
исследования их свойств используется широкий спектр современных
морфологических, биохимических, фармакологических и молекулярно-генетических
методов. С оборудованием, по словам ученого, проблем нет, поскольку ННЦМБ ДВО
РАН хорошо оснащен. Большую роль в проведении экспериментов играет филиал ННЦМБ
Приморский океанариум. В его лабораториях и аквариумах проводятся натурные
эксперименты и проверка технологических цепочек. Кроме того, специалисты
Приморского океанариума работают над выращиванием живых кормов для личинок –
различных видов микроводорослей и мелких беспозвоночных.

В конечном итоге кроме фундаментальных знаний о
природе гидробионтов будут разработаны технологии выращивания морских
обитателей для использования в марикультурных хозяйствах. Причем технологии не
общие, а адаптированные к местным условиям, то есть учитывающие
гидрологические, климатические и экологические особенности акватории.

– Одно из направлений нашей научной работы –
изучение липидома морских организмов, он почти не исследован, – рассказывает
Игорь Долматов. – Липиды – разнообразный класс органических молекул, которые
вместе с белками и углеводами являются основными компонентами всех живых
существ. С помощью методов высокоэффективной жидкостной хроматографии,
сверхкритической флюидной хроматографии и тандемной масс-спектрометрии высокого
разрешения впервые был расшифрован полный липидом трепанга, камчатского и
мохнаторукого крабов. И вот что интересно и показательно. Мы сравнили
трепангов, проживших два года на искусственном вскармливании, с их «дикими»
ровесниками. Оказалось, «искусственники» и «дикари» отличаются по липидному составу
так, как будто это два разных вида, настолько влияют условия содержания и
питания на биохимический состав организма. Чтобы облегчить производственникам
их задачу, мы должны в конечном счете составить своего рода «техзадание», что
конкретно (по пунктам) им надо делать, чтобы вырастить обильный и наиболее
полезный по своим свойствам «урожай».

Отдельная тема – исследование микроводорослей и
разработка технологий их промышленного культивирования, создание на их основе
перспективных кормов и биологически активных добавок.

Сам Игорь Юрьевич давно занимается сравнительным
анализом механизмов формирования внутренних органов у иглокожих при различных
типах регенерации. Исследуются морские огурцы (в частности, трепанг) и
несколько видов морских лилий. В отличие от краба у трепанга нет твердой
оболочки, поэтому в течение жизни он часто подвергается атакам хищников, и
способность восстанавливать утраченные части тела и органы помогает ему
успешнее противостоять агрессивной внешней среде. Проще говоря, нередко спасает
жизнь.

– Происходят удивительнейшие вещи! – с увлечением
рассказывает ученый. – Есть морские лилии, которые восстанавливают внутренние
органы за считанные дни. Тело у этих животных состоит из чашечки, в которой и
располагаются все внутренности. Так сказать, в свободном доступе. При нападении
хищных рыб морские лилии могут потерять всю кишку, а через четыре дня
функционирует уже новая кишка. Если у морских огурцов часть откусит хищник,
оставшаяся часть восстанавливается. И возникает много вопросов, которые до сих
пор остаются без ответа. А если хищник откусит половину, вторая половинка
выживет? Будет ли она отращивать поврежденные или утраченные органы? Как быстро
происходит регенерация, как она меняется с возрастом иглокожего? Как и почему
возникли механизмы регенерации, почему они были утрачены млекопитающими, в
частности, человеком, в ходе эволюции? Все эти вопросы являются предметом
рассмотрения фундаментальной науки.

В 1990-е годы к нам приезжали бизнесмены из
Юго-Восточной Азии, они предлагали разводить трепанга, как картошку: брать
животное, делить на три части и из каждого кусочка растить целого трепанга. Я
тогда уже занимался этой темой. Пришлось их огорчить, сказать, что средняя
часть регенерировать не будет, она просто погибнет. Почему так? Это тоже
предмет исследования.

Еще одна интересная особенность иглокожих – это
способность к трансдифференцировке. Это процесс превращения одних
специализированных клеток в клетки другого типа. У позвоночных животных
трансдифференцировка встречается крайне редко. И запустить ее у них очень
сложно. За разработку метода превращения клеток кожи (фиб­робластов) в клетки,
похожие на стволовые (индуцированные плюрипотентные стволовые клетки), из
которых можно выращивать новые ткани и органы, в 2012 году была получена
Нобелевская премия. А у многих видов иглокожих трансдифференцировка – это
естественный процесс. Благодаря ему морские лилии и голотурии «выращивают» себе
утраченные ткани без проблем. Поняв, какие гены участвуют в
трансдифференцировке у иглокожих, возможно, нам удастся запустить подобный
процесс регенерации и у позвоночных, то есть спровоцировать направленное
изменение работы генома клетки, необходимое для превращения ее либо в стволовую,
либо в клетку другой ткани. Почему нет? Ведь с иглокожими мы имели когда-то
общего предка. Не так уж и давно, всего 600 миллионов лет назад. Правда,
сравнение геномов – задача очень непростая. В ходе эволюции какие-то гены
изменяются, какие-то выпадают, какие-то новые появляются, меняется их функция.
Есть гены, которые сходны у человека и морской звезды, но у звезды таких генов
три, а у человека – пять. Трудно сравнивать – слишком далеко ушел человек от
иглокожих по ступеням эволюции.

Тем не менее исследования механизмов регенерации и
трансформации клеток у иглокожих не только позволяют решать фундаментальные
проблемы биологии развития, но и могут иметь практическое значение, ведя к
разработке новых подходов к усилению регенерации у млекопитающих, получению
клеточного материала для биомедицинских целей.

Серьезная проблема, с которой связано разведение
крабов, – их агрессивное поведение и даже каннибализм на разных стадиях
развития. Эти морские обитатели, как их ни корми, безо всякого стеснения едят всех
подряд, кто движется рядом, в том числе и собственных детей. И даже если
личинок на разных стадиях развития рассортировать по разным ваннам, все равно
более сильные особи вскоре начинают охотиться на более слабых. Такова их
природа. Группа исследователей, которую возглавляет Вячеслав Дячук, один из
основных соисполнителей гранта, изучает возможности воздействия на эндокринную
систему ракообразных для коррекции их поведенческой активности и роль в этом
поведении гормонов (экдизона, серотонина и других), участвующих в регуляции
роста, метаморфоза и развития личинок. Также вырабатываются рекомендации для
аквакультурных хозяйств.

Наконец, еще одно направление проекта связано с
исследованием патогенов, вызывающих ряд заболеваний у культивируемых морских
обитателей, с профилактикой и лечением. Если болезнями домашних и
сельскохозяйственных животных занимается целая наука – ветеринария, то как
лечить камчатского краба, никто не знает. Пока не знает. Исследования
дальневосточных ученых меняют эту ситуацию.

Обязательное условие гранта – софинансирование от
фирм, заинтересованных в результатах исследования. И такие фирмы уже есть. В
данном проекте участвует ООО «Антей». Это крупная компания, специализирующаяся
на добыче морских ресурсов, прежде всего рыбы и крабов. Кроме того, она
занимается марикультурой, выращивая такие деликатесы, как приморский гребешок,
устрицы, трепанг. Понятно, что бизнесменов не волнует, как развивается и чем
болеет краб, регенерирует он или нет, для них важно, чтобы вложенные деньги
дали результат. В частности, ООО «Антей» заинтересовано в увеличении поголовья
камчатского краба. В рамках гранта ведется работа по отработке технологий
получения больших количеств малька краба. Это «посевной материал», выпуск его в
море будет способствовать увеличению численности камчатского краба в российских
акваториях. Комплексный подход, который используют ученые в этом большом
проекте, поддержанном Российским научным фондом, не только позволяет
усовершенствовать имеющиеся технологии и повысить производительность
марикультурных хозяйств, но и создает необходимый научный задел для дальнейшего
развития марикультуры в России.

– Наличие РНФ – это еще и моральная поддержка
ученых, не только финансовая, – говорит Игорь Долматов. – Несмотря на то, что
условия выполнения гранта достаточно жесткие, он стимулирует научную
деятельность, способствует развитию многих направлений. Некоторые исследования
без поддержки Фонда выполнить было бы просто невозможно. Есть простор для
работы. Например, наш грант сначала дается на четыре года и, если все хорошо,
еще на три года продлевается. Фонд способствует поддержанию творческого
потенциала ученых и развитию науки в России. Особенно это ценно для молодых
ученых – в РНФ много направлений их поддержки. Фонд работает четко, весь сайт заполнен
разъяснениями. Проводят семинары по Skype, Zoom. Словом, радоваться надо, что у
нас есть такие фонды.

– У вас нет ощущения оторванности там, на краю
страны? – спрашиваю я в завершение разговора.

– Лично я этого не ощущаю, – отвечает Игорь Юрьевич.
– Работа у нас международная. Не только мы занимаемся этой проблемой. Хотя
лично моя тема, связанная с регенерацией у иглокожих, достаточно редкая.
Группы, исследующие регенерацию у морских огурцов, есть у нас, в Китае и
Пуэрто-Рико. Читаем статьи друг друга. Конференции, письма, общение… Экспедиции
зарубежные. Я лет десять ездил во Вьетнам, по 2-3 месяца работал там в
Институте океанографии. А рядом вели исследования немцы, американцы, норвежцы…
Мне присылают статьи по моей тематике на рецензии. У нас есть общие задачи,
общие цели. Словом, как ученый я себя оторванным от мира совершенно не считаю.

Текст: Наталия Булгакова.
Источник: Мультимедийный портал ПОИСК.