Уже много лет кряду растёт интерес туристов всего Мира к самому глубокому и чистому озеру Планеты — к Байкалу. С развитием коммуникаций, обеспечивающих попадание туристов на Байкал и их пребывание на его берегах, и на фоне роста их разнообразия и доступности турпоток возрастает. Между тем, за последние десять лет существенно изменился сам облик озера, вожделенного для сотен тысяч приезжих. И причина его изменений, как то ни парадоксально, но вполне логично, кроется как раз в антропогенном влиянии.

В последние годы многие мелководные бухты по берегам озера стали превращаться в «гниющие болота». В летний период ветром к берегу нагоняет зелёную тину, заполняющую всю толщу мелководья на расстояние до 50 м от уреза воды. Это происходит в районах Северобайкальска, Выдрино, Турки и многих других населённых пунктов. Также нагон тиновых ковров случается и в бухтах, где нет населённых пунктов, а туристы немногочисленны. Сбившаяся ковром зелёная тина ложится на дно, изолируя его поверхность, и медленно перегнивает, убивая его обитателей, порождая омерзительный запах и образуя малопреодолимую преграду для желающих добраться с берега до чистой водной глади.

Причина образования таких «топких ковров» — массовое развитие зелёных нитчатых водорослей из рода спирогира (Spirogyra) (рис. 1). Когда эти водоросли развиваются на чистом дне и не слишком обильно, они напоминают развесистые пряди русалочьих волос: тонкие нити, толщиной действительно с волос, тянутся на несколько метров плавными прядями. Разные виды спирогиры — а их только описано свыше пятисот — населяют большинство пресных водоёмов Планеты. Некоторые из них всегда жили в Байкале, не нанося вреда его экосистеме и являясь её полноправными компонентами. Однако, обстоятельства сложились так, что спирогира обрела для озера статус внутренней угрозы. Чем она опасна? Об этом поговорим далее.

В связи с ростом турпотока, по берегам озера в последнее десятилетие было возведено огромное количество турбаз, пансионатов и домов отдыха — самых разных, от мала до велика. И, особенно в летний период, все они ежедневно бывают заполнены приезжими. В то же время из-за высоких цен на проживание в турсезон — с одной стороны, и закономерного стремления увидеть как можно больше интересных мест — с другой, туристы редко задерживаются надолго на одном месте. Поживут день-два и отправляются в путешествие дальше. Между тем, инфраструктура работает: использованное бельё и полотенца, разумеется, отправляются в стирку, и стирают их здесь в подавляющем большинстве случаев дешёвыми порошками. А те содержат соли фосфора — и в большом количестве. Также крайне важна вторая особенность новоотстроенных баз: в большинстве своём они не оснащены качественными очистными сооружениями для сточных вод [1,2][1]«Улан-удэнские очистные, маловодье и спирогира»: министр природы Бурятии рассказал, почему ухудшается состояние Байкала. Артемий Иванов. Infpol.ru.http://www.infpol.ru/news/society/130395-ulan-udenskie-ochistnye-malovode-i-spirogira-ministr-prirody-buryatii-rasskazal-pochemu-ukhudshaetsya/[2]«В Байкал впадает…» Академик РАН Михаил Грачев обеспокоен: отсутствие очистных сооружений ставит под угрозу судьбу великого озера. Текст: Михаил Грачев (доктор биологических наук, академик РАН, директор Лимнологического института СО РАН в 1987–2015 гг.). Российская газета - Федеральный выпуск №6999 (131).https://rg.ru/2016/06/16/otsutstvie-ochistnyh-sooruzhenij-postavit-pod-ugrozu-sudbu-bajkala.html Таким образом, в озеро устремляется и второй поток загрязнений, богатый соединениями фосфора и — также — азота. Половину сброса органических загрязнителей в Байкал с неочищенными стоками сейчас дают населённые пункты, расположенные по его берегам. Другая половина приходит по реке Селенге из Улан-Уде. Всего же ежегодно в озеро поступает до 5 миллионов кубометров неочищенных стоков [3][3]«Вы бы видели, что происходит на берегах Байкала!» Расшифровка радиоэфира 20 марта на радио Mediametrics, который прошел под названием #СпасиБайкал. Гостями студии программы Марии Большаковой «Взрослый разговор» были депутат Госдумы РФ от Бурятии Николай Будуев и независимый эксперт по устойчивому развитию гидроэнергетики Артур Алибеков. taiga.info.http://tayga.info/133297

Отметим, что спирогира обладает четырьмя свойствами, важными для баланса экосистемы водоёма:

1. она очень «любит» соли фосфора и азота — для неё это ценнейшие и легкоусвояемые удобрения;
2. её нити способны расти со скоростью до 5–10 см в сутки — зелёные пряди быстро простираются над поверхностью дна;
3. оторванная или отрезанная от субстрата спирогира способна зацепиться за подводное препятствие и, обтекаемая потоком ценных для неё биогенных веществ, продолжает расти;
4. после отмирания нитей они – под действием ферментов бактериальных сообществ – разлагаются довольно быстро, возвращая неорганические компоненты в среду обитания, и захоронения фосфатов и нитратов в поверхностном слое донного осадка НЕ ПРОИСХОДИТ, соли возвращаются обратно в воду.

Невзирая на обильный рост спирогиры во многих прибрежных районах, солей фосфора и азота в озере не становится меньше — а с каждым годом их поступает туда всё больше. И, по сути, концентрации биогенов, необходимые для обильного роста спирогиры, есть уже во всех районах прибрежной зоны Байкала. Добавим к этому, что — опять же, в последние годы — усилился забор воды из озера для нужд Ангарского каскада ГРЭС. Это вызвано растущей необходимостью в снабжении электроэнергией целого региона. Тем не менее в связи с введением дополнительных квот на сброс воды уровень озера опустился ниже экстремального [4][4]«Уровень воды в Байкале катастрофически снижается». По прогнозам ученых, в следующем году ситуация только ухудшится. Татьяна Родионова. infpol.ru.http://www.infpol.ru/news/society/73066-uroven-vody-v-baykale-katastroficheski-snizhaetsya/ Это, в свою очередь, привело к более интенсивному прогреву поверхности дна на мелководьях прибрежной зоны — как раз там, где спирогира растёт лучше всего, на глубинах до 7–10 метров. А чем теплее вода, тем интенсивнее рост спирогиры: в каналах водосбора, окружающих пахотные угодья по всей Средней России, куда стекает с полей богатый удобрениями избыток воды, и где вся её толща хорошо прогревается Солнцем, виды спирогиры способны разрастаться густой тиной всего за несколько суток.

Таким образом, бурный рост спирогиры — это вполне закономерный ответ экосистемы Байкала на антропогенный пресс, приведший её в состояние глубокого и продолжительного стресса. Здесь напрашивается физиологическая ассоциация особого рода: с туберкулёзом лёгких. Как известно, туберкулёз врачи называют «болезнью долгого стресса». Палочка Коха живёт в организмах большинства из нас, и наши иммунные системы держат её под жёстким контролем, не позволяя развиваться. Однако, при продолжительном воздействии стресса, угнетающем общее состояние организма и снижающем его иммунную защиту, эта потенциально патогенная палочка становится вполне реально опасной, бурно разрастаясь в тканях лёгких и образуя сгустки (туберы), сильно снижающие площадь их дыхательной поверхности. Эти туберы, как самостоятельно живущие бактериальные сообщества, выделяют токсины, способные сильно отравлять человеку кровь. Спирогира, разрастаясь в некогда самом чистом озере Планеты в ответ на продолжительное стрессирующее воздействие со стороны человека, теперь производит в прибрежных зонах сходные эффекты:

1. при массовом развитии нити этой водоросли образуют густые пряди большой площади, простирающиеся на многие квадратные метры и плотно покрывающие поверхность дна (рис. 2), мешая нормальной жизнедеятельности его обитателей — и они элементарно гибнут, не в силах приспособиться к новым ландшафтным условиям — это относится к рачкам-бокоплавам, червям, двустворчатым моллюскам и нескольким видам донных рыб из рода широколобок — «байкальским бычкам»;
2. свыше 90% разнообразия донных организмов Байкала сосредоточено именно на мелководьях — там, где способна развиваться спирогира, меняющая облик обжитых ими ландшафтов до неузнаваемости и непригодности к обитанию;
3. несмотря на обильное выделение кислорода в результате реакций фотосинтеза, тина из спирогиры снабжает им, в основном, слои воды, лежащие над ней — в нижние слои тины свет уже не проникает, у самого дна верхние нити сильно затеняют нижние, там происходит обильное развитие бактерий, предпочитающих условия низкой концентрации кислорода (гипоксические условия) и, как следствие, происходят заморные явления, приводящие к размножению уже анаэробных форм бактерий — а те выделяют сероводород и метан;
4. гниение спирогировых «ковров» на мелководьях сопровождается высвобождением токсинов в воздух прибрежной зоны, а вода на многие сотни метров в округе становится непригодной для питья.

Однако, как показали исследования сотрудников ИО РАН, проведённые ими на Южном побережье Байкала в июле 2016 года, и параллельные наблюдения группы «Берега России», осуществлённые в прибрежной зоне по большей части периметра озера, спирогира обильно развивается не везде. А также далеко не повсюду образует прибрежные скопления, коврами ложащиеся на дно.

Причины кроятся в том, что нити этой водоросли способны расти только там, где им есть на чём отрастать — или за что зацепиться. А также и в том, что в прибрежной зоне Байкала есть своя вертикальная зональность в распределении донных сообществ.

Например, на Южном побережье есть три типа дна, уходящего от уреза воды в глубину: песок, крупная галька и каменные глыбы — последние были в большинстве мест насыпаны искусственно, чтобы спасти берег под железной дорогой от разрушения штормовыми волнами.

Так вот: непосредственно на песчаном дне, уходящем с пляжа в воду и простирающемся до самых илов, залегающих на глубинах от 30-ти с лишним метров, спирогира не растёт.

В свою очередь на крупных камнях, нагромождениями уходящих с берега под воду, первые полтора метра в глубину растут густые ковры другой зелёной водоросли — улотрикса (Ulothrix) (рис. 3). Два вида этой нитчатки — не слишком длинной (до 10–15 см), растущей плотными куртинами и образующей курчавый оброст скал — тоже жили в Байкале на протяжении тысячелетий. И только в последние годы их обилие возросло — по известным уже причинам. Однако, для развития им нужен очень твёрдый субстрат и освоить они способны — в силу видовых особенностей — лишь относительно узкий слой водной толщи.

Глубже появляется на камнях спирогира, однако здесь её ярко-зелёные пятна перемежаются с пятнами кладофоры (Cladophora) (рис. 4) — третьей зелёной нитчатки, также предпочитающей жить на поверхности скал: её обильно ветвящиеся нити растут относительно медленно, обладают высокой прочностью на разрыв и вполне хорошо переносят воздействие штормовых волн, не сильно разрываясь на части под их ударами — впрочем, как и улотрикс. Спирогиру же такие волны легко рвут в клочья. Ещё один сдерживающий фактор для развития спирогиры на крупных подводных камнях глубже пояса улотрикса — это корковые губки, во многих местах покрывающие их поверхность (на губках спирогира не растёт) и крупные (до 20 см) кусты эндемичных для Байкала водорослей из рода драпарнальдиодес (Draparnaldiodes) (рис. 5). Последние тоже ощутили приток ценнейших для роста биогенов, однако их рост происходит значительно медленнее, нежели у спирогиры и улотрикса, держатся они за скалу ризоидами довольно прочно и плотность поселения их невелика. Основные заросли спирогиры в таких местах сосредоточены на глубинах 3–5 метров (рис. 6) — ниже россыпи камней заканчиваются, а на голом песке спирогира не растёт.

Отметим, что и кладофора, и улотрикс, и драпарнальдиодес, и — конечно же — спирогира, находясь на свету, выделяют в толщу воды огромное количество кислорода, обильно аэрируя придонные слои воды. Кроме того, пряди спирогиры служат кормом двум видам растительноядных моллюсков — те в большом количестве «пасутся» на её живых зарослях (рис. 7) и активно плодятся, ибо пища в избытке. Однако, улитки не в состоянии решить проблему тины, застилающей дно, даже на длительном промежутке времени. Своими радулами они режут пряди спонтанно, в любом «приглянувшемся» месте — и отрезанные ими «локоны», имеющие самую разную длину, попадают во власть придонных течений.

Наконец, на галечном дне, простирающемся от уреза воды и до глубин около 2-х метров, развивается совсем иное сообщество: здесь растут колониальные диатомеи из рода дидимосфения (Didymosphenia) (рис. 8). Их древовидно ветвящиеся колонии покрывают обкатанные камни гальки и некрупные валуны сплошным серовато-бурым обростом мощностью до сантиметра. Большую часть колоний образует полимерный матрикс: из полисахаридов сделаны их многоярусные ветви, по концам которых сидят крупные (по масштабам микроорганизмов) кеглевидные клетки диатомей. В свою очередь, поверхность ветвей служит пристанищем для целого сообщества микроэпифитов — в первую очередь, почти двух десятков видов других диатомей, существенно более мелких.

Несмотря на плотный рост дидимосфении в прибрежной полосе до глубины около 2-х метров, при обилии необходимых для её бурного развития фосфатов и нитратов, здесь не происходит «Didymo» — того страшного явления, которое она способна вызывать в горных ручьях по всему Миру… опять же, в последние десятилетия. И причина кроется в том, что на галечных россыпях по мелководьям Байкала живёт — в примерно равных условиях — три вида и несколько разновидностей дидимосфении, и здесь они не дают друг другу разрастаться особенно массово, конкурируя за главный ресурс — пространство. В горных ручьях, куда поступают биогены с форелевых ферм, как правило живёт один вид дидимосфении (Didymosphenia geminata), и матрикс её колоний там достигает 5–20 см в толщину, полностью изолируя поверхность каменистого дна.

Однако, галечник с валунами заканчивается хорошо различимой границей с песком, и уже здесь, на глубинах от 3-х метров, начинает попадаться редкая поросль харовых водорослей и роголистников. По воле конвергентных путей эволюции, и те и другие обладают сходной морфологией: они ветвятся мутовками, напоминая хвощ. И вот как раз на них и разрастается спирогира (рис. 9, 10): на трёхметровой глубине её изумрудные «облака» ещё не столь обширны (до 20 см), на 5-ти метрах они приобретают уже облик более густых и широких пятен на дне (до метра), на 7 метрах толстые и рыхлые пятна спирогиры уже смыкаются, оставляя, впрочем, обширные «проплешины» открытого песка, на 10-ти метрах таких проплешин уже практически нет или они редки, а все роголистники и хары плотно укутаны тиной.

На глубине 12–13 метров мы наблюдаем уже сплошной ковёр из спирогиры, причём плотный, свалявшийся (рис. 11) — здесь её пряди, сбитые штормами с более мелководных участков и снесённые сюда течениями, начинают постепенно перегнивать… К тому же, в этом поясе глубины уже практически нет харовых водорослей, но поверхность песка покрывают сети из микроскопически-тонких нитчатых цианобактерий: переплетаясь между собой и накапливая пузырьки кислорода среди сгустков нитей, они приподнимаются над субстратом невысокими столбиками (столонами). Такие столоны стоят на дне довольно часто (через каждые 5–15 см, разной высоты) — за них-то и цепляется снесённая штормом на глубину спирогирная тина. В слое свалявшейся тины постепенно разрастаются пузыри гнилостных газов, и крупные фрагменты её отрываются от общего мата и поднимаются к поверхности воды — а здесь уже начинается их долгое путешествие по течению, в те места, где их прибивает к берегу в обширных мелководных бухтах. Там они и собираются в ковры и продолжают гниение.

К слову: столончики цианобактерий покрывают песчаное дно Байкала на глубинах примерно от 11 м (и далее — неизвестно) практически на всём протяжении прибрежной зоны от Байкальска до Слюдянки. Однако, если выше по склону нет сильно ветвящихся донных макрофитов, которые отрывает с песка вместе со спирогирой и сносит в глубину, скопления тины в этом глубинном поясе не происходит.

Резюмируя результаты наблюдений, мы говорим о том, что спирогира имеет биохимические возможности для роста в Байкале практически повсеместно по мелководьям, но разрастается лишь там, где ей позволяют особенности донного ландшафта и сообществ, его населяющих. К примеру, на том же открытом песчаном дне часто можно встретить «луговины» из подводных трав с длинными тонкими листьями — на них спирогира не растёт, в отличие от хар и роголистников с радиальным ветвлением, за которые можно зацепиться, как за якорь.

В настоящее время экологическая ситуация на Байкале становится объектом пристального внимания федеральных властей, ибо в создавшихся условиях высокий статус озера как самого чистого и притягательного в Мире, а также как ценнейшего источника пресной воды постепенно угасает — облик прибрежной зоны, наиболее востребованной человеком, сильно изменился. Результаты совместной проверки, осуществлённой прокурорами Бурятии, Иркутской области и Забайкальского края, выявили серьёзные сокращения рыбных ресурсов озера, связанные с усилением антропогенного пресса и незаконным промыслом. В свою очередь, такой пресс выражается в неорганизованном туризме, самовольной застройке в прибрежных районах и сбросом неочищенных сточных вод. Генеральная прокуратура РФ направила официальное письмо в Кабинет министров, где сообщила о сокращении запасов рыбы, а также внесла предложение об увеличении числа объектов, подпадающих под экологический надзор [5][5]«Генпрокуратура проинформировала правительство о проблемах Байкала». В сообщении ведомства, в частности, отмечается сокращение рыбных запасов озера, особенно запасов омуля. Михаил Мордасов / ТАСС.http://tass.ru/obschestvo/4433423 Также в последнее время уделено внимание контролю за строительством объектов туристической инфраструктуры в прибрежной зоне [6,7][6]«Генеральная прокуратура сообщила правительству РФ о проблемах озера Байкал». ircity.ru.https://ircity.ru/news/22615/[7]«Прокуратура Приангарья выявила незаконное строительство на мысах Тутай и Зундук на Байкале». Прокуратура Иркутской области выявила незаконное строительство на мысах Тутай и Зундук озера Байкал, сообщается 4 октября на сайте ведомства. ircity.ru.https://ircity.ru/news/15889/

Уже в текущем, 2017 году, будет начата капитальная реконструкция очистных сооружений на правом берегу Селенги, в Улан-Уде [1][1]«Улан-удэнские очистные, маловодье и спирогира»: министр природы Бурятии рассказал, почему ухудшается состояние Байкала. Артемий Иванов. Infpol.ru.http://www.infpol.ru/news/society/130395-ulan-udenskie-ochistnye-malovode-i-spirogira-ministr-prirody-buryatii-rasskazal-pochemu-ukhudshaetsya/ Это даёт существенную надежду на улучшение состояния реки в обозримом будущем. Конечно, если уже в ближайшее время полностью прекратить сброс неочищенных сточных вод в озеро, что видится не более, чем утопической перспективой, то восстановление прибрежной экосистемы займёт не меньше десятилетия. Но это вовсе не означает, что Байкал не нужно спасать — такие процессы требуют действий и времени.