Метагенетика и крабы: что исследуют в технопарке «Красносельский»
В 2021 году исполняется 140 лет Всероссийскому научно-исследовательскому институту рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО). История его возникновения и становления — это история развития отечественных рыбохозяйственных исследований.
Сейчас в Москве для развития науки и производства создано более 40 технопарков. Это не только качественные производственные, лабораторные и офисные помещения, но и мощная лабораторно-производственная и испытательная база. Вот и на базе ВНИРО несколько лет назад был образован технопарк «Красносельский». Как работает старейшее в России учреждение в сфере рыбной отрасли и какие проекты рождаются в стенах технопарка — в материале mos.ru.
От империи до федерации
Корни интереса к аквакультуре (так называется наука о разведении и выращивании водных организмов) уходят в XIX век. Ее систематическое изучение началось еще в Российской империи. Тогда ученые организовали экспедиции в Азово-Черноморском, Каспийском и Аральском бассейнах, а на Соловецких островах в 1881 году открыли биологическую станцию, ставшую основоположницей отечественной рыбохозяйственной науки.
В России спроектировали первое в мире судно для рыбохозяйственных исследований. Пароход «Андрей Первозванный» создали специально для изучения морей Русского Севера. В результате похода ученые разработали методы исследований и фактически основали промысловую океанологию в ее современном понимании, а Россия вышла в мировые лидеры рыбохозяйственных исследований. Так, в 1902 году наша страна стала одним из основателей Международного совета по исследованию моря (ИКЕС).
Позже, уже в 1930-е годы, процесс формирования новой науки завершается созданием ВНИРО и научно-исследовательских институтов во всех рыбохозяйственных бассейнах.
Во времена СССР география исследований значительно расширяется, и после окончания Великой Отечественной войны начинается океанический этап развития российской рыбохозяйственной науки — ее золотой век. Ученые отправляются в Антарктику, на Дальний Восток, изучают Тихий и Атлантический океаны. Увеличивается и масштаб работы: именно в этот период создается система рыбпромразведки, осваивается промысел криля, внедряются новые технологии добычи и переработки водных биоресурсов.
Во ВНИРО трудились многие выдающиеся ученые, которые стали основателями целых школ. Среди них ихтиолог Петр Моисеев, гидробиолог Александра Карпевич и океанолог-гидрохимик Виктор Сапожников.
Развитие аквакультуры сегодня — один из главных трендов рыбохозяйственного комплекса. Потенциально разведение морских животных позволяет получить в десятки раз больше продукции, чем можно добыть в дикой природе.
В наше время традиции ВНИРО успешно реализует технопарк «Красносельский». На столичной научной площадке работают около 550 человек, примерно 140 из них — кандидаты и доктора наук.
В состав технопарка «Красносельский» вошли два подразделения института. На территории площадью более 12 тысяч квадратных метров расположились учебный центр пищевых технологий, инжиниринговый центр аквакультуры, группа ИТ-разработки и уникальный комплекс молекулярной генетики.
Вячеслав Бизиков, доктор биологических наук и заместитель директора института по научной работе, отмечает, что статус технопарка помогает не только эффективно внедрять новые разработки, но и получать обратную связь от потенциальных потребителей научной продукции.
«Мы находимся в самом начале пути, и у нас большие планы. Тем не менее мы уже видим, что формат технопарка прекрасно работает и позволяет слышать запрос рыбацкой общественности, бизнеса, предлагать свои разработки и быстро их внедрять. Самое главное, стало проще получать обратную связь. Технопарк — это место, где встречаются бизнес и наука, открытая площадка для взаимодействия», — подчеркивает ученый.
Бестеры и крабы
Статус технопарка — это не только современные оборудование и инфраструктура, но и возможность проводить уникальные перспективные исследования. Одно из главных направлений работы «Красносельского» — эксперименты в области индустриальной аквакультуры и развитие технологий выращивания ценных видов гидробионтов, то есть обитателей воды.
Так, здесь вывели гибридов белуги и стерляди — бестеров (по первым слогам названий видов-родителей). В отличие от диких осетровых рыб гибриды легко адаптируются к выращиванию и жизни в искусственных условиях. По словам Вячеслава Бизикова, специалисты института наладили технологию изъятия икры без причинения вреда рыбе, поэтому самки бестера много раз могут участвовать в размножении и отборе черной икры. Наработки уже внедрены во многих аквакультурных хозяйствах России, прежде всего в Волжско-Каспийском регионе — в Астраханской области.
Отдельной гордостью стала разработанная в технопарке технология выращивания камчатского краба — во ВНИРО это сделали впервые в мире. Успешный опыт позволил создать похожую технологию и для других видов: она позволяет получать жизнеспособную молодь прямо из икры.
«Для разработки потребовалось изучение всех тонкостей физиологии и экологии камчатского краба на начальных этапах жизни. Таким образом, мы можем восстанавливать его дикие популяции. В рамках искусственной технологии воспроизводства коэффициент смертности среди молоди на несколько порядков ниже, чем в дикой природе. Это позволяет от одной самки получать большое количество потомства, которое потом можно вернуть в дикую природу», — подчеркивает Вячеслав Бизиков.
Подсолить и затемнить
Ученые выращивают молодых особей рыб прямо на территории технопарка. В «Красносельском» есть инкубационные установки для личинок. Сам процесс очень трудоемкий — молодь требует постоянного контроля. Это в первую очередь касается питания. На рационе из яичных желтков новорожденные держатся недолго, поэтому для стартового кормления используется артемия — жаброногие рачки, которые обитают в пересоленных озерах.
Кстати, артемия — универсальный корм, известный во всем мире. Он добывается в дикой природе, и Россия располагает его большими запасами. Тем не менее во ВНИРО ведутся эксперименты по пастбищному воспроизводству рачков — это направление признано перспективным.
Из мальковых аквариумов личинки переводятся в подростковые, а взрослые особи держатся в отдельных резервуарах. На каждом этапе соблюдаются определенные условия, оптимальные для каждого вида.
«Большинству видов рыб из российских водоемов требуется зимование. То есть их нужно выдерживать в холодной воде, как в естественных условиях. Это необходимо для нормального развития и размножения рыбы. Сложный процесс, индивидуальный для каждого вида рыб», — рассказал Вячеслав Бизиков.
В экспериментах по селекции рыб ученым помогают технологии криоконсервации. Например, в прошлом году сотрудники института использовали для воспроизводства белуги и осетра генетический материал, который был заморожен в 1970-е годы. Эксперимент прошел успешно. Более того, специалисты обнаружили неожиданный эффект: потомство оказалось более жизнестойким, а его темпы роста были выше.
Замерить эффективность и поймать браконьера
Среди самых перспективных направлений аквакультуры особое место занимает генетика. Сегодня на территории «Красносельского» активно применяют современные методы генетических исследований, в том числе и самые новые, например метагенетический анализ. В рамках таких исследований ученые рассматривают геном не одной особи или вида, а все ДНК, которые содержатся в опытном образце. В перспективе благодаря этой методике можно будет взять пробу из водоема и определить, сколько и каких видов рыб там обитает и какова их относительная численность. Помогает метагенетика и в оценке эффективности рыбного производства.
«У нас есть более 10 рыбозаводов в низовьях Волги. Все они выпускают мальков — в общей сложности до восьми миллионов в год. Как узнать, кто именно работает эффективно? Поможет генетика. Ученые проводят исследования в открытом море, где нагуливаются выпущенные мальки осетровых. В результате мы устанавливаем, что столько-то процентов с завода № 1, еще часть с завода № 2 и так далее, плюс какое-то количество дикой рыбы», — подчеркивает Вячеслав Бизиков.
Узнавать принадлежность рыб к определенному заводу ученым помогают генетические паспорта. Сейчас они есть у всех осетровых рыб, содержащихся на рыбоводных предприятиях России. Благодаря этой технологии специалисты также помогают правоохранительным органам бороться с браконьерами.
«Любую икру, которую вы встречаете на прилавке, можно проверить на законность происхождения. Мы такие анализы во ВНИРО делаем регулярно по запросам правоохранительных органов. Происхождение каждой икринки, полученной законно от производителей в аквакультурных хозяйствах, можно определить по базе данных генетических паспортов. Если к нам попадает икра, родители которой не определяются, значит, она выловлена в дикой природе. Внедрение этой методики помогло существенно снизить уровень браконьерства», — отмечает доктор биологических наук.
Перспективы аквакультуры
По словам эксперта, развитие аквакультуры может способствовать развитию экономики целого государства. Например, когда Норвегия только начала выращивать семгу и форель в морских фьордовых хозяйствах, вылов дикой семги составлял примерно 40–50 тысяч тонн ежегодно. Когда развитие аквакультуры вышло на уровень всей страны, Норвегия стала каждый год поставлять на рынки Европы, России и США более миллиона тонн этой ценной рыбы.
«Если вылов диких популяций рыб, моллюсков, ракообразных во всем мире уже пять лет как вышел на плато, то производство аквакультуры устойчиво растет. Уже сейчас оно превысило объем биоресурсов, которые добываются в дикой природе, а в будущем это будет кратный разрыв. Развивать технологию аквакультуры в стране крайне необходимо — это и есть одно из основных перспективных направлений деятельности технопарка», — резюмирует Вячеслав Бизиков.
Однако у специалистов технопарка «Красносельский» рождаются и другие проекты: например, технологии разведения креветок, которые востребованы по всему миру. В перспективе выращивать пресноводные виды креветок можно будет в охладительных прудах электростанций, используя остаточное тепло воды.
