ИСТИНА

Оперативный мониторинг состояния экосистем морей Арктики является насущной задачей в условиях меняющегося климата и возрастающей антропогенной нагрузки на эти хрупкие экосистемы. Чтобы оценить степень толерантности арктической биоты к меняющимся условиям и своевременно регистрировать происходящие в ней изменения, необходимо иметь точное представление о состоянии её биологического разнообразия. В настоящее время подобный мониторинг проводится с привлечением большого числа специалистов-зоологов, требует огромных временных и финансовых затрат, и даже при активной работе целого коллектива специалистов оставляет массу вопросов. Разработка метода оценки биологического разнообразия морских арктических сообществ методом метагеномного анализа является перспективным решением задачи. Она позволит автоматизировать получение результата, более чем в 100 раз сократит трудозатраты на его получение и позволит избежать ошибок, связанных с трудностями идентификации скрытого биологического разнообразия, а также не всегда достаточной квалификацией специалистов, проводящих традиционный мониторинг. Целью настоящего проекта является разработка методик метагеномного анализа эукариот и создание систем видовой идентификации беспозвоночных животных в бентосных и планктонных сообществах арктических морей для своевременного выявления и оценки влияния изменения природных условий и антропогенных факторов на морские экосистемы Арктики. Будут выбраны маркеры для метабаркодинга морских беспозвоночных животных, созданы референсные базы данных, и отработана методика метагеномного анализа арктической биоты в районах, приближенных к основным зонам индустриальной активности в морях Российской Арктики. Прямым результатом разработки и применения методик метагеномного анализа станет более эффективное и безопасное использование природных ресурсов арктического региона.

Rapid monitoring of the state of the ecosystems of the Arctic region is an urgent task in the face of the changing climate and the increasing anthropogenic pressure on these fragile ecosystems. To assess the degree of tolerance of the Arctic biota to changing conditions and timely record the changes occurring in it, it is necessary to have a precise idea of the state of its biological diversity. Currently, such monitoring is carried out with the involvement of a large number of zoologists, it requires huge time and financial costs, and even with the active work of a whole team of specialists leaves a lot of questions. The development of a method for assessing the biological diversity of marine Arctic communities using metagenomic analysis is a promising solution to the problem. It will allow to automate the results, more than 100 times reduce the labor costs for obtaining it and will avoid mistakes related to difficulties in identifying hidden biological diversity, as well as not always sufficient qualification of specialists conducting traditional monitoring. The purpose of this project is to develop methods for meta-genetic analysis of eukaryotes and to create systems of species identification of invertebrate animals in benthic and plankton communities of the Arctic seas for the timely identification and assessment of the impact of changes in natural conditions and anthropogenic factors on marine ecosystems in the Arctic. Markers for metabarcoding of marine invertebrates will be selected, reference databases will be created, and a methodology for metagenomic analysis of Arctic biota will be developed in areas close to the main zones of industrial activity in the seas of the Russian Arctic. The direct result of the development and application of metagenomic analysis techniques will be a more efficient and safe use of the natural resources of the Arctic region.

Результатом выполнения проекта будет создание и апробация в полевых условиях методики экспресс-мониторинга состояния экосистем арктического региона. Будет отработана и верифицирована методика, позволяющая использовать метагеномный анализ бентосных и планктонных проб с целью мониторинга биоразнообразия и отслеживания изменений, происходящих в арктических экосистемах в результате техногенной деятельности человека и воздействия природных факторов. Использование метагеномного анализа позволит полностью автоматизировать получение результата, сократит более чем в 100 раз трудозатраты на проведение мониторинга, и позволит избежать ошибок, связанных с недостаточной квалификацией специалистов, проводящих подобный мониторинг. Будут выбраны маркеры для метабаркодинга морских беспозвоночных животных: проведена критическая оценка применимости выбранных мировым научным сообществом маркеров; будут разработаны новые маркеры; будет проведено исследование внутри- и межвидовой изменчивости маркеров у широкого круга морских беспозвоночных животных; будут созданы референсные базы данных (библиотеки); будет отработана методика метагеномного анализа арктической биоты в районах, приближенных к основным зонам индустриальной активности в морях Российской Арктики. В результате работ по проекту будут подготовлены к печати и опубликованы не менее 8 работ в изданиях, индексируемых в базах данных Web of Science или Scopus.

Коллектив заявителей имеет многолетний опыт таксономических, морфологических, фаунистических, экспериментальных и теоретических работ в области зоологии беспозвоночных, морской биологии, биоинформатики, генетики и геномики эукариот. Руководитель проекта – профессор А.Б. Цетлин имеет огромный опыт работы в области морской биологии, зоологии беспозвоночных и морской экологии.