Алтайская горная страна — ключ к становлению фаун в Северном полушарии

Роман Яковлев,
профессор, главный научный сотрудник Алтайского государственного университета
«Коммерсантъ Наука» №6, сентябрь 2017

Лагерь энтомологов в горах Увход-Уул в Юго-Западной Монголии. Фото: В. В. Дорошкин

Алтай уникален. Он доступен для изучения, но обладает полным набором высотных поясов, богатой геологической историей и почти не подвержен антропогенному прессу. Ни одна другая горная система не может похвастаться таким набором идеальных для исследования качеств. В 2017 году коллектив зоологов Алтайского госуниверситета получил грант Минобрнауки РФ «Комплексное изучение биоразнообразия, фауногенеза и зоогеографии горных стран Голарктики (на примере Алтайской горной страны)».

Почему Алтай

Выбор этой горной системы в качестве модельной территории для выявления закономерностей становления фаун в Голарктике (умеренном поясе Евразии и Северной Америки) объясняется как минимум тремя причинами.

Аспирант Александр Фомичев у ледника гор Ценгел-Хайирхан

Алтай чрезвычайно разнообразен с точки зрения ландшафтов. Мы видим здесь пустыни Юго-западной Монголии, бесконечные горные степи, непроходимую тайгу и разнообразное по своим условиям высокогорье. Это граница больших биогеографических выделов: Бореальной и Тетической областей, отличающихся биотой. Хребты Северо-западного Алтая с тайгой, заливаемой дождями, и горы Южной Монголии, где и выше 3000 м не найти увлажненного участка, — это как две разных планеты.

Пески в Гоби-Алтайском аймаке. Фото: Александр Фомичев

Старший научный сотрудник, к. б. н. Елена Гуськова в горах Адж-Богдо на юге Монголии. Фото: Роман Яковлев

Алтай пережил эпохи оледенений, причем ряд участков не был затерт льдами. Эти небольшие территории представляют собой рефугиумы, природные убежища, где сохранились реликтовые элементы фаун доледниковых эпох.

И наконец, Алтай еще остается практически заповедным, антропогенный пресс здесь пока незначителен.

Другие возможные варианты проигрывают. Урал низок и подвержен сильному антропогенному прессу, Памир слишком высок, Саяны более однородны с точки зрения биогеографии, и так далее. Алтай же безупречен и по относительной сохранности природы, и по полному набору высотных поясов, и по богатой геологической истории.

Почему АлтГУ

В университете работают сильные специалисты по разным группам насекомых, многоножек и пауков. Сейчас не нужно доказывать, сильный или слабый тот или иной коллектив, достаточно зайти на сайт webofknowledge.com — и все становится ясно. Для регионального университета более 100 статей, индексированных Web of Science (причем не менее трети в журналах, входящих во вторую квартиль по зоологии), на пять человек за последние пять лет — немало. К тому же руководство университета систематически помогает активным ученым, что позволило не только не растерять людей, но и привлечь сильных специалистов из Новосибирска. Обычно текучка кадров у нас в Западной Сибири обратная: из Барнаула — в Томск, Новосибирск... В нашем случае получилось наоборот. Мы все, в той или иной мере, занимались фауной Алтая, Сибири, сопредельных регионов Центральной Азии, то есть задел был весьма основательным.

Перламутровка Евгения — один из видов бабочек, обитающих в высокогорьях Южной Сибири и Арктике. Фото: Роман Яковлев

В верховьях реки Елт-Гол в Западной Монголии. Фото: Александр Фомичев

Второе — у нас очень удобная география. Проект предполагает значительную экспедиционную активность. Без серьезных полевых работ с поставленными задачами справиться невозможно. А Барнаул — удобное место для научных исследований в области классической биологии, организации экспедиционных выездов. За один день на автомобиле можно добраться и до высокогорий Российского Алтая, и до Монголии, и до Восточного Казахстана. Совсем рядом и страны Средней Азии, и Китай.

Лагерь энтомологов на хребте Саур. Фото: Вячеслав Дорошкин

Сейчас многие ученые, даже биологи, отрицают необходимость продолжения активных полевых исследований. Часто звучат слова о том, что все объекты уже найдены и ждут систематиков в музеях. Это не так. Работа на отдельных высокогорных хребтах, где никогда не ступала нога энтомолога, является необычайно перспективной. Десятки принципиально новых видов членистоногих животных еще никто никогда не обнаруживал в альпике Алтая и других горных систем.

Сольпуга (фаланга) в песках Южной Монголии. Фото: Александр Фомичев

Задачи и первые результаты

На основании филогеографического анализа различных групп членистоногих животных нам предстоит установить пути становления биоты Алтайской горной страны. Секвенировать геномы эндемиков Алтая — для подавляющего большинства видов это будет сделано впервые. Провести инвентаризацию локальных фаун особо охраняемых природных территорий, часть из которых, особенно в Монгольском Алтае, совершенно не изучены. Подробно исследовать распространение модельных таксонов животных в пределах региона. Все это вместе поможет нам разработать алгоритм исследования биоты других горных стран.

Хребет Жаргалант-Хайирхан в Западной Монголии. Фото: Александр Фомичев

Сотрудники Алтайского университета вместе с монгольскими студентами в приграничном с Китаем хребте Байтаг-Богдо. Фото: Петр Косачев

Главная задача на этот сезон — исследование фаун экстремальных высокогорий, которое выявит новые, еще не открытые связи альпийского пояса Алтая и Арктики. Мы уже посетили окраины региона на территории Республик Алтай и Тыва, Монголии (преимущественно в аймаке Говь-Алтай) и Восточно-Казахстанской области (Катон-Карагайский национальный парк). Нашли живые объекты на высотах почти 4000 м, — скорее всего, они относятся к новым для науки видам. Например, для пауков это рекорд высотного распространения в наших широтах.

Особенно интересной представляется обработка сборов на специально обследованных изолированных горных хребтах: Адж-Богдо, Байтаг-Богдо, Жаргалант-Хайирхан, Хасагт-Хайирхан, Саур, Тарбагатай. В альпийском поясе этих высоких гор (выше 2800–3200 м) обитают достаточно сходные виды членистоногих (и бабочек, и жуков, и паукообразных). Но от ближайших высокогорий они отсечены десятками или даже сотнями километров пустынных низменностей, совершенно непреодолимых сейчас для высокогорных таксонов. До сих пор возраст пустынь в Центральной Азии является дискуссионным вопросом (есть версии необычайной древности, другие склоняются к совсем недавнему происхождению). Молекулярно-генетические исследования абсолютно изолированных друг от друга популяций бабочек, пауков, жесткокрылых позволят найти правильное решение.

Аспирант Юрий Дьячков в Казахстане

Фауна паукообразных, например, в Западной Монголии, совершенно не изучена, кругом белые пятна. Каждый новый горный хребет, хотя бы незначительно изолированный от других высокогорий, — это новые виды. Налицо классический для биологической географии островной эффект. У ряда видов ареалы обитания оказались дизъюнктивными (разорванными) вследствие потепления климата. Они встречаются в долине Колымы и на Алтае. Или, например, бабочка, которая встречается только в Исландии и на высокогорном плоскогорье Укок (Кош-Агачский район Республики Алтай).

Плоскогорье Укок в Республике Алтай. Фото: Роман Яковлев

Добровольный помощник. Фото: Роман Яковлев

Эти виды чрезвычайно интересны для генетических изысканий. Мы знаем, когда произошли эти разрывы в их ареалах. А как модифицировался генотип, как быстро накапливаются генетические изменения в молодых группах, как ведут себя консервативные древние таксоны — эти вопросы еще предстоит решить. Попутно, несомненно, будут описаны новые для науки виды членистоногих.

Листоед Яковлева — редкий эндемик становой части Монгольского Алтая. Фото: Роман Яковлев

Важным направлением нашего проекта является параллельная обработка совершенно разных объектов модельных групп животных: активно летающие / малоподвижные; филогенетически древние / продвинутые; хищники / фитофаги. Таким образом, мы стараемся охватить все возможное многообразие беспозвоночных. Наш коллектив ставит амбициозную задачу — стать безусловным лидером не только в России, но и в мире по исследованию ряда групп беспозвоночных животных Юга Сибири и Центральной Азии. Интерес русских биологов к центральноазиатской тематике был и остается традиционно значительным. Находясь в тени таких колоссов, как уже, к сожалению, ушедшие от нас А. А. Юнатов, Р. В. Камелин, И. М. Кержнер, Г. С. Медведев, О. Л. Крыжановский, И. К. Лопатин и др., мы ставим задачи по усилению позиций российской биологической науки в центральноазиатском регионе.

Эребия ценгельская — эндемик Западной Монголии. Фото: Роман Яковлев

Голубянка орбитуля встречается и в высоких Альпах, и на Алтае. Фото: Роман Яковлев

Голубянка идас — один из интересных объектов для молекулярно-генетических исследований. Фото: Роман Яковлев

Помимо решения фундаментальных задач не стоит забывать и о прикладной составляющей проекта. Большинство объектов нашего исследования могут выступать хорошими моделями для мониторинга все более возрастающего антропогенного пресса. Немало видов насекомых являются вредителями сельского и лесного хозяйства, причем распространение некоторых, например, в Монголии, совершенно не изучено. Мало кто знает, что в пустыне Гоби встречается тот же страшный вредитель, что и в сибирской тайге, — непарный шелкопряд (Lymantria dispar). Как он развивается, что является его кормовыми растениями в жесткой пустыне, пока неизвестно. И это для вида — карантинного объекта, наносящего хозяйству разных стран многомиллионный экономический ущерб!

Старший научный сотрудник, к. б. н. Павел Нефедьев в долине реки Чулышман (Республика Алтай)

Перламутровка алтайская — типичный вид среднегорий и высокогорий Алтая. Фото: Роман Яковлев

Обрабатывать материал мы собираемся в нашем ведущем депозитарии — Зоологическом институте РАН в Санкт-Петербурге, планируем сотрудничать и с другими научными центрами России и стран Европейского союза (Австрии, Германии, Великобритании). Обработка колоссальных массивов информации невозможна без качественной математической обработки: мы планируем зарегистрировать несколько баз данных, в том числе и с применением ГИС. Важным (особенно в свете центральноазиатского вектора развития нашего университета) представляется привлечение к исследованиям активных научных работников из сопредельных стран, особенно с целью выполнения совместных работ и подготовки кадров высшей квалификации. Сейчас к нам в университет (под мое руководство) поступили в аспирантуру два талантливых ученых из Казахстана, оба по квоте федерального агентства «Россотрудничество». Они занимаются сходной проблематикой.

Муха-журчалка в Западной Монголии. Фото: Вячеслав Дорошкин

Уже можно говорить о первых результатах: нам удалось обнаружить пять новых видов чешуекрылых, два вида пауков, дать обзор по жукам-листоедам Монгольского Алтая (все в серьезных международных журналах). Собран материал для молекулярно-генетических исследований эндемичных видов в Республиках Алтай, Тыва, а также в Монголии и Казахстане. Появились значительные дополнения для кадастра Катон-Карагайского национального парка (Восточно-Казахстанская область), а для заповедника Хасагт-Нуруу (в Гоби-Алтайском аймаке) мы получили первые данные о фауне членистоногих.

Автор статьи Роман Яковлев у вершины горы Тас (хребет Саур, Восточный Казахстан). Фото: Вячеслав Дорошкин

Наши сотрудники представили доклады о полученных результатах на XV съезде Русского энтомологического общества и 17-м Интернациональном съезде по мириаподологии, а также опубликовали десять статей, индексированных Scopus и Web of Science.