Новый метод мониторинга планктона поможет выявить экологические проблемы водоемов
Радиофизики ТГУ разработали новый метод мониторинга планктона для раннего выявления экологических проблем в водоемах. Метод позволяет точнее интерпретировать данные, получаемые погружаемой цифровой голографической камерой для невозмущающего исследования планктона. В способе исследования, предлагаемом учеными ТГУ, используется спектральный анализ: можно проанализировать биоритмы и изменения в поведении биоиндикатора – планктона и выявить экологические нарушения на ранних стадиях. Ученые уже провели первые успешные испытания этого метода.
Результаты опубликованы в научном журнале Scientific Reports («Nature», Q1). Традиционные методы оценки состояния водоемов часто запаздывают с обнаружением проблем. А методология, которую разрабатывают радиофизики ТГУ, помогает выявлять экологические проблемы на ранних стадиях. Она основана на информации о состоянии планктона непосредственно в его естественной среде обитания; измерения обеспечивает голографическая камера, погружаемая в водоем.
Подводная цифровая голографическая камера для изучения планктона разработана сотрудниками лаборатории радиофизических и оптических методов изучения окружающей среды радиофизического факультета (РФФ) ТГУ. Руководитель лаборатории – первый проректор ТГУ Виктор Дёмин. Камера позволяет регистрировать голограммы объема водной среды с планктоном, восстанавливать голографические изображения этого объема и по ним изучать размеры, форму, расположение в пространстве планктонных частиц. При этом планктон не подвергается возмущениям и изучается непосредственно в среде обитания и в режиме реального времени, в отличие от традиционных методов лова сетью и дальнейшего исследования под микроскопом в лаборатории.
Камера фиксирует голограммы, по которым определяют размеры, формы, расположение и поведенческие реакции планктона. После получения всех данных ученые применяют методы спектрального анализа – аналогичные тем, что используются в спектроскопии атомов и молекул. Это позволяет проанализировать временные ряды концентрации различных видов планктона, выявить характерные биоритмы и проследить в них существенные изменения.
– Этот подход к мониторингу планктона выходит за рамки простого подсчета особей. Спектральный анализ позволяет выявлять характерные частоты и периоды – биоритмы, связанные с жизненным циклом планктона. Анализируя спектры концентраций различных видов планктона, мы получаем «отпечатки», которые позволяют судить о биоразнообразии в водоеме или морской акватории. Важно, что мы можем характеризовать биоразнообразие и наличие или отсутствие определенных биоритмов, имея лишь ряд последовательных измерений концентрации планктона, – добавил Виктор Дёмин.
Спектральный анализ позволяет построить несколько кривых, которые показывают нарушения или изменения в биоценозе планктона, например, автоколебательные процессы, численность и ритмику. Планктон в этом методе выступает в качестве биоиндикатора, по которому можно определить наличие загрязнений и других негативных воздействий на экосистему.
В ходе исследований ученые ТГУ отслеживают изменения в циркадных ритмах планктона, фототропных реакциях и межвидовой энтропии. Нарушение этих параметров – сигнал о проблемах, причем, каждый параметр имеет свое время отклика. Сбой биоритмов может быть заметен уже через час, в то время как нарушение межвидовой энтропии указывает на более серьезную и длительную проблему.
– Выявленные изменения в ритмике планктона, вызванные как внутренними, так и внешними факторами – загрязнением или иным воздействием, могут говорить о неблагополучии экосистемы. Такой спектральный метод исследования поведения планктона как биоиндикатора будет особенно полезен для мониторинга акваторий вблизи опасных объектов, таких как атомные электростанции, нефтяные платформы и газопроводы. Наша цель – предоставить инструмент для ранней диагностики, чтобы предотвратить экологические катастрофы и вовремя принять меры по защите водоемов, – подчеркнул Виктор Дёмин.
В исследованиях и разработке нового метода также принимают участие сотрудники лаборатории радиофизических и оптических методов изучения окружающей среды РФФ ТГУ: старшие научные сотрудники Игорь Половцев, Александра Давыдова, старший преподаватель Николай Кириллов, а с сентября 2024 года в полярной экспедиции с DHC-камерой работает сотрудник лаборатории Василий Леонтьев.
Исследование реализуется в рамках стратегического проекта «Глобальные изменения Земли: климат, экология, качество жизни» при поддержке федеральной программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». Ключевым направлением исследований является построение модели углеродного баланса в Северной Азии, включающей все экосистемы и зоны северных территорий: вечную мерзлоту, водно-болотные угодья, водосборы великих сибирских рек – Енисея, Оби, Лены и других, береговую зону, шельф Арктических морей России.
Telegram 
Дзен 
VK Пик массовых расстрелов и смертей в результате суицида приходится на одно и то же время года. К такому выводу пришли медики, проанализировав данные о тысячах подобных трагедий в США за восемь лет.
Новый эксперимент показал, что собаки далеко не всегда готовы помогать людям бескорыстно. Ожидание вкусной награды влияет на поведение этих животных гораздо сильнее.
Исследователи из США нашли в организме человека ранее неизвестный пептид BRP и проверили его работу на животных. В экспериментах он помог снизить аппетит и процент содержания жира без побочных эффектов. По механизму действия BRP напоминает препараты для снижения веса на основе ГПП-1, к которым относится семаглутид, но, предположительно, действует иначе: не через кишечник и поджелудочную железу, а преимущественно через центральные сигнальные пути в мозге, включая области гипоталамуса, участвующие в регуляции аппетита. Авторы новой научной работы рассматривают открытие как основу для принципиально нового класса лекарств от ожирения.
Правильно подобранные звуковые последовательности способны не только стимулировать рост растений, но и влиять на их урожайность. К такому выводу пришли авторы нового исследования. Они разработали технологию, которая позволяет воздействовать на процессы развития растений через акустические сигналы без использования генной инженерии или химикатов. В экспериментах добились повышения урожайности мяты, сои, болгарского перца и конопли.
Формально почти вся программа тринадцатого полета самой большой ракеты в истории выполнена. Однако испытания показали неполную отлаженность ключевого элемента системы. SpaceX оказывается в ситуации действительно плотных сроков: до намеченного возвращения людей на Луну всего два года и два месяца.
Сегодня на земле существует примерно 7500 языков, однако ученые давно подозревали, что в прошлом их было значительно больше. Международная группа лингвистов реконструировала историю языкового разнообразия за последние 12 тысяч лет и пришла к выводу, что человечество уже пережило «золотой век» языков, после которого их число начало быстро сокращаться.
Видеосервисы стали неотъемлемой частью жизни россиян. В 2026 году охваты большинства платформ продолжают расти, в том числе YouTube.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно