По современным оценкам, в Байкале из 500 видов диатомей половина эндемична. В этой области уже много лет плодотворно работает организатор симпозиума — Лимнологический институт СО РАН, объединяющий учёных многих стран в совместных исследованиях пресноводных озер планеты. Работы иркутских учёных-диатомистов широко известны и высоко оценены научным сообществом.

Более 150 учёных из 30 стран собрались на берегу Байкала, чтобы обсудить полученные за последние годы новые результаты исследований, рассмотреть проблемы и гипотезы, обменяться мнениями, продвинуться в понимании природы диатомей. Такого широкого представительства диатомистов, съехавшихся практически изо всех уголков планеты, не было ни на одном из подобных симпозиумов.

Так чем же интересны для учёных эти микроскопические создания?

Глядя в прозрачные воды Байкала, мы порой и не подозреваем, какие удивительные, невидимые глазу миры в нём обитают. Микроскопические водоросли — диатомеи занимают среди них особое место. Изумительное разнообразие и сложнейшая структура, экология и видообразование привлекают исследователей всего мира к этим поразительным созданиям. Ажурные створки диатомей, созданные из кремния, способны переживать тысячелетия в осадках, сохраняя информацию о событиях глубокой древности. По предположениям учёных, возникли эти организмы более 200 млн. лет назад; панцири отмерших диатомей сохраняются в ископаемом состоянии миллионы лет. И особенно ценны и информативны такие отложения, где они накапливаются нетронутыми, например, на дне Байкала. Здесь расшифрованная толща осадков с остатками диатомовых, достигающая 600 метров, охватывает время в 8 млн. лет. Сколько же интересного могут рассказать такие отложения учёным о прошлом нашей планеты!

Многие виды диатомей развиваются подо льдом. Пополнение знаний о современном состоянии популяции прилёдных водорослей крайне важно в связи с глобальным потеплением, которое в настоящее время воздействует на высокие широты. Мы пока не знаем в точности, к чему приведёт изменение климата, но те знания, которые у нас есть, позволяют учёным предположить, что площадь льдов и их толщина очень сильно изменятся в ближайшие пятьдесят лет. Изменятся и микроводоросли, которые «населяют» лёд.

Часто говорят, что диатомеи живут в стеклянных домах, так как их уникальной особенностью является клеточная стенка, построенная из кремнезёма и состоящая из двух частей, одна из которых, как крышка, накрывает вторую часть. Эти две части соединяют несколько тонких поясков, которые тоже состоят из кремнезёма. Обе части клеточной стенки имеют очень сложную форму и покрыты причудливым орнаментом, состоящим из отверстий и пор, которые пронизывают кремнистую стенку. Через эти отверстия живая клетка обменивается химическими сигналами с окружающим миром и получает пищу, кислород и углекислый газ.

Диатомеи имеют специальные белки, способные «закачивать» кремний из окружающей среды. То или иное применение кремнию нашли и другие организмы (губки, радиолярии), но никто из них не достиг такого поразительного совершенства. Причём эта способность настолько мощна, что концентрация кремния в клетке диатомовых водорослей иногда в сотни раз превышает концентрацию в водном растворе. Остаётся загадкой — где «хранится» кремний внутри клетки, как перемещается и преобразуется в твёрдую структуру панциря, «укладываясь» в определённые узоры, всегда точно повторяющиеся в каждом новом поколении. Учёные предполагают, что этот процесс контролируются некими генетическими механизмами, пока не раскрытыми человеком.

Много нового в разгадку этих удивительных организмов внесено учёными Лимнологического института СО РАН. В частности, иркутские учёные считают, что сложные узоры, образующиеся на кремниевых панцирях диатомовых водорослей, могут помочь открыть тайну создания кремниевых структур. Исследования удивительного механизма перевода диатомеями растворённого в воде кремния в твёрдые структуры ведутся в институте на протяжении нескольких десятков лет. Открытие тайны диатомей позволит людям самостоятельно создавать сложные кремниевые структуры.

По разным подсчётам, до 40% кислорода поставляют в атмосферу неутомимые труженики — диатомеи. Это значит, что практически каждый второй глоток кислорода, который мы вдыхаем, создан ими. Сегодня эти микроскопические создания обжили буквально всю планету: их можно обнаружить в любом увлажнённом и освещённом месте — от Арктики и Антарктики до тропических лесов. Не случайно их образно называют «гражданами мира».

Как пишет известная исследовательница диатомей Линда Медлин, поскольку стеклянные стенки диатомей очень малы и прозрачны, их удалось обнаружить впервые именно тогда, когда был изобретён микроскоп. Первая публикация о наблюдении диатомей появилась в 1703 году и принадлежит Левенгуку. Широко обсуждался и такой вопрос — принадлежат ли они к царству растений или животных.

Вопреки ожиданиям, эти создания вовсе не зелёные и потому не похожи на растения. Они движутся, а, как известно, растения неподвижны. Учёные, изучающие диатомеи, кипятят эти живые клетки в кислоте, чтобы удалить всё их содержимое и разделить половинки коробочки и пояски для того, чтобы рассмотреть их по отдельности. Строение панциря многих диатомей идеально с точки зрения инженера и конструктора. А по разнообразию их можно считать «насекомыми» мира растений. Согласно некоторым оценкам, их насчитывается около миллиона видов!

— Диатомовые — совершенно необыкновенные организмы, — поделилась своими впечатлениями старейший диатомист России, член Международного диатомового общества профессор Санкт-Петербургского университета Нина Стрельникова. — Одна крохотная клетка образует архитектурно совершенный кремнистый панцирь. К таким же организмам можно отнести радиолярии и губки, но диатомеи превосходят их в «строительном таланте». Диатомеи являются прекрасными индикаторами изменения внешней среды.

— А как появилось Международное диатомовое общество?

— С 1978 года начали проводиться диатомовые научные школы. Последняя проходила в 2005 году в Борке, где собралось более 100 учёных.

Само Диатомовое общество со своим уставом было создано в 1984 году одним из старейших диатомистов мира Франком Раундом из Бристоля. В России, повторим, такой симпозиум проходил впервые, но уровень его очень высок. Главное в нём — личные контакты, обмен мнениями, научной информацией. Из докладов можно отметить прекрасное выступление Рика Джоржана и Мишеля Пауля, очень содержательными были доклады иркутских диатомистов. На этом симпозиуме, несмотря на насыщенный, деловой график, царила тёплая неофициальная атмосфера.

Лимнологический институт взял на себя определённую смелость, решившись провести такой ответственный международный симпозиум. И получилось блестяще. Кроме обычных мероприятий, была довольно насыщенная культурная программа, подготовленная сотрудниками ЛИН, и мы все заметили, что сибирские учёные талантливы не только в науке.

Известный австралийский учёный, создатель удивительных фильмов о микромире Д. Пикетт-Хипс восхищённо отзывался о Байкале, он говорил о прекрасно организованном симпозиуме, о высококвалифицированной работе иркутских лимнологов и изъявил желание потрудиться в Лимнологическом институте, как это уже сделали некоторые зарубежные учёные, успешно работающие в нём по контракту.