Динамичные популяции беспозвоночных глубинных вод ставят под сомнение представление об обогащённых кислородом эталонных состояниях европейских озёр

Почему важны глубокие части озёр

Когда мы стоим на берегу озера, вода может казаться спокойной и неизменной. Однако далеко под поверхностью количество кислорода в глубинной воде может решать, будет ли там процветать скрытый мир или возникнет почти мёртвая зона. Исследование Бихельзе, небольшого озера в Швейцарии, показывает, что жизнь в глубине и уровни кислорода существенно менялись за последние 13 500 лет — и эти изменения не укладываются в простую картину «естественной чистоты», испорченной только современным загрязнением. Вместо этого работа выявляет несколько естественных состояний и долгую, изменчивую историю человеческого влияния, что ставит под сомнение наше определение «первозданного» озера.

Долгая память, записанная в осадке

Учёные пробурили почти 11-метровый керн ила с самой глубокой части Бихельзе. Слой за слоем здесь накапливались отложения с конца последнего ледникового периода, тихо фиксируя, что жило в озере и что происходило вокруг. Используя десятки радиоуглеродных датировок и другие изотопы, команда составила точную временную шкалу на 13 500 лет. В каждом срезе керна они считали крошечные, хорошо сохранившиеся останки водных беспозвоночных — особенно капсулы голов не питающихся комаров-широкохвосток (хирономид) и других мелких животных. Разные виды этих бентосных личинок процветают при разных условиях кислородного режима, поэтому изменения в их остатках позволяют реконструировать, сколько кислорода было доступно в глубинной воде с течением времени.

От прозрачных прохладных глубин до застойных донных вод

В течение тысяч лет после окончания ледникового периода глубокие воды Бихельзе, по-видимому, были постоянно богаты кислородом. Отложения раннего и среднего голоцена насыщены останками видов глубинных хирономид, известных своей приверженностью прохладным, хорошо насыщенным кислородом глубинам. Затем, примерно 7100 лет назад, озеро резко изменилось. Популяция глубинных хирономид рухнула, в то время как виды, терпимые или даже благоприятствующие условиям с дефицитом кислорода, стали встречаться чаще. Этот переход совпадает с крупной сменой окружающего леса: распространились теневыносливые буки и ольха, образовав густые леса — особенно вдоль берега. Такие близкие, высокие насаждения, вероятно, защищали озеро от ветра, снижая перемешивание, а опадающая листва и другой органический материал увеличивали потребность в кислороде на дне, что вела глубокие воды к длительной гипоксии, то есть состоянию с низким содержанием кислорода.

Ранние земледельцы как неожиданные помощники

После этого сдвига Бихельзе на протяжении тысячелетий находилось в широком смысле в гипоксическом состоянии, но уровень кислорода в глубине не был постоянным. Примерно с 4800 лет назад исследователи зафиксировали повторяющиеся всплески в численности глубинных хирономид, которые совпадали с пыльцевыми свидетельствами раннего земледелия и расчисток леса в неолите и бронзовом веке. Открытие лесного полога вокруг озера, по-видимому, позволяло ветру лучше перемешивать воду и несколько уменьшало поступление лиственной подстилки, улучшая условия для глубинных животных на десятки — сотни лет. Иными словами, умеренное раннее использование земель иногда делало глубокие части озера более, а не менее оксигенированными — результат, противоречащий современному представлению о том, что человеческое воздействие всегда ухудшает состояние озёр.

Когда давление человека меняет всю картину

С эпохи железа и римских времён картина изменилась. Окружающий ландшафт стал интенсивнее использоваться в сельском хозяйстве: расширились поля, появились пашни, а прибрежные участки использовались для таких работ, как замачивание конопли. Пыльцевые данные показывают больше культурных растений и водной растительности, а отложения фиксируют рост органического вещества и признаки эвтрофикации. В периоды сильного землепользования популяции глубинных хирономид сокращались, а кислородные условия ухудшались, вероятно, из‑за притока большего количества питательных веществ и органики в озеро. Примечательно, что керн также показывает частичные восстановления глубинного кислорода и популяций беспозвоночных в периоды социальных и экономических кризисов, например после падения Западной Римской империи и во времена средневековых чумных эпидемий, когда сельское хозяйство откатилось назад. В XX веке загрязнение питательными веществами при современной эвтрофикации снова загнало озеро в состояния с крайне низким содержанием кислорода.

Переосмысление того, что такое «естественное»

В целом исследование показывает, что у Бихельзе не было единого, простого «естественного» состояния. Задолго до тяжёлой промышленности озеро чередовало кислородно‑богатые и бедные глубокие воды в зависимости от конфигурации лесов и уровня человеческой деятельности. Умеренное раннее земледелие могло временно улучшать снабжение кислородом глубин, тогда как более интенсивное землепользование впоследствии влекло систему к более сильной гипоксии. Эти результаты свидетельствуют о том, что многие небольшие европейские озёра могли переживать несколько противоположных базовых состояний на протяжении тысячелетий, формировавшихся растительностью, климатом и людьми. В результате выбор одного прошлого момента — например, десятилетий до 1850 года — в качестве универсального эталона для восстановления может быть произвольным. Вместо этого охрана и управление озёрами потребуют признания их сложной истории и множества способов, которыми человеческие общества уже сформировали эти скрытые подводные миры.

Цитирование: Lapellegerie, P., Breu, S., Wick, L. et al. Dynamic deepwater invertebrate populations challenge the concept of oxygen-rich reference conditions for European lakes. Commun Earth Environ 7, 301 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03284-7

Ключевые слова: кислород в озёрах, палеолимнология, голоценовые озёра, использование земель человеком, водные беспозвоночные