Арктика и Антарктида — удалённые полярные регионы с хрупкими экосистемами, остро реагирующими на антропогенное воздействие. Основным загрязнителем здесь являются нефтепродукты. Ликвидация последствий загрязнения абиотическими методами часто не приносит успеха, что делает поиск и стимулирование аборигенных микробных сообществ, способных к биодеградации углеводородов, наиболее перспективным направлением.
Объектами стали прокариотные сообщества, ассоциированные с почвенными и почвоподобными субстратами участков Восточной Арктики и Восточной Антарктиды в рамках экспедиций в 2023 году. В арктическом регионе отбор образцов проводился на 3х экологических станциях (глеезёмы перегнойные со станций остров Андрея и остров Столбовой, торфянистые – станция Индигирская), характеризующихся длительной историей использования нефтепродуктов [1]. Для каждой локации, наряду с контролем, отбирались пробы из слабозагрязненных участков с признаками локальных разливов нефти (фоновые). Полученные из Антарктиды образцы с трёх полуостровов соответствуют критериям отнесения к солоидам, что подтверждается наличием соответствующих признаков [2]. В ходе исследования для всех образцов проводился модельный эксперимент по методу инициированной микробной сукцессии с внесением нефти при одинаковой температуре и влажности. Также использовались молекулярно-биологические (секвенирование, метабаркодинг, in situ рРНК флуоресцентная гибридизация (FISH)) и аналитические (измерение массовой доли нефтепродуктов) методы. Суммарная численность прокариот в контрольных образцах арктических почв составляла 2×10⁹ кл/г, достигая 2–4×10⁹ кл/г в фоновых образцах, однако при загрязнении нефтью снижалась на порядок (до 1×10⁸ кл/г). В антарктических солоидах численность в контроле варьировала от 2.0 до 7.5×10⁸ кл/г с выраженной географической зависимостью (увеличение с юга на север), а нефтяное загрязнение вызывало снижение в 2–4 раза (до 1–2.5×10⁸ кл/г). Динамика в процессе сукцессии оказалась противоположной для двух регионов: в арктических почвах к 6-му месяцу наблюдалось достоверное снижение численности, а для солоидов Антарктиды изменений не наблюдалось (p < 0.05). По результатам секвенирования, в загрязненных арктических почвах и антарктическх солоидах доминировали филумы Pseudomonadota, Actinomycetota и Bacteroidota. Анализ полученных нуклеотидных последовательностей бактерий в ходе исследования сопоставляли с имеющимися в геномных банках данными по 350 родам бактерий-нефтедеструкторов из открытой базы данных [3]. Количество подобных родов было выше в модельных загрязненных образцах, причем в антарктических солоидах их доля изначально превышала арктический микробиом. Выявлена обратная корреляция между численностью метаболически активных клеток, обладающих геном alkB и количеством остаточных углеводородов нефти. В Антарктиде экспрессия была значительно выше в загрязненных образцах, с максимумом на Безымянных островах (8.3×10⁸ кл/г), что свидетельствует о высокой адаптивности местного сообщества. Выявленная высокая доля специализированных родов бактерий-нефтедеструкторов и интенсивная экспрессия функциональных генов указывают на высокую активность и адаптивность комплекса. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности использования природного гидролитического потенциала сообществ и могут быть учтены при разработке эффективных стратегий биоремедиации.

1. Качинский В.Л., Завгородняя Ю.А., Геннадиев А.Н. Углеводородное загрязнение арктотундровых почв острова Большой Ляховский (Новосибирские острова) // Почвоведение. 2014. № 2. С. 155–168.
2. Горячкин С.В. География экстремальных почв и почвоподобных систем // Вестник РАН. 2022. № 6. С. 564–571.
3. Nõlvak H., Dang N.P., et al Microbial community dynamics during biodegradation of crude oil and its response to biostimulation in svalbard seawater at low temperature // Microorganisms. 2021. V. 9. P. 2425.