СТАНОЛЫ В ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ ОЗЕРА ШИРА (ЮГ СИБИРИ) КАК ПАЛЕОИНДИКАТОР ФЕКАЛЬНЫХ ПОСТУПЛЕНИЙ В ОЗЕРО В ПОЗДНЕМ ГОЛОЦЕНЕ
Authors: Е.К. СИННЕР , А.Н. БОЯНДИН , Д.Ю. РОГОЗИН 
Published: November 2024

Исследование озерных отложений на предмет присутствия фекальных соединений является одним из новейших направлений в палеолимнологии. Некоторые станолы производятся кишечной микрофлорой животных из стеролов, содержащихся в пище. Попадая в водоемы, эти вещества сохраняются в донных отложениях в течение тысячелетий, поэтому являются биохимическими индикаторами фекальных поступлений. У человека и животных синтезируются схожие фекальные станолы, однако их процентное соотношение различается. Микрофлорой кишечника человека производится большее количество копростанола и эпикопростанола по сравнению с другими животными, поэтому эти станолы используются для реконструкции истории населения водоемов, а также для оценки антропогенной нагрузки. В настоящей работе с помощью газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием впервые исследовано вертикальное распределение фекальных станолов и их предшественника холестерола в датированных донных отложениях оз. Шира (юг Сибири, Республика Хакасия) за период около тысячи лет. Показано, что относительная доля копростанола и эпикопростанола была выше в отложениях, соответствующих периодам, когда антропогенная нагрузка в водосборном бассейне озера предположительно повышалась: в период расцвета средневекового государства Енисейских кыргызов (IX-XI вв. н. э.), в период массовой колонизации русским населением (XVII-XVIII вв.), а также в XIX-XX вв. в период развития курортной деятельности. Абсолютное содержание всех фекальных станолов в период последних около ста лет выше, что может объясняться как увеличением фекальных поступлений, так и деградацией станолов, приводящей к снижению их содержания в нижележащих слоях керна. Полученные результаты могут быть полезны для мониторинга эффективности работы очистных сооружений, а также для выявления исторической динамики присутствия человека в водосборном бассейне озера.

The study of fecal compounds in lake sediments is one of the newest trends in paleo-limnology. Some stanols are produced by the intestinal microflora of animals from sterols found in food. Once in water bodies, these substances remain in bottom sediments for millennia, therefore they are biochemical indicators of fecal intake. In humans and animals, similar 5β-stanols are synthesized, but their percentages differ. The human intestinal microflora produces more coprostanol and epicoprostanol compared to other animals, so these 5β-stanols are used to reconstruct the history of the population of water bodies, as well as to assess the anthropogenic load. In the present work, using gas chromatography with mass spectrometric detection, the vertical distribution of fecal stanols and their precursor cholesterol in dated bottom sediments of Lake Shira (southern Siberia, Republic of Khakassia) for a period of about 2000 years was studied for the first time. It is shown that the relative share of coprostanol and epicoprostanol was higher in sediments corresponding to the periods when the anthropogenic load in the lake′s drainage basin was supposedly increased: during the heyday of the medieval state of the Yenisei Kyrgyz (9-11 centuries AD), during the period of mass colonization by the Russian population (17-18 centuries), as well as in the 19-20 centuries during the development of resort activities. The absolute content of all fecal stanols during the last hundred years is higher, which can be explained both by an increase in fecal inflows and by degradation of stanols, leading to a decrease in the content of fecal stanols in the underlying core layers. The results obtained can be useful for monitoring the efficiency of treatment facilities, as well as for identifying the historical dynamics of human presence in the lake′s catchment area.