Экология

Со второй половины XX века Российская Арктика подверглась значительному техногенному радиационному воздействию: функционирование атомного полигона на Новой Земле, проведение ядерных испытаний, катастрофа на Чернобыльской АЭС, сброс радиоактивных отходов от западноевропейских радиохимических заводов, проведение подземных ядерных взрывов в мирных целях. Все это способствовало загрязнению окружающей среды техногенными радиоактивными изотопами.

Наиболее подвержен радиоактивному воздействию ввиду исторических событий является Западный сектор Российской Арктики, островные территории которого стали объектом проводимого исследования (Саркисов и др., 2015).

В рамках проводимых работ была измерена мощности дозы гамма-излучения на пробных площадках острова Мейбел (арх. Земля Франца-Иосифа), на Русской гавани (арх. Новая Земля) и в окрестностях поселка Бугрино (о. Колгуев), определено содержание гамма активных радионуклидов в пробах растительности и почв.

Как и предполагалось самые высокие значения по исследуемых показателям были зафиксированы на арх. Новая Земля, что обусловлено историческим радиационным наследием района. По уровням загрязнения по основному техногенному радионуклиду 137Cs мохово-лишайниковая растительность районов исследования располагается в порядке увеличения: о. Колгуев – 11,7 Бк/кг, о. Мейбел – 20,9 Бк/кг и Северный остров Новой Земли – 23,3 Бк/кг. Такая изменчивость в активностях 137Cs объясняется направлениями движения воздушных масс при испытаниях на арх. Новая Земля, которые были в основном направлены на северо-запад, север и северо-восток от района взрыва на мысе Сухой Нос.

По активностям естественных радионуклидов мохово-лишайниковая растительность Новой Земли также значительно выделяется среди изученных территорий. Так, активности 226Ra, 232Th, 40K, 210Pb и 7Be в мохово-лишайниковой растительности в районе залива Русская Гавань в среднем более чем в два раза превышают значения, характерные для островов Мейбэл и Колгуев. Такие высокие активности радионуклидов естественных радиоактивных рядов на Новой Земле связаны с накоплением растительностью естественных изотопов попадающих из почвенных растворов обогащенных радионуклидами подстилающих пород, представленных глинистыми сланцами.

Микробиологические сообщества Баренцева моря являются типичным примером существования бактерий в природно-климатических условиях Арктики. К особенностям приливно-отливной зоны относится нестабильность условий существования микроорганизмов: дважды в сутки происходит смена наземно-воздушной среды на водную, когда для микроорганизмов, обитающих в донном слое, аэробные условия сменяются на анаэробные. Разнообразие видов в составе морских микробиоценозов представляет большую теоретическую и практическую значимость для изучения северных морей. 

Цель работы: изучить видовой состав культивируемых аэробных микроорганизмов приливно-отливной зоны Зеленецкой губы Баренцева моря, по данным литературы выявить бактерии с потенциалом практического применения.

Исследованы 3 образца взвеси морской воды и ила литорали Баренцева моря. Для отбора проб использовали: стерильные пастеровские пипетки, жидкую транспортную среда Эймса.  Первичный посев и выделение чистых культур проведили методом Голда на чашках Петри, содержащих ZoBell агар для морских микроорганизмов, после термостатирования при 4℃ в течение 10 суток. Видовую идентификацию осуществляли с помощью MALDI-TOF MS (Производитель: Autobio diagnostics, Китай).

Из 3 проб выделено 10 видов морских микроорганизмов. 

Из числа грамотрицательных микроорганизмов получены штаммы: Rheinheimera baltica, Halomonas venusta, Pseudoalteromonas tetraodonis, Pseudomonas gessardii, Pseudomonas guineae, Pseudomonas fragi, Pseudomonas koreensis, Yersinia kristensenii. 

Из числа грамположительных микроорганизмов получены штаммы: Planococcus halocryophilus, Polaribacter spp.

Среди выделенных штаммов преобладающее большинство относится к грамотрицательным психротолерантным, психрофильным и галофильным бактериям типа Pseudomonadota (Proteobacteria). Все выделенные представители рода Pseudomonas обладают выраженной флуоресценцией при ультрафиолетовом свечении. 

По данным литературы возможно практическое применение Pseudomonas gessardii в качестве продуцента антимикробных и фунгицидных веществ: липазы, протеазы, хитиназы. Pseudomonas fragi не способна продуцировать сидерофоры, не аккумулирует Fe+3 из морской воды. 

Pseudoalteromonas tetraodonis является частью нормофлоры покровов тела рыб отряда Tetraodontiformes, синтезируя опасный для человека яд нейропаралитического действия – тетродотоксин, однако Баренцево море не входит в ареал обитания иглобрюхообразных. Остается открытым вопрос об экологии данного микроорганизма.

В результате глобального потепления грамположительный экстремальный психрофил Planococcus halocryophilus интенсивно культивируется и выделяет в окружающую среду большое количество углекислого газа, тем самым ускоряет эффект таяния льда многолетнемерзлых пород.

Полученный экзополисахарид из грамположительных бактерий рода Polaribacter имеет потенциал использования для заживления кожных ран и обморожений, так как обладает антиоксидантной активностью при низких температурах.

Микрозоопланктон (в основном одноклеточные организмы <200 мкм) является основным потребителем первичной и микробиальной вторичной продукции в мировом океане и важным источником пищи для планктонных ракообразных. Однако он остается мало исследованным в Белом море. Основной целью нашей работы было изучение пространственного и вертикального распределения микрозоопланктона в период летней стратификации. 

Исследование было проведено в июле 2024 г., во время рейсов НИС «Профессор Кузнецов» и «Беломор» в прибрежных, мелководных (Онежская, Чупинская и Унская Губы) и глубоководных (Бассейн, Кандалакшский залив) районах Белого моря. Пробы морской воды были отобраны батометром Нискина из перемешиваемого слоя вдоль нескольких продольных разрезов. На отдельных станциях пробы также отбирались с разных глубин, в соответствии со структурой водного столба, определенной с помощью мульти-зонда CTD. В частности, пробы были отобраны из пикноклина и зоны максимальной флуоресценции хлорофилла «а». Собранный материал был зафиксирован и камерально обработан под инвертированным микроскопом, оборудованным фазовым контрастом и цифровой камерой. В каждой пробе были определены встреченные виды, измерены их линейные размеры и подсчитано количество организмов. 

В микрозоопланктоне было обнаружено 49 видов, включая цилиат, панцирных и беспанцирных динофлагелят, раковинных амеб. Кроме того, в пробах встречались науплиусы ракообразных и, на некоторых станциях, коловратки. Численность микрозоопланктона варьировала <1 тыс. клеток/л в глубоководных водах Бассейна до 107 тыс. клеток/л в Бухте Благополучия (Соловки). На большинстве станций, основу численности микрозоопланктона (>70%) в поверхностном слое составляли хлоропласт-содержащие цилиаты из родов Mesodinium и Strombidium. Исключение составили пробы собранные в Унской губе, где преобладала гетеротрофная цилиата Balanion planktonicum.  В прибрежных водах возрастало количество тинтиннид. Полученные данные являются новыми для Белого моря. Кроме того, эти предварительные результаты подтверждают гипотезу (Stoecker, Lavrentyev, 2018) о центральной роли миксотрофных организмов в планктоне морей высоких широт в условиях полярного дня. 

Видовой и количественный состав сообществ прикрепленного макрозообентоса формируется как на неживых, так и на живых субстратах. Наглядной моделью для изучения подобных сообществ являются взаимосвязанные субстраты. Одна из таких систем присутствует в Белом море в поясе красных водорослей - пластинчатая красная водоросль Phycodrys rubens (L.) Batters, растущая на подводных камнях (система из живого и неживого субстрата). Эти субстраты отличаются по абиотическим и биотическим условиям, потенциально влияющим на формирование консорций эпибионтов на их разных участках.

Данные условия отличаются как на субстратах разной природы (живых и неживых), так и частях таллома одной водоросли. Так, талломы Phycodrys rubens, прикреплённые к камням, в зависимости от своего возраста, отличаются по условиям, которые создают для организмов, на них обитающих - молодые талломы более освещены и выделяют больше вторичных метаболитов, чем старые талломы. Камни, на которых произрастают макрофиты, тоже создают отличающиеся условия - неорганический состав, большая стабильность субстрата в водном потоке, большее время существования, чем старые талломы. Мы предположили, что отличия в условиях, создаваемых исследуемыми субстратами, могут привести к возникновению на них значительно отличающихся консорций прикрепленных организмов.

Мы провели пробоотбор водорослей недалеко от ББС МГУ им. М.В. Ломоносова (Белое море, Кандалакшский залив, губа Ругозерская) в 2022 году. Мы изучили видовой состав консорций прикрепленных беспозвоночных, формирующихся на этих субстратах, а также подсчитали проективное покрытие отдельных видов и целых консорций. Кроме того, мы исследовали изменения в данных консорциях, произошедшие за 3 месяца (с июля по сентябрь). 

В ходе проведённой работы мы выяснили, что на разновозрастных частях талломов P. rubens, а также на камнях формируются отличающиеся консорции, напоминающие различные стадии сукцессии бентосных сообществ на каменистом дне Белого моря (Khalaman, 2013). На молодых частях талломов произрастало консорция пионерных, быстрорастущих видов с коротким сроком жизни, на камнях формировалась консорция с преобладанием медленнорастущих, долгоживущих видов. На старых частях талломов произрастала консорция, сочетающая признаки предыдущих двух. Со временем, видовой состав и количественная структура консорций эпибионтов старых частей талломов стали более похожи на консорции на камнях. Дисперсионный анализ также показал, что месяц является значимым условием, влияющим на структуру консорций. Таким образом, время существования субстрата, вероятно, было важнейшим условием, определяющим вид населяющей его консорции. 

В области изучения количественного распределения мейобентосных организмов (многоклеточные животные размером от 32 мкм до 2 мм, обитающие в ассоциации с дном: на поверхности осадков, в просветах между частицами грунта) всегда остро стоял вопрос достоверности данных, основанных на пробах известного объема. Погрешность в достоверности данных может быть в первую очередь обусловлена неполной степенью изъятия организмов с площади пробоотбора.

Такое орудие лова, как дночерпатель, в силу особенностей строения, при опускании на дно неизбежно создает перед собой волну, которая нарушает поверхностный слой донных отложений, тем самых потенциально «вымывая» из проб часть мейобентосных организмов. Тем временем, орудие лова с принципиально иной конструкцией, хапс-корер, обладает значительно меньшим лобовым сопротивлением, в результате чего при опускании на дно не нарушает слой наилка, который обычно наиболее богат мейобентосными организмами (Мокиевский и др., 2015). В рамках данного исследования проверена гипотеза, что в пробах, отобранных при помощи дночерпателя, общая численность мейобентосных организмов занижена по сравнению с пробами, отобранными корером.

Отбор проб производился в Кандалакшском заливе и центральной части Бассейна Белого моря, в районе Соловецких островов. На 10 станциях были отобраны 40 количественных проб. В качестве орудий лова был использован Дночерпатель Ван-Вина (площадь раскрытия = 0,1 м2), а также хапс-корер (диаметр трубки = 15 см). Для количественных проб из каждого орудия лова извлекался фиксированный объем грунта. В дальнейшем, к пробам, предварительно окрашенным красителем «Бенгальский розовый», был применен метод центрифугирования в градиенте плотности, после чего организмы были подсчитаны тотально в каждой пробе по крупным таксонам (Nematoda, Harpacticoida, Kinorhyncha, Ostracoda и т.д.) с использованием камеры Богорова и стереомикроскопа.

Таксономическая структура мейофауны достоверно зависит от глубины и содержания алевропелита (PERMANCOVA, p = 0,016 и 0,018 соответственно). Сравнение численности таксонов в пробах, взятых дночерпателем и корером подтверждает, что гарпактикоиды － единственная группа, для которой обнаружены статистически достоверные различия в численности организмов (paired Wilcoxon test, p = 0,043). Общая численность мейофауны и обилие основных групп снижается в основном за счет увеличения глубины (PERMANCOVA, p = 0,001), что особенно заметно на глубинах, превышающих 150 м. При этом плотность гарпактикоид падает быстрее, чем плотность нематод.

Работа выполнена в рамках проекта "Комплексные исследования по оценке влияния глобальных климатических и локальных антропогенных факторов на состояние экосистем арктических морей "ПАО "РОСНЕФТЬ".

С семидесятых годов прошлого века сотрудники и студенты кафедры ихтиологии и гидробиологии СПбГУ проводят многолетние наблюдения за бентосными сообществами в литоральной зоне в окрестностях УНБ СПбГУ (Кандалакшский залив, Белое море) (Максимович 1989; Максимович и др. 1991; Максимович и Герасимова 2004). По совокупности всех материалов, собранных за продолжительный (40 лет) период, в нашем распоряжении оказался весьма большой объем данных, позволяющий выявить характерные черты в организации сообществ макробентоса литорали мягких грунтов Белого моря.

Материал собран в конце июня–начале июля отдельно в среднем (СГЛ), нижнем (НГЛ) горизонтах литорали и в верхней сублиторали (до глубины 0.5 м) (ВСЛ) (в дальнейшем это–станции) с интервалом 1-4 года с 1983 по 2024 гг. Размер выборочной площадки составил 0.01–1 м2. Число повторностей – 3-10 проб на станцию. На каждой станции оценивали: видовой состав, и для отдельных таксонов – численность, биомасса. Из абиотических переменных на станциях учтены характеристики донных отложений: гранулометртческий состав грунта и  содержание в нем органических веществ. Гранулометрический анализ проводился по определению доли фракций при просеивании грунта через систему сит с ячейками 10 мм, 5 мм, 3 мм, 1 мм, 0.5 мм, 0.25 мм, 0.1 мм. Для оценки содержания органических веществ в грунте был использован метод "сухого сжигания” при температура обработки проб 500°С. Сравнение станций по абиотическим и биотическим показателям проведено с помощью многомерных методов. При выделении надвидовых группировок бентоса (кластерный анализ) в качестве биотических показателей использовали стандартизированные (в долях) значения биомассы и численности. Для оценки сопряженности в распределении абиотических переменных и характеристик макробентоса применяли тест Мантеля и процедура BEST, позволяющая выделить абиотические характеристики, лучше всего объясняющие гетерогенность распределения макробентоса в анализируемом районе. В каждом выделенном по биотическим показателям кластере оценены характеристики видового разнообразия и экологическое качество макробентоса (последнее - по морским биотическим индексам AMBI и M-AMBI).

На данном этапе исследования мы рассматриваем современное состояние макробентоса литорали Керетского архипелага как близкое к долговременной норме. Не выявлен существенных смещений пространственного распределения донной биоты за весь период исследования. Характеристики выделенных бентосных ассоциаций, в том числе и анализ их экологического качества, позволяют отнести последние к ненарушенным биосистемам. 

На фоне относительно неизменных внешних условий основной причиной межгодовых изменений в структуре донных сообществ мы склонны рассматривать естественные тренды в показателях обилия массовых форм.

Два вида улиток, самых многочисленных для литорали северной Атлантики, L. saxatilis (далее Ls) и L. obtusata (Lo), закономерно распределены по разным горизонтам осушки: Lo поселяются на нижних уровнях, тяготея к фукоидам (Kozminsky, 2013), а Ls обильны на более высоких уровнях (Berry, 1961). Для оценки распределения Ls и Lo на литорали Белого моря мы провели оценку их обилия на разных высотах относительно нуля глубин. Целью данной работы было оценить расхождение ареалов обитания этих двух видов и установить возможные причины такого разделения.

На двух участках илисто-песчаной литорали были заложены трансекты, проложенные от уреза воды во время отлива до верхней границы литорали. На нескольких уровнях осушки собирали всех улиток с нескольких площадок известной площади. Высоту между уровнями относительно нуля глубин измеряли с помощью водяного уровня. Было показано, что Lo демонстрирует пик плотности в нижних частях трансект, соответствующих поясу фукоидов. Второй вид (Ls) имел пик обилия выше по литорали, где представлены в основном камни или скальные выходы. Этот паттерн можно объяснить действиями двух механизмов. Во-первых, пространственная сегрегация может быть следствием конкурентных отношений, а наблюдаемая картина демонстрирует расхождение реализованных экологически ниш. Во-вторых, наблюдаемое расхождение может быть следствием различия фундаментальных ниш двух видов: моллюски распределяются по тем частям градиента условий, которые соответствуют их видоспецифическим чертам.

Для выбора между этими альтернативами мы провели эксперименты. Улиток двух видов выдерживали в течение суток без еды, чтобы они очистили кишечник от остатков пищи. После этого животных помещали в садки, содержащие либо камни, собранные с литорали, либо фукоиды. После 24 часов экспозиции в садках с этими субстратами улиток рассаживали в индивидуальные ячейки с водой на одни сутки. После этого подсчитывали число пеллет фекалий, которые вышли из кишечника. В результате было показано, что Ls выделяет больше фекалий, если находились в садках с камнями, чем при содержании в садках с фукоидами. Это можно трактовать, как следствие более интенсивного питания, происходившего на камнях. В случае с Lo наблюдалась обратная картина - улитки более интенсивно выделяли пеллеты, а стало быть и питались, в садках с фукоидами. Полученные данные говорят о том, что более интенсивное питание происходило на тех субстратах, которые доминировали на тех уровнях литорали, где наблюдались пики численности видов. Этот результат свидетельствует в пользу того, что вертикальный паттерн распределения литторин является следствием разделения фундаментальных ниш моллюсков.

Notocotylidae – семейство трематод, церкарии которых, выходя из заражённых моллюсков, инцистируются на поверхности различных подводных субстратов, и могут быть съедены окончательными хозяевами, обычно - утками. На илисто-песчаной литорали Белого моря промежуточными хозяевами нотокотилид часто выступают мелкие массовые улитки из семейства Hydrobiidae: Peringia ulvae (Pennant, 1777) и Ecrobia ventrosa (Montague, 1803). Условия среды и спектр представленных твёрдых субстратов в местообитаниях этих улиток могут сильно различаться в пространстве. Это может обуславливать неравномерность распределения в среде цист, образуемых церкариями, выходящими из улиток, в масштабах, от километров до сантиметров. Изучение этого распределения может дополнить наши знания о реализации жизненных циклов этих трематод на беломорской литорали.

В данном исследовании мы сравнивали обилие и распределение метацеркарий нотокотилид между субстратами в естественной среде, на территории Кандалакшского государственного заповедника, в трёх пространственных масштабах: 1) между островами Демениха и Девичья луда (вершина Кандалакшского залива), 2) между разными участками побережья западной стороны острова Девичья луда, 3) между зарослями низкорослой водной травы-руппии Ruppia maritima (L., 1753)  и участками открытого грунта, расположенных в непосредственной близости на литорали. Для этого в каждой точке на разных островах отбиралось по 7 проб грунта площадью 1/245 м2 из зарослей руппии и с участка открытого грунта рядом с ними, после чего мы промывали их на сите с диаметром ячеи 1 мм и подсчитывали количество раковин моллюсков и цист на всех субстратах органического происхождения попавших в пробу. Для руппии измеряли сырую биомассу. В настоящее время производится определение преобладающих в сборах видов паразитов путём секвенирования участков генома для выборки метацеркарий.

Метацеркарии встречались в основном на побегах руппии и на раковинах обоих видов гидробиид, иногда – на раковинах улиток р.Littorina. На о-ве Демениха цисты преобладают на руппии, а на Девичьей луде – на раковинах моллюсков, что может быть связано с различием в видовом составе паразитов на разных островах. Во всех трёх точках разнится индекс обилия метацеркарий на раковинах гидробиид (среднее число особей паразита на одну улитку). На Девичьей луде обилие цист на раковинах гидробий выше в зарослях руппии, чем на участках открытого грунта, при этом число метацеркарий в зарослях сильнее зависит от плотности моллюсков. Обсуждаются возможные варианты объяснения этих результатов.

Urastoma cyprinae –  мелкий ресничный червь, длиной не превышающий 1,5 мм - симбионт мантийной полости двустворчатых моллюсков в том числе митилид. В Белом море U. cyprinae встречается в  литоральных и сублиторальных поселениях моллюсков  рода Mytilus (Крапивин В. А., 2012). На данный момент большая часть исследований посвящена сублиторальным поселениям, а по изучению распределения U. cyprinae в литоральных поселениях работ нет. 

В связи с этим, целью данной работы стало изучить особенности распределения поселений U. cyprinae, ассоциированных с литоральными поселениями митилид на территории Кандалакшского государственного заповедника в вершине Кандалакшского залива 

Сбор материала проводился в 2022-24 годах. На литорали моллюски собирались вручную во время отлива, в сублиторали вручную, при помощи водолазного снаряжения. Были изучены 12 поселений мидий, располагающихся на островах. Вскрытие и изучении мантийной полости моллюсков производилось в течении суток с момента сбора. Для каждого моллюска учитывались следующие параметры: размер раковины моллюска, пол мидии, морфотип и количество турбеллярий. Распределения U. cyprinae  по высоте литорали было изучено в Фукусовой губе о. Ряжкова  на трех вертикальных трансектах. Также был произведен эксперимент по переносу мидий в другие биотопы – в верхний отдел средней литорали и в литоральное русло ручья. Дополнительно исследовано влияние солености на поселение мидий с U. cyprinae  в экспериментальных условиях.

Из 12 обследованных поселений мидий U. cyprinae встречена в девяти. Экстенсивность инвазии варьирует от 6,67 до 73,33 процентов. Средняя интенсивность инвазии колебалась в диапазоне от 1 до 3,84 штук. Было установлено, что с увеличением размера моллюсков возрастает экстенсивность и интенсивность инвазии. В результате изучения микрораспределения U. cyprinae по литорали было показано, что максимальные значения зараженности обнаруживались в районе нижней литорали и сублиторальной каймы. Уменьшение экстенсивности инвазии шло постепенно, достигая минимума в верхней части пояса фукойдов. 

Эксперимент по переносу моллюсков показал, что осушка и опреснение снижают интенсивность и экстенсивность инвазии. При переносе моллюсков в зону у верхней границы пояса фукойдов за 15 дней экстенсивность инвазии снизилась почти в десять раз с 79,66% до 6,78%, а интенсивность инвазии уменьшилась среди зараженных моллюсков  в среднем с 2,38 экз U. cyprinae на мидию до 1 экз. В экспериментальных установках с соленостью 7-9 промилле экстенсивность и интенсивность инвазии снизилась практически до нуля. 

U. cyprinae широко представлена в поселениях мидий на литорали. Экстенсивность и интенсивность инвазии возрастают среди крупных моллюсков с длиной раковины более 30 мм. Показано негативное влияние увеличения осушки и опреснения на экстенсивность и интенсивность инвазии митилид U. cyprinae. 

Бореальные двустворчатые моллюски Arctica islandica, распространенные в Северной Атлантике, известны самой большой продолжительностью жизни среди неколониальных животных и медленным ростом. Их долголетие позволяет использовать раковины как хронологическую запись изменений в окружающей среде и для реконструкции климата (Marali and Schöne, 2015).Цель работы – анализ межгодовой вариабельности скорости роста Arctica islandica (Linnaeus, 1767) в Белом море как индикатора условий окружающей среды.

Работа проведена на базе Учебно-Научной Станции «Беломорская» СПбГУ в устье губы Чупа (Кандалакшский залив, Белое море). Использованы результаты многолетних наблюдений (с 1984 года) за поселением Arctica islandica у о-ва Матренин (глубины 5-15 м). Отобраны особи (около 270) с хорошо различимыми ростовыми кольцами (не старше 10 лет) и точным возрастом для привязки приростов раковины к календарному году. Определение возраста моллюсков осуществлялось по внешней морфологии раковины.  Размеры каждой особи определены в периоды годовых остановок роста. Рассчитаны стандартизированные индексы роста (SGI) по моделям Берталанфи и Гомперца. Стандартизированные значения приростов усреднены за годы, построен многолетний ряд средних SGI. Вариабельность SGI сопоставлена с многолетней динамикой климатических и гидрологических показателей: индексов Североатлантической осцилляции (NAO) и Арктической осцилляции (AO),среднегодовой температуры воздуха, среднесезонной температуры воздуха, среднегодовой температуры поверхностной воды и на глубинах 5 м, 10 м, 15 м, среднесезонной температуры поверхностной воды и на глубинах 5-15 м. Связь скорости роста с климатическими и гидрологическими показателями изучена с помощью корреляционного анализа.

Стандартизированный индекс роста (SGI) изменялся за 40 лет (1976-2013 гг.) в зависимости от модели роста в пределах от 3 до 2 раз при использовании моделей Берталанфи и Гомперца соответственно. У анализируемых особей наблюдалось колебание SGI с периодичностью 5-6 лет. Не удалось связать периоды «быстрого» и «медленного» роста Arctica islandica с крупномасштабными региональными климатическими явлениями (колебаниями индексов NAO, АО), за исключением локальных колебаний климатических и гидрологических условий. Отмечена статистически значимая положительная корреляция обоих SGI и температуры воздуха в весеннее время, SGI и средней температуры воды на глубинах от 0 до 15 м с марта по ноябрь, а также и средней температуры воды на глубинах от 0 до 15 м в осеннее время. Однако максимальный коэффициент корреляции достигал лишь 0.64.

Исследование выполнено при поддержке гранта РНФ № 24-24-00347, https://rscf.ru/project/24-24-00347/

Два вида беломорских мидий (Mytilus edulis и M. trossulus) формируют смешанные поселения. Однако было показано, что локально виды расходятся по предпочитаемому субстрату: Mytilus trossulus (MT) чаще встречаются на фукоидах, а M. edulis (ME) на грунте (Katolikova et al., 2016). В основе этого расхождения могут лежать конкурентные отношения. Для выявления роли конкуренции в разделении ниш мы поставили следующий эксперимент. В садках мы размещали мидий в трех градациях плотности (20, 60, 120 особей) в комбинации с соотношением MT:ME 50:50%, а так же садки со 100% МТ или 100% МЕ. Всего было подготовлено 33 контейнера (по 9 для каждой градации в смешенных поселениях и по три для поселений с одним видом). К стенкам каждого из контейнеров с помощью пластиковых стяжек прикрепляли пучок Fucus vesiculosus и пучок Ascophyllum nodosum.  Каждую установку помещали в решетчатый садок, предотвращавший расползание мидий. Все конструкции закрепляли на дне и экспонировали на нижней части литорали в течение месяца. После этого подсчитывали количество живых и мертвых моллюсков на фукоидах и на дне садка. По характеру закладки перламутра мидий относили к T- или E-морфотипу, что приблизительно соответствует MT и ME (Khaitov et al. 2021). Показано, что мидии Т-морфотипа с большей вероятностью перемещаются со дна на фукоиды если в садках наблюдается высокая доля Т-морфотипа и высокая плотность поселения мидий. Для мидий Е-морфотипа такие зависимости не выявлены. Этот результат говорит о том, что переход MT на фукоиды может быть основан не на межвидовой конкуренции с ME, а на внутривидовой конкуренции MT. Внутривидовая конкуренция ME не приводит к перераспределению особей.   

Mytilus edulis и Mytilus trossulus -криптические виды, формирующие смешанные поселения в Белом море. Оба вида подвержены атакам морских звезд Asterias rubens, известно, что чаще хищники нападают на M. trossulus (Khaitov et al. 2018).  Ранее было высказана гипотеза (Khaitov et al. 2023), что звезды предпочитают питаться в смешанных поселениях двух видов мидий. Это может быть связано с внутривидовой конкуренцией мидий, в следствие которой ослабляются их защитные реакции перед хищником. В данной работе мы попытались оценить в  контролируемом эксперименте зависимость частоты нападений Asterias rubens на поселения мидий в зависимости от доли M. trossulus в смешанном поселении двух видов мидий.

В сублиторали были размещены экспериментальные садки (керамические пластины с друзами мидий разного таксономического состава). Эксперимент продолжался 3 дня, после чего садки были подняты вместе со звездами, наползшими на них. Звезды были измерены и взвешены. Мидий мы разделили на живых и съеденных. У всех мидий был определен морфотип, который позволяет с высокой вероятностью определить вид мидии (Khaitov et al. 2021). 

Была построена аддитивная логистическая регрессионная модель, отражающая зависимость смертности мидий от доли M.trossulus в садке, размера мидии и ее видовой принадлежности. Было показано, что наибольшее количество морских звезд, действительно, было представлено в садках, где соотношение двух видов мидий было близко к 1:1. В этих же садках наблюдалась и максимальная смертность.  Полученные данные согласуются с гипотезой о том, что звезды предпочитают питаться в смешанных поселениях. Возможно, что в таких агрегациях преобладание межвидовой конкуренции мидий снижает эффект от внутривидовой кооперации против влияния хищника. 

В субарктических морях Европы и Америки, в том числе и в Белом море, представлены два криптических вида мидий Mytilus edulis и M. trossulus (Mathiesen et al., 2017). Сосуществование в симпатрии близких видов ставит задачу поиска факторов, контролирующих их сегрегацию. 

Описано два фактора, в градиенте которых наблюдается расхождение этих видов. Так, пространственное распределение в Балтике зависит от солёности: M. trossulus предпочитают более опреснённые участки (Riginos, Cunningham, 2005). Второй градиент связан с продолжительностью осушки: в Баренцевом море M. trossulus заселяют более высокие уровни литорали, M. edulis поселяется ниже, заходя в сублитораль (Marchenko et al. 2023). Однако выводы о связях с этими факторами основаны на коррелятивных полевых наблюдениях, которые нуждаются в подтверждении со стороны экофизиологических исследований.

 Мы собрали мидий из двух контрастных поселений в вершине Кандалакшского залива Белого моря. В опресненном участке (солёность менее 10‰)) доминировали M. trossulus, на участке без опреснения (солёность более 20‰) — M. edulis. Мы произвели перекрестную трансплантацию моллюсков. После трёхдневной экспозиции провели тесты физиологической активности моллюсков. В качестве показателя мы использовали продукцию биссуса (количество нитей и сила прикрепления). Мидии обоих видов, изначально обитающие в условиях низкой солёности, при трансплантации в среду с более высокой солёностью демонстрируют увеличение количества нитей. При этом в условиях высокой солёности M. trossulus производят больше биссуса по сравнению с M. edulis. Когда особи, обитающие в среде с высокой солёностью, переносятся в гипосалинные условия, наблюдается снижение продукции биссуса у обоих видов. Сила прикрепления не демонстрировала значимых изменений при любых условиях трансплантации. Таким образом, пониженная солёность негативно влияет на оба вида. Более Ввероятное объяснение того, что M. trossulus поселяется в эстуариях, может быть связано с более широким диапазоном толерантности M. trossulus, который позволяет виду существовать в неблагоприятных условиях опреснения. 

Для анализа влияния осушки мидии двух видов содержали без воды в течение 1, 6, 26 и 30 часов. После этого мы анализировали количество выпущенных нитей биссуса. Было показано, что с увеличением осушки M. trossulus начинают продуцировать большее количество нитей, в то время как у M. edulis оно не изменяется. Этот результат говорит о том, что осушка усиливает физиологические процессы M. trossulus. Это может объяснять их большую приспособленность к жизни на более высоких уровнях литорали. 

Некоторые хищные гастроподы для того, чтобы добраться до мягких тканей моллюска просверливают раковины, а затем поедают жертву. Например, моллюски семейства Naticidae охотятся именно так (Carriker, 1981). Особенности питания натицид активно изучаются: известно, что выбор места сверления на раковине жертвы не случаен. Он может быть связан с неравномерной утолщенностью раковины моллюска (Ansell, 1960) или расположением мягких тканей жертвы (Алякринская, 2002). Толщина раковины тоже может влиять на выбор места сверления: питаясь моллюсками с толстой раковиной хищник будет проявлять бόльшую стереотипность, чем при перфорировании тонкостенных жертв. Поедание толстостенных жертв требует бо́льших затрат времени и энергии, поэтому большинство натицид должны атаковать таких жертв в наиболее “выгодную” часть створки. Macoma balthica и Macoma calcarea - обитающие в Белом море близкородственные виды, сходные по морфологии раковин и биологии, различающиеся, однако, толщиной створок (Полоскин, 1995). Их сходство снижает потенциальное воздействие прочих факторов на распределение перфораций и позволяет оценить влияние непосредственно толщины на стереотипность питания, которая выражается в приуроченности перфораций к определенным участкам раковины. 

Целью нашего исследования стало проанализировать особенности расположения перфораций на створках Macoma balthica и Macoma calcarea и выяснить, какой эффект оказывает толщина на стереотипность поведения при выборе мест сверления. 

Раковины Macoma balthica собраны в 2022 году с литорали Южной губы о. Ряжков. Створки M. calcarea взяты из дночерпательных сборов в районе Соностровской салмы (глубина: 10-40 м) в 2023 году. Предположительно, особи M. balthica съедены натицидой Amauropsis islandica, особи M. calcarea – натицидами Euspira pallida и Cryptonatica clausa. В результате дальнейшей обработки мы расположили на “стандартной” створке облако точек, координаты которых соответствовали расположению отверстий на индивидуальных раковинах. Всего изучено 64 створки M. balthica и 74 створки M. calcarea, большинство исследованных створок находились в пределах одного размерного диапазона. Мы выяснили, что на створках обоих видов перфорации локализуются в центре. Однако среднее расстояние от центроида створки до перфораций у этих видов достоверно различается (t = 4.43, df = 112.3, p = 0.015, t – значение двухвыборочного двустороннего T-критерия), причем на створках M. calcarea отверстия располагались более кучно, чем на раковинах M. balthica. Поскольку раковины M. calcarea массивнее, это согласуется с изначальной гипотезой. Таким образом, эти результаты могут быть дополнительным аргументом в дискуссии о том, чем руководствуются натициды при выборе места сверления. 

Виды-эврибионты имеют различные механизмы, обеспечивающие широкую норму реакции. Они реализуются на уровне молекул, клеток и/или поведения организмов. Примером вида с широкой экологической валентностью является массовый вид усоногих рачков Semibalanus balanoides. На литорали он претерпевает ежесуточную осушку и связанные с ней факторы. Несмотря на то, что в целом воздействие осушки на усоногих рачков хорошо изучено, непонятно, на каком этапе пищевого и респираторного поведения этот фактор воздействует в наибольшей степени. Также остаётся неисследованным, может ли относительная влажность воздуха смягчать негативный эффект обсыхания, оказываемый на балянусов. Целью работы стало изучить особенности поведения усоногих рачков Semibalanus balanoides после длительной осушки в различных условиях. 

22 июля 2024 года на литорали острова Ряжков (Северный архипелаг, Кандалакшский залив Белого моря) незадолго до прилива, собирали 12 небольших камней с рачками. Камни по 6 штук случайно распределяли в 2 экспериментальных контейнера ─ сухой и влажный (с тонким слоем воды на дне). Через сутки в свежую морскую воду  погружали 4 камня ─ по 2 из сухого и влажного контейнеров. Наблюдения вели одновременно за 60-ью особями с помощью видеокамеры. Те же действия повторяли с балянусами, подвергавшимися осушке в два и три дня. Всего в наблюдениях участвовало 180 рачков. 

Балянусы во влажных контейнерах проявляли пищевую активность даже спустя трое суток осушки, в то время как все рачки, находившиеся в сухих контейнерах, после трёх суток осушки лишь приоткрывали подвижные таблички во время видеосъёмки. Только на третьи сутки осушки различия в количестве “машущих” особей из сухих и влажных контейнеров оказались достоверными (χ2=6, df=1, p<0.05). Продолжительность осушки не оказывала достоверного влияния на задержку начала активных взмахов усоножками, однако эта задержка связана с тем, находился ли балянус во влажном, или в сухом контейнере (F = 4.32, df = 1, p = 0.044). При этом различия в среднем количестве взмахов усоножками в минуту для всех сравниваемых групп балянусов являются недостоверными.

Полученные результаты можно трактовать так: спустя трое суток осушки балянусы не склонны проявлять пищевую активность, однако повышенная влажность смягчает негативный эффект. После менее чем трех суток осушки, балянусы, находившиеся в более жёстких условиях приступают к активности скорее, однако консервативная часть поведенческого акта - частота биения усоножками - не зависит от условий и длительности осушки. 

Тихоокеанский лосось кета Oncorhynchus keta является главным объектом воспроизводства в странах Северной Пацифики, выпуск молоди которого превышает выпуск молоди всех остальных видов (Запорожец, 2011; Хованский, 2006). В России абсолютным лидером по выращиванию молоди кеты является Сахалинская область (Каев, 2010), однако, наименее исследованным на сегодняшний день является стадо юго-западной части о. Сахалин, где масштабное строительство рыбоводных заводов развернулось лишь в последние годы, а естественным образом кета хоть и размножается повсеместно, высокой численности не достигает ни в одном из водотоков. 

Благодаря желанию восстановить популяции рыб, появляется потребность в определении эффективности заводского воспроизводства и роли рыбоводных заводов в формировании промысловых стад кеты. Однозначно выявить особей заводского происхождения можно только при помощи отолитного маркирования (Зеленников и др., 2023). Суть метода состоит в создании перепадов температур в период эмбрионального развития рыб, благодаря которому на отолитах зародышей формируется «штрих-код» − рисунок из чередующихся широких и узких полос. Такой рисунок уникален для каждого предприятия и сохраняется до полового созревания (Сафроненков, 2000). Целью нашей работы являлся анализ стада кеты юго-западной части о. Сахалин при помощи техники отолитного маркирования.

Материалом для работы послужили отолиты производителей кеты, собранные осенью 2023 года на забоечных пунктах Сокольниковского, Калининского, Ясноморского и Ловецкого ЛРЗ. В лабораторных условиях отолиты очищали, монтировали на предметные стекла, шлифовали до эмбриональной зоны и выявляли метки. 

При исследовании отолитов рыб с федеральных ЛРЗ доля маркированных особей составила - на Калининском 41,5 и 53,8%, на Ясноморском − 41%, а на Сокольниковском – 73%. Полученные данные свидетельствуют о том, что стада заводов юго-западного Сахалина имеют сборное формирование, то есть стадо составляют, маркированные и немаркированные особи, среди которых могут быть, рыбы от естественного нереста, и рыбы с заводов, на которых продукцию не метят (частные заводы). А в стаде Ловецкого ЛРЗ в большом количестве – 29% – присутствуют особи с меткой соседних, расположенных севернее, предприятий.

Популярность воспроизводства кеты объясняется двумя обстоятельствами. Во-первых, молодь в течение уже первого года жизни уходит на нагул в море. Во-вторых, производители этого вида демонстрируют  относительно стабильный «хоминг». Однако, наши данные свидетельствуют о том, что «хоминг» кеты не является абсолютным, по крайней мере в юго-западной части Сахалина. Дальнейшие исследования позволят нам более детально выявить особенности формирования промысловых стад кеты в этом районе.

Одна из пяти ключевых областей в современных исследованиях миграций птиц – изучение индивидуальных историй миграции (Flack et al., 2022). Развитие GPS-мечения позволяет отслеживать вариации путей пролёта и кормовых остановок в течение многих лет. Для гусей Anser sp. известна приверженность местам гнездования и зимовки, а также высокая повторяемость использования определённой миграционной остановки: от 38%-88% у серых гусей в Швеции (Nilsson, Persson, 1992) до 100% у белолобых гусей в Исландии (Fox et al., 2002).

Цель работы – исследовать индивидуальную повторяемость миграционных остановок у белолобых гусей. Были проанализированы GPS-треки восьми белолобых гусей из популяции птиц, зимующих в северо-западной Европе и гнездящихся в Российской Арктике. Птицы были отловлены на зимовке в Нидерландах и на гнездовании на о. Колгуев в 2016-2018 гг. Треки предоставлены A. Kölzsch и H. Kruckenberg (см. Kölzsch et al., 2019; Deng X. et al., 2021). Продолжительность полученных треков составляла от 2,1 до 3,3 лет. Все птицы относились к разным семьям. Были отобраны остановки длительностью не менее 48 ч. – это время, требующееся для восполнения энергетических запасов (van Wijk et al., 2012). Повторением остановки мы считали присутствие особи на расстоянии менее 50 км от центра остановки не менее чем через 40 дней после предыдущего её посещения. Повторяемость остановок рассчитывалась как процент остановок, которые птица посетила более одного раза за период отслеживания.

Минимальная верность стоянкам (повторяемость) среди исследованных нами особей составила 9,1%, максимальная – 36,4%. Птицы реже возвращались на стоянки в разные сезоны (23% повторных посещений), что, вероятно, связано с различием в качестве стоянок весной и осенью и не противоречит результатам, полученным Fox et al. (2002). Корреляционный тест не выявил значимой зависимости между значением повторяемости и продолжительностью трека (Spearman’s ρ = -0,24, p = 0,560).

Ранние работы по этой теме опирались на данные, собранные на массовых остановках при наблюдении за птицами, меченными ножными кольцами и цветными ошейниками. На вероятность встречи особей, меченых цветными ошейниками, влияет необъективность наблюдения, доступность и массовость стоянки, на которой проводится исследование. Преимущество нашей работы состоит в учёте всех остановок, совершённых птицей. Сравнительно низкий процент повторяемости стоянок можно объяснить тем, что российский пролетный путь белолобого гуся очень широк и птицы имеют возможность останавливаться на разнообразных по условиям и доступности территориях. 

Благодаря постледниковому поднятию дна на Беломорском побережье сложились благоприятные условия для образования прибрежных лагун, частично изолированных водоёмов. Эти акватории представляют собой промежуточный этап эволюции морского залива в опреснённое озеро. Лагуны ещё не потеряли связь с морем, однако характер амплитуды приливов и отливов у них уже отличается. Соответственно, здесь формируется гидрологический режим, отличный от основной акватории. Параллельно с этим изменением в лагуне происходит смена сообществ. Однако на данный момент водоёмы такого типа находятся лишь на начальном этапе их изучения. В нашей работе мы решили провести исследование зоопланктонного сообщества лагун отделённых от моря на время отлива.

Материал собран в августе 2024 в пяти лагунах, расположенных в губе Чупа, губе Кив и Вороньей губе Кандалакшского залива Белого моря и находящихся на разной степени изоляции от моря. Мы выстроили их в градиенте изоляции, взяв за основу высоту порога над нулём глубин. Пробы зоопланктона отбирали малой сетью Джеди вертикальной протяжкой с 3 м; с поверхности – фильтрацией 100 л воды через сеть Апштейна. Для контроля отобрали пробы зоопланктона вертикальной протяжкой в море неподалеку от лагуны. 

Зоопланктон в лагунах представлен 20 таксонами, из которых подавляющее количество представителей относятся к Cladocera (3) и Copepoda (9). Также отмечены личинки книдарий, двустворчатых и брюхоногих моллюсков, усоногих раков, полихет и мшанок. Преобладающими видами по численности во всех лагунах являются Acartia sp. и Oithona similis. Мы наблюдаем тенденцию к увеличению численности с повышением степени изоляции. Так минимальная средняя численность (1500 экз. /м3 ) отмечена в самой открытой лагуне Суханов (66.300242 N, 33.373786 E), самая высокая - в наиболее изолированной, Колюшковой (66.314057 N, 33.641255 E) - 9000 экз./м3. При этом линейной зависимости изменения численности от степени изоляции мы пока не наблюдаем. Надеемся, что нам удастся её показать в дальнейшем при более систематических исследованиях. Последующее изучение полуизолированных водоёмов позволит лучше понять причины этих различий и проследить поэтапное развитие морского залива в пресноводное озеро.

Объекты исследования – мидии Mytilus – массовые обитатели прибрежий северных морей. В Белом море обитает два вида мидий: М. edulis (далее, МЕ) – аборигенный, и М. trossulus (МТ) – инвазивный, которые вступают в ограниченную гибридизацию. Считается, что инвазия МТ произошла в середине прошлого века, а период наиболее активной экспансии начался примерно 20 лет назад. Причины завоевания этим видом экологического пространства пока не ясны. Факторы, определяющие инвазивный успех МТ, могут быть связаны с особенностями репродуктивного цикла. В некоторых регионах, где МЕ и МТ сосуществуют, у них отмечали разную продолжительность нереста, различия в плодовитости и размерах ооцитов. Цель нашей работы – сравнить гаметогенез совместно обитающих беломорских мидий МЕ и МТ в нерестовый период.

Для сбора материала было выбрано смешанное поселение мидий на о. Матрёнин. Материал собирали на нижней литорали с июня по сентябрь 2023 года, всего было проведено восемь съёмок каждые 7-14 дней. Принимая во внимание экологические и морфологические различия беломорских МЕ и МТ, сбор и первичную обработку материала осуществляли следующим образом. Заведомо половозрелых мидий собирали с разных субстратов: грунт (доминирует МЕ) и фукусы (доминирует МТ). В лаборатории мидий вскрывали и определяли морфотип. В каждую съёмку отбирали 16 мидий с Т-морфотипом (характерен для МТ) и 16 мидий с Е-морфотипом (характерен для МЕ). Ткани ноги и мантии фиксировали для последующего генетического (генотипирование по диагностическому маркеру ITS) и гистологического (изготовление препаратов, определение стадий гаметогенеза) анализов. Стадии гаметогенеза определяли по шкале, предложенной Н. В. Максимовичем (1985). Полученные результаты сопоставляли с температурой поверхностной воды (данные предоставлены сотрудниками ЗИН РАН). В данную работу включены результаты четырёх съёмок, проведенных с 7 июня по 14 июля. Всего проанализировано 60 МЕ и 56 МТ, немногочисленные гибриды (9%) исключены.

В начале июня при температуре воды +8.5 °С состояние гонад обоих видов в равных пропорциях соответствовало стадиям медленного и активного гаметогенеза. Через неделю, при прогреве воды выше +10 °С (триггер к нересту у мидий в данном районе), единичные особи обоих видов приступили к нересту. На данный момент исследования выявлены различия в продолжительности нерестовой стадии: к середине июля 67% МЕ уже полностью отнерестились, в то время как 83% МТ ещё находились на стадии частичного нереста. Более растянутый во времени нерест у МТ может являться преимуществом в нестабильных условиях прибрежья Белого моря.

Своего максимума последнее покровное оледенение позднего плейстоцена достигает в поздневалдайском оледенении - около 20–18 тыс. лет назад. В это время скандинавский ледник охватывал весь Кольский полуостров, Балтийское и Белое моря и протирался до современных верховьев Днепра и Волги. Дальнейшая ареальная дегляциация данной территории приводит к постепенному освобождению от покровного льда сначала Псковской и Новгородской областей, а затем доходит до границ Кольского региона. Уход покровного оледенения обусловлен межстадиальными потеплениями и поднятием Балтийского щита. Материковый лед имел громадную массу, высвобождение от которой приводит к поднятию суши на Кольском полуострове, что в свою очередь, привело и регрессии моря. Постепенно отступая ледник формировал береговую зону Белого моря. Климатические и геологические изменения привели к смене биологических сообществ.  

В данной работе рассматривается смена бентосных сообществ в гренландском ярусе голоцена четвертичного периода на северном берегу Белого моря, обусловленная началом межледниковья, регрессией Белого моря и подъемом Балтийского щита. В ходе работы был описан разрез комплекса флювиогляциальных отложений на местонахождении, которое представляет собой карьер, расположенный 2,7 км восточнее поселка Колвица по трассе Кандалакша – Умба в Мурманской области. Из полученного разреза произведён сбор образцов. Мы рассмотрели состав остатков морской фауны, сохранившейся в отложениях, датируемых 9 – 6.8 тыс лет. Разрез описан на глубину 2 метра, отложения были разобраны послойно с шагом 10-15 см. 

На основе полученного материала рассматриваются процессы перехода от сублиторали к литорали в раннем голоцене. Было показано, что в сублиторальных отложениях представлены хорошо прослеживаемые слои, образованные скоплениями трубок полихет, которые надежно определяются как трубки аннелид Galathowenia oculata (Zachs, 1923). В верхней части отложений повышается обилие двустворок рода Portlandia. В самой верхней части разреза отчетливо прослеживаются слои мидиевой ракуши, характерные для современных мидевых банок. Совместно с мидиями были отмечены осколки раковин Littorina. Выше слоя мидиевой ракуши морских отложений не обнаружено. Прослеженная палеосукцессия сублиторальных и литоральных биологических сообшществ была вызвана постепенным обмелением акватории, заселенной сообществом арктических видов. Обмеление происходило за счет постгляциального подъема уровня суши. На фоне этого происходило формирование литорального плотного поселения мидий, которые лишь недавно (на момент образования отложений) заселили акваторию Белого моря.