Экология морей и океана

Экология морей и океана
1. В результате обработки проб и первичных данных по фито- и зоопланктону
(материалы 54-го рейса НИС "Академик Мстислав Келдыш") впервые получены
количественные характеристики трофических взаимодействий на базовых трофических
уровнях пелагической экосистемы Карского моря. Оценена роль фронтальных зон в
трансформации органического вещества в эстуариях, на шельфе и в области
континентального склона, а также в формировании биологической продукции и кроссшельфовой зональности в структуре экосистемы краевого арктического моря.
(Лаборатория экологии и распределения планктонных организмов, рук. – д.б.н.
М.В.Флинт).
2. Впервые обобщены оригинальные материалы по эколого-физиологическим
характеристикам жизненных циклов массовых копепод из высокоширотных районов
океана. Сформулирована концепция формирования жизненных циклов интерзональных
копепод, в основе которой лежит компромисс между требованиями питания, размножения
и защиты от хищников. Представления о закономерностях адаптаций жизненных циклов
копепод позволяют принципиально уточнить оценки потоков энергии в пелагических
экосистемах и их изменчивости в связи с колебаниями среды обитания, вызванными
изменениями климата. Выявленные закономерности необходимы для оценки кормовой
базы планктоноядных рыб в высокоширотных экосистемах. (Лаборатория экологии и
распределения планктонных организмов, рук. – д.б.н. М.В.Флинт).
3. В результате обобщения новых экспедиционных данных впервые получены
оценки сезонной изменчивость хлорофилла в различных биогеохимических районах
пролива Дрейка. Проведен сравнительный анализ экспедиционных и спутниковых данных
2005 года по пространственным и временным изменениям продукционных характеристик
фитопланктона между Африкой и Антарктидой в р-не Гринвичского меридиана;
получены оценки роли фронтальных разделов и мезомасштабных гидрофизических
структур в продукционных процессах в пелагических экосистемах Южного океана.
(Лаборатория экологии и распределения планктонных организмов, рук. – д.б.н.
М.В.Флинт).
4. Получены оценки потоков железа и марганца на границе придонная вода – донные
осадки при различных окислительно-восстановительных условиях. Потоки растворенного
железа из осадков практически отсутствуют в окислительных условиях, имеют
промежуточные значения (до 200 мкМ/м2 сутки) в сероводородных условиях и весьма
высокие величины (до 1000 мкМ/м2 сутки) в субокислительных условиях в придонной
воде (отсутствие кислорода). Напротив потоки растворенного марганца из осадков в
придонную воду почти не зависят от содержания кислорода в придонной воде, а
определяются концентрацией растворенного марганца в поверхностном слое осадков.
(Лаборатория биогидрохимии, рук. – к.г.н. П.Н.Маккавеев).
5. С использованием уравнений термодинамической теории карбонатного
равновесия исследована связь величин рН, содержания растворенного кислорода и
температуры воды в различных районах Мирового океана. Предложенная модель связи рН
– кислород позволила объяснить особенности распределения величин рН, прежде всего в
высопродуктивных прибрежных водах. (Лаборатория биогидрохимии, рук. – к.г.н.
П.Н.Маккавеев).
31
6. Сформулирована гипотеза, объясняющая пути проникновения в арктический
бассейн современных мелководных таксонов донной фауны. На примере морских звезд
предложена схема расселения таксона северотихоокеанского происхождения в Арктике и
Атлантике, включающая 4 основных этапа. Из северной Пацифики (этап 1) происходит
расселение в Арктику (этап 2), отступление из арктического бассейна во время
ледникового периода (этап 3), затем повторное вселение в Арктику уже из северной
Атлантики (этап 4). Таким образом, оказывается, что таксон тихоокеанского
происхождения на современном этапе истории вселяется в Арктику из северной
Атлантики. Предложенная схема расселения тихоокеанского таксона подтверждена
примером расселения многощетинковых червей. В этой группе также выявлен другой
путь проникновения в Арктику – из более южных районов северной Атлантики. Гипотеза
объясняет биогеографическую историю фауны арктического бассейна; она также важна
для понимания закономерностей формирования современной высокоширотной морской
биоты под влияние глобальных изменений окружающей среды. (Лаборатория донной
фауны океана, рук. – д.б.н. А.В.Гебрук).
7. Получены первые данные о батиальной донной фауне участка СрединноАтлантического хребта между южной частью хребта Рейкъянес и Азорскими островами.
Проведен таксономический и биогеографический анализ массовых групп; описано 15
новых видов животных (~10% от всей фауны) и один новый род; существенно дополнены
списки видов, ранее известных из этого района. Показана смена фаун, наблюдаемая к югу
от разлома Чарли-Гиббса. Предполагается, что в этом районе в батиали проходит
биогеографическая граница, связанная с положением субполярного фронта. Эти работы
вносят важный вклад в разработку схемы биогеографического районирования фауны
океанических поднятий открытого океана. (Лаборатория донной фауны океана, рук. –
д.б.н. А.В.Гебрук).
8. Завершены работы по популяционной и трофической структуре креветок Crangon
allmanni». Установлено, что вид обычен в Онежском заливе, Воронке, Горле Белого моря,
в Чешской губе и на Канин-Колгуевском мелководье Баренцева моря. При этом он не
встречается или редок в северо-западной части Белого моря, в прибрежных водах
Мурмана и северной Норвегии, что формирует ареал «кружевного типа», необычный для
бореальных видов, обитающих в Белом и Баренцевом морях. По митохондриальному гену
субъединицы I цитохромоксидазы не выявлено различий между изолированными
популяциями Crangon allmanni и C. crangon, обитающими в Белом и Северном морях, что
является показателем недавнего в геологическом отношении вселения этих видов в Белое
море. (Лаборатория экологии прибрежных донных сообществ, рук. – к.б.н.
Н.В.Кучерук).
9. Проведены исследования последствий разлива мазута в Керченском проливе 11
ноября 2007 г. Спустя 4 месяца после катастрофы содержание углеводородов в донных
осадках повсеместно на 1-2 порядка превышало геохимический фон в слабо загрязненных
участках морей. Получены новые данные о состоянии водной растительности Таманского
залива и выявлены биомаркерах загрязнения, основанные на физиологических и
гистологических характеристиках двустворчатых моллюсков. По результатам экспедиции
сформирована рекомендация по включению Тамано-Запорожского заказника
(охватывающего Таманский залив) в перспективную схему создания федеральных особо
охраняемых природных территорий. (Лаборатория экологии прибрежных донных
сообществ, рук. – к.б.н. Н.В.Кучерук).
32
10. Исследования гидротермальной нанобиоты показали ее большое
таксономическое разнообразие. Про- и мелкие эукариоты могут формировать
полноценные трофические цепи как современного, так и архаичного типа, которые могли
быть характерны для ранних этапов эволюции биосферы Земли. Разнообразие
глубоководной нанобиоты гораздо выше, чем считалось ранее. Некоторые группы
эукариот, известные по единичным видам, оказались необычайно широко распространены
в глубинах океана. К ним относится древняя группа жгутиконосцев-диплонемид. Сейчас
разнообразие этой группы в Мировом океане очень велико; есть основания считать, что
диплонемиды играли существенную роль в экосистемах прошлого. (Лаборатория
функционирования экосистем пелагиали, рук. – д.б.н. А.Л.Верещака).
11. Получены данные по мезомасштабному распределению зоопланктона в проливе
Дрейка в октябре-ноябре 2008 г. (рис.). Граница между областями, богатыми и бедными
зоопланктоном, примерно совпадает с границами между водными массами. И зоопланктон
может служить хорошим маркером водных масс. (Лаборатория функционирования
экосистем пелагиали, рук. – д.б.н. А.Л.Верещака).
Рис. Оценка мезомасштабной изменчивости распределения зоопланктона в верхнем
перемешанном слое и в слое 0 – 200 метров.
12. Впервые составлен полный список придонной ихтиофауны Мозамбикского
подводного хребта Индийского океана, насчитывающий около 128 видов батиальных и
батиально-пелагических рыб, относящихся к 44 семействам. Большинство видов
приходится на долю семейств макрурусов (16 видов), гладкоголовов (14), ошибней (13),
колючих акул (8) и гемпиловых (6). Выделены виды, имеющие наибольшую численность
и перспективы промыслового значения. К ним относятся около 10 видов: белоглазая и
черная акулы, капский и орегонской угри, южный и малоглазый гладкоголовы, рулейна,
макрурус и лунник. Выявлен ряд потенциально промысловых видов рыб: химера,
плащеносная акула, кошачья акула, черный халозавр, батитифлопс, два вида макрурусов,
33
антимора, ошибни и атлантический большеголов. Суммированы данные о величине
уловов, глубине тралений, длине и массе тела рыб, которые имеют существенное значение
для оценки перспектив российского экспедиционного промысла в этом районе.
(Лаборатория океанической ихтиофауны, рук. – член-корр. РАН Н.В.Парин).
13. На примере пелагических личинок двух прибрежных видов американских камбал
рода Bothus, широко распространенных за пределами шельфа в зоне Гольфстрима и
Северо-Атлантического течения, впервые показана возможность их возврата на
мелководье Северной Америки с круговыми течениями системы Северного
субтропического круговорота. Эти результаты имеют существенное практическое
значение, поскольку ранее было принято считать, что пелагические личинки всех
прибрежных рыб, выносимые с шельфа Северной Америки с водами Гольфстрима и
дрейфующие далее на восток с Северо-Атлантическим течением, обречены на гибель, и
их относили к числу безвозвратных потерь для прибрежных популяций рыб.
(Лаборатория океанической ихтиофауны, рук.- д.б.н. С.А.Евсеенко).
14. Получены материалы по структурным характеристикам сообществ
фитопланктона, зоопланктона, макрозообентоса эстуарно-лагунных экосистем ЮгоВосточной Балтики (включая Куршский и Вислинский заливы) и их многолетней
изменчивости. Показана связь обнаруженных изменений в структуре доминантных
комплексов с воздействием антропогенных и климатических факторов. В мелководных
лагунах Балтийского моря и прибрежной зоне Юго-Восточной Балтики выявлено
увеличение видового разнообразия нектобентосных ракообразных за счет широко
распространенных Атлантических и понтокаспийских солоноватоводных видов, выявлена
тенденция возрастания вклада ракообразных в биомассу и численность прибрежного
бентоса и переход некоторых видов из второстепенных в руководящие в структуре
сообществ. (Группа гидробиологии, АО ИОРАН, рук. – к.б.н. Е.Е.Ежова).
34