научная статья по теме БИОЛОГИЯ РАЗМНОЖЕНИЯ ПЛАНКТОННЫХ РАЧКОВ СЕМЕЙСТВА CERCOPAGIDAE (POLYPHEMOIDAE, CLADOCERA) Биология

Текст научной статьи на тему «БИОЛОГИЯ РАЗМНОЖЕНИЯ ПЛАНКТОННЫХ РАЧКОВ СЕМЕЙСТВА CERCOPAGIDAE (POLYPHEMOIDAE, CLADOCERA)»

ЗООЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2004, том 83, № 7, с. 776-787

УДК 574.583(285.2):591

БИОЛОГИЯ РАЗМНОЖЕНИЯ ПЛАНКТОННЫХ РАЧКОВ СЕМЕЙСТВА СЕИСОРЛОГОЛЕ (РОЬУРИЕМОГОЛЕ, СЬЛБОСЕИЛ)

© 2004 г. И. К. Ривьер

Институт биологии внутренних вод РАН, Борок, Ярославская обл. 152742 Поступила в редакцию 14.11.2000 г.

Представители семейства Cercopagidae (МоМикЬш-ВоНоузко! 1968) родов БугНмгерНез Ьеу^ 1860 и Cercopagis Бате 1897 появляются весной из покоящихся яиц, затем у них наступает период партено-генетического размножения, которое сменяется двуполым размножением и откладкой зимних яиц. У БугНоггерНез, распространенного от водоемов тундры до Волгоградского водохранилища, а также у Cercopagis (Cercopagis) pengoi, расселившегося в последние годы в Великие озера Америки и Балтийское море из Азова и Северного Каспия, период партеногенеза более продолжителен в южных водоемах. У С. (С.) pengoi период партеногенеза в оз. Онтарио (43° с.ш.) продолжительнее, чем в Балтийском море (60° с.ш.). Двуполое размножение у С. (С.) pengoi в Балтике (северной точке ареала) значительно более выражено, чем в Каспии и оз. Онтарио, как по продолжительности и количеству в популяциях гамогенетических особей, так и по числу одновременно вынашиваемых зимних яиц (последний показатель в Балтике составляет 2-3; в Каспии - 1, редко - 2). Снижение количества партеногенетических зародышей (их резорбция) на ранних стадиях развития, прослеженное ранее у БytНotrepНes в Рыбинском водохранилище, регистрируется и у С. (С.) pengoi в Балтийском море. У С. (С.) pengoi в Балтике и оз. Онтарио выявлены отличия формы выводковой сумки у молодых, впервые размножающихся партеногенетических самок, от взрослых, повторно размножающихся самок. Первые имеют маленькую (0.4 мм) округлую сумку без острия на вершине; зародыши размещаются компактно. У взрослых выводковая сумка удлинена (1.1-1.2 мм), с острием (видовой признак); зародыши расположены цепочкой. Благодаря выраженной половой и возрастной изменчивости определение видов рода Cercopagis должно вестись по взрослым самкам с тремя парами когтей на хвостовом придатке и партеногенетическими зародышами в выводковой сумке. Cercopagis (Apagis) ossiani МоМикЪа>Во11оу8^ 1968 представляет собой первое партеногенетическое поколение С. (С.)pen-goi, которое вышло из зимних яиц и значительно отличается морфологическими признаками от последующих поколений.

Церкопагиды (род Bythotrephes Leydig 1860 и род Cercopagis Sars 1897) имеют в своем жизненном цикле период партеногенетического размножения, сменяющийся появлением самцов и гамогенетических самок, которые после копуляции откладывают зимние яйца. Покоящееся яйцо содержит запас питательного материала и окружено толстыми хитиновыми оболочками. Оно опускается на дно водоема. Весной из него выходит самка первого поколения, которая, как правило, дает партеногенетическое потомство. Периоды партеногенеза и гамогенеза различны у разных видов в одном водоеме и у одного вида в разных водоемах. У Bythotrephes в холодное лето в тундровых озерах из зимних яиц появляется только одно поколение партеногенетических самок. Они рождают самцов и гамогенетических самок, у которых образуются латентные яйца (Вехов, 1981). Чем южнее, тем период партеногенеза продолжительнее как у Bythotrephes, так и у Cercopagis.

У шести видов, обитающих в Южном Каспии, -C. (C.) prolongata, C. (C.) longiventris, C. (C.) robusta, C. (A.) beklemishevi, C. (A.) cylindrata, C. (A.) lon-

gicaudata - самцы и гамогенетические самки, очевидно, так редко появляются в популяциях, что до сих пор не обнаружены (Ривьер, 1968; Rivier, 1998). Встречены только единичные экземпляры самцов и гамогенетических самок со зрелыми яйцами видов: C. (C.) socialis, C. (C.) micronyx, C. (C.) spinicaudata, C. (C.) anonyx. Только у C. (C.) pengoi гамогенез в конце жизненного цикла хорошо выражен. Этот вид не распространяется в Южный Каспий и редок в Среднем. Он образует наиболее плотные популяции в Северном Каспии, Азовском море, Черноморских лиманах и приморских озерах Румынии и Болгарии (рис. 1) (Мордухай-Болтовской, 1960; Мордухай-Болтовской, Ривьер, 1987; УаПш^, 1951; Negrea, 1983).

Среди всех видов Cercopagidae до последнего времени только Bythotrephes был широко распространен в северных и центральных районах европейской и азиатской частях России.

В настоящее время наблюдается широкая экспансия Bythotrephes и C. (C.) pengoi за пределы их ареалов. Эти рачки населили Балтийское море и

ЧЕРНОЕ МОРЕ

КАСПИЙСКОЕ МОРЕ

Рис. 1. Карта-схема расселения Cercopegis (Cercopagis) pengoi в Европе: 1 - оз. Разельм, или Разим, в Румынии (Negrea, 1983); 2 - оз. Белославское, или Гебедже в Болгарии (Уа1капоу, 1951); 3 - места обнаружения C. (C.) pengoi.

озера Северной Америки. У вселенцев в новые водоемы наблюдаются некоторые морфологические отличия, изменения в жизненном цикле, структуре популяции, особенностях размножения (Krylov, Panov, 1998; Литвинчук, Ривьер, 1999; Ри-вьер, Григорович, 1999; Grigorovich et al., 2000).

Цель настоящей работы - более детальное выяснение некоторых особенностей возрастной и половой структуры популяции, динамики плодовитости, смертности эмбрионов Bythotrephes в Рыбинском водохранилище, а также C. (C.) pengoi в Балтийском море и оз. Онтарио.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

Материалом послужили сборы Bythotrephes в Рыбинском водохранилище в 1990, 1993, 1998 гг., произведенные автором данной статьи (54 количественные пробы и 18 качественных проб). Пробы из Финского залива Балтийского моря (3 качественные пробы большого объема, отобранные сетью в 1997 г.) предоставлены сотрудником ЗИН РАН В.Е. Пановым, из оз. Онтарио (4 качественные пробы) собраны в 1998 г. сотрудником Great Lakes Institute for Environmental Researh (г. Виндзор, Канада) И.А. Григоровичем.

Количественные сборы битотрефа в Рыбинском водохранилище произведены на станциях в открытой части планктобатометром (объемом 10 л) по вертикали через 2 м от дна до поверхности. Качественные пробы собраны планктонной сетью (газ № 76), диаметр входного отверстия 35 см. Большие массы воды обловлены с целью получения достаточного количества материала (50-200 рачков) для популяционных исследований, определений стадий роста, зрелости эмбрионов, плодовитости, резорбции эмбрионов и т.д. Феномен отмирания и резорбции эмбрионов у Bythotrephes изучен на живом материале в лаборатории на борту судна. Стадии зрелости эмбрионов (а, Ь, с, ё) установлены для Bythotrephes ранее (Ривьер, 1967, 1971). Стадия а - округлые зародыши, Ь - отчле-нение головной части и антенн 1, с - сформированные зародыши до начала пигментации глаза, с-ё - начало пигментации глаза, ё - зародыши с черными глазами перед отрождением. Рост самки и стадии развития эмбрионов у С. (С.) pengoi и Ву-thotrephes сходны (рис. 2). Так же, как у Ву-thotrephes, у С. (С.) pengoi эти стадии соответствуют возрасту самки, определяемому по количеству когтей на хвостовом придатке. Новорожденные рачки имеют одну пару когтей на хвостовом при-

Рис. 2. Форма выводковой сумки и стадии зрелости эмбрионов у Cercopagis (Cercopagis) pengoi из Финского залива Балтийского моря: а - сумка молодой самки с одной парой когтей и округлыми зародышами (стадия а), б - взрослые самки с тремя парами когтей и характерной для вида продолговатой сумкой с острием на вершине (стадия зрелости зародышей - а), в - зародыши на стадии Ь, „ - зародыши на стадии с, д - зародыши на стадии ё. Масштаб, мм: а, в-д - 0.1; б - 0.15.

датке. За период вынашивания первого помета самка 2 раза линяет, причем с хвостового придатка линочная шкурка не сбрасывается, а отодвигается к его вершине, т.е. самка приобретает 2-ю и 3-ю пару когтей (Ривьер, 1969). Отрождение первого помета происходит у взрослого рачка с тремя парами когтей. Затем самка вынашивает какое-то количество пометов, но при этом сбрасывается хитин выводковой сумки; длина тела рачка и длина хвостового придатка уже не меняются (Ривьер, 1967, 1969). Уменьшение количества эмбрионов у С. (С.) pengoi было прослежено путем подсчета их числа на каждой стадии развития. Для этого послужила проба большого объема (более 600 рачков), собранная в Финском заливе 22 июля 1997 г. При изучении роста выводковой сумки отмечались и переходные стадии развития зародышей. Рисунки С. (С.) pengoi сделаны с помощью рисовального аппарата РА-4.

Промеры рачков, выводковых сумок, эмбрионов и подсчет количества последних произведены под бинокуляром при увеличении в 32-56 раз либо под микроскопом при увеличении в 140 раз.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

В Рыбинском водохранилище поколение Ву-thotrephes, появляющееся из зимних яиц, размножается партеногенетически и отрождает только партеногенетических особей относительно недолго - около месяца и уже в начале июля появляются самцы и в основном гамогенетические самки без яиц в выводковых сумках. Как известно, у Bythotrephes "яйца" - многоклеточные округлые зародыши, которые после рождения рачка очень быстро (на вторые-третьи сутки) поступают из яичника в выводковую сумку (Ривьер, 1971; ЯЫег, 1998). Если молодая самка с одной парой когтей на момент лова не имеет яиц в выводковой сумке, то она представляет собой парте-ногенетическую особь в возрасте 1-2 дня либо молодую гамогенетическую самку Bythotrephes. Самки с двумя-тремя парами когтей без зародышей в хорошо развитой выводковой сумке определенно представляют собой гамогенетических особей.

В начале июля 1993 г. основу популяции By-thotrephes составляли партеногенетические самки (87.4%) разного возраста (с двумя-тремя парами когтей), с зародышами на всех стадиях развития.

°с

30 Ь I-

IV V VI VII VIII IX X 1990

V VI VII VIII IX X 1993

Рис. 3. Динамика температуры воды в точках сбора БytНotrepНes в Рыбинском водохранилище в 1990 и 1993 г.

Количество зародышей у зрелых самок колебалось от 3 до 6 (в среднем - 3.6). У молодых рачков (с одной парой когтей) от 3 до 7 (в среднем 5.6). Молодых рачков (с одной парой когтей) было почти столько же (26.2%), сколько взрослых (с тремя парами когтей) партеногенетических самок (30.4%). Наиболее высокая плодовитость отмечена у молодых (ср

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком