научная статья по теме CВОБОДНОЖИВУЩИЕ ГЕТЕРОТРОФНЫЕ ЖГУТИКОНОСЦЫ СУБЛИТОРАЛИ И БАТИАЛИ КАРСКОГО МОРЯ Биология

Текст научной статьи на тему «CВОБОДНОЖИВУЩИЕ ГЕТЕРОТРОФНЫЕ ЖГУТИКОНОСЦЫ СУБЛИТОРАЛИ И БАТИАЛИ КАРСКОГО МОРЯ»

БИОЛОГИЯ МОРЯ, 2015, том 41, № 3, с. 196-204

УДК 592.16 ЭКОЛОГИЯ

свободноживущие гетеротрофные жгутиконосцы сублиторали и батиали карского моря1

© 2015 г. д. в. Тихоненков1, и. в. Бурковский2, Ю. А. мазей3

'Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН, Борок 152742;

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва 119899;

3Пензенский государственный университет, Пенза 440026 e-mail: tikho-denis@yandex.ru

Статья принята к печати 05.02.2015 г.

Получены первые данные по видовому разнообразию и структуре сообществ глубоководных бентосных гетеротрофных флагеллят Арктики (Карское море). Обнаружено 33 вида и формы гетеротрофных жгутиконосцев с преобладанием кинетопластид, страменопил, апузомонад и хоанофлагеллят. Видовое разнообразие изученной акватории характеризуется высоким значением бета-компоненты и низким показателем альфа-компоненты, что говорит о существенно более высоком потенциальном видовом богатстве жгутиконосцев в Карском море. Общее видовое богатство флагеллят понижается с глубиной (от 15 до 554 м), при этом специфики видового состава глубоководного населения жгутиконосцев не выявлено. Сообщества флагеллят в пределах двух разных типов биотопов (верхний слой грунта и наилок с придонной взвесью) при схожей таксономической и трофической структуре различаются по соотношению групп видов с разными пищевыми стратегиями. В наилке преобладают жгутиконосцы, ведущие прикрепленный либо флотирующий образ жизни, а в грунтах широко представлены быстро ползающие у поверхности субстрата жгутиконосцы, для которых характерны активный поиск и захват пищи.

Ключевые слова: гетеротрофные жгутиконосцы, структура сообществ, сублитораль, батиаль, Карское море.

Free-living heterotrophic flagellates of the sublittoral and bathyal zones of the Kara sea. D. V. Tikhonenkov1, I. V. Burkovsky2, Yu. A. Mazei (1I.D. Papanin Institute for Biology of Inland Waters, Russian Academy of Sciences, Borok 152742; 2Moscow State University, Moscow 119899; 3Penza State Pedagogical University, Penza 440026)

The first data are presented on the species diversity and community structure of deep-sea benthic heterotrophic flagellates in the Arctic (the Kara Sea). Thirty-three species and forms of heterotrophic flagellates were found, with kinetoplas-tids, stramenopiles, apusomonadids, and choanoflagellates being predominant. The species diversity of the studied region was characterized by a high beta-diversity and low alpha-diversity, which is indicative of a substantially higher potential species richness of flagellates in the Kara Sea. The total number of species of flagellates decreased with increasing depth (from 15 to 554 m); peculiar features of the species composition of deep-sea flagellates were not revealed. Flagellate communities within two different biotopes (the upper layer of bottom sediments and a loose flocculent surface layer on the sediment together with near-bottom suspended matter), though had similar taxonomic and trophic structure, differed in the ratio of species with different feeding strategies. Attached or floating flagellates were predominant in the flocculent layer, whereas fast gliding species that actively search for and capture food predominated in bottom sediments. (Biologiya Morya, 2015, vol. 41, no. 3, pp. 196-204).

Keywords: heterotrophic flagellates, community structure, sublittoral, bathyal, Kara Sea.

Глубоководные зоны (более 200 м) составляют более 90% площади Мирового океана и при этом остаются одними из наименее изученных местообитаний на планете (Hausmann et al., 2002b). Информация о живущих здесь простейших чрезвычайно скудна (Finlay, 2002; Turley, 2002). Глубоководные зоны характеризуются высоким давлением, отсутствием света, низкой концентрацией питательных веществ, малыми сезонными колебаниями температуры и плотности воды и населены специфической фауной многоклеточных организмов (Hausmann et al., 2002b). С одной стороны, проведенные ранее таксономические исследования

глубоководных простейших выявили значительное количество видов, широко распространенных и в поверхностных водах (Patterson et al., 1993; Atkins et al., 2000; Hausmann et al., 2002a; Arndt et al., 2003). С другой стороны, обнаружены глубоководные барофильные виды, не способные расти при нормальном атмосферном давлении (Turley et al., 1988). Более того, недавно было показано (Hausmann et al., 2002a), что 40% мор-фовидов простейших, обнаруженных в глубоководных зонах восточной части Средиземного моря, не могут быть отнесены к видам, известным из поверхностных вод.

1 Работа Д.В. Тихоненкова финансировалась РНФ (грант № 14-14-00515), работа Ю.А. Мазея выполнена при поддержке РФФИ (грант № 13-04-

00542-а).

При этом ни в одной из известных работ не проводился сравнительный анализ сообществ гетеротрофных жгутиконосцев, формирующихся в батиали и сублиторали. Разные типы грунта и донный наилок значительно различаются размером частиц и степенью дисперсности субстрата, что может отражаться на структуре формирующихся здесь сообществ простейших, однако сведения о составе этих сообществ отсутствуют.

Задача настоящего исследования - изучить видовое разнообразие и структуру сообществ свободноживущих бентосных гетеротрофных жгутиконосцев разных биотопов в глубоководных зонах Карского моря. До настоящего времени данные по глубоководным бентосным гетеротрофным флагеллятам Арктики отсутствовали. Исследования, проведенные нами ранее в Белом, Баренцевом и Карском морях, касались преимущественно мелководной прибрежной и шельфовой зон (Мазей, Тихоненков, 2006; Тихоненков, Мазей, 2006, 2013; Tikhonenkov et а1., 2006; Azovsky et а1., 2013; Романова и др., 2013).

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

Материал собран в ходе 54-го рейса НИС "Академик Мстислав Келдыш" в сентябре 2007 г. Пробы отбирали в

районе Ямальского разреза, Новоземельского желоба, желоба Святой Анны и его перехода к ложу Карского моря (рис. 1).

Пробы для изучения населения гетеротрофных жгутиконосцев отбирали при помощи дночерпателя "Океан-1" (анализировали верхний 0.5-сантиметровый слой грунта). На станциях с мягкими донными осадками исследовали придонный слой воды и наилок с придонной взвесью, используя грунтозабор-ные трубки Неймисто. Соленость определяли кондуктометри-ческим методом, рН и содержание растворенного кислорода -потенциометрически.

Пробы осадка с интерстициальной жидкостью до проведения лабораторного анализа сохраняли в живом виде в холодильной камере в 100-миллилитровых пластиковых сосудах. Пробы объемом 5 см3 просматривали в чашках Петри в двух повторностях. Для более полного выявления видового состава изучаемых сообществ (в том числе организмов, находящихся в цистах) дальнейшее исследование проб проводили, инициируя в них гетеротрофную сукцессию: в чашки Петри с пробами добавляли суспензию бактерий Pseudomonas fluorescens Migula, 1895, что ускоряло размножение гетеротрофных жгутиконосцев. Для уменьшения количества фотосинтезирующих видов и стимуляции развития гетеротрофных организмов чашки Петри с пробами выдерживали в темноте в термостате при температуре 25°С. Эти пробы просматривали на 3-, 6- и 9-й день развития жгутиконосцев (Тихоненков и др., 2008). Ранее было показано (Тихоненков, Мазей, 2013), что структура со-

обществ, развивающихся в ходе таких гетеротрофных сукцес-сий, отражает различия между локальными сообществами в момент сбора образцов.

Численность живых клеток каждого вида подсчитывали в чашках Петри в 850 полях зрения. Поскольку количественные характеристики сообществ анализировали после транспортировки проб, в работе использовали не абсолютные величины обилия клеток, а численность флагеллят, оцененную в баллах (от 1 до 5), что позволило количественно сравнить сообщества из разных биотопов. Были определены следующие баллы обилия гетеротрофных жгутиконосцев: 1 - менее 100 экз/мл, 2 - 100-1000 экз/мл, 3 - 1000-10000 экз/мл, 4 -10000-100000 экз/мл, 5 - более 100000 экз/мл.

Выделение трофических групп жгутиконосцев и диф-ференцировку видов по типу питания проводили на основании собственных наблюдений в пробах и в коллекции живых культур протистов Института биологии внутренних вод РАН, а также с учетом литературных данных (Larsen, Patterson, 1990; Sanders, 1991; Tong, 1997). Степень полноты выявленного видового состава оценивали по кривой зависимости между количеством взятых проб и числом обнаруженных видов (так называемая "кривая сборщика") (Chao, Shen, 2004).

Для наблюдений использовали микроскоп БИОЛАМ-И (Россия) с фазово-контрастной установкой КФ-5 в проходящем свете и объективами водной иммерсии (общее увеличение х770), REICHERT (Австрия) с интерференционно-контрастной насадкой и объективами масляной иммерсии (х1000). Микроскопы были оборудованы аналоговой видеокамерой AVT HORN MC-1009/S. Для более четкой идентификации обнаруженных жгутиконосцев проводили видеозапись, используя видеомагнитофон Panasonic NV-HS 850 в режимах VHS и S-VHS, с последующей оцифровкой изображений и сохранением фрагментов видеофильма в виде файлов формата AVI.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Станции отбора проб несколько различались по основным гидрологическим и гидрохимическим параметрам (см. таблицу). Соленость проб изменялась незначительно (от 32.3 до 34.9%о) и была близка к нормальной солености вод Мирового океана (35%). Кислотность придонной воды практически не изменялась (величина pH колебалась от 7.85 до 8.11). Условия на всех станциях были аэробными, концентрация растворенного в воде кислорода изменялась от 5.92 до 7.64 мг/л и в среднем составляла 7.05 мг/л. Температура воды на большинстве станций характеризовалась отрицательными величинами. Вдоль желоба Святой Анны на более северных станциях температура придонной воды была положительной, а на южных - отрицательной. Здесь проходит продолжение Восточно-Новоземельского течения (Романова и др., 2013), разделяющего придонную относительно теплую воду атлантического происхождения в северной части разреза и холодную менее соленую придонную воду Карского моря в южной его части (Зацепин и др., 2010). Положительными

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

Пoхожие научные работыпо теме «Биология»