ОКЕАНОЛОГИЯ, 2004, том 44, № 4, с. 538-548
МОРСКАЯ БИОЛОГИЯ
УДК 551.465
ОСОБЕННОСТИ ВЕРТИКАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЗООПЛАНКТОНА В ГИДРОТЕРМАЛЬНО АКТИВНЫХ РАЙОНАХ МЕНЕЗ-ГВЕН, ЛОСТ-СИТИ И СНЕЙК-ПИТ (АТЛАНТИКА)
© 2004 г. Г. М. Виноградов1, Э. И. Мусаева2
1Институт проблем экологии и эволюции им. АН. Северцова РАН, Москва 2Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва Поступила в редакцию 18.02.2004 г.
Получены новые данные по вертикальному распределению планктона над гидротермальными полями САХ. С помощью прямых наблюдений из глубоководных обитаемых аппаратов "Мир" и ло-вов планктонными сетями БР впервые описано распределение планктона над полем Менез-Гвен (37°50.5' с.ш.). Резкого придонного пика желетелых здесь не выявлено, отмечено важное значение верхней границы придонной прослойки вод средиземноморского происхождения для вертикального распределения многих групп планктеров. Подробно рассмотрено распределение эуфаузиид и Cala-nus helgolandicus над полем Лост-Сити (30°07.2 с.ш.), показано, что южно-бореальный интерзональный Calanus helgolandicus регулярно проникает до 30° с.ш.
Изучение вертикального распределения океанического планктона в районе глубоководных гидротермальных полей - одна из актуальных задач биоокеанологии, связанная с выяснением степени влияния богатых жизнью и продуцирующих большое количество органического вещества экосистем гидротермали на структуру планктонных сообществ окружающего пространства океана [2, 3]. Очевидно, что одним из признаков присутствия такого влияния могло бы служить увеличение (за счет продукции гидротермальных полей) количества планктонных животных над самими полями или в слоях прохождения гидротермальных плюмов.
В последние годы активное изучение структуры сообществ планктона пригидротермальных районов океана, включающее комплексное исследование планктона столба воды и придонных слоев с помощью забортных орудий лова и прямого подсчета из глубоководных обитаемых аппаратов "Мир", проводилось экспедициями Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН над гидротермальными полями Северной Атлантики, расположенными в рифтовой долине Срединно-Атлантического хребта [4, 7-9, 26 и др.].
Для большинства групп планктона проведенными исследованиями не было выявлено какого-либо увеличения численности в придонных и приплюмо-вых слоях воды. Однако для желетелых планктеров (в первую очередь для обладающих крупными слизистыми домиками аппендикулярий1) такое увеличение численности было обнаружено. При этом
1 Именно наличие таких домиков, во много раз превосходя-
щих размер самого животного, определяет включение аппендикулярий в экологическую группу желетелого планк-
оно было гораздо сильнее выражено над северными батиальными полями, находящимися под более продуктивными периферийными водами Североатлантического антициклонального круговорота (Рейнбоу, Лаки-Страйк, 36°-37° с.ш.). На абиссальных же полях, находящихся под ультраолиготроф-
ными водами центра халистазы (Снейк-Пит, ТАГ, Брокен-Спур, 23°-29° с.ш.), увеличение количества аппендикулярий и других желетелых оказалось не столь значительным [7]. Существование таких различий позволило предположить важную роль влияния условий "наверху", в продукционной фотичес-кой зоне, на придонное обогащение планктона. Вполне вероятно, что обнаруженные придонные скопления желетелых животных в первую очередь зависят от вертикального потока органического вещества фотосинтетического, а не гидротермального, происхождения [7]. То, что наличие органического вещества гидротермального происхождения не является необходимым для формирования придонных пиков численности желетелого планктона, подтверждается тем, что такие пики известны и в районах со "спокойным" дном без гидротермальной активности, таких, как склон Ньюфаундлендской банки [5], североатлантическая абиссальная равнина Поркьюпайн [6] или губоководный разлом Чарли-Гибса (52°47' с.ш., 34°4б' з.д., наши наблюдения 2003 г. из ГОА "Мир"). С другой стороны, мы не можем утверждать, что в гидротермальных районах желетелые вовсе не используют продукцию гидротерм.
' Первичная продукция в фотической зоне не превышает здесь 200 мгСорг м-2 сут-1, а над северными батиальными полями она составляет около 400 мгСорг м-2 сут-1 [8, 16].
-"орг 1
В 2002 г. над расположенным на глубине 800 м на вершине подводной горы Атлантис низкотемпературным гидротермальным полем Лост-Сити (30° с.ш.) [13, 25] были отмечены придонные скопления эуфаузиид и некоторое увеличение общего количества планктона в столбе воды по сравнению с аналогичными слоями воды в близлежащем глубоководном районе Брокен-Спур (29° с.ш., глубина 3050 м) [7]. Однако подобное обогащение планктона над вершинами подводных гор хорошо известно, в том числе и для северных районов Срединно-Атлантического хребта, и для Азорских банок, и обычно вызывается либо орографическим апвеллингом, либо существованием над горой столба Тейлора, либо питанием держащихся в "гидродинамической тени" животных из набегающего на гору потока воды [14 и др.]. Данные 2002 г. по массиву Атлантис укладывались в этот ряд, но отсутствие полноценной серии сетных ловов планктона мешало судить об этом более уверенно.
Таким образом, имеющиеся наблюдения не дают однозначной картины происходящего, и для решения несомненно важного вопроса о степени влияния гидротерм на сообщества пелагиали океана требуется накопление дополнительного материала.
НОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Новые исследования на гидротермальных полях Северной Атлантики были проведены летом
2003 г. во время 49-го рейса НИС "Академик Мстислав Келдыш" (список и положение обследованных полей см. в таблице). Впервые полный комплекс планктонных работ, включая сетные ловы и наблюдения из глубоководного обитаемого аппарата (ГОА) в столбе воды, был проведен над гидротермальным полем Менез-Гвен, самым северным и самым мелководным из тех атлантических гидротермальных полей, на которых существует обильная специализированная хемофильная фауна [19]. Менез-Гвен не имеет "черных курильщиков" (только истечения прозрачных флюидов), и, по данным [22], относится к наиболее молодым гидротермальным районам Атлантики; его возраст, возможно, не превышает нескольких десятилетий.
Кроме того, в рейсе были получены серии планктонных ловов над полями Снейк-Пит и Лост-Сити, причем над последним полной серии ловов ранее не проводилось.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Облов столба воды проводился замыкающейся планктонной сетью БР 113/140 с площадью входного отверстия 1 м2 и ячеей сита фильтрующего конуса 530 мкм. На всех полигонах были проведены серии ночных ловов по слоям, указанным в таблице. В районах Менез-Гвен и Лост-Си-ти были обловлены самые придонные слои воды. Положение сети вблизи дна контролировалось с помощью пингера фирмы "Benthos".
Вертикальное распределение биомассы (мгсыр/м3, сырой вес) мезопланктона без желетелых животных (В) и всего мезопланктона в целом (В1о1) в районах трех гидротермальных полей Северной Атлантики в ночные часы. Указаны координаты гидротермальных полей
Слои облова, м Менез-Гвен. 37°50.5' с.ш., 31°31.03' з.д. Глубина поля 840-875 м 30.07.2003 г., ст. 4580 Лост-Сити. 30°07.2' с.ш., 42°07.02' з.д. Глубина поля 800 м 8.08.2003 г., ст. 4601 Снейк-Пит. 23°22.1' с.ш., 44°57.01' з.д. Глубина поля 3420-3480® м 12-13.08.2003 г., ст. 4613
B Btot B Btot B Btot
0-50 43.6 245г 20.2 23.0 11.8 42.4
50-100 7.5 33.3 9.1 26.1 11.5 14.3
100-200 14.0 18.7 8.2 17.8 8.6 11.1
200-400 5.2 16.1 2.1 2.7 1.7 2.6
400-600 5.7 20.5 3.8 4.1 1.6 2.2
600-900а 6.8 24.9 3.5 6.1 1.0 15.8д
900-14006 Дно Дно 0.7 0.8 0.19 0.23
1400-2000 Дно Дно 0.14 0.15
„сыр/м2 (гС/м2) 8.4 (0.54) 31.3 (0.77) 4.8 (0.33) 7.8 (0.34) 3.2 (0.20) 9.9 (0.29)
а Над Менез-Гвеном обловлен слой 600-930 м, лов от 10 м от дна по пингеру взят в точке 37°51.01' с.ш.; 31°31.68' з.д., вниз по склону от поля.
6 Для Лост-Сити лов менее чем от 5 м от дна по пингеру взят на расстоянии ~5 кабельтовых от гидротермального поля, вниз по склону массива Атлантис (точка сближения сети со дном 30°0б.97' с.ш.; 42°06.81' з.д.). в Нижние 1.5 км столба воды над Снейк-Питом не облавливались.
г Из них 144 мгсыр/м3^приходятся на долиолид; биомасса прочего желетелого планктона 57 мгсыр/м3.
д Из них 14.6 мгСЫр/м3 приходятся на 10 экз 2-х сантиметровых сальп.
*сыр'
200
g 400 s
VO
ч
^600
800 Дно
мгсыр. веса/м
45 100 245
10
15
20
25 Т, °С
Рис. 1. Вертикальное распределение общей биомассы мезопланктона на полигоне "Меннез-Гвен" по ловам сетью БР (в сыром весе). Сплошная линия - весь мезопланктон, пунктир - без учета Thaliacea (долиолид и сальп); заштрихована доля не желетелого планктона. Температурная кривая дана по данным зондирования комплексом "Розетт" (ст. 4576), соленость см. на рис. 4-6.
0
При обработке сетных проб планктона животные просчитывались при увеличении х32 и измерялись с точностью до 25 мкм. Результаты измерений обрабатывались и биомасса мезопланктона высчитывалась при помощи компьютерной программы РЬАККТУ, разработанной в ИО РАН [12]. В основу программы положена формула связи биомассы животных с их длиной и формой тела м> = а/3, где м> - сырой вес, I - длина организма и а - коэффициэнт пропорциональности, полученный либо по номограммам Численко [15], либо эмпирически.
Прямой подсчет планктона из ГОА "Мир-2" в столбе воды над Менез-Гвеном (погружение № 9/347, наблюдатель Г.М. Виноградов) проводился в дневные часы (13:15-14:10 местного времени) на глубинах 140-958 м (до касания дна). Планктон подсчитывали по стандартной методике в "большой рамке" площадью 3 м2, образованной вытянутыми вперед манипуляторами ГОА и натянутым фалом, маркирующим заднюю границу рамки [1, 7]. При спуске аппарата наблюдатель постоянно наговаривал на диктофон названия проходящих через рамку животных и глубину нахождения ГОА, что, после дальнейшей расшифровки, позволило получить точную картину распределения численности организмов в столбе воды. При работе с "большой рамкой" регистрируются организмы крупнее 1-2 см. Результаты подсчетов ос-реднялись по 20-метровым интервалам.
В работе использованы профили т
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.