Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Биология морской звезды Asterias rubens L. в экосистемах Белого моря

ВАК РФ 03.02.04, Зоология

Автореферат диссертации по теме "Биология морской звезды Asterias rubens L. в экосистемах Белого моря"

064610797

На правах рукрп^си

щ

ФОМИНА Ольга Викторовна

БИОЛОГИЯ МОРСКрЙ ЗВЕЗДЫ ASTERIAS RUBENS L. В ЭКОСИСТЕМАХ БЕЛОГО МОРЯ

03.02.04 - зоология 03.02.08 - экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

2 1 0KT 20Ю

Петрозаводск - 2010

004610797

Работа выполнена на кафедре зоологии и экологии эколого-биологи-ческого факультета Петрозаводского государственного университета

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор биологических наук, профессор,

Шкляревич Галина Андреевна

доктор биологических наук, профессор,

Луканин Владимир Васильевич

доктор биологических наук, профессор,

Иешко Евгений Павлович

Институт водных проблем Севера КарНЦ РАН

Защита состоится «20» октября 2010 года в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.190.01 при Петрозаводском государственном университете по адресу: 185910, Республика Карелия, г.Петрозаводск, пр. Ленина, 33, Эколого-биологический факультет, ауд.127 теоретического корпуса ,

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Петрозаводского государственного университета, с авторефератом - на сайте ПетрГУ по адресу www.petrsu.ru

Автореферат разослан » сентября 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук /ту" ДзюбукИ.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Известно, что исследования Белого моря продолжаются уже более 200 лет, но, несмотря на длительность изучения, не все аспекты проработаны до конца, до сих пор сохранение морских биологических ресурсов и их рациональное использование остаются одними из главных вопросов и задач для исследователей.

Тип Echinodermata (иглокожие) один из наиболее интересных типов беспозвоночных животных, в том числе и на Белом море, являются основными компонентами донного населения морей и океанов (Зацепин, Риттих, 1982). В их облике гармонично сочетаются «неорганическая» геометрическая правильность и свойственная только живому мягкость и изменчивость форм и окраски (Левин, 1987). Изучение биологии беспозвоночных животных, служащих одним из компонентов кормовой базы является немаловажной задачей, трофологическое направление в исследовании биотических взаимортношений животных разных таксономических рангов занимает в настоящее время одно из приоритетных мест, так как именно трофические связи лежат в фундаменте функционирования экосистем Белого моря.

Выбор объекта исследования морской звезды Asterias rubens L. обоснован не только интересными биологическими и экологическими особенностями вида, которые существенно отличаются от других беспозвоночных. Это типично морские, стеногалинные, не переносящие значительного опреснения организмы. Asterias rubens имеет особый интерес, в виду того, что звезды играют весьма заметную роль в донных биоценозах Белого моря. Именно данный вид является одним их самых распространенных среди иглокожих в сублиторальной зоне морей боре-альной и арктической областей (Дьяконов, 1955).

Работа проводилась на охраняемой акватории Кандалакшского Государственного природного заповедника. ООПТ федерального значения, все природные ресурсы заповедников полностью изымаются из оборота, запрещена любая деятельность, противоречащая возложенным на них задачам. Контроль над состоянием природных комплексов из года в год на данной территории возможен только при осуществлении мониторинга, что позволяет нам говорить о сохранении уникальной природы в Кандалакшском государственном природном заповеднике.

Изучение возрастной структуры популяции также является одним из важнейших аспектов экологических исследований.

Исследование беломорской морской звезды Asterias rubens важно не только в целях уточнения ее роли в жизни экосистемы, но имеет и практическое значение. В настоящее время роль беспозвоночных животных

в морском промысле сильно возрастает. Asterias rubens является одним из важнейших хищников объектов марикультуры, двустворчатого моллюска Mytilus edulis, т.к. является излюбленным объектом питания звезды. Соответственно, изучение закономерностей распределения Asterias rubens, выявление межгодовой динамики численности и биомассы представляет теоретический и практический интерес.

Цель исследования. Изучение биологии морской звезды Asterias rubens L. в экосистемах мелководий Кандалакшского залива Белого моря.

Задачи исследования:

1. Определить роль морской звезды Asterias rubens в трофических связях в экосистемах Кандалакшского залива Белого моря.

2. Рассмотреть половой состав морской звезды Asterias rubens на мелководьях ряда островов Кандалакшского залива Белого моря.

3. Исследовать распределение Asterias rubens на литорали и верхней сублиторали ряда островов Кандалакшского залива Белого моря.

4. Оценить морфометрические характеристики тела морской звезды.

5. Проанализировать межгодовую динамику возрастной структуры Asterias rubens на мелководьях ряда островов Кандалакшского залива Белого моря.

6. Изучить двигательную активность в естественной среде, рассматриваемую по скорости переворачивания с дорзальной на вентральную сторону тела морской звезды Asterias rubens.

Научная новизна. Впервые для Кандалакшского залива Белого моря получены данные о двигательной активности морских звезд в естественной среде их обитания на мелководьях в акватории Кандалакшского государственного природного заповедника. Также получены и переданы в заповедник данные о количественном распределении Asterias rubens с подробной морфометрической характериртикой их отдельных поселений. На основании наших исследований и литературных данных более точно определено место морской звезды в трофической сети экосистемы Белого моря. В результате исследований, применяемая ранее шкала определения возраста Asterias rubens по Беэр, 1987 до трех лет была увеличена до 12 возрастных групп.

Теоретическая и практическая значимость работы. Изучение биологических особенностей морской звезды Asterias rubens являются определенным вкладом в исследования и знания о морских звездах. Данные могут быть использованы и направлены для контроля ущерба, наносимого звездами популяциям промысловых моллюсков, в том числе Mytilus edulis. Морская звезда играет немаловажную роль в питании

позвоночных животных, главным образом рыб и птиц, являясь трофической составляющей экосистем Белого моря.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были представлены на: 2-й международной конференции «Экологические исследования беломорских организмов» (ББС «Картеш» ЗИН РАН, 2007), научной конференции, посвященной 70-летию Беломорской биологической станции им. H.A. Перцова (пос. Пояконда, 2008), международной конференции «Биологические ресурсы Белого моря и внутренних водоемах Европейского Севера» (г. Петрозаводск, 2009), международном конгрессе «Рациональное природоиспользование и экологическая безопасность: опыт и инновации» (г. Петрозаводск, 2009).

Благодарности. Автор выражает благодарность администрации и коллективу ФГУ «ГПЗ «Кандалакшский» за предоставленную возможность исследования и сбора материала для данной работы на территории заповедника. Выражает глубокую и искреннюю признательность научному руководителю Г.А.Шкляревич за всестороннюю помощь, советы и рекомендации.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ, из которых 4 статьи и 3 материалов докладов.

Структура и объем работы. Рукопись объемом 144 страницы машинописного текста состоит из введения, 9 глав, заключения, выводов, списка литературы, содержит 17 таблиц и 20 рисунков. Список цитируемой литературы включает 126 названий, из них 12 иностранных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава 1. Литературный обзор

В главе дана общая характеристика объекта исследования - морской звезды Asterias rubens, являющегося типично морским, стеногалинным, не переносящим значительного опреснения видом. Изложена роль, которую играют морские звезды в экосистеме Белого моря. Указано систематическое положение звезды, обсуждены биологические особенности на основании литературных сведений. Приведены литературные данные о распространении и распределении Asterias rubens, полученные беломорскими исследователями в других районах Кандалакшского залива Белого моря.

Глава 2. Физико-географическая характеристика района исследования

В главе рассмотрена физико-географическая характеристика Кандалакшского залива и Белого моря в целом, дана характеристика районов отбора проб и исследований: Порьей губы, Турьего мыса, литорали Лу-

веньги, островов Серерного архипелага и островов кутовой части Кандалакшского залива, как на основании литературных данных и собственных наблюдений автора.

Глава 3. Материал и методы исследования

Объектом исследования послужила морская звезда Asterias rubens мелководий Кандалакшского залива Белого моря, на охраняемой территории ФГУ «ГПЗ «Кандалакшский». Сбор материала проводился во время отлива.

Работа проводилась в июне-июле 2002 года, июне - августе 2003 года, июне - июле 2007 - 2009 годах на станциях Кандалакшского Государственного природного заповедника, расположенных на острове Горелом в Порьей губе; литоральном участке п.Лувеньги; острове Ряжков и близ лежащих островах (рис. 1).

Кандалакша

ЧР ^ЛуИНкТО Wj punllV

О.Он СП ,4

f i

' _ v . ..... ■

фПори губа

"Ф

Умба

Турийммс

Кандалакшский залив

Рис. 1. Карта района исследования

i

Всего за период исследования было собрано 1805 особей звезд и обработано 1736.

Все собранные материалы и результаты переданы в Кандалакшский Государственный природный заповедник. Asterias rubens отлавливались на литорали и в верхней сублиторали. Сбор морских звезд производился с помощью водного сачка в случае сбора проб в верхней сублиторали и руками, если на литорали. Далее звёзд помещали в специальную ёмкость, в лаборатории проводили морфо-метрический анализ, звёзды фиксировались с помощью формалина для дальнейших исследований, или обрабатывались на месте в лабораторных условиях.

Для исследуемой работы применялись следующие методы:

Определение пола Asterias rubens:

Изучаемые нами звёзды Asterias rubens раздельнополы, но иногда встречается и гермафродитизм (Кауфман, 1977 по Retrius, 1911). Гонады Asterias rubens и семенники заходят в лучи. Семенники всех звёзд молочно-белые или слабо-розовые, яичники бледно-оранжевые. Сперматозоиды морских звёзд относятся к примитивному типу, характерна очень длинная хвостовая нить (Кауфман, 1977). При определении пола в нашем случае наружные покровы морской звезды разрезались с дорзальной стороны, вдоль лучей, изымались половые продукты, помещались на предметное стекло, добавлялась капля морской воды, накрывали покровным стеклом и рассматривали под микроскопом при увеличении 7x40:

Самец- мелкие клетки без ядра с хвостовой нитью;

Самка- более крупные клетки, присутствует ядро.

Определение возраста Asterias rubens:

- По длине их радиуса, то есть расстояние от центра диска (от ануса) до вершины луча. По размеру звезды можно судить о её возрасте приближённо. Из наблюдений ученых Беломорской станции МГУ, была установлена следующая шкала: было показано, что к концу первого года жизни длина их радиусов не превышает 15 мм. Всех звёзд с более длинными лучами, с длиной радиуса до 23 мм считали двухлетними, а с длиной радиуса от 23 до 30 мм - трёхлетними, выше 30 мм - 4 года и старше (Беэр, 1987).

- Более точный способ определения возраста морских звёзд независимо от условий её обитания, по мадрепоровой пластинке. Диаметр пластинки зависит от условий, количество желобков прибавляется ежегодно. Так, к концу первого года желобки короткие, часто не соединяются друг с другом, их немного. На второй год, по мере роста пластинки, на её периферии появляются новые ответвления желобков, расположенных уже строго радиально и сливающихся с желобками предыдущего года. В последующие годы желобки удлиняются и на периферии пластинки снова разветвляются, что даёт возможность по числу ветвлений желобков определить возраст звезды (Беэр, 1987).

В нашей работе использовались оба способа определения возраста морской звезды Asterias rubens.

Экспериментальная работа по питанию морской звезды Asterias rubens:

Работа проводилась на острове Ряшков с 22.06.2003 года по 16. 07. 2003 года. В исследовании использовались шесть садков, в том числе и контрольный с естественными условиями обитания. В опытные садки закладывались звёзды и объекты питания.

Через каждый день после установки опытных садков проводились промеры Asterias rubens и добавлялись объекты питания.

Морфометрические характеристики морской звезды:

Для определения морфометрических (размерно-весовых) характеристик использовался штангенциркуль с точностью 0,1 мм, торсионные весы с точностью до 1 мг., и аптекарские весы с точностью до 10 мг.

Промеры морской звезды сведены были к следующему: максимальный диаметр между концами лучей, мм; максимальная длина луча (радиус); максимальный диаметр между лучами, мм; диаметр мадрепоро-вой пластинки, мм; масса, г; количество лучей; максимальный диаметр луча, мм.

Определение солёности:

Для определения солёности использовался ареометр. Тестируемая вода наливалась в мерный цилиндр объёмом 1000 мл, куда опускался ареометр, и замерялась плотность воды. Затем по плотности определялась солёность по таблице (H.H. Зубов, 1957, стр. 26-47, табл. 7).

Определение температуры воды и глубины:

Для определения температуры воды использовался водный термометр, опускался на глубину взятия исследуемого объекта, находился в воде в течение 5-10 минут, после чего фиксировался результат.

В случае необходимости определялась глубина взятия проб Asterias rubens, с помощью мерной верёвки с грузом, в метрах.

Также автор принимал совместное участие в авторском коллективе Г.А. Шкляревич и С.М.Калюжин:

- в изучении особенностей питания и качественного состава кормов Гаги обыкновенной (Somateria mollissima L.), летующей в районе Порь-ей губы Белого моря, в июне - июле 2006 года. Материал был собран на 4 островах во время полной воды в местах отдыха птиц после их кормежки: о.Дьячиха, о.Малый Меженный, о.Седловатый Баклыш, о.Боль-шой Седловатый. Пробы собирали в бумажные пакеты, затем высушивали. В лабораторных условиях пробы в отдельных чашках Петри размачивали в морской воде, после просматривали под бинокуляром и проводили идентификацию съеденных гагой гидробионтов по фрагментам их остатков, прошедших через пищеварительный тракт, но при этом, сохранивших характерные структуры или формы покровных и некоторых других тканей. Идентификация проводилась по возможности до вида, рода или более высоко ранговых таксономических групп;

- в изучении межгодовой изменчивости количественных показателей мидий в её плотных поселениях на литорали Кандалакшского залива Белого моря, исследования проводились в течение 2005 - 2008 годов на

4 литоральных участках: Лувеньга, о. Ряшков, Турий мыс, Порья губа. Работа выполнена в мелководной части акватории, осушаемой во время отливов.

Компьютерная математическая обработка проводилась с помощью программы Microsoft Exel. Для обработки материала использовались общепринятые статистические методы (Коросов, 2002).

Глава 4. Трофические связи морской звезды Asterias rubens в экосистемах Белого моря

Периодически возникает определенный интерес к морским звездам в связи со значением их в береговой зоне как активных хищников (Беэр, 1980).

4.1. Экспериментальная часть.

В июне - июле 2003 года с целью изучения особенностей питания звезд, нами были поставлены опыты по качественному питанию Asterias rubens в Фукусовой губе острова Ряшков Кандалакшского залива Белого моря, данные представлены в таблице 1.

Таблица 1

Опыт по качественному питанию Asterias rubens на о. Ряшков (Фукусовая губа)

№ Объекты питания

Садки Кол-во особей детрит детрит М. edulis М. balthica L obtusata Контроль

1 Молодь í.mbens 4 гибель 3-х звёзд: 7,11, 16 июля

2 Взрослые 4. rubens 2 гибель 1-й звезды: 5 июля

3 Взрослые A. rubens 2 погибших звёзд нет

4 Ззрослые 4.rubens 2 гибель звёзд: 9,13 июля

5 Взрослые 4. rubens 2 гибель звёзд 9,15 июля

6 Взрослые Л. rubens 2 погибших звёзд нет

В течение экспериментальной работы проведены размерно - весовые промеры, и определён возраст по классификации Т.Л. Беэр, по радиусу луча. Таким образом из таблицы 1 мы подтверждаем данные об основном объекте питания морской звезды Asterias rubens двустворчатым

моллюском Mytilus edulis. Наблюдаем, что молодь и взрослые особи Asterias rubens по разному ведут себя по отношению к детриту: молодь больше предпочитает питаться детритом, чем взрослые особи. Молодь звезд и взрослые особи предположительно могут непродолжительное время питаться детритом (по данным лаборатории ЭМБ и собственных данных). Масота balthica и Littorina obtusata не являются основными объектами питания звезд. Морские звёзды на контрольном участке продолжали своё существование и после окончания опыта (Фомина,2008).

Важно отметить и то, что морская звезда Asterias rubens не пренебрегает «предложенными» ей объектами, и можно предположить, что все эти объекты, с условием доступности (например, М. balthica не легко доступна), в комплексе, служили бы хорошей пищевой базой для Asterias rubens.

4.2. Морская звезда Asterias rubens, как компонент питания Гаги обыкновенной (Somateria mollissima L.).

Гага является одной из немногих морских птиц, рацион которой составляют почти исключительно морские животные.

Нами в 2006 году на островах Порьей губы Кандалакшского залива: о.Дьячиха, о.Малый Меженный, о.Седловатый Баклыш, о.Большой Седловатый собран помет Гаги обыкновенной (Somateria mollissima L.). В результате анализа проб помета выяснено, что в летнее время питание этой утки было разнообразным и состояло из 43 компонентов животного и растительного происхождения. Беспозвоночные животные были представлены 34 видами и другими группами.

Основу питания гаги, обитающей летом 2006 года в Порьей губе, составляют моллюски, что согласуется со многими литературными данными в целом по всему Белому морю. Летом 2006 года в исследуемом районе утки предпочитали моллюсков. 10 компонентов питания относились к брюхоногим и 9 компонентов - к двустворчатым моллюскам, что составило не менее 38 % и 43 % Gastropoda и Bivalvia, обитающих на мелководьях Порьей губы и, очевидно, воспринимающихся гагой в качестве кормовых объектов по размерам.

Необычно высокую абсолютную встречаемость имели морские звезды Asterias rubens (в среднем почти 47 %), тогда как по литературным данным (Бианки, Бойко, 1979) по питанию беломорских гаг аналогичный показатель этой морской звезды составлял не более 2 %. В целом иглокожих (Echinodermata) гаги поедали во всех исследованных мелководьях значительное количество: от 8 % относительная встречаемость у о. Дьячиха, до 10 % у о. Седловатый Баклыш, до 8,7 % у о. Большой

Седловатый и до 9 % у о. Малый Меженный. Таким образом на всех исследованных нами участках основными группами кормов гаги были: Mollusca, Arthropoda (Crustacea) и Echinodermata.

Безусловно, звезда играет огромную роль в экосистеме Белого моря и выполняет сложные функции в трофических связях. На основании литературных данных и вышеизложенного материала, впервые обоснована более значительная роль Asterias rubens в трофической сети экосистемы Белого моря (рис. 2)

йвготрофы

Растительные «.татки, ни г чаше

ЬО ДОРО c.rt П. Д И ЛТО М О Б ЫС

1С1С(КИрофы

Человек

Lrussask'i pypporiLS, Solasler endt'ca

^ Bu'-'ctnu'ii undafmrn

Ash'rins rubens

Морские 6cn i сные рыбы

Морек'НС ПТИЦЫ

M epulis M Uilthicn !! u;\ ,.ч' Lobtu^üu M c¡iy¡uií¡o иглая

kí'.-'üoiuni

ÍCCTp\ КЦ11Я

~I

.¡errur

Рис. 2. Трофические связи Asterias rubens в экосистемах Белого моря

Глава 5. Определение пола и половой состав морской звезды Asterias rubens на мелководья Кандалакшского залива Белого моря

В период 2003, 2008 - 2009 годов изучался половой состав Asterias rubens на мелководьях Кандалакшского залива Белого моря. Самые мелкие половозрелые особи имели максимальный радиус луча от 13 до 16 мм. Отметим, что в основном морские звезды раздельнополы, но встречается и гермафродитизм (Retzius, 1911 по Кауфман, 1977). Винберг (1970)

полагает, что у молодых особей этого вида имеет место смена полов. Так, нами в 2008 и 2009 годах были отмечены особи гермафродиты в количестве 20 морских звезд, радиус луча которых составил от 15 до 39 мм, если пользоваться данными Беэр T.JI. по определению возраста звезд, то это особи 1 года и старше 3 лет, относительно продолжительности жизни морских звезд до 10 лет (Schafer, 1972), и по некоторым энциклопедическим данным до 30 лет, то можно отнести данных звезд к молодым особям, и предположить смену полов.

80 70 60 50 S5 40 30 20 10 0

1 2 3 4 5 6 7 8 место взятия проб

1-о.Ряшков; 2-о.Куричек; 3-о.МЛомнишный; 4-Девичьи луды (с ламинарии); 5-Девичьи луды (литораль); &-0.Оьечий; "7-Лувеньга; К-Турий мыс

¡B 9 вв Ojuvj

Рис.3. Половой состав Asterias rubens на мелководьях в 2003 году.

80 70 60 50 * 40 30 20 10 0

1-губа Дситая; 2-корга у губы Немчиновская; З-Турий мыс; 4-о.Ряшкое; 5-о.Куричек; 6-Девичьи луды; 7-о.Олений

■ о ■ » О |uv OVJ¡

Рис. 4. Половой состав Asterias rubens на мелководьях в 2008 году

место взятия проб

1 2 3 4 5 6 7

место взятия проб

123456789

1-о.Ряшков; 2-Воронья губа; З-Турий мьк; 4-корга у губы Немчиновская;

5-о.Горвпый; 6-о.Олений; 7-о.Куричек; 8-Деаичьи пуды: 9-губа Долгая

mí ■¥ о ¡uv аМ|

Рис. 5. Половой состав Asterias rubens на мелководьях в 2009 году

Из всех представленных нами выше рисунков, мы прослеживаем следующее, что в 2003 году (рис.3) четкое превосходство в пробах самок Asterias rubens над другими группами, исключение составил район Турьего мыса где количественно в половом соотношении больше самцов.

В 2008 году (рис. 4), в районе Порьей губы (губа Долгая и на корге у губы Немчиновская) в процентном соотношении преобладают самцы, но в пробах на корге встречены особи звезд, имеющие и женские и мужские половые клетки одновременно, т. е. гермафродиты, что по нашему мнению возможно смена полов. На о. Олений, как и в 2003 году превосходство самцов над самками, но в пробах 2008 года встречаются звезды гермафродиты. На Турьем мысу в 2008 году, по сравнению с 2003 годом больше самок. На о. Куричок и на Девичьих лудах преобладание в пробах самок, о. Ряшков в пробах не намного больше самцов.

В 2009 году (рис. 5) во всех местах взятия проб в процентном соотношении количественное преобладание самок над самцами. На о. Ряшков и в губе Долгая встречен небольшой процент гермафродитов.

Известно, что в случае значительного численного превосходства самок над самцами потомство будет многочисленное, но менее жизнеспособное; а в случае преобладания самцов над самками, вероятнее всего ожидать оплодотворения самок наиболее сильными и жизнеспособными

самцами, тогда потомство будет малочисленное, но более жизнеспособное (Винберг, 1970).

Вероятней всего, данное превосходство самок Asterias rubens над другими группами объясняется периодом нереста, который в Белом море приходится на конец июня - июль, иногда на начало августа, при температуре воды 4 - 9°С и солёности 25,7%о. Звезда мигрирует для нереста в верхнюю сублитораль. Одним из ведущих факторов, индуцирующих нерест, вероятно, является температура воды, например, температура в эти годы превосходила нормы для нереста: в 2003 - 12,6-18,4°С; в 2008 - 7,3-19°С; 2009: 10,2-15,3°С.

Глава 6. Распределение морской звезды Asterias rubens по биомассе и плотности на мелководьях Кандалакшского залива Белого моря

В процессе добычи пищи морские звезды поднимаются на литораль, где сосредоточена большая часть поселений мидий, и в верхнюю сублитораль, где плотность мидий ниже, чем на литорали. Известно, что распространение взрослых особей на прямую связано с распространением мидий. Фактором, ограничивающим выход звезд на литораль, является продолжительность осушения, соответственно, чем старше звезды, тем более длительное время они могут переносить осушение. В нижнем горизонте литорали сосредоточено около 60 % морских звезд, в среднем горизонте около 40 % от общего числа звезд, собранных нами.

В таблицах 2, 3, 4, 5 представлены полные данные по распределению Asterias rubens по плотности и биомассе на литорали ряда островов Кандалакшского залива Белого моря.

В 2006 году средняя плотность звезд на одном метре квадратном колебалась от 3,2 до 5,9 экземпляров, биомасра от 9,2 до 5,9 г.; в 2007 году от 0,6 до 7,9 экземпляров, биомасса от 6,7 до 44, 7 г.; в 2008 году от 2,0 до 7,0 экземпляров, биомасса от 4,5 до 41,6 г.; в 2009 году от 0,9 до 6, 4 экземпляров, биомасса 11,6 до 40,8 г. В последние два года 2008 - 2009 на о. Обжитой в отличие от 2006 - 2007 г.г. морских звезд не зарегистрировано.

Таблица 2

Распределение Asterias rubens по плотности и биомассе на мелководьях Белого моря в 2006 году.

Местообитание Численность, экз. Биомасса, г/ м2 Плотность, ЭКЗ./м2

о. Олений 0 0 0

о. Ряшков 32 30,1 ±7,7 3,2 ±0,8

Окончание табл. 2

Местообитание Численность, экз. Биомасса, г/м2 2 Плотность, экз./м

о. Куричек 44 22,9 ± 5,7 4,4 ± 1,04

Девичьи Луды 33 29,4 ±2,5 3,3 ±0,4

о. Обжитой 34 24,1 ±3,1 3,4±0,4

Корга у губы Немчиновская 52 28,5 ± 2,4 5,2 ± 1,7

Губа Долгая 42 17,9 ± 2,5 4,2 ±0,5

Турий Мыс 52 34,4 ± 0,4 5,2 ±2,1

о. Горелый 59 52,7± 16,6 5,9 ±0,6

о. Меженный 45 9,2 ±1,9 4,5 ±0,4

Таблица 3

Распределение Asterias rubens по плотности и биомассе на мелководьях Белого моря в 2007 году.

Местообитание Численность, экз. 2 Биомасса, г/ м Плотность, ЭКЗ./ М2

о. Олений 32 11,7± 1,8 3,2± 1,2

о. Ряшков 39 17,1 ±2,6 3,9 ±0,9

о. Куричек 79 44,7 ± 10,3 7,9 ±2,9

Девичьи Луды 21 33,8 ±7,3 2,1 ±0,9

о. Обжитой 15 14,7 ±1,5 1,5 ± 0,4

Корта у губы Немчиновская 25 15,0 ±3,4 2,5 ±0,7

Губа Долгая 6 8,5± 1,5 0,6 ±0,2

Турий Мыс 20 6,7 ± 1,6 2 ±0,7

Таблица 4

Распределение Asterias rubens по плотности и биомассе на мелководьях Белого моря в 2008 году.

Местообитание Численность, экз. Биомасса, г/ м2 Плотность, ЭКЗ./ М2

о. Олений 30 15,8 ± 0,5 3,0 ±0,2

о. Ряшков (фукусовая губа) 29 13,4± 2,8 2,9 ±0,1

о. Ряшков (песчаная губа) 22 27,5 ±4,3 2,2 ±0,3

о. Куричек 63 41,6 ± 0,1 6,3 ±0,8

Девичьи Луды 29 18,08 ±2,5 2,9 ±0,5

о. Обжитой 0 0 0

Корга у губы Немчиновская 41 15,0± 2,5 4,1 ±0,3

Губа Долгая 20 24,8 ±2,7 2,0 ± 0,3

Турий Мыс 70 40,6 ±0,4 7,0 ±0,5

о. Горелый 46 4,5 ± 0,3 4,6 ±0,6

Таблица 5

Распределение Asterias rubens по плотности и биомассе на мелководьях Белого моря в 2009 году.

Местообитание Численность, экз. Биомасса, г/ и Плотность, экз./ м

о. Олений 24 11,6 ± 3,2 2,4 ±0,6

о. Ряшков (фукусовая губа) 48 29,7 ±0,7 4,8 ±0,1

о. Куричек 22 17,9 ±0,3 2,2 ±0,2

Девичьи Луды 38 26,3 ±1,5 3,8 ±0,4

о. Обжитой 0 0 0

Корга у губы Немчиновская 36 15,2 ±2,0 3,6 ±0,2

Губа Долгая 51 31,4± 2,8 5,1 ±0,5

Турий Мыс 64 40,8 ± 1,5 6,4 ± 0,1

о. Горелый 27 27,0 ±10,7 2,7 ±0,3

Воронья губа 9 28,4± 5,1 0,9 ±0,1

Глава 7. Результаты исследования морфометрических

характеристик морской звезды Asterias rubens на мелководьях Кандалакшского залива Белого моря

В данной главе представлены данные ряда измерений тела морской звезды Asterias rubens в 2002 - 2003 г.г. и 2006 - 2009 г.г., что позволяет охарактеризовать группы скоплений морских звезд в акватории Кандалакшского залива.

Отметим, что наибольшими параметрами морфометрических характеристик обладают морские звезды, обитающие на мелководьях островов Северного архипелага, что объясняется распределением кормовых ресурсов.

Глава 8. Определение возраста и возрастной состав морской звезды Asterias rubens на мелководьях Кандалакшского залива Белого моря

На протяжении нескольких лет мы рассматривали возрастной состав морских звезд Asterias rubens на литорали ряда островов Кандалакшского залива (рис. 6).

2002 2003 2006 2007 2008 2009

ГОД

0 1 год 0 2 года □ 3 года □ 4 года и старше

Рис.6. Возрастной состав Asterias rubens на литорали Кандалакшского залива Белого моря

Анализируя рис. 6 мы видим, что во все года, кроме 2003 и 2007 г.г., преобладание особей морских звезд старше трех лет, что говорит о том, что именно в период взятия проб конец июня - июль, половозрелые особи выходят на нерест.

Сравнивая определение возраста звезды по радиусу луча и по мадре-поровой пластинке, установили следующее (таблица 6, рис. 7)

Таблица 6

Определение возраста звезды по мадрепоровой пластинке

Возраст морской звезды Asterias rubens по мадрепоровой пластинке Длина радиуса луча морской звезды Asterias rubens, мм

1 год не более 15

2 года от 15 до 23

3 года от 23 до 30

4 года от 30 до 37

5 лет от 37 до 45

6 лет от 45 до 66

7 лет от 66 до 75

8 лет от 75 до 80

9 лет от 80 до 84

10 лет от 84 до 90

11 лет от 90 до 94, 2

12 лет от 94,2 до 99,1

Рис. 7. Мадрепоровая пластинка пятилетней особи Asterias rubens

По некоторым энциклопедическим данным известно, что морские звезды живут до 30 лет, продолжительность жизни Asterias rubens (по данным Schafer, 1972) приблизительно до 10 лет. Так, по нашим данным, в 2009 году в двух местах сбора проб: в Порьей губе на о. Горелый поймана звезда с длиной наибольшего радиуса луча 94,2 мм (диаметр мадрепоровой пластинки 4 мм), возраст данной звезды приблизительно 11 лет, и Вороньей губе Кандалакшского залива звезда с длиной луча 99,1 мм (диаметр мадрепоровой пластинки 4 мм), возраст приблизительно 12 - 13 лет. Следует отметить, что диаметр мадрепоровой пластинки не зависит от возраста морских звезд, её диаметр зависит от условий (среды обитания), в которых живут звезды. Из таблицы 6 и рис. 6 наблюдаем, что в наших пробах достаточно большой процент звезд в группе «4 года и старше», рассмотрев мадрепоровые пластинки звезд можно говорить о более точных данных возраста (Таблица 7).

Таблица 7

Возраст морских звезд Asterias rubens на литорали Кандалакшского залива, определенный по мадрепоровым пластинкам, %

Возраст Аз1епав гиЬепв 2002 2003 2006 2007 2008 2009

1 год 12,9 32,8 17,6 27,4 19,6 8,2

2 года 9,9 18,3 17,3 33,3 19 18,2

3 года 34,9 19,1 31 15,2 22,6 32,7

4 года 33,1 14,9 16,4 13 19,3 25,4

5 лет 7,9 7,5 10,1 7,6 12,1 10,9

6 лет 1,3 5,4 7,3 3,5 5 2,5

Окончание табл. 7

Возраст Asterias rubens 2002 2003 2006 2007 2003 2009

7 лет 2 1,2 0,6

8 лет 0,3 0,9 0,3

9 лет 0,3 0,3

10 лет 0,3

11 лет 0,3

12 лет 0,3

При анализе возрастного состава морских звезд на литорали ряда островов Кандалакшского залива Белого моря, установлено, что наиболее высокие доли звезд в возрасте от 1 года до 4 лет, но также в достаточном количестве представлены особи в возрасте 5 лет. Вместе с тем выявлены единичные особи более старшего возраста от 6 до 12 лет, так, в 2009 году в пробах встречаются Asterias rubens всех возрастных групп.

Глава 9. Двигательная активность морской звезды Asterias rubens на мелководьях Кандалакшского залива Белого моря

Работы проводились на восьми точках в 2007 и 2009 годах и на девяти точках в 2008 году, отличающихся степенью удаленности от открытой части моря, различной скорости приливно-отливных течений, степенью прибойности, разной соленостью воды и температурных условий.

Проведенные исследования по изучению зависимости двигательной активности морской звезды Asterias rubens от возраста, позволили обнаружить различия в скорости переворота у разных возрастных групп.

Подтвердили с помощью статистической обработки данные о влиянии таких факторов на двигательную активность, как соленость, температура, и влияние местообитания.

Для выявления зависимости между двигательной активностью и возрастной структурой мы использовали регрессионный анализ, выявили, что влияние значимо, следовательно, двигательная активность зависит от возраста морских звезд.

Из рис. 8 видно, что наиболее характерно увеличение двигательной активности у особей четырехлетнего возраста, пониже у трех - и так далее.

3 4 5

место отбора проб

¡ □ 1 год о 2 года о 3 года □ 4 года и старше

Рис. 8. Двигательная активность/*. гиЬет разного возраста на различных местообитаниях в 2007 году: \.-о. Куричек, 2 - Девичьи луды, 3 - о. Ряшков, 4 - Корга у губы Немчиновская, 5 - Турий мыс, 6 - губа Долгая, 7 - о. Обжитой, 8-о. Олений

На рис. 9. видно, что наибольшая двигательная активность у четырехлетних, исключение составляют лишь несколько точек.

(1

3 4 5 6 7 место отбора проб

] 1 год □ 2 года □ 3 года □ 4 гада и старше

Рис. 9. Двигательная активность A. rubens разного возраста

на различных местообитаниях в 2008 году: 1. - о.Горелый, 2 - Губа Долгая, 3 - Корга у губы Немчиновской, 4-о. Ряшков ю.м., 5-о. Ряшков песч., 6 - Турий Мыс, 7 - Девичьи луды, 8-о. Куричек, 9-о. Олений

Из рис. 10 видно, что характерно увеличение двигательной активности у особей четырехлетнего возраста.

2 3 4 5 6

место отбора проб □ 1 год о 2 года аЗ года 04 года и старше

Рис. 10. Двигательная активность A. rubens разных возрастов на различных местообитаниях в 2009 году: 1.-0. Куричек, 2 - Девичьи луды, 3 - о. Ряшков, 4 - Корга у губы Немчинов-ская, 5 - Турий мыс, 6 - губа Долгая, 7 - о. Горелый, 8 - о. Олений

Выводы

1. Определена роль Asterias rubens L. в трофической сети экосистемы Белого моря.

- По результатам экспериментальной работы: Asterias rubens питается двустворчатым моллюском Mytilus edulis, детритом (молодь и взрослые особи Asterias rubens по разному ведут себя по отношению к детриту: молодь больше предпочитает питаться детритом, чем взрослые особи), Масота balthica и Littorina obtusata не являются основными объектами питания звезд.

- Основу питания морской утки гаги обыкновенной, ле1ующей в Порьей губе Белого моря в 2006 году, наряду с двустворчатым моллюском Mytilus edulis морские звезды составили достаточно большой процент (47 %).

2. Анализ полового состава в нерестовых скоплениях Asterias rubens на литорали Кандалакшского залива Белого моря выявил наибольший процент самок. Нами впервые на мелководьях Кандалакшского залива Белого моря обнаружены особи гермафродиты в количестве 20 экземпляров.

3. Распределение по горизонтам литорали зависит от целого ряда абиотических и биотических факторов, главными из которых, является продолжительность осушения и распределения основного кормового объекта Mytilus edulis.

В нижнем горизонте литорали сосредоточено около 60 % Asterias rtt-bens от общего числа собранных звезд. Существуют некоторые различия, исследуемого объекта в плотности и биомассе в разные годы.

4. Оценены морфометрические характеристики тела Asterias rubens. Наибольшие параметры тела морских звезд зарегистрированы на мелководьях Северного архипелага, что объясняется улучшением кормовых условий на литорали по направлению от Турьего мыса к вершине залива.

5. Анализ возрастного состава позволил нам увеличить шкалу определения возраста и выделить 12 возрастных групп. Высокая возрастная вариабельность (от 1 года до 12 лет) имела место в 2009 году. Максимальный возраст Asterias rubens на мелководьях Кандалакшского залива Белого моря составил 12 лет.

6. Анализ данных двигательной активности в естественной среде, рассматриваемой по скорости переворачивания с дорзальной на вентральную сторону тела морской звезды Asterias rubens, говорит о зависимости её от возраста, солености и температуры воды. Чем старше морская звезда, тем меньше скорость переворачивания.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1.Шкляревич Г.А., Костарева A.B., Фомина О.В. Межгодовая изменчивость пищевого рациона некоторых морских птиц, летующих в Порьей губе (Кандалакшский залив Белого моря) // Экологические исследования беломорских организмов. Матер. 2-ой междунар. конференции. - ББС «Картеш» ЗИН РАН, 2007. - С. 151 - 152.

2. Шкляревич Г.А., Фомина О.В. Характеристика некоторых особенностей биологии морской звезды Asterias rubens L. на мелководьях Кандалакшского залива Белого моря // Труды Петрозаводского государственного университета. Серия Биология. - Петрозаводск: Изд-во Петр-ГУ, 2008. - Вып. 2: Вопросы популяционной экологии. - С. 248 - 256.

3. Фомина О.В. Питание морской звезды Asterias rubens L. Кандалакшского залива Белого моря // Труды Петрозаводского государственного университета. Серия Биология. - Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2008. - Вып. 2: Вопросы популяционной экологии. - С. 235 - 237.

4. Фомина О.В. Биологические особенности (возрастной состав, двигательная активность) морской звезды Asterias rubens L. в акватории

Кандалакшского залива Белого моря // Матер, научной конференции ББС МГУ. Сборник статей. - Москва: Изд-во «Гриф и К», 2008. - С. 150 -153.

5. Фомина О.В. Половая структура морской звезды Asterias rubens L. на территории Кандалакшского залива Белого моря в 2003 году // Биологические ресурсы Белого моря и внутренних водоемов Европейского Севера. Матер. XXVIII междунар. конференции. - Петрозаводск, 2009. -С. 589-591.

6. Шкляревич Г.А., Калюжин С.М., Фомина О.В. Особенности питания и качественный состав кормов Гаги обыкновенной (Soma-teria mollissima L.), летующен в районе Порьей губы Белого моря // Естественные и технические науки. № 6 (44). М.: Изд-во Спутник +, 2009.-С. 121-127.

7. Шкляревич Г.А., Калюжин С.М., Фомина О.В., Костарева A.B. Межгодовая изменчивость количественных показателей мидий в её плотных поселениях на литорали в Кандалакшском заливе Белого моря // Естественные и технические науки. № 2 (46). М.: Изд-во Спутник +, 2010. - С. 158 - 164.

Подписано в печать 16.09.10. формат 60х841/,6 Бумага газетная. Уч.-изд. л. 1. Тираж 100 экз. Изд. № 191

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Отпечатано в типографии Издательства ПетрГУ 185910, г. Петрозаводск, пр. Ленина, 33

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Фомина, Ольга Викторовна

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

Глава 2. Физико - географическая характеристика района исследования

2.1. Белое море.

2.2. Характеристика мест взятия проб морских звезд Asterias rubens

Глава 3. Материалы и методы исследования.

Глава 4. Трофические связи морской звезды Asterias rubens в экосистемах Белого моря.

4.1. Экспериментальная часть.

4.2. Морская звезда Asterias rubens, как компонент питания Гаги обыкновенной (Somateria mollissima L.).

Глава 5. Определение пола и половой состав морской звезды Asterias rubens на мелководьях Кандалакшского залива Белого моря.

Глава 6. Распределение морской звезды Asterias rubens по биомассе и плотности на мелководьях Кандалакшского залива Белого моря.

Глава 7. Результаты исследования морфометрических характеристик морской звезды Asterias rubens на мелководьях Кандалакшского залива Белого моря.

Глава 8. Определение возраста и возрастной состав морской звезды Asterias rubens на мелководьях Кандалакшского залива Белого моря.

Глава 9. Двигательная активность морской звезды Asterias rubens на мелководьях Кандалакшского залива Белого моря.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Биология морской звезды Asterias rubens L. в экосистемах Белого моря"

Известно, исследования Белого моря продолжаются.уже более 200 лет, но, не смотря на длительность изучения, не все аспекты проработаны до конца, до сих пор сохранение морских биологических ресурсов и их рациональное использование остаются одними из главных вопросов и задач для исследователей.

Тип ЕсЫпос1егта1а (иглокожие) — один из наиболее интересных, известных типов беспозвоночных животных, в том числе и на Белом море. Морские лилии, морские звёзды, морские ежи, змеехвостки — офиуры и морские кубышки — голотурии наряду с двустворчатыми моллюсками и многощетинковыми червями являются- важнейшими компонентами донного населения морей, и океанов (Зацепин,Риттих, 1982г.).

Иглокожие дали науке уникальные модели, без которых были» бы невозможны многие успехи биологии развития, эмбриологии, молекулярной биологии, токсикологии и других дисциплин. Среди иглокожих известны^ как промысловые виды, роль которых в экономике ряда стран существенна, так и виды, наносящие ущерб искусственно' разводимым человеком организмам; снижение этого ущерба требует значительного* отвлечения человеческого труда и экономических затрат. Хотя общий объём пищевых продуктов, получаемых из иглокожих, относительно невелик, эти продукты являются прекрасной лечебной пищей. И, наконец, мало- среди обитателей нашей планеты существ, в облике которых так гармонично сочетались бы «неорганическая» геометрическая правильность и свойственная только живому мягкость и изменчивость форм и окраски (Лёвин, 1987).

Иглокожие изучаются весьма интенсивно. В нашей стране исследованием этой группы беспозвоночных занимаются квалифицированные специалисты в ряде учреждений — зоологи, гидробиологи, палеонтологи, биохимики и эмбриологи. (Лёвин, 1987).

Выбор объекта исследований обоснован интересными биологическими и экологическими особенностями вида, которые существенно отличаются от других видов беспозвоночных. Это типично» морские, стеногалинные, не переносящие значительного опреснения беспозвоночные животные. Например, весной 1990-года в Двинском« заливе произошло событие, которое можно было бы назвать оранжевым приливом (Наумов; Федяков, 1993): Штормовыми выбросами было выброшено несколько миллионов экземпляров морских звезд Asterias rubens. В качестве из гипотез высказано предположение, что звезды утратили способность прикрепляться к субстрату вследствие действия на них воды пониженной солености (Бергер, Наумов, 1996). В дальнейшем, исследования В.Я. Бергера и А.Д. Наумова показали, что при солености, менее 16 — 1,7 %о способность звезд на твердом субстрате падает, таким образом; соленость, 16- %о является пределом нормального функционирования» морских звезд. Возвращаясь к «оранжевому приливу» отметим; что соленость воды,в,то4время (в 1990) составила* 11 - 12!%о, столь, низкая! соленость, не позволила'звездам удержаться на грунте, и они были выброшены-штормовыми.волнамшна берег Двинского залива. В нашей работе мы изучили двигательную активность морских звезд в. естественных условиях при различных данных солености.

Изучение морской- звезды Asterias rubens Белого морж имеет особый интерес, в виду того, что звезды играют весьма заметную роль в донных биоценозах данного;водоема.

Работа проводилась на охраняемой акватории Кандалакшского-Государственного природного,8 заповедника, который, относится* к ООПТ федерального^ значения, а все их имущество является? федеральной; собственностью, то есть все* природные ресурсы заповедников, полностью изымаются из оборота;; запрещена', любая»- деятельность, противоречащая возложенным на них задачам: осуществление охраны, природных территорий в целях сохранения биологического разнообразия и поддержания в естественном состоянии охраняемых природных комплексов и объектов; организация и проведение научных исследований, осуществление экологического мониторинга и ряд других. Таким образом, контроль над состоянием природных комплексов из» года в- год на данной, территории» возможен, только при осуществлении, мониторинга,, который г позволяет нам констатировать сохранение уникальной природы в Кандалакшском-государственном природном заповеднике. В нашей работе мы уделяли особое внимание вопросу многолетних исследований.

Изучение возрастной структуры популяции также является одним из важнейших аспектов экологических исследований.

В исследованиях 2009 года было уделено внимание химическому составу воды Белого моря, что позволяет дать оценку «здоровья-окружающей среды» в связи с возрастающим антропогенным влиянием на морские экосистемы.

Изучение беломорской морской; звезды Asterias rw^ms важно не только в целях уточнения'* ее роли- в, жизни экосистемы, но имеет, и практическое значение. В, настоящее время роль беспозвоночных животных в морском, промысле сильно>возрастает. Asterias rubens один из основных видов, который-является одним из важнейших хищников» объектов марикультуры, например двустворчатого моллюска Mytilus edulis, и является излюбленным объектом питания, звезды. Соответственно, изучение закономерностей распределения, Asterias rubens, выявление межгодовой, динамики численности ш биомассы представляет теоретический и практический интерес.

Современное состояние изученности вида Asterias rubens и природоохранные задачи Кандалакшского государственного, природного заповедника определили цель исследования:

Изучение биологии морской звезды Asterias rubens L в экосистемах мелководий Кандалакшского залива Белого «моря.

В рамках поставленной.цели решались следующие задачи:

1. Определить роль морской звезды Asterias rubens в трофических связях в экосистемах Кандалакшского залива Белого моря.

2. Рассмотреть половой состав морской звезды Asterias rubens на мелководьях ряда островов Кандалакшского залива Белого моря.

3. Исследовать распределение Asterias rubens на литорали и верхней сублиторали ряда островов Кандалакшского залива Белого моря.

4. Оценить морфометрические характеристики тела морской звезды.

5. Проанализировать межгодовую динамику возрастной структуры Asterias rubens на мелководьях ряда островов Кандалакшского залива Белого моря.

6. Изучить двигательную активность в естественной среде, рассматриваемую по скорости переворачивания с дорзальной на вентральную сторону тела морской звезды Asterias rubens.

Большинство иглокожих очень чувствительны к понижению солёности, поэтому в нижнем горизонте беломорской литорали встречается только один вид морских звёзд - Asterias rubens; важно отметить, что Asterias rubens -единственная беломорская звезда, имеющая пелагическую личинку (Наумов, Оленев, 1981).

Благодарности:

Автор выражает искреннюю признательность и глубокую благодарность руководству, сотрудникам Кандалакшского Государственного природного заповедника за предоставленную возможность сбора материала и проведения исследований на территории заповедника, а также за оказанную помощь и поддержку в проведении работ.

Заключение Диссертация по теме "Зоология", Фомина, Ольга Викторовна

Выводы

1. Определена роль Asterias rubens L. в трофической сети экосистемы Белого моря.

- По результатам экспериментальной работы: Asterias rubens питается двустворчатым моллюском Mytilus edulis, детритом (молодь и взрослые особи Asterias rubens по разному ведут себя по отношению к детриту: молодь больше предпочитает питаться детритом, чем взрослые особи), Масота balthica и Littorina obtusata не являются основными объектами питания звезд.

- Основу питания морской утки гаги обыкновенной, летующей в Порьей губе Белого моря в 2006 году, наряду с двустворчатым моллюском Mytilus edulis морские звезды составили достаточно большой процент (47 %).

2. Анализ полового- состава в нерестовых скоплениях Asterias, rubens на мелководьях Кандалакшского« залива Белого моря/ выявил наибольший? процент самок. На мелководьях Шндалакшского залива Белого? моря обнаружены особи гермафродиты в количестве 20 экземпляров;.

3. Распределение по горизонтам литорали зависит от целого ряда: абиотических и биотических факторов, главными из которых, является продолжительность осушения и распределения основного кормового, объекта Mytilus edulis.

В нижнем горизонте литорали сосредоточено около 60: % Asterias rubens от общего числа собранных звезд. Распределение звезд' на исследуемых площадках равномерно, увеличение биомассы в районе Турьего мыса.

4. Оценены морфометрические характеристики! тела Asterias rubens. Наибольшие: параметры тела морских звезд'зарегистрированы на мелководьях Северного архипелага, что объясняется, улучшением кормовых условий на литорали по направлению от Турьего мыса к вер]пине залива.

5. Анализ возрастного состава позволил нам увеличить шкалу определения возрастав вьщелить 12 возрастньк групп;, Высокаяшозрастная'вариабельность. (от 1 года до 12 лет) имела место в 2009 году. Максимальный возраст Asterias гм^ега на мелководьях Кандалакшского залива Белого моря составилd 2 лет.

6. Существует достоверная связь между двигательной активностью и соленостью морской воды для морских звезд двух, трех и четырех лет достоверна, при понижении?соленостигпонижается и;двигательная активность звезд.

Заключение

Современное состояние экосистем литорали Белого. моря является результатом сложного взаимодействия процессов, происходящих под влиянием природных и антропогенных факторов. За последнее время в экосистемах Белого моря все больше заметны негативные изменения, вызванные человеческой деятельностью.

Данная работа была проведена на территории Кандалакшского государственного природного заповедника. Главной задачей заповедников является сохранение эталонных природных экосистем. Для обеспечения сохранения морских экосистем необходим контроль за их динамикой и особенностями развития. Только всестороннее знание о процессах, происходящих в экосистемах Белого моря, позволит улучшить природоохранные мероприятия:

В наших исследованиях было, предпринято многостороннее изучение биологии и экологии морской звезды Asterias rubens на мелководьях Кандалакшского залива Белого моря.

Определена роль Asterias rubens L. в трофической сети экосистемы Белого моря:

По результатам экспериментальной работы: Asterias rubens питается двустворчатым моллюском Mytilus edulis. Молодь и взрослые особи Asterias rubens по разному ведут себя по отношению к детриту: молодь больше предпочитает питаться детритом, чем взрослые особи. Масота balthica и Littorina obtusata не являются основными объектами питания' звезд. На песчаных грунтах, например, на Девичьих лудах и в Долгой губе по нашим наблюдениям, крупные звезды поедают маком.

Кандалакшский заповедник был создан с целью охраны морской утки гаги обыкновенной (Somateria mollissima L.), которая является типичным малакофагом, главный объект питания Mytilus edulis. В 2006 году на островах

Порьей губы, в результате; анализа питания было установлено; что беспозвоночные животные в составе, корма представлены 34 видами и наряду с двустворчатым: моллюском Mytilus edulis достаточно большой процент составили морские звезды (47 % ).

Информация о питании гаги, одновременно с нашими работами представляет большой интерес для понимания различных аспектов морских экосистем. Гага выполняет важную роль в функционировании экосистем Белого моря. Asterias rubens является компонентом непрерывно возобновляющихся кормовых ресурсов.

На распределение любых организмов влияет целый комплекс факторов абиотического и биотического; характера. В данной работе предпринята попытка выявления наиболее значимых природных факторов; определяющих распределение: Asterias rubens на; мелководьях. Наибольшее влияние: на характер распределения * звезд; на наш* взгляд, оказывают: продолжительность осушения, так, незначительная? продолжительность осушения является оптимальным и позволяет звездам достигать высокой: плотности в таких местах обитания;, отметим, что в нижнем горизонте литорали сосредоточено около 60 % Asterias rubens от общего количества собранных нами звезд; и распределениеосновногокормового объект®Mytilus edulis.

В наших исследованиях мы постарались уделить больше внимания определению возраста и' возрастному составу Asterias rubens на литорали и верхней сублиторали ряда островов Кандалакшского залива Белого моря; что имеет особый интерес, так как данные о продолжительности жизни морских звезд расходятся. Анализ возрастного состава позволил нам увеличить шкалу , определения возраста и выделить. 12 возрастных групп. Высокая возрастная вариабельность (от 1 года до 12 лет) имела место в 2009 году. Максимальный возраст Asterias rubens на. мелководьях Кандалакшского залива. Белого моря составил 12 лег.

Нами было исследовано;численное соотношениеполов Asterias rubens на мелководьях Кандалакшского залива. При анализе полового состава в нерестовых скоплениях Asterias rubens на литорали Кандалакшского залива

Белого моря выявил наибольший процент самок. На мелководьях

Кандалакшского залива Белого моря обнаружены особи гермафродиты в количестве 20 экземпляров. По нашему мнению эти данные несут в себе немаловажную информацию, ведь соотношение полов - это и есть механизм поддержания численности вида на оптимальном уровне.

Нами изучалась двигательная активность в естественной среде, рассматриваемой по скорости переворачивания с дорзальной на вентральную сторону тела морской звезды Asterias rubens, также является одной из интересных биологических особенностей. Например, в 2007 году на о. Оленем соленость составила 7,79 %о (что связано с выпуском пресных вод), и среднее время переворота при этом составило 399 сек, тогда, как при солености 16,33 %о время составило 126 сек. При низких соленостях морская звезда практически утрачивает двигательную активность. Отметим, что чем старше морская звезда, тем меньше скорость переворачивания.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Фомина, Ольга Викторовна, Петрозаводск

1. Berger V. White sea ecology and environment / St.Petersburg Tromso, 2001.-P. 155.

2. Азаров B.B. Питание рыб на литорали островов Ряшкова и Лодейного в Белом море (Кандалакшский залив) // Труды Кандалакшского государственного заповедника. Выпуск 4. Труды ББС МГУ. Т.2. -Воронеж, 1963. С. 35 - 53.

3. Анисимова H.A. К фауне и количественному распределению иглокожих Баренцева моря // Бентос Баренцева моря. Распределение,- экология и структура популяций. Апатиты.: Кольский'филиал АН СССР;' 1984. - С. 32-44.

4. Аристов Д.А., Полоскин A.B., Жернакова Д.В. Новые аспекты питания морской звезды Asterias rubens на мелководье закрытой, губы Кандалакшского залива Белого моря // Сборник тезисов докладов V сессии МБС.- Санкт-Петербург, 2004.- С. 36 37.

5. Бабков А.И., Голиков А.Н. Гидробиокомплексы Белого моря, Л., 1984. 104с.

6. Бек Т.А., Беэр Т.Л., Калякина Н.М., Семенова Н.Л. К экологии некоторых массовых беспозвоночных Белого моря // Биология моря: № 1. 1980.-С. 21'-27.

7. Белое море. Биологические ресурсы и проблемы их рационального использования // В серии: Исследования фауны морей под ред. Скарлато. Вып.42 (50). 4.1. СПб, 1995. 249 с.

8. Бергер В.Я., Наумов А.Д. Влияние солености на способность морских звезд Asterias rubens L. прикрепляться к субстрату // Биология моря. Т. 22, №2. 1996.-С. 99-101.

9. Бескупская Т.И. Питание некоторых массовых литоральных беспозвоночных Белого моря. // Труды Кандалакшского государственного заповедника. 1963. С. 135-158.

10. Беэр Т.Л. Запасы мидий и-степень их уничтожения морскими звездами в районе Беломорской биостанции МГУ (Кандалакшский залив- Белого моря) // Промысловые двустворчатые моллюски — мидии и их роль в экосистемах. Л.: Зоол. ин-т АН СССР, 1979. - С.18 - 20.

11. Беэр1 Т.Л. Морские звезды и мидии на литорали Белого моря // Труды ББС МГУ. М. 1980. - Т. 5. - С. 124 - 135.

12. Беэр Т.Л. О скорости роста Asterias rubens L. на литорали Белого моря // Биологические ресурсы Белого моря и внутренних водоемов Карелии. -Петрозаводск, 1968. С. 105 - 106.

13. Беэр Т.Л. Развитие и экология личинок морской звезды в планктоне Белого моря // Экология и физиология Белого моря. М., 1983, - С. 25 - 40.

14. Беэр Т.JI. Рост и возраст морской звезды Asterias rubens Ь. // Биологические ресурсы Белого моря. Труды ББС МГУ. — Москва: Изд-во МГУ, 1990.-С. 71-79.

15. Беэр Т.Л. Экология морской звезды Asterias rubens L. в Белом море. Автореф. дис. . канд.биол.наук. М., 1979. 22 с.

16. Беэр Т.Л. Жизненный цикл беломорской морской звезды Asterias rubens L. и ее роль в биоценозах литорали // Комплексные исследования природы океана. М.: МГУ, 1980, вып.7. С. 242 - 248:

17. Беэр Т.Л. О распределении Asterias rubens L. на литорали и верхней сублиторали в Кандалакшском заливе Белого моря // Экология морских организмов. М.: МГУ, 1971. С. 6 - 8.

18. Бианки В.В. Кулики, чайки и чистиковые Кандалакшского залива. // Труды Кандалакшского государственного заповедника. Мурманск: Кн.изд-во, 1967. - вып.6. 364 с.

19. Бианки В.В. Птицы Белого моря (современное состояние, сезонное размещение и биология): Автореф.- дис. . .докт.биол.наук. С-Пб. — 49 с.

20. Бианки В.В. Экология куликов, чаек и чистиковых Кандалакшского залива. Автореф. дис. .канд.биол.наук. Ленинград, 1966. 17 с.

21. Бианки В.В., Бойко IL С., Нинбург Е.А., Шкляревич Г. А. Питание обыкновенной гаги Белого моря. // В сб.: Экология и морфология гаг в СССР. М.: Наука, 1979. С. 126-170.

22. Материалы IX международной конференции. Петрозаводск, 2005*. - С. 55-61.

23. Броцкая В:А., Жданова H.H., Семенова H.JI. Донная фауна Великой Салмы и прилежащих районов Кандалакшского залива Белого моря // Труды Кандалакшского государственного заповедника. Выпуск 4. Труды ББС МГУ. Т.2. Воронеж, 1963. - С. 159 - 182.

24. Валовая H.A. Распределение иглокожих Белого моря в зависимости от абиотических условий // Биология Белого моря. Труды ББС МГУ. -Москва: Изд-во МГУ, 1980. Т. 5. - С. 20 - 28.

25. Винберг T.JI. Биология питания Asterias rubens L. на литорали Белого моря // Зоологический журнал. Т. 46, вып. 6. 1967. С. 923 — 931.

26. Винберг Т.Д. Зависимость между весом и линейным размером Asterias rubens L. // Биология Белого моря (Труды Беломорской биологической станции МГУ). Изд. Московский Университет, 1970, Т.З -С.81 87.

27. Винберг T.JT. О соотношении полов Asterias rubens L. // Биология Белого моря (Труды Беломорской' биологической станции МГУ). Изд. Московский Университет, 1970, Т.З -С. 88 90.

28. Винберг T.JL Биология питания Asterias rubens L. на литорали Кандалакшского залива Белого моря // Пятая СУСПИР. Петрозаводск, 1965.-С. 36-38.

29. Воронов А.Г., Дроздов H.H., Криволуцкий Д.А., Мяло Е.Г. Биогеография с основами экологии. М.: МГУ, 1999. 392 с.

30. Горчаков И. А. Особенности биологии морских звезд Asterias rubens.L. Белого и Баренцева морей в условиях различной солености; Автореф. дис. . канд.биол.наук. Петрозаводск, 2000. 27 с.

31. Горячев В. Что произошло в море? // Наука и жизнь. М.: 1990. № 9. — С. 44-45:

32. Дерюгин К.М. Фауна Белого: моря и условия ее существования. Исследование морей СССР: Л : ГОИН;1928; вып. 1--8'; 512 с.

33. Добровольский А. Д; Залогин Б; С. Моря СССР. М.: МГУ; 1982. 191 с.

34. Добровольский А. Д., Залогин Б. С. Моря СССР (природа, хозяйство). М.: Мысль, 1965. 351 с.

35. Дьяконов А. М. Иглокожие северных морей. JI.: Ленинград. Академия наук, 1933. 166 с.

36. Дьяконов.А. М. Морские звезды морей СССР: ШТШ: АН CCCPV1950L 204 е. ' "

37. Дьяконов А.М. Морские звёзды морей СССР. Определители^ по фауне СССР. №34. М-Ш: АН СССР; 1950.203с.

38. Дьяконов А.М. О способности иглокожих выдерживать понижение нормальнойюкеашиескошсолености // Докл. АН СССР. 1955. Т. 102. №2. -С. 373-374.

39. Евдонин JT.A. Защита от морских звезд субстратов марикультурьъмидии // Проблемы изучения, рационального использования и охраны» природных ресурсов Белого моря. Тез: докл. III региональной конференции. Кн.1. , Кандалакша, 1987. - С. 160 - 161.

40. Жизнь животных: Справочное издание: в 6 т./ Гл.ред. Л.А. Зенкевич. Т.2. Беспозвоночные. Л., 1968. 563 с.

41. Житний Б.Г. Биологические ресурсы Белого моря и их промысловое использование. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2007. 270 с.

42. Захаров В'. М. Критерии оценки стабильности, развития в природных популяциях животных.// ДАН СССР.том 258, №1. 1981а.- С. 254-256.

43. Захаров В.М., Баранов А. С., Борисов В. Ш и др: Здоровье среды: методика оценки. М.: Центр экологической политики России, 2000: 65 с.

44. Зацепин В. И. Донная фауна, морей-СССР." Иглокожие: руководство к большому практикуму по гидробиологии. М.: МГУ, 1982. 245 с.

45. Зенкевич Л.А. Моря СССР их флора и фауна: М.: Учпедгиз, 1951. 230 с.

46. Зенкевич Л.А. Фауна и биологическая продуктивность моря. Т.1. Л.: Советская наука, 1951. 180 с.

47. Зубов H.H. «Океанические таблицы». Л.: Гидрометеорологическое-издательство, 1957. 403'с.

48. Ивантер Э.В., Коросов А.В!. Введение в количественную биологию: Петрозаводск.: ПетрГУ, 2003. 302 с.

49. Ивантер Э.В., Коросов A.B. Основы биометрии. Петрозаводск.: ПТУ, 1992. 168 с.

50. Карпович В.Н. Кандалакшский заповедник. Мурманск, 1984. 156 с.

51. Касьянов В.Л. Личинки морских звезд: морфология, физиология и поведение // Биология моря. № 1. 1984. С. 3 - 13.

52. Касьянов- B.JI. Репродуктивная стратегия морских двустворчатых; моллюсков и иглокожих. Л.: Наука, 1989. 181 с.

53. Кауфман? З.С. Особенности половых циклов беломорских беспозвоночных как адаптация к существованию в условиях высоких; широт. Морфоэкологические и эволюционные аспекты проблемы. Л.: Наука, 1977. 264 с.

54. Кауфман З.С. Половые циклы и гаметогенез беспозвоночных Белого моря // Сезонные явления в жизни Белого и Баренцева морей. — Л; 1974. — С. 191-271.

55. Кузнецов В.В. Многолетние изменения биологических свойств некоторых беспозвоночных, Белого моря // Зоологический журнал. Т. 36, вып. 3. 1957.-С. 321-327.

56. Кузнецов В.В., Матвеева Т.А. Сезонные и суточные изменения активности нападения на приманку у морских беспозвоночных // Журнал Природа. №3.1948.- С.66 68.

57. Милейковский С.А. Размножение морской звезды Asterias rubens L. в Белом, Баренцевом, Норвежском и др. европейских морях // Океанология. Т. 8. вып. 4. 1968. С. 693 - 704.

58. Милейковский С.А. Зависимость размножения и нереста морских шельфовых донных беспозвоночных от температуры воды // Экология и распределение морской донной фауны и флоры. Труды Института океанологии им. П.П. Ширшова.Т.88. АН СССР, 1970. - С. 113 - 145.

59. Морская геоморфология. Терминологический справочник. / ред.Зенкевич В.П., Попов Б.А.М.: Мысль, 1980. 280 с.

60. Наумов А. Д., Федяков В. В. Вечно живое Белое море. СПб, 1993. 335 с.

61. Наумов А.Д., A.B. Оленев. Зоологические экскурсии на Белое море: пособие для летней учебной практики по зоологии беспозвоночных. — Л.: ЛГУ, 1980. 175с.

62. Нейман A.A. О границах применения понятия «трофическая группировка» при исследованиях донного населения // Океанология. Т. 7, №2. 1967.-С. 195-202.

63. Нинбург Е.А, Биркан В.П., Гребельный С.Д., Иоффе Б.И: Материалы к изучению донной фауны районов Северного архипелага Кандалакшского залива. // Труды Кандалакшского государственного заповедника, выпуск IX.- 1975.-С.-206-227.

64. Одум Ю. Основы экологии. М.: Мир, 1975. 400 с.

65. Океанографические условия и биологическая продуктивность Белого моря. Аннотированный атлас / Ред. O.JI. СкарлатО' Мурманск: ПИНРО, 1991. 115 с.

66. Орлов Б.Н., Гелашвили Д.Б. Зоотоксикология (ядовитые животные и их яды). М.: Высшая школа, 1985. 280 с.

67. Паленичко З.Г. Материалы по распространению и экологии некоторых беспозвоночных Белого моря // Зоологический журнал. Т.26, вып.2. 1947. -С.443-448.

68. Пантюлин А.Н. О формировании и изменчивости структуры вод Белого моря // сб. «Биологические ресурсы Белого* моря», Труды Беломорской биологической станцитМГУ. Москва: изд-во?МГУ, 1990. - С. 9 - 16.

69. Перцов H.A. Некоторые данные о питании птиц, населяющих острова Северного архипелага Кандалакшского заповедника // Труды Кандалакшского государственного заповедника. Выпуск 4. Труды ББС МГУ. Т.2. Воронеж, 1963. - С. 29 - 34.

70. Полунина O.A. О способности, морской звезды Asterias rubens L. дифференцировать соленость морской воды //ДАН СССР, 1965. — Т. 165. № 2.-С. 451-453.

71. Пропп М.В., Рябушко В.И. Энергетический, обмен массовых видов и донных сообществ сублиторали Баренцева моря // Гидробиология и биогеография шельфов холодных и умеренных вод Мирового океана. — Ленинград: Наука, 1984. С. 130 - 132.

72. Русанова М.Н. Краткие сведения по биологии некоторых массовых видов беспозвоночных района мыса Картеш // Материалы по комплексному изучению Белого моря.- М. 1963. Вып.2. - С. 53 - 65.

73. Русанова М.Н., Хлебович В.В. О влиянии на фауну Белого моря аномальных условий 1965 1966 г.г. // Океанология. Т. 7, вып. 1. 1967. - С. 164-167.р

74. Саранчова O.JI. Особенности экологии морской звезды Asterias rubens L. как компонента сообществ обрастания на искусственных субстратах //

75. Экология обрастания в Белом море. Л.: Зоол. ин-т АН СССР, 1985. - С. 92 -99.

76. Саранчова O.JI. Отношение Asterias rubens L. Белого- моря к температуре и солености воды //Экологические и. физиологические исследования гидробионтов. Л.: Зоол. ин-т АН СССР, 1989:- Т. 192. - С. 86-104.

77. Саранчова О.Л., Кулаковский Э.Е. Влияние солености среды-на разные стадии развития морской звезды Asterias rubens L. и мидии Mytilus edulis L. // Биология моря. № Г. 1982: С.- 34 - 39.

78. Саранчова О.Л., Луканин В.В. Адаптивные реакции морской звезды Asterias rubens L. и мидии Mytilus edulis L. из Белого моря к изменению солености среды // Биология моря. № 5. 1989. — С. 29 35.

79. Саранчова' О.Л., Флячинская Л.П.' Воздействие' солености среды на, ранний онтогенез мидии Mytilus edulis.H морской звезды Asterias rubens из Белого моря<У/ Биология моря. Т. 27. № 2. 2001.-С. 110-116.

80. Смуров A.B. Первая^ для Белого« моря находка симбиотической копеподы. Sottomizon gibberum (Scott); (отр. Siphonostomatoida), ассоциированной с морской*звездой> Asterias rubens L. // Доклады Академии. Наук Т. 333, № 5i 1993. С. 684 - 686.

81. Федотов Д.М. Тип иглокожих (Echinodermata) // Руководствопо зоологии. Т. 3. М.: Совр. наука, 1951. С. 460 - 591.

82. Филимонова Е.Ф. Функциональная морфология пищеварительной: системыиглокожих. JL: Наука,1979.\ 119 с.

83. Ушакова О.О., Саранчова O.JI. Устойчивость, к воздействию пониженной солености планктонных личинок массовых видов беспозвоночных Белого моря // Зоологический журнал. Т. 82, № 3. 2003: -С. 318-324.

84. Хлебович В.В. Критическая соленость биологических процессов. Л.: Наука, 1974. 236 с.

85. Черкасов? E.G., Левин B.C. К анализу отношения размер — масса у морских звезд // Биология моря. № 6. 1983.,- С. 65 68.

86. Шилов И.А. Экология. М.: Высшая школа; 2000: 512 с.

87. Шорыгин А.А. Иглокожие Баренцева моря // Тр. Плавуч, морск. научн. ин-та. Т.З, вып. 4: 1928.

88. Шорыгин А.А. Иглокожие Белого моря // Тр. Плавуч, морск: научн. инта. Т.2, вып. 1. 1926. -С. 3 59.11^41 Лрославцева JI1 М!,„ Жирмунский^ А.В: Приспособления; морских беспозвоночных к изменениям солености*// Биология моря. № 2. 1978. С. 3-21.

89. Shlieper С. Comparative study of Asterias rubens L. and Mytilus edulis L. from the western Baltic Sea and the North Sea // L'annee biologique. 1957. Ser. 3.T. 33. P. 117-126.

90. Binyon J. Physiology of echinoderms. N.Y.: Pergamon Press: 1972. 264 p.

91. Vevers H.G. The biology of Asterias rubens L.: growth and reproduction. // Journ. Mar. biol. Assoc. U.K. V.28. 1949. P. 165 - 187.

92. Barnes II., Powell H.T. The growth rate of juvenile Asterias rubens L. // Journ: Mar. biol. Assoc. U.K. V.30. N.2. 1951. - P. 381 - 385.

93. Orton J.H., Fraser J.H. Rate, of growth of the common starfish, Asterias rubens L. // Nature. V. 126. P. 567.

94. Allen W.E. How do starfishes open oysters // Journ. Mar. biol. Assoc. V.4. 1896.

95. Mortensen T. Handbook of the Echinoderms of the British Isles. // Oxford University Press. V. 4. 1927.

96. Gemmill J.F. The development and certain points in the adult structure of the starfish Asterias rubens L. // Phil. Trans. Roy. Soc. V.205. 1914. P. 213 -294.

97. Smith G.F. Factors limiting distribution and size in the starfish. // Journ. Fish. Res. Bd. Canada. V. 5. N.l. 1940. P. 84- 103.

98. Aldrich F.A., Aldrich M.M. Studies on the reproductive functional morphology of Asteroidians. Sex reversal in the common seastar Asterias forbesi //Notulae naturae Acad. Natur. Sci. Philadelphia. V. 1. 1955.