Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Фауна моллюсков и полихет и их роль в донных сообществах сублиторали Кольского залива Баренцева моря

ВАК РФ 03.00.08, Зоология

Автореферат диссертации по теме "Фауна моллюсков и полихет и их роль в донных сообществах сублиторали Кольского залива Баренцева моря"

МИТИНА

Елена Гарисоновна

Фауна моллюсков н полихет и их роль в донных сообществах сублиторали Кольского залива Баренцева моря

03.00.08 - Зоология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Петрозаводск, 1999

Работа выполнена в Мурманском Морском Биологическом институте Кольского научного центра Российской Академии наук

Научный руководитель:

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Н.В.Денисенко

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор В.В. Луканин доктор биологических наук, профессор В.Ф. Брязгин

Ведущая организация:

Институт биологии Карельского научного центра Российской Академ] наук

Защита состоится _1999 г. в УУ часов

заседании диссертационного совета Д.063.95.01 Петрозаводск)

государственного университета по адресу: 185640, г. Петрозаводск, г Ленина, 33, ПетрГУ, Биологический факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Петрозаводске государственного университета.

Автореферат разослан « 1999 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук

С.Д. Узенба

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Кольский залив является самым крупным 'боководным заливом фиордового типа, не имеющим аналогов на всем сном побережье Баренцева моря. Детальное изучение фауны донных •-позвоночных на всей акватории залива было проведено лишь в начале :а и эти материалы отражены в известной монографии K.M. Дерюгина 15), которая и до наших дней не утратила своей актуальности. Однако, лпжения современной науки в области систематики, биогеографии и 1Экологии требуют пересмотра некоторых результатов, приведенных в im фундаментальном труде. Кроме того, в связи интенсивным освоением льского полуострова в течение текущего столетия залив подвергался щному антропогенному воздействию, что не могло не сказаться на об-м состоянии всей фауны и бентосных организмов, в частности. Вместе ем, в более поздние сроки после проведения экспедиций K.M. Дерюги-осуществлялось изучение лишь отдельных участков залива, а детально-исследования всей его акватории не проводилось. Поэтому оценка соименного состояния зообентоса является весьма актуальной и [ученные материалы могут быть использованы в дальнейшем при про-;ении мониторинговых наблюдений.

Цель и задачи работы. Цель настоящей работы заключалась в изуче-i современного состояния сублиторальной фауны полихет, моллюсков и кшх сообществ в целом, а также в выявлении тенденций в динамике бентоса Кольского залива.

В задачи исследований входило: ыявление таксономической и биогеографической структуры фауны по-ихет и моллюсков, как наиболее массовых, фонообразующих групп энных беспозвоночных;

роведение анализа биогеографической структуры фауны в целом; следование закономерностей распределения организмов в зависимости г глубины и характера донных осадков;

1ализ видового разнообразия фауны и оценка состояния донных сооб-еств сублиторали Кольского залива;

¡учение закономерностей количественного распределения животных.

Научная новизна. В результате проведенной работы уточнен и до-нен видовой список донных беспозвоночных сублиторали Кольского 1ва. Получены современные данные о биогеографической структуре ны моллюсков и полихет; информация, представленная в монографии [. Дерюгина (1915), приведена в соответствие с современными науч-ш взглядами в области систематики и биогеографии. Проанализирова-количественные характеристики как фауны в целом, так и основных

фонообразующих групп. Впервые выделены моллюсков и полихет, пров ден сравнительный анализ количественных характеристик донной фаун для 80-90-х годов, рассчитаны индексы видового разнообразия для бент фауны; оценено состояние донных биоценозов; проведен анализ фациал ной принадлежности и выявлена приуроченность организмов к различив типам донных осадков; рассмотрена трофическая структура бентофауны.

Теоретическая и практическая значимость. Результаты выполненн< работы дополняют ранее опубликованные материалы о фауне и эколог: массовых видов донных беспозвоночных, населяющих сублитораль Кол ского залива и могут быть полезны при анализе закономерностей форм рования и функционирования систем биоценотического и популяционно уровня. Сведения о количественном распределении донных животш важны для решения задач рационального природопользования и охра! биологических ресурсов, а также могут использоваться для оценки экол гического состояния морской фауны и степени антропогенного воздейс вия на биоту. Материалы диссертации могут быть рекомендованы д включения в лекционные курсы зоологии, гидробиологии и экологии » вотных.

Апробация работы. Материалы диссертации были доложены конференции молодых ученых (Мурманск, 1997), международной коне] ренции «Экологический мониторинг морей западной Арктики» (Мурмаш 1997), научно-практической конференции студентов и профессоре! преподавательского состава Мурманского государственного педагот ческого института (Мурманск, 1998), заседании кафедры биологии ест& венно-экологического факультета МГПИ (Мурманск, 1998), междунарс ном семинаре, посвященном памяти академика Е.М. Крепса «Адаптаи животных и растений (на уровне организмов, популяций, экосистем) к ; ловиям арктических морей» (Мурманск, 1999).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 работ.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на страниц проиллюстрированного 23 таблицами и 42 рисунками и состоит из вве, ния, 5 глав, выводов, списка литературы и трех приложений, содержал списки видовых названий и количественные характеристики фауны. С] сок литературы включает 132 отечественных и 50 иностранных названий

Основное содержание работы Глава 1. История исследований Кольского залива Баренцева мор

В главе кратко изложена история изучения донной фауны, как всей акватории Баренцева моря, так и в Кольском заливе. В развитии б< 4

юных исследований данного района Мирового океана можно проследить ¡сколько основных периодов.

Начальный этап становления биологических исследований на Севере [растеризуется изучением видового состава фауны и флоры Баренцева эря, морфологическим описанием организмов, условий их существования появлением первых биогеографических обобщений. Началом работ на ом этапе изучения Кольского залива можно считать проведение несколь-[х экспедиций, по материалам которых были опубликованы сведения об •дельных группах донных беспозвоночных (Озерецковский, 1804; Яржин-ий, 1870; Герценштейн, 1885; Бируля, 1897; Smitt, 1879).

В начале текущего столетия была осуществлена первая комплексная спедиция по изучению флоры и фауны Кольского залива под руково-:твом K.M. Дерюгина и по ее результатам в печати появился ряд работ едикорцев, 1908; Линко, 1908; Брюгген, 1909; Брейтфус, 1911-1912; Луга, 1910; Дерюгин, 1910, 1911, 1915; и др.), самой значительной из кото-IX явилась монография «Фауна Кольского залива и условия ее существо-вия» (Дерюгин, 1915).

Дальнейшее развитие исследований биоты Баренцева моря было свя-но началом количественного учета животных с использованием соответ-вующих орудий лова. Такие исследования фауны проводились в лито-льной зоне Кольского залива уже в 20-е годы текущего столетия урьянова, 1925; Гурьнова, Закс, Ушаков, 1926, 1928, 1930). При этом юдолжаются работы по изучению видового состава, распространения и ловий жизни донных организмов в отдельных районах сублиторали Дерюгин, 1921; Гурьянова, 1925, 1927, 1947; Гурьянова, Закс, Ушаков, 26; Дьяконов, 1926, 1929; Спасский, 1929; Танасийчук, 1927, 1929; Ло-на-Лозинский, 1929; Zachs, 1925). В конце 30-х -годов В.И. Зацепиным ши возобновлены работы K.M. Дерюгина по комплексному изучению нной фауны (Зацепин, Зенкевич, Филатова, 1948).

В послевоенный период (1945-1977) продолжается становление и звитие аут- и синэкологических исследований бентоса Баренцева моря, нако регулярные наблюдения за фауной Кольского залива приостанав-ваются почти на 40 лет и возобновляются только в 70-е годы. Результаты ;педиционных сборов этого периода позволили получить некоторые све-яия о бентофауне кутовой и центральной частей залива (Голиков, Аве-нцев, 1977; Антипова, 1984), однако опубликованные материалы не дают иного представления о состоянии донных сообществ на акватории всего шва.

Современные исследования морской биоты характеризуются ком-жсным изучением ее состояния, при этом большое внимание уделяется ;нке уровня загрязнения экосистем и состояния популяций донных орга-

низмов, а также рассматриваются возможности сохранения и рациональн го использования промысловых видов беспозвоночных. С этой целью с с редины 80-х годов Мурманским Морским Биологическим Институтом пр водятся комплексные экспедиции по выявлению экологического состоян биоты. Исследования в сублиторали Кольского залива приобретают per лярный характер и позволяют проследить динамику многолетних измен ний состояния его донной фауны.

Глава 2. Физико-географическая характеристика района исследований

Кольский залив расположен в северо-западной части Кольского г луострова и вдается в глубину материка примерно на 60 км. По свое: происхождению, конфигурации берегов, рельефу дна и гидрологическо режиму залив является типичным полярным фиордом (Каплин, 1962; Кг лин и др., 1991).

В соответствии с особенностями морфометрии акваторию залк принято делить на три участка: южное, среднее и северное колена. ГлуС на залива постепенно увеличивается от вершины к внешней части. Это целом, монотонное понижение дна нарушается порогом (с минимальн глубиной до 104 м) напротив губы Сайда. Наиболее мелководным являе! южное колено, наиболее глубоководным - северное, при этом максима ные глубины по осевой части составляют соответственно 40 и 317 м.

В кутовой части залива донные осадки представлены илом или и: стым песком, песком с мелким камнем, вблизи берегов - песок с вклю нием камней; у вершины залива преобладает песок; местами встречаю-россыпи камней и песок с камнями. В центре среднего колена и в губах лива преобладают преимущественно илистые осадки, сменяемые ближ берегам каменисто-песчаными отложениями. В мористой часта заш преобладает илистые осадки, а ближе к берегам располагаются каменист россыпи (Лоция Баренцева моря, 1983).

Все природные процессы и биологическая жизнь в заливе опреде ются влиянием атлантических водных масс Прибрежной ветви Нордк ского течения, относящегося к системе Гольфстрима. В связи с этим Ко ский залив практически не замерзает, за исключением южного коле которое является наиболее распресненным.

Динамика вод в заливе определяется приливными, ветровым! стоковыми течениями, при этом наиболее важную роль играют прилив! течения, которые обеспечивают постоянный водообмен с открытой част Баренцева моря (Матишов Г.Г., Матишов Д.Г. и др., 1997).

Водная масса залива в весенний период (конец мая - начало июня) растеризуется наличием четырех горизонтов, отличающихся показателе 6

гаературы и солености. В результате взаимодействия речного стока и ганских вод в заливе формируется отчетливо выраженный галоклин и

1М0КЛИН.

Годовой ход температуры воды в Кольском заливе выражен сильнее, л в открытом море. Минимум приходится на март, когда температура зерхностного слоя понижается до 0,5° С в южном колене и до 1° С - в се->ном. К июлю температура поверхностного слоя в южном колене повы-ется до 11° С, а в северном - до 10° С (Дженюк, Савельева, 1997).

По сравнению с другими заливами Баренцева моря Кольский залив паточно сильно загрязнен. Это иллюстрируется хотя бы тем, что бен-:ные пробы, собранные экспедициями ММБИ 1995 и 1997 гг., в южной, :дней частях, а также в губах Пала, Сайда, Оленья и Екатергаганская гаи> были покрыты пленкой нефтепродуктов и содержали большое коли-;тво антропогенного мусора.

Глава 3. Материал и методы исследований

В настоящей работе представлены и обобщены материалы исследо-шй, собранные лично автором или при его участии в сублиторали Коль->го залива. Основой для написания данной работы послужили сборы житных, выполненные экспедициями ММБИ в июле 1989 года, апреле 1995 мае 1997 годов (рис. 1).

Материалы были собраны в сублиторальной зоне на 20 станциях, положенных на всей акватории залива с помощью дночерпателей Ванна с площадью захвата 0,1 м2. Во всех случаях пробы отбирались в трех-"икратной повторности в зависимости от структуры донных осадков, омывка производилась через капроновое сито с размером ячеи 0,5 и 1 , фиксация материала осуществлялась 4% раствором формалина, ней-лизованного бурой или гексамином. Камеральная обработка заключать в определении видового состава, численности и веса животных каж-'0 вида.

При биогеографическом анализе типов ареалов использовали такие пщипы биогеографического районирования, как провинциальный, зо-[ьный (Гурьянова, 1972; Голиков, 1982) и историко-генетический рьянова, 1939, 1957).

Определение биогеографического статуса залива осуществляли с том публикаций последних лет, в которых отражены современные оставления о биогеографическом районировании Баренцева моря ггипова, Денисенко, Семенов, 1989; Ересковский, 1989; Денисенко, '0).

Рис. 1. Карта-схема района исследований: 1 - бентосные станции 1989г 2 - бентосные станции 1995т.; 3 - бентосные станции 1997г.

Вертикальное распределение основных систематических групп бес-»звоночных (как видового состава, так и биогеографической структуры) осматривалось в связи с расположением трех типов водных масс, отли-¿гощихся определенными значениями температуры и солености (Потанин, 1рин, 1989; Дженюк, Савельева, 1997).

При сопоставлении фауны из разных участков залива использовали гдексы сходства (общности) сравниваемых фаун. Сходство видового со-ава определяли по формулам Жаккара (Jaccaid, 1901, 1911) (1) и Чека->вского-Серенсена (Sorensen, 1911) (2):

Ij = (С / D; + Dj+n - С) х 100 % (1),

Cs = 2(NaDNb)/(Na+Nb) x 100 % (2),

;e С - количество общих видов, количество видов в каждом из сравниваемых списков;

i, Dj+n - количество видов в каждом из сравниваемых списков; i,+B - число общих видов в описаниях А и В, NÄ, Nb - число видов соответственно в описаниях А и В.

Сходство видового состава донных сообществ было подвергнуто гастерному анализу (Андреев, 1979; Песенко, 1982). Кластеризация вы-шнена на компьютере с помощью пакета программ System 7 for Windows.

Сообщества выделяли на основании доминирования видов по био-jcce (Möbius, 1877; Воробьев, 1949). Степень угнетения сообществ оце-геали при помощи анализа соотношения кумулятивных процентов био-1ссы и численности - АВС-метода (Warwic, 1986,1988).

Так же с целью оценки экологического состояния использовали по-оатели устойчивости (или преобладающей жизненной гик стратегий) >нных сообществ (Денисенко, 1997).

Индекс видового разнообразия вычисляли по формуле Шеннона hannon, Weaver, 1963):

H^Etni/IsOlog^ni/N), ;е П; - численность i-ro вида, N - численность всех видов.

При выявлении тенденций в динамике многолетних изменений дон-)й фауны Кольского залива основывались главным образом на количест-нных характеристиках, полученных в результате обработки материалов :спедиций двух периодов наблюдений - 1989 г. и 1995-1997 гг.

В настоящей работе таксономическая структура донной фауны, заре-стрированной в заливе в разные периоды исследований, приведена с уче-м последних публикаций по систематике рассматриваемых групп (Holte, 171; Hartman-Schröder G., 1971; Стрельцов, 1973; Голиков, 1980, 1984, '87; Скарлато, 1981; Жирков, 1989; Федяков, Наумов, 1990; Golykov, 1995 др.).

Для описания трофической структуры донной фауны использовалас система классификации пищевых группировок донных беспозвоночны принятая в настоящее время (Турпаева, 1948, 1949, 1953; Соколова, Hei ман, 1966; Кузнецов, 1970, 1980; Нейман, 1988 и др.).

При проведении анализа имеющихся в нашем распоряжении даннь на разных этапах их изучения использовались компьютерные программ ЮМ PC (Microsoft Exel-3, Corel Draw-6, Map Viewer-2.1 и др.).

Глава 4. Общая характеристика основных групп донных беспозвоночны:

Кольского залива

4.1. Тип Mollusca (видовой состав и биогеографическая структур экология и распределение, многолетняя динамика).

Моллюски - одна из наиболее богатых в видовом отношении груг донных беспозвоночных в Кольском заливе, что подтверждают материал всех экспедиций, выполненных за последние 100 лет. Эти организмы ш: роко представлены в биоценозах и во многих из них занимают домин рующее положение.

В пробах 1995 и 1997 годов идентифицировано всего 37 видов моллг сков, относящихся к двум классам - Bivalvia и Gastropoda. В начале Bei было зарегистрировано более 110 видов этой группы, что обусловлено б лее плотной сеткой станций и использованием в качестве орудий лова др ги и трала, имеющих большую площадь захвата. Видовой состав молш сков в различных районах залива следующий:

Класс Bivalvia Linnaeus, 1758

Семейство Nuculidae Gray, 1824: Leionucula bellotii (.Adair, 1856)**{3).]

Семейство Nuculanidae H. Et A. Adams, 1858: Nuculana реши (Muller, 1776)** (2), Yoldiella fraterna Verrill et Bush, 1898 (1, 2)*, Yodiel lenticula (Moller, 1842) (1,2).

Семейство Arcidae, Newton 1891: Bathyarca glacialis (Gray, 1824) (2)

Семейство Crenellidae Gray, 1840: Crenella decussata (Montagi 1808)** (1,2,3).

Семейство Mytilidae Rafmesgue, 1815: Dacridium vitreum (Molk 1842)** (1, 2), Mytilus edulis Linnaeus, 1767 (3).

'Цифрами обозначены участки залива: 1 - южное колено, 2 - среднее колено, : северное колено; * - виды, обнаруженные в заливе впервые; **- виды, обнаруженные Кольском заливе во все периоды исследований.

Семейство Pectiniciae Rafinesgue, 1815: Arctinula groenlandica (G.V. Sowerbery 11, 1842) (2).

Семейство Heteranomidae Scarlato et Starobogatov, 1979: Heteranomia sgvamula (Linnaeus, 1758) (1).

Семейство Thraciidae Stoliczka, 1870: Thracia myopsis Moller, 1842* (1).

Семейство Astartidae Orbigny, 1844: Astarte crenata (Gray, 1842) (1, 2, 3), Elliptica elliptica (Brown, 1827)** (1, 2), Tridonta borealis Shumacher, 1817** (1, 2, 3), Nicania montagui (Dillwin, 1817)** (1, 2).

Семейство Hiatellidae Gray, 1824: Hiatella arctica (Linnaeus, 1767)

0,2).

Семейство Thyasiridae Dall, 1901: Thyasira gouldi (Philippi, 1846)** (2, 3), Thyasira sarsi (Philippi, 1845) (1, 2, 3), Axinulus ferrugunosus (Forbes, 1844)* (2), Axinopsida sp. (1,2).

Семейство Clinocardiidae Kafanof, 1974: Ciliatocardium ciliatum (Fabricius, 1780)** (2, 3), Pavicardium ovale (Sowerbery, 1840) (1), Serripes groenlandicus (Bruguere, 1789) {1).

Семейство Tellinidae Brainvill, 1814: Macoma calcarea (Gmelin, 1791)** (1, 2, 3).

Семейство Myidae Lamarlc, 1809: Mya (Mya) truncata Linnaeus, 1758 (1,2,3).

Семейство Veneridae Rafinesgui, 1815: Liocyma fluctuosa (Gould, 1841)* (1).

Семейство Cuspdaridae Dall, 1886: Cuspidaria arctica (M. Sars, 1859) (1,2, 3).

Класс Gastropoda Cuiver, 1797

Семейство Naticidae Forbes, 1838: Cryptonatica clausa (Broderip et Sowerbery, 1829) (3); Lunatiapallida (Broderip et Sowerbery, 1829) (1, 3).

Семейство Buccinidae Rafinesgui, 1815: Neptunea despecta despecta (Linnaeus, 1758) (2); Buccinium sp. (1).

Семейство Muricidae, Rafinesgue, 1815: Boreotrophon clantratus (Linnaeus, 1767) (2).

Семейство Lepetidae Dall, 1869: Lepeta coeca (Muller, 1776) (1, 3).

Семейство Emarginidae Gray, 1834: Punciurella noachina (Linnaeus, 1771) (I).

Семейство Scaphandridae GO. Sars, 1878: Cylichna alba (Brown, 1827) (1, 2), Cylichna occulta (Mighels, 1841) (3).

Семейство Philinidae Gray, 1850: Philine finmarchica M. Sars, 1858

(1, 2).

Сравнение видовых списков моллюсков, полученных в начале века, в 80-е и в 90-е гг. показало, что 10 видов моллюсков были общими для рассматриваемых периодов исследований залива, в то время как 4 вида моллюсков, относящихся к классам Bivalvia и Gasropoda, обнаружены в 90-е годы в заливе впервые (I.yocima fluctuosa, Axinulus ferruginosus, Tracia my-opsis, Yoldiellafraterna).

Моллюски в наших сборах встречаются на всех участках акватории, но видовое богатство этой группы неоднородно в разных районах. Фауна моллюсков более широко представлена в южной и средней частях залива по сравнению с северным коленом.

Вертикальное распределение этой группы донных беспозвоночных зависит ог структуры водных масс. Общей тенденцией является увеличение видового богатства глубины до 200 м, дальнейшее ее возрастание приводит к обеднению фауны моллюсков. Такой характер распределения отмечен в разные периоды исследований залива. При этом в двух последних бентосных съемках максимальное число видов моллюсков (более 40) отмечено в диапазоне 20-50 м, что, возможно, обусловлено приуроченностью станций к мелководным участкам акватории залива.

Анализ распределения биомассы и плотности поселений организмов по глубинам показал, что повышенные показатели биомассы для рассматриваемой группы донных беспозвоночных отмечены на глубинах 10 м, 100 м, а также в диапазоне от 200 до 300 м. Однако, максимальные значения плотности поселений моллюсков характерны для мелководья до 10 м.

Распределение биомассы моллюсков по акватории залива также неоднородно и имеет следующий характер. Максимальная биомасса моллюсков отмечена в кутовой части на небольших глубинах в районе мыса Ми-шуково и достигала 126,99±60,43 г/м2. Минимальная биомасса моллюсков зарегистрирована в районе губы Рослякова и составила 0,095±0,0308 г/м2. В 1995 г. произошло резкое увеличение численности и биомассы моллюсков по сравнению с данными предыдущей экспедиции, выполненной в 1989 г., биомасса возросла в 4 раза, а плотность поселений почти в 30 раз, что, возможно, обусловлено обилием мелких животных и более качественной промывкой проб.

В целом, значения количественных характеристик фауны моллюсков на станциях, расположенных в средней и северной частях залива ближе к берегу (губы Пала, Оленья, Сайда, Екатерининская гавань, Рослякова) значительно ниже, чем на станциях, расположенных вдоль центральной оси залива.

По биогеографической принадлежности видов основу фауны моллюсков в Кольском заливе составляют бореально-аркгические виды. Их доля в наших материалах составила 94%, от общего числа видов, остальные 6%

представлены бореальными видами. Первые доминируют на всех глубинах, а максимальное количество видов второй группы отмечено на глубине 2050 м.

Представители типа Mollusca в Кольском заливе встречаются на всех типах донных осадков, но отдают предпочтение мягким илистым и песчаным, а также смешанным грунтам.

В результате анализа трофической структуры фауны моллюсков выявлено, что в сублиторали Кольского залива условия среды наиболее благоприятны для развития поселений подвижных сестонофагов и собирающих детритофагов. Распределение этих трофических группировок соответствует особенностям распределения донных осадков. Полученные данные хорошо согласуются с выводами о трофической структуре фауны двустворчатых моллюсков Баренцева моря, которая также представлена, в основном, двумя вышеуказанными группировками (Антипова, Замилат-ская, 1986).

4.2. Тип Annelida. Класс Polychaeta (видовой состав и биогеографическая структура, экология и распределение).

Самой богатой в видовом отношении группой донных беспозвоночных в Кольском заливе являются полихеты. Эти животные, также как и моллюски, широко представлены в разных биоценозах, в большинстве из которых им принадлежит руководящая роль.

В начале века было зарегистрировано более 100 видов полихет, в пробах 1995 и 1997 гг. идентифицировано также порядка 100 видов животных, относящихся к рассматриваемой группе.

Однако сравнение видовых списков из сборов разных лет (начало века и 90-е годы) показывает наличие существенных изменений в видовом составе полихет за 60 лет. По сравнению с началом века - около 40 видов зарегистрированы нами впервые, в основном это представители семейств Spionidae и Maldanidae, которые характеризуются мелкими размерами. В гоже время только 34 вида полихет оказались общими для обоих периодов исследований залива.

Видовой состав полихет в различных участках залива следующий.

Подкласс Errantia

Семейство Amphinomidae Savigny, 1818: Paramphinome jeffreisii Mclntoch, 1868) (1, 2, 3)*.1

Семейство Polynoidaa Malmgren, 1867: fíilgides sp.(2, 3), Enipo torelli Vfalmgren, 1865 (2, 3)*, Gattyana cirrosa (Pallas, 1776) (1, 2, 3)**, Harmothoe mbricata (Linne, 1767) (1, 2)**, Harmothoe sp. (1).

Семейство Sigalionidae Malmgren, 1867: Pholoe sp. (1, 2, 3), Pholoe minuta (Fabricius, 1780) (2, 3).

Семейство Phyllodocidae Oersled, 1843: Eteone longa/flava (Fabricius, 1780) (1, 2, 3)**, Mystides borealis Theel, 1879 (2, 3)**, Phyllodoce groen-landica Oersted, 1842 (1, 2, 3)*, Phyllodoce maculata (Linnaeus, 1767) (1, 2,

3)**.

Семейство Hesionidae Malmgren, 1867: Nereimyra aphroditoides (Fabricius, 1780) (1)*.

Семейство Syllidae Grube, 1850: Eusyllis blomstrandi Malmgren, 1867 (2)*, Eusyllis sp. (2), Exogone sp. (1, 2, 3), Syllis armillaris (Muller, 1776) (2)**, Syllis sp. (1,3).

Семейство Nereidae Jonhnston, 1865: Nereis (Neanthes) virens M. Sars, 1835 (1,2)*, Nereis zonata Malmgren, 1867 (1)**.

Семейство Nephtyidae Grube, 1850: Aglaophamus malmgreni (Theel, 1879) (2, 3)*, Micronephtys minuta (Theel, 1879) (1, 2, 3)*, Micronephtys neotenus (Theel, 1879) (1, 2, 3)*, Micronephtys sp.{3)*, Nephtys ciliata (Muller, 1779) (1, 2, 3), Nephtys paradoxa Malmgren, 1874 (2, 3), Nephtys pente Rainer, 1984 (2,3)*, Nephtys sp. (1).

Семейство Sphaerodoridae Malmgren, 1867: Sphaerodorum gracilis (Ranthke, 1843) (1)**.

Семейство Glyceridae Grube, 1850: Glycera capitata Oersted, 1843 (1, 2, 3)**.

Семейство Goniadidae Kinberg, 1866: Goniada maculata Oersted, 1843 (1,3)*.

Семейство Onuphidae Kinberg, 1865: Nothria hyperborea (Hansen, 1878) (1, 3)**.

Семейство Lumbrineridae Malmgren, 1867: Lumbrineris fragilis (Muller, 1776) (1,3)**, Lumbrinereis sp. (1, 2,3).

Семейство Dorvilleidae Chamderlin, 1919: Ophryotrocha sp. (3), Schis-tomeringos sp. (1, 2, 3).

Подкласс Sedentaria

Семейство Orbiniidae Hartman, 1942: Scoloplos armiger (Muller, 1776) (1,3)**.

Семейство Paraonidae Cerruti, 1909: Aricidea hartmani (Strelzov, 1968) (1, 2)*, Aricidea (Allia) nolani Webster & Benedickt, 1887 (2), Cirrophorus lyra (Southern, 1914) (1, 2, 3)*, Tauberia gracilis (Tauber,1879) (1, 2, 3).

Семейство Trochochaetidae Pettibone, 1963: Trochochaeta multicetosa (Oersted, 1843/(1, 2, 3)**.

Семейство Spionidae Grube, 1850: Laonice cirrata (M. Sars, 1851) (1, 2, 3)**, Pygospio elegans Claparede, 1863 (1)*, Polydora ciliata (Johnston,1838)

'1)*, Polydora guadrilobata Jacobi, 1883 (1)*, Polydora sp. (2, 3)*, Prionospio cirri/era Wiren, 1883 (1, 2, 3)*, Spio cf armata (Thulin, 1957) (1)*, Spio cf lumicola Verrill, 1880 (3)*, Spiophanes kroyeri Grube, 1860 (1,2)*.

Семейство Chaeroptidae Malmgren, 1867: Spiochaetopterus typicus M. Sars, 1856 (2, 3)*.

Семейство Cirratulidae Garus, 1863: Chaetozone cetosa Malmgren, 1867 (1,2, 3)*, Cirratulus cirratus (Müller, 1776) (2, 3), Cirratulus sp.( 1, 3).

Семейство Cossuridae Day, 1863: Cossura sp. (1, 2, 3), Cossura longo-cirrata Webster & Benedict, 1887 (3)*.

Семейство Opelidiidae Malmgren, 1867: Ophelina acuminata (Oersted, 1843) (2)**.

Семейство Fiabelligeridae Saint-Joseph, 1894: Brada villosa (Rathke, 1843) (3)**, Diplocirrus cf. glaucus (Malmgren, 1867) (2, 3)*, Diplocirrus hir-sutus (Hansen, 1869) (1, 2,3)**, Pherusaplumosa (Muller, 1776) (3)**.

Семейство Scalibregmidae Malmgren, 1867: Scalibregma inflatum Rathke, 1843 (1)*.

Семейство Capitellidae Grube, 1862: Capitella capitata (Fabricius, 1780) (1, 2, 3)**, Heteromastus filiformis (Claparede, 1864) (2, 3)*, Notomastus latericeus Sars, 1851 (1,2, 3)*.

Семейство Maldanidae Malmgren, 1867: Clymenura polaris Theel,I879) (1, 2, 3)*, Maldane sarsi Malmgren. 1865 (2, 3)**, Microcymene sp. (2, 3), Nicomache lumbricalis (Fabricius, 1780) (3)**, Nicomache minor irwidsson, 1906 (3)*, Petaloproctus tenuis (Theel, 1879) (2, 3)*, Praxillella gracilis (M. Sars, 1861) (2, 3)**, Praxillella praetermissa (Malmgren, 1866) (1, 2, 3)*, Praxillura longissima Arwidsson, 1906 (3)*.

Семейство Oweniidae Rioja, 1917: Galathowenia oculata ßachs, 1923) '1,2, 3)*, Oweniafusiformes Delle Chiaje, 1841 (3)**.

Семейство Pectinariidae Quatrefages, 1865: Pectinaria hyperborea 'Malmgren, 1865) (1, 2, 3)**, Pectinaria koreni (Malmgren, 1866) (1)*.

Семейство Ampharetidae Malmgren, 1865: Amage auricola (Malmgren, 1866) (2)**, Ampharete cf lindstroemi Malmgren, 1867 (1)*, Ampharete fin-narchica (M. Sars, 1865) (2)**, Amphicteis gunneri (M. Sars, 1835) (1)**, Lysippe labiata Malmgren, 1865 (3)**,Melinna elisabethae Mclntoch, 1922 (1, 2, 3)*.

Семейство Trichobranchiidae Malmgren, 1869: Terebellides stroemi M. tors, 1835 (1, 2, 3)**, Terebellides williamsae Jirkov, 1989 (3)*.

Семейство Terebellidae Malmgren, 1865: Lanassa venusta venusta Malmgren, 1874) (1, 2, 3)*, Laphania boecki Malmgren, 1865 (1, 2, 3)*, '.eaena abranchiata (Malmgren, 1865) (2, 3)**, Proclea graffl (Langerhans, 1884) (2, 3)*.

Семейство Sabellidae Malmgren, 1867: Chone sp. (1, 2, 3), Euchotu cmalis (Kroyer, 1856) (1, 2,3)**, Euchonepapillosa (M. Sars, 1851) (1,2, 3)**.

Семейство Serpulidae Macleay, 1840: Chitinopoma serrula (Stimpson 1854) (2)*.

Полихеты, как и моллюски, в наших сборах зарегистрированы н; всех участках акватории залива, но видовая представленность этой групп! неоднородна в разных районах. Фауна полихет наиболее богата в мористол участке залива, в то время как моллюски более широко представлены в еп южной и средней частях.

Распределение полихет и моллюсков по глубинам имело сходны] характер в разные периоды исследований залива. Общей тенденцией явля ется увеличение видового богатства до глубины 200 м. С дальнейшим воз растанием глубины происходит обеднение фауны как моллюсков, так и по лихет.

Анализ распределения биомассы и плотности поселений многоще танковых червей по глубинам также позволил установить сходство с рас пределением количественных характеристик моллюсков. В целом повы шенные показатели биомассы для рассматриваемых групп донны: беспозвоночных отмечены на глубинах 10 м, 100 м, а также в диапазоне О' 200 до 300 м. Максимальные значения плотности поселений как полихет так и моллюсков, отмечены на мелководье до 10 м. На глубинах от 10 д< 100 м значения биомассы моллюсков несколько выше, чем у полихет, a i диапазоне глубин 200-300 м биомасса полихет напротив - намного превы шает биомассу моллюсков.

В отличие от сходного распределения биомассы и численности обей: групп по глубинам, характер распределения полихет и моллюсков по аква тории залива несколько различается. Максимальная биомасса полихет, кш и моллюсков, отмечена в кутовой части залива на небольших глубинах i достигала 85 г/м2, а минимальная биомасса этой группы зарегистрирован; в во внешней части залива (Екатерининская гавань) и составила 0,15 г/м2.

По биогеографической принадлежности видов основу фауны по лихе в Кольском заливе составляют бореально-арктические виды. Согласно на шим данным арктическая фауна полихет несколько более широко пред ставлена в заливе, чем бореальная и их доли составляют соответственнс 15% и 13%.

Распределение биогеографических групп полихет по глубинам имеет сходный характер с моллюсками. Максимальное число бореальных видо! зарегистрировано в диапазоне от 20 до 50 м, в зоне влияния прибрежное водной массы, а арктических на глубинах 50-100 м и 200-300 м. При это»,' наблюдается тенденция постепенного уменьшения относительного числе

юреальных и возрастания арктических видов от вершины к внешней части алива.

Представители рассматриваемой группы донных беспозвоночных в Сольском заливе также как и моллюски встречаются на всех типах донных )садков, но отдают предпочтение мягким илистым, песчаным и смешан-1ым грунтам.

Анализ трофической структуры фауны полихет показал, что на юлынинстве выполненных станций преобладает группировка плотоядных. Собирающие деритофаги отмечены в качестве доминирующей группы [ишь на двух станциях, расположенных в средней и мористой частях зали-ia, на мягких и богатых органикой грунтах. Грунтоеды преобладают лишь га одной, самой бедной видами станции в Екатерининской гавани.

Глава 5. Оценка современного состояния донных сообществ сублиторали Кольского залива.

В результате обработки проб экспедиций 90-х годов было идентифи-(ировано 156 видов донных беспозвоночных, относящихся к 13 сообщест-1ам.

Среди организмов, населяющих донные биоценозы в сублиторали Сольского залива, помимо полихет и моллюсков, идентифицированы игло-:ожие (Echinodermata), приапулиды (Priapuloidea'), сипункулиды Sipunculoidea), а так же преставители типов Coelenterata, Nemertini, {ematoda, Annelida ( Oligochaeta) и Bryozoa.

Максимальные значения биомассы (157 г/м2) и плотности поселений 20 030 экз./м2) донных организмов отмечены на самой мелководной юж-юй станции в районе мыса Дровяной, минимальные - в Екатерининской авани (биомасса - 0,15±0,05 г/м2), плотность поселений 156,6±72 экз./м2. 1о мере приближения к выходу из залива в целом отмечается снижение ¡иомассы и плотности поселений донных организмов, за исключением са-юй глубоководной станции, расположенной в мористом участке, где по-ышенные значения биомассы в целом биоценозе определяются высокой ¡иомассой полихет.

Сравнительный анализ данных, полученных в экспедициях 1974 г. ПИНРО), 1989 г. и 1995-1997 гг. (ММБИ), позволил проследить динамику [ноголетних изменений биомассы и плотности поселений на пяти станци-х, которые были общими для всех периодов исследований. Однако срав-ение биоценотической структуры можно продемонстрировать только для вух последних периодов исследований.

В районе мыса Дровяной сообщество Масота balthica, отмеченное в 989 году, сменилось сообществом Масота calcarea, причем моллюски

17

первого вида полностью отсутствовали в пробах. За период между съемками произошло возрастание общей биомассы в 6 раз, а плотности поселений в 8 раз. Рост общей биомассы произошел за счет биомассы полихет, которая возросла в 16 раз.

В районе города Мурманска по сравнению с 1983 г. и 1989 г . отмечено снижение общей биомассы, в основном за счет уменьшения биомассы полихет (в 18 раз), при этом биомасса моллюсков увеличилась в 12 раз. Появление в районе Мурманска видов различных систематических групп, а в особенности представителей типа Echinodermata, обитавших здесь ранее (Ophiura robusta, Thyasira sarsi, Pectinaria hyperborea), можно считать признаком улучшения экологической ситуации в этом районе.

В 90-х годах в районе мыса Пинагорий сохранилось немертинно-полихетное сообщество, обнаруженное в 1989 году. Существенных изменений в биомассе и плотности поселений не произошло.

Напротив губы Рослякова немертинное сообщество сменилось поли-хегным, но при этом общая биомасса изменилась незначительно.

В проливе между островом Сальный и восточным берегом залива сохранилось сообщество двустворчатых моллюсков, но вместо Nicania топ-tagui на первое место вышли Thyasiridae, и произошло уменьшение биомассы в 10 раз.

Основу всей сублиторальной фауны Кольского залива составляют бореально-арктические виды, доминирующие на всех глубинах. Анализ соотношения бореальных и арктических форм полихет показал, что первые доминируют в верхней сублиторали, а вторые занимают лидирующее положение с возрастанием глубины. Доля бореальных видов снижается от вершины к выходу из залива с 18 до 4,4%, а арктических возрастает от 1,4 до 13%.

По трофической струюуре в донной фауне сублиторали Кольского залива на большинстве станций доминирует группировка плотоядных, что свидетельствует о «гипертрофности» и деградации экосистемы.

Тестирование методом Уорвика указывает на существование неустойчивых биоценозов на акватории залива. С этими данными согласуется рассчитанные индексы видового разнообразия, которые возрастают от вершины (3,5 бит) к внешней части залива (4,9 бит), при этом их значения несколько снижены в губах северной части.

Выводы

1. Фауна моллюсков и полихет в сублиторали Кольского залива в борах 1995, 1997 гг. представлена соответственно 37 и 100 видами. Четы-е вида моллюсков и 40 видов полихет были зарегистрированы в заливе первые за всю историю его исследований.

2. Наибольшее разнообразие фауны обеих групп отмечается во нешней части залива, плавно возрастая от вершины к его выходу.

3. Показано, что распределение фауны моллюсков и полихет по глу-инам в Кольском заливе имеет сходный характер. Максимальное число идов обеих групп наблюдается на глубинах порядка 10 м, что обусловлено собенностями гидродинамического режима и связанной с ним структурой онных осадков.

4. Как для полихет и моллюсков в частности, так и всей донной фау-ы в целом, характерно преобладание бореально-арктических видов. Соот-ошение бореальных и арктических форм неодинаково на разных участках кватории залива. Характер распределения биогеографических групп соот-етствует структуре водных масс Кольского залива: бореальные виды в ос-овном приурочены к мелководью, где располагаются поверхностная и ромежуточная водные массы, арктические - к глубоководным участкам алива, где залегают трансформированные воды атлантического происхож-ения.

5. Установлено, что наибольшее разнообразие фауны как моллюсков, ак и полихет наблюдается на илистых, песчаных и смешанных донных садках.

6. Количественное обилие моллюсков и полихет определяется усло-иями среды обитания на разных участках залива. Повышенная биомасса

плотность поселений обеих групп отмечена на глубинах 10 м, 100 м и в иапазоне 200-300 м. Однако максимальные значения для Mollusca отме-ены на глубине только до 100 м, в то время как для Polychaeta они зареги-трированы и на больших глубинах.

7. Выяснено, что количественное развитие зообентоса в целом (как исленности, так и биомассы) достигает максимальных значений на глуби-е 10 м в кутовой части и определяется обилием фонообразующих групп моллюсков и полихет).

8. Донная фауна сублиторали в районе исследований представлена 3 сообществами, в большинстве которых руководящими формами явля->тся полихеты или моллюски и, отчасти, иглокожие и приапулиды. В со-гаве сообществ отмечено 156 видов животных, относящихся к 11 крупным нстематическим группам.

9. Видовое разнообразие (индекс Шеннона) для фауны Кольского залива изменялся от 3,5 бит до 4,9 бит. При этом его значения возрастали от вершины к выходу, что свидетельствует о более разнообразных условиях обитания среды обитания в мористой части залива и, возможно, меньшим загрязнением.

10. Тестирование методом Уорвика (Warvic, 1986) также показало, что условия среды более благоприятны для развития донных сообществ во внешней части залива, по сравнению с центральной, кутовой частью и узкими губами северного колена, где наблюдается угнетенное состояние сообществ, вероятно, вследствие антропогенного воздействия.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Митина Е.Г. 1997. К истории изучения донной фауны Кольского залива // Научная сессия молодых ученых Мурманского Морского Биологического института. Тез. докл. Мурманск. С. 27-28.

2. Фролова Е.А., Митина Е.Г., Гудимов A.B., Сикорский A.B. 1997. Экологические исследования бентоса Кольского залива // Экологический мониторинг морей западной Арктики (от концепции к практике). Тез. докл. Международной конференции. Мурманск. С.153-156.

3. Фролова Е.А., Митина Е.Г., Гудимов A.B., Сикорский A.B. 1997. Донная фауна сублиторали Кольского залива // Кольский залив: океанография, биология, экосистемы, поллютанты. Мурманск. С.101-123.

4. Митина Е.Г., Фролова Е.А., Денисенко Н.В. 1999. К оценке современного состояния малакофауны Кольского залива. // Адаптации животных и растений к условиям арктических морей. Тез. докл. международного семинара, посвященного памяти академика Е.М. Крепса. Апатиты. С.120-121.

5. Фролова Е.А., Гудимов A.B., Митина Е.Г., Анисимова H.H. 1999. Изменение биоразнообразия донной фауны Кольского залива в связи с хозяйственной деятельностью человека // Изучение и охрана разнообразия фауны, флоры и основных экосистем Евразии. Тез. докл. международной конференции. Москва. С.23-24.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Митина, Елена Гарисоновна

Введение.

Глава 1. История изучения донной фауны Кольского залива.

Глава 2. Краткая физико - географическая и гидрологическая характеристика района исследований

2.1. Географическое положение и морфометрия.

2.2. Донные осадки.

2.3. Климат.

2.4. Основные черты гидролого - гидрохимического режима.

Глава 3. Материалы методы исследований.t.

Глава 4. Общая характеристика основных групп донных беспозвоночных Кольского залива

4.1. Тип Mollusca (видовой состав и биогеографическая структура, экология и распределение).

4.2. Тип Annelida. Класс Polychaeta (видовой состав и биогеографическая структура, экология и распределение).

Глава 5. Оценка современного состояния донных сообществ сублиторали

Кольского залива.

Выводы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Фауна моллюсков и полихет и их роль в донных сообществах сублиторали Кольского залива Баренцева моря"

Актуальность проблемы. Кольский залив является самым крупным глубоководным заливом фиордового типа, не имеющим аналогов на всем южном побережье Баренцева моря. Детальное изучение фауны донных беспозвоночных на всей акватории залива было проведено лишь в начале века и эти материалы отражены в известной монографии К. М. Дерюгина (1915), которая и до наших дней не утратила своей актуальности. Однако, достижения современной науки в области систематики, биогеографии и синэколо-гии требуют пересмотра некоторых результатов, приведенных в этом фундаментальном труде. Кроме того, в связи интенсивным освоением Кольского полуострова в течение текущего столетия залив подвергался мощному антропогенному воздействию, что не могло не сказаться на общем состоянии всей фауны и бентосных организмов, в частности. Вместе с тем, в более поздние сроки после проведения экспедиций K.M. Дерюгина, осуществлялось изучение лишь отдельных участков залива, а детального исследования всей его акватории не проводилось. Поэтому оценка современного состояния зообентоса является весьма актуальной и полученные материалы могут быть использованы в дальнейшем при проведении мониторинговых наблюдений.

Цель и задачи работы: Цель настоящей работы заключалась в изучении современного состояния сублиторальной фауны полихет, моллюсков и донных сообществ в целом, а также в выявлении тенденций в динамике зоо-бентоса Кольского залива.

В задачи исследований входило:

- выявление таксономической и биогеографической структуры фауны полихет и моллюсков, как наиболее массовых, фонообразующих групп донных беспозвоночных;

- проведение анализа биогеографической структуры фауны в целом;

- исследование закономерностей распределения организмов в зависимости от глубины и характера донных осадков;

- анализ видового разнообразия фауны и оценка состояния донных сообществ сублиторали Кольского залива;

- изучение закономерностей количественного распределения животных.

Научная новизна. В результате проведенной работы уточнен и дополнен видовой список донных беспозвоночных сублиторали Кольского залива. Получены современные данные о биогеографической структуре фауны моллюсков и полихет; информация, представленная в монографии К. М. Дерюгина (1915), приведена в соответствие с современными научными взглядами в области систематики и биогеографии. Проанализированы количественные характеристики как фауны в целом, так и основных фонообразующих групп. Впервые проведен сравнительный анализ количественных характеристик донной фауны для 80-90-х годов, рассчитаны индексы видового разнообразия для бентофауны; оценено состояние донных биоценозов; проведен анализ фациальной принадлежности и выявлена приуроченность организмов к различным типам донных осадков; рассмотрена трофическая структура бентофауны.

Теоретическая и практическая значимость. Результаты выполненной работы дополняют ранее опубликованные материалы о фауне и экологии массовых видов донных беспозвоночных, населяющих сублитораль Кольского залива и могут быть полезны при анализе закономерностей формирования и функционирования систем биоценотического и популяционного уровня. Сведения о количественном распределении донных животных важны для решения задач рационального природопользования и охраны биологических ресурсов, а также могут использоваться для оценки экологического состояния морской фауны и степени антропогенного воздействия на биоту. Материалы диссертации могут быть рекомендованы для включения в лекционные курсы зоологии, гидробиологии и экологии животных.

Апробация работы. Материалы диссертации были доложены на конференции молодых ученых (Мурманск, 1997), международной конференции «Экологический мониторинг морей западной Арктики» (Мурманск, 1997), научно-практической конференции студентов и профессорско - преподавательского состава Мурманского государственного педагогического института (Мурманск, 1998), заседании кафедры биологии естественно-экологического факультета МГПИ (Мурманск, 1998), международном семи6 наре, посвященном памяти академика Е.М. Крепса «Адаптация животных и растений (на уровне организмов, популяций, экосистем) к условиям арктических морей» (Мурманск, 1999).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 работ. Объем и структура работы. Диссертация изложена на 206 страницах текста, проиллюстрированного 23 таблицами и 42 рисунками и состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы и трех приложений, содержащих списки видовых названий и количественные характеристики фауны. Список литературы включает 129 отечественных и 52 иностранных названий.