Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Исследование питания массовых видов морских литоральных беспозвоночных методами липидных и биогеохимических маркеров

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Исследование питания массовых видов морских литоральных беспозвоночных методами липидных и биогеохимических маркеров"

На правах рукописи

ХАРДИН Александр Сергеевич

ИССЛЕДОВАНИЕ ПИТАНИЯ МАССОВЫХ ВИДОВ МОРСКИХ ЛИТОРАЛЬНЫХ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ МЕТОДАМИ ЛИПИДНЫХ И БИОГЕОХИМИЧЕСКИХ МАРКЕРОВ

03.00.04 — биохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Владивосток — 2004

Работа выполнена в Институте биологии моря ДВО РАН.

Научный руководитель:

кандидат химических наук Имбс Андрей Борисович

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор, Костецкий Эдуард Яковлевич доктор биологических наук, профессор, Левин Валерий Семенович

Ведущая организация:

Тихоокеанский океанологический

институт ДВО РАН (ТОЙ ДВО РАН)

Защита состоится "_"_' 2004 г. в_час. на заседании диссертационного

совета Д.005.005.01 в Тихоокеанском институте биоорганической химии ДВО РАН по адресу: 690022, г. Владивосток, проспект 100-летия Владивостока, 159, ТИБОХ ДВО РАН. Факс:(4232)31-40-50.

С диссертацией можно ознакомиться в филиале Центральной научной библиотеки ДВО РАН (г. Владивосток, 22, проспект 100-летия Владивостока, 159, ТИБОХ ДВО РАН).

Автореферат разослан

2004 г.

Прокопенко Г.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Пищевые взаимоотношения морских организмов и перенос органического вещества по пищевым цепям находятся в центре внимания многих современных исследований. Традиционно состав пищи морских организмов определяют по содержимому пищеварительного тракта животных или их экскрементов. Этот метод основан на идентификации пищи по непереваренным элементам, таким как, например, хитин или скелет жертвы. При этом значительную долю источников пищи, которые не оставляют в пищеварительном тракте крупных твердых остатков (бактерии, многие микроводоросли, желатинообразный зоопланктон и др.) определить весьма проблематично.

В последнее время в исследованиях пищевых взаимоотношений организмов в водных экосистемах, в дополнение к классическим, все шире используют новые методы, основанные на применении биохимических и биогеохимических «маркеров». К маркерам относят компоненты, которые передаются по пищевым цепям от продуцентов к консументам в неизменном виде. Сравнивая содержание маркеров в организмах-продуцентах и консументах, можно судить о вкладе различных источников органического вещества в питание отдельных видов морских организмов.

Одной из главных групп химических веществ во всех морских организмах, являются жирные кислоты (ЖК)1; их состав уникален для большинства видов животных и растений. Особенности биосинтеза ЖК и их транспорта от первичных продуцентов на более высокие трофические уровни заключаются в том, что некоторые из кислот передаются по пищевым цепям без изменений и служат биохимическими маркерами пищи (метод маркерных ЖК). Также, успешно применяется биогеохимический метод, который основан на определении пропорции между природными стабильными изотопами углерода или азота — метод изотопных маркеров. Разные источники первичной продукции в морских экосистемах имеют различный изотопный состав, как углерода, так и азота. Это дает возможность определять источники органического вещества с более низких трофических уровней.

Прибрежные биоценозы Японского моря, отличаются значительным видовым разнообразием и имеют большое значение, как типовые объекты для отработки методов общей оценки экологического состояния участков моря, испытывающих антропогенное

1 Используемые в работе сокращения АК — арахндоновая кислота, ГЖХ — газо-жнокостная хроматография, ДГК — докозагексаеновая кислота, ЖК — жирные кислоты, МНЖК — мононенасыщенные жирные кислоты; МЭЖК — метиловые эфиры жирных кислот; НЖК — насыщенные жирные кислоты, НЛ — нейтральные липиды, НМРЖК — неметиленразделенные жирные кислоты, ПЛ — полярные липиды, ПНЖК — полиненасыщенные жирные кислоты, ТСХ — тонкослойная хроматография, Фит — фитановая кислота, ЭПК — эйкозапектяеновая кислота.

воздействие. Биота залива Восток (Японское море) типична для значительного количества мелководных акваторий юга Приморья. Для определения пищевых взаимодействий и идентификации путей передачи органического вещества в упомянутых выше типичных экосистемах наиболее эффективным представлялось применение новых подходов: методов маркерных ЖК и изотопных маркеров.

Цель работы; изучить сезонную динамику видовой структуры фитопланктона и дать характеристики пищевых связей массовых видов донных беспозвоночных мелководных бухт залива Петра Великого Японского моря использованием липидных и изотопных биомаркеров.

Задачи исследования.

1. Установить связь между сезонной сменой видового состава и содержанием маркерных ЖК фитопланктона залива Восток.

2. Определить состав ЖК массовых видов беспозвоночных животных (хитоны, брюхоногие моллюски, двустворчатые моллюски, морские звезды) мелководных бухт залива Петра Великого; определить изменчивость состава ЖК мидии Crenomytilusgrayanus от места обитания.

3. Определить влияние состава ЖК пищи на состав ЖК тканей мидии Mytilus trossulus при кормлении в искусственных условиях; изучить изменение состава ЖК тканей мидий А/. trossulus и С. grayanus при голодании.

4. Определить и уточнить пищевую специализацию массовых видов хитонов, брюхоногих и двустворчатых моллюсков и морских звезд в районах исследования с применением метода маркерных ЖК и соотношения стабильных изотопов 13С/12С и 15М/14М.

Положения, выносимые на защиту.

1. Содержание липидных маркеров диатомовых и динофитовых микроводорослей в липидах планктона залива Восток четко отражает количество этих водорослей в биомассе фитопланктона, что позволяет использовать метод маркерных ЖК для экспресс-анализа структуры фитопланктона.

2. Применение биохимических и биогеохимических маркеров уточняет и дополняет данные о пищевой специализации беспозвоночных, полученные традиционными биологическими методами, в частности, хитон Lepidozona albrechti — зоофаг, а не всеядное животное; брюхоногий моллюск Nipponacmea moskalevi— растительноядное животное.

3. Мидия Mytilus trossulus избирательно поглощает ПНЖК п-З серии из пищи. В течение ограниченного времени М, trossulus и Crenomytilus grayanus способны поддерживать неизменным состав ЖК при отсутствии пищи.

4. Метод стабильных изотопов углерода и азота позволяет установить источники пищи некоторых массовых видов беспозвоночных залива Восток и положение животных на трофических уровнях.

Научная новизна и практическая ценность. Впервые изучена динамика сезонного изменения состава ЖК фитопланктона залива Восток — типичной мелководной акватории Южного Приморья. Установлена взаимосвязь между составом маркерных ЖК фитопланктона и его видовой структурой, что может послужить основой для метода экспресс-анализа присутствия отдельных групп микроводорослей общего фитопланктона.

Впервые определен состав ЖК пищеварительной системы 5 видов хитонов и печеночных выростов 7 видов морских звезд, а также уточнен состав ЖК органов и тканей 11 других массовых видов беспозвоночных животных, обитающих на сублиторали залива Восток, а также в других мелководных бухтах залива Петра Великого. Впервые определен состав ЖК нового вида Nipponacmea moskalevi. Показана возможность - применения маркерных ЖК для определения пищевой специализации массовых видов беспозвоночных. Получены новые данные о пищевой специализации хитона Lepidozona albrechti, брюхоногих моллюсков Nucella heyseana и Cryptonaticajantostoma и некоторых видов морских звезд

Установлено, что мидия М. trossulus усваивает из искусственной диеты преимущественно ПНЖК n-З серии. Показано также, что в течение ограниченного времени Л/, trossulus и Crenomytilus gyayanus способны поддерживать неизменным состав ЖК при отсутствии пищи.

Выполнен анализ состава стабильных изотопов углерода и азота для массовых видов беспозвоночных залива Восток. Показана возможность применения этих.результатов для установления пищевой специализации беспозвоночных и их положения в пищевых пирамидах.

Апробация полученных результатов. Основные результаты диссертации докладывались на V и VI Региональных конференциях по актуальным проблемам экологии, морской биологии и биотехнологии (Владивосток, 2002, 2003), Всероссийской конференции молодых ученых (Владивосток, 2003) и на Международной конференции. "Marine environment: nature, communication, business." (Владивосток, 2003).

Публикации. Основные результаты исследований, проведенных по теме диссертации изложены в 8 печатных работах.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов, результатов и обсуждения, выводов и списка цитируемой литературы.

Работа изложена на 104 страницах машинописного текста, содержит 19 таблиц, 13 рисунков и 194 литературные ссылки.

Автор выражает признательность сотрудникам ИБМ ДВО РАН Н.А. Латышеву, Н.А. Айздайчер, МБ. Ивановой, СИ. Кияшко, Т.В. Морозовой за неоценимую помощь в проведении исследований и обсуждении результатов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

I. Материалы и методы исследования

Биологические объекты собирали на станциях в заливе Петра Великого, Японское море (зал. Восток (основной исследовательский полигон), б. Киевка, б. Десантная, о. Большой Пелис, о. Рейнеке, Амурский залив (м. Грозный)) (Табл. 1).

Таблица 1. Виды морских беспозвоночных — объекты исследования.

Класс Семейство Вид

Polyplacophora Ischnochitonidae Ichnochiton hakodadensis (Pilsbry, 1892) Lepidozona albrechti (Schlenk, 1862)

Mopaliidae Mopalia retifera (Thiele, 1910) Placiphorella borealijaponica (Saito et Okutami, 1989)

Toniceliidae Tonicetta granúlala (Jakovleva, 19S2)

Gastropoda, Naticidae Cryptonaticajantostoma (Deshayes, 1841)

Tecturidae Acmaea (Niveotectura) pallida (Gould, 1859)

Lottiidae Nipponacmea moskalevi (Chernyshev et Chemova, 2000)

Trochidae Tegula (Chlorostoma) rustica (Gmelin, 1790)

Littorinidae Littorina mandschurika (Schrenck, 1867)

Thaididae Nucella heyseana (Dunker, 1882)

Bivalvia Mytilidae Mytilus trossulus (edulis) (Gould, 1861) Crenomytilus grayanus (Dunker, 1853)

Tellenidae Macoma incongrua (Martens, 1865) -

Veneridae Ruditapes (Tapes) phillippinarum (Adams et Reeve, 1848) Protothaca euglypta (Sowerby, 1914)

Asteroidea Asteriidae Aphelasterias japónica (Bell, 1881) Asterias amurensis (Lütken, 1871) Evasterias retifera (Djakonov, 1938) Lethasterias fusca (Djakonov, 1931) Lysastrósoma anthosticta (Fisher, 1922)

Luidiidae Luidia quinaria (Martens, 1865)

Asterinidae Patiria pectinifera (Mueller et Troschel, 1842)

В экспериментах по кормлению мидий использовали монокультуры трех. одноклеточных микроводорослей, отличающиеся по составу ЖК — Ркаеойас1у1ит ШсогпШит, СНав1освго8 тивПвп и КаппосЫогор818 sp. Микроводоросли брали из коллекции Института биологи моря ДВО РАН.

Микропланктон собирали в заливе Восток в 1999—2002 гг. (январь, март, июль, сентябрь, ноябрь) непосредственно с берега или путем траления поверхности акватории на лодке, используя конусообразную сетку с ячеей 15 мкм, или путем фильтрации морской воды • через бумажный фильтр (диаметр пор — 10 мкм). Пробы микропланктона отбирали в одно и то же время суток — 10-12 часов дня.

Липиды экстрагировали после гомогенизации тканей классическими методами Фолча или Блайя и Дайэра. МЭЖК получали, главным образом, по методу Карро и Дубак. Перед анализом МЭЖК очищали с помощью ТСХ. Анализ МЭЖК проводили методом ГЖХ, используя капиллярную колонку. Идентификацию пиков МЭЖК осуществляли на основании сравнения с заведомыми стандартами и расчета «углеродных чисел».

Содержание изотопов углерода и азота в образцах определяли на изотопном газовом масс-спектрометре МИ-1201В (Россия).

II. Результаты и обсуждение

Сезонная динамика видовой структуры и состава ЖК фитопланктона залива Восток. В заливе Восток фитопланктон был представлен микроводорослями из отделов BacШarюphyta, Dinophyta, Cyanophyta, Chгysophyta, Cгyptophyta, Euglenophyta, Raphidophyta и Chloгophyta. Биомасса планктонных микроводорослей залива Восток в течение всего времени исследования формировалась практически за счет представителей отдела диатомовых (BacШarюphyta) (Табл. 2). В отдельные сезоны (летний период) был заметен вклад динофитовых микроводорослей (Dinophyta) в биомассу фитопланктона.

Таблица 2. Сезонное изменение содержания (% от общей биомассы) различных таксономических групп микроводорослей в фитопланктоне залива Восток.

Отдел микроводорослей Январь Март Июль Сентябрь Ноябрь

ВасП1апор11)1а 99,6 99,3 63,3 98,4 99,2

ОторЬу1а 0,4 0,7 16,5 0,2 0,2

Другие микроводоросли — — 20,2 1.4 0,6

Главными среди диатомовых водорослей были виды Thalassiosira шогйеткЫйй, Тка1а88юпвта nitzschioides и ^ав1освго8 spp. Доля динофитовых микроводорослей в течение всего периода исследований значительно уступала доле диатомовых, лишь в июле достигая 17% от общей биомассы фитопланктона.

В течение всего периода исследований в липидах фитопланктона доминировали кислоты Высокая плотность диатомовых водорослей в

январском фитоценозе зал. Восток соответствовала самому высокому уровню ЖК, характерных для диатомей — 20:5п-3 (29%) и С]6 ПНЖК (24%) (Рис. 1).

В июльском фитопланктоне содержание динофитовых микроводорослей и их маркера 22:6п-3 было максимальным (Рис. 2). В это же время года наблюдали самый низкий уровень маркеров диатомовых что соответствовало данным световой

микроскопии о резком уменьшении доли диатомей в фитопланктоне (Табл. 1).

В осеннее-зимнем планктонном сообществе численность диатомей вновь возрастала за счет роста численности ^ае^сего! spp., 51. costatum и Т. nitzschioides (или Thalassiosira spp.), при одновременном уменьшении плотности динофитовых водорослей, что соответствовало снижению содержания 22:6п-3, 18:1п-9 (Рис. 2) и увеличению доли ЭПК и фитопланктона (Рис. 1).

Таким образом, очевидно, что изменения в содержании маркерных ЖК фитопланктона залива Восток Японского моря достаточно полно отражают сезонную смену его видовой структуры, и маркерные ЖК могут быть использованы для экспресс-анализа структуры фитопланктона, одного из основных источников пищи морских беспозвоночных.

Определение пищевого спектра хитонов по содержимому пищевого комка и составу ЖК тканей пищеварительного тракта. Как показал сравнительный анализ содержимого пищеварительных систем хитонов (пищевого комка), животные использовали в пищу большую часть организмов, входящих в состав обрастаний.

Диатомеи и фрагменты известковых водорослей доминировали в пищевом комке изученных нами хитонов /. hakodadensis, Т. granulata и М. геП/ега. Таким образом, содержимое пищеварительной системы указывает, что эти три вида хитонов являются фито-детритофагами.

В ЖК тканей пищеварительной системы трех упомянутых выше видов хитонов, /. hakodadensis, Т. granulata и М. гей/ет, содержалось значительное количество кислоты 20.5п-3, а величина маркерного соотношения 16:0/16:1п-7 была меньше 1 (Рис. 3), что является биохимическим подтверждением того, что диатомеи являются преобладающим компонентом пищи этих беспозвоночных.

Как правило, для бентосных беспозвоночных источником 22:бп-3 является животная пища. Кроме того, плотоядный характер диеты влияет на соотношение изомеров кислоты 18:1 в составе ЖК животного. При преобладании животной пищи в диете содержание олеиновой кислоты обычно выше, чем цис-вакценовой. В трех видах хитонов, которые обсуждались выше, соотношение 18:1п-9/18:1п-7 было менее 1, при относительно небольшом количестве 22:бп-3 (Рис. 4). Таким образом, содержание маркерных ЖК в липидах пищеварительной системы хитонов подтверждают данные анализа пищевого комка этих животных и указывают на то, что /. hakodadensis, Т. §?-апиШа и М. гей/ега — преимущественно растительноядны.

В пищевом комке двух других изученных видов хитонов, Ь. albrechti и Р. Ьогеа1уаротса основную часть составляли мелкие ракообразные. Общие липиды пищеварительной системы Ь. а1Ьге^й и Р. Ьогеа1уаротса содержали значительные количества и характеризовались значениями соотношений и

9/18:1п-7 > 1 (Рис. 4), что прямо указывает на плотоядную специализацию этих видов хитонов.

Таким образом, результаты, полученные методом анализа пищевого комка и методом маркерных. жирных кислот, не противоречат друг другу, и мы полагаем, что Р. borealijaponica и L. albrechtt являются плотоядными животными.

Зависимость состава ЖК и стабильных изотопов углерода брюхоногих и двустворчатых моллюсков от их пищевой специализации. Наши данные по составу ЖК гепатопанкреаса некоторых массовых видов моллюсков из залива Восток мы использовали для соотнесения содержания тех ЖК, которые считаются маркерами пищевых источников, и литературных данных о пищевой специализации этих видов.

Хищные брюхоногие моллюски — N. heyseana и С. jantostoma, отличались от растительноядных, Т. rustica и A. pallida, большим содержанием 22:6п-3 (Рис. 5). У некоторых особей N. heyseana количество этой кислоты достигало 9,5%. Относительное количество ЖК, которые характерны для бурых макрофитов. (Си И С20 ПНЖК), в гепатопанкреасе растительноядных моллюсков, T. rustica и A. pallida, было в среднем в полтора раза выше, чем содержание этих маркеров у хищных N. heyseana и С. jantostoma (Рис. 6).

Очень близкие величины соотношения стабильных изотопов углерода в тканях Т. rustica является важным указанием на

сходство пищевых источников этих двух моллюсков. Все это позволяет утверждать, что Т.

rustica и A. palhda находятся на одном трофическом уровне в исследуемом сообществе морских бентосных беспозвоночных. 35Д

ЗОЛ

Mfponacmea Te&JanaBca Amata httortna Hjcefía Cryptonabca таьЫЫ pallida mendschrlca hqneena jmtostama

]□ 216n-3 OcymolS la-9.18 ln-6, IS 3n-3,20 4n-6|

Рисунок 5. Содержание 22:6n-3 (маркера зоофагии) и суммы 18:In-9,18:2п-б, 18:3п-3,20:4п-6 (маркера питания бурыми водорослями) в гепатопанкреасах брюхоногих моллюсков залива Восток (Х±ст; п=3).

Два хищных вида брюхоногих моллюсков N. heyseana и С. jantostoma по содержанию ГШЖК существенно различаются, что связано, на наш взгляд, с особенностями биологии и, как следствие, с пищевой специализацией этих видов.

N. heyseana — активный хищник, и его объектами питания являются мелкие прикрепленные двустворчатые моллюски, такие как A/, trossulus, и брюхоногие моллюски — A. pallida, L mandschurica. Набор и состав ЖК М. trossulus формируется за счет питания фитопланктоном. Поэтому у A/, trossulus преобладают ПНЖК, среди которых главные — это« 20:4п-6, 20:5п-3 И 22:6п-3. У N. heyseana также основной вклад в сумму ПНЖК вносят перечисленные выше ЖК. Кроме того, состав стабильных изотопов углерода N. heyseana свидетельствует в пользу того, что в диете исследованных животных преобладали Л/, trossulus, которые имели близкое по значению соотношение стабильных, изотопов (513С = -19,2%о) (Табл. 4).

В силу своих достаточно крупных размеров С. jantostoma не может удерживаться в литоральной зоне в условиях прибоя, поэтому мелкие особи M, trossulus для нее ограниченно доступны. Также, этот вид не способен питаться крупными моллюсками из-за их толстой

раковины. Основными жертвами С. jantostoma являются зарывающиеся двустворчатые моллюски — R. philippinarum, М. incongrua, P. euglypta. Этих моллюсков по пищевой специализации относят к группе сестоно-детритофагов. Величина маркерного соотношения 16:ln-7/16:0 > 1 является показателем того, что в питании С. jantostoma преобладают моллюски фито-детритофаги.

Литторины — наиболее массовые брюхоногие моллюски на литорали и верхней сублиторали и, по обобщенным данным ряда исследователей, являются растительноядными. Очевидно, что бурые водоросли входят в состав диеты изученной нами L. mandschurica, поскольку состав Cig ПНЖК гепатопанкреаса этого моллюска во многом повторяет состав ЖК бурых водорослей. В то же время нет веских аргументов в пользу преобладания в диете L. mandschurica диатомовых водорослей, поскольку в липидах гепатопанкреаса уровень 20:5п-3 был относительно невысок и величина соотношения 16:1п-7/16:0 была менее 1.

В данной работе был исследован состав ЖК гепатопанкреаса недавно описанного вида N. moskalevi, обитающий в том же биотопе, что и A. pallida. Информация, как о питании, так и о составе липидов этого вида в литературе отсутствует. Композиция маркерных ЖК (Рис. 5) позволяет уверенно отнести этот вид брюхоногого моллюска к растительноядным животным. Кроме того, в гепатопанкреасе N. moskalevi количество 20:4п-6 почти в два раза выше, чем 20:5п-3. Вероятно, это является следствием питания моллюска бурыми макроводорослями. Диатомовые, по-видимому, не составляют значимую часть диеты этого моллюска, поскольку величины значений биомаркеров (уровень соотношение

16:1п-7/16:0), характерных для диатомей, ниже, чем у A. pallida.

Мы предположили, что состав ЖК гепатопанкреаса изученных нами двустворчатых моллюсков имел видовую специфичность, отражающую тип питания и состав пищи -животного. Так, A/, incongrua не обладает избирательностью и собирает с поверхности субстрата питательный органический детрит. Анализ содержания стабильных изотопов углерода подтвердил, что для М. incongrua главным источником питания является органический детрит, поскольку значения в тканях этого двустворчатого моллюска (-14,1%о) и детритофага A pallida (-14,0%о) почти совпадают. Эти значения близки к величине для осадочного органического материала Два представителя семейства Veneridae R. philippinarum и P. euglypta — зарывающиеся моллюски, однако детрит не является их основной пищей. Величина соотношения и довольно низкий уровень указывают, что бентосные

диатомовые, хотя и составляют определенную часть диеты, не являются основой питания этих моллюсков. На момент отбора проб моллюсков динофитовые микроводоросли были

доминирующими в фитопланктоне по биомассе. О важности планктонных динофитовых водорослей в питании R. phihppinarum говорит тот факт, что в гепатопанкреасе моллюска обнаружено относительно много кислот, характерных для динофитовых.

Присутствие в диете Я. phihppinarum и P. euglypta значительного количества микроводорослей хорошо иллюстрирует высокое значение 513С у этих моллюсков (-19,1%о).

Примером влияния пищи на состав ЖК может служить состав ЖК С. ^ауапш и М. trossulus. В целом состав ЖК этих моллюсков подобен составу ЖК других двустворчатых.

Отбор проб М. производился в июле, после нереста, в период их активного

питания фитопланктоном. В пользу этого говорят близкие значения содержаний стабильных изотопов фитопланктона и животных. Величины соотношения стабильных изотопов углерода в суммарном фитопланктоне (813С = -21,8%о) и в гепатопанкреасе Л/, (5|3С

= -21,7%о) почти равны. В этот период, по данным световой микроскопии в планктоне наблюдали не только диатомовые (^ае^сегоз spp. и ЗсеШопета costatum), но и динофитовые микроводоросли. О том, что диатомовые микроводоросли не являлись доминирующими в диете этого двустворчатого моллюска, можно судить по величине соотношения 16:1п-7/16.0 < 1, что характерно для представителей отдела Dynophyta.

Изменение состава ЖК гепатопанкреаса М. в связи с питанием

микроводорослями. Для экспериментальной проверки возможных изменений состава ЖК в гепатопанкреасе М. под влиянием диеты были выбраны три монокультуры

микроводорослей, которые значительно отличались между собой по составу эссенциальных ПНЖК — 20.4п-6, 20:5п-3 и 22:6п-3. Главной ПНЖК Р. ЫсотиШт была 20:5п-3 (28,2%) при почти полном отсутствии 20:4п-6, в то время как С. тиеНеп содержала 5,7% 20:5п-3 И 4,4% 20.4п-6. Nannochloropsis sp. содержала 4,9% 20.5П-3 И 1,5% 20:4п-6. Уровень 22:6п-3 у всех водорослей был примерно одинаков и составлял

После 10 дней кормления моллюсков монокультурами микроводорослей наблюдались общие закономерности в изменении состава ЖК независимо от вида диеты. У всех животных уменьшалась доля НЖК и МНЖК по сравнению с контрольными .животными. Если у контрольных животных количество было на уровне то в эксперименте с Р.

ЫсотШит оно уменьшилось до 9,9%, с С. тиеИеп — до 11,0%. Более половины всех МНЖК Nannochloropsis sp. составляли 16:1п-9 и 18:1п-9 (5,1% и 14,0% от суммы общих ЖК, соответственно), но количество этих кислот у мидии после 10-ти дней эксперимента не изменилось.

При кормлении моллюсков микроводорослями происходило увеличение содержания ПНЖК в гепатопанкреасе, по сравнению с контрольными особями. Сумма этих кислот у

контрольных особей М. 1гожы1ш составляла 34,8%, в экспериментах при кормлении диатомовыми это значение выросло до 42,2%, а при использовании Nannochloropsis sp. - до 39,6%. Необходимо отметить, что к концу опытов доля 20:5п-3 и 22:6п-3 в моллюсках отличалась незначительно, но в целом она была достоверно выше, чем у контрольных животных, хотя содержание осталось на уровне контроля.

Для определения степени усваивания мидией ПНЖК из микроводорослей, были выполнены анализы ЖК фекальных комочков. Состав ЖК фекалий контрольных животных не отличался от состава ЖК фекалий животных, получавших в диете Р. МсогпыШш. Большую часть ЖК фекалий составляли НЖК и МНЖК, в то время как ПНЖК составляли 16,3% в контроле и 12,2% у животных, получавших диету.

Примерно треть (28,2%) всех ЖК у Р. МсогпыШш составляла 20.5П-3. После кормления мидии этими водорослями уровень в общих липидах гепатопанкреаса

увеличивался с 12,9% до 17,9%, и почти в 2 раза увеличилось количество 22:611-3. Но увеличение уровня ПНЖК п-З серии наблюдалось и в экспериментах с другими микроводорослями. Объяснить накопление в гепатопанкреасе мидии ДГК при одновременном увеличении ЭПК в экспериментах с С. шыеИеп и Nannochloropsis sp. довольно сложно, поскольку содержание этой кислоты в этих водорослях на порядок меньше, чем у Р. М^ты^т. Мы предполагаем, что у взрослых особей Д/, trossыlыs существует механизм, который позволяет ограниченное время регулировать уровень накапливаемых ПНЖК п-З серии, если их количество в диете выше или ниже определенного уровня, необходимого для нормального роста, что может объяснить выравнивание композиции ЖК гепатопанкреасов у Д/, trossыlыs, получавших диету с разным составом ЖК.

Влияние голодания на состав ЖК М. ^шмЫ и С eravanыs. После 20 дней отсутствия пищи у Д/, ^^ыЫ наблюдается изменение соотношения НЖК/ПНЖК, что говорит об использовании тканями моллюска небольшой части ПНЖК для восполнения энергетических потерь. В первую очередь этот процесс затрагивает ПНЖК п-З серии, а именно ДГК, которой к концу эксперимента становится достоверно меньше по сравнению с контрольными животными. Можно предположить, что увеличение содержания насыщенных ЖК к концу эксперимента обусловлено их активным биосинтезом, который активизируется в условиях отсутствия пищи.

Мы провели эксперимент по долгосрочному голоданию (40 дней) мидии Грея. Кроме анализа ЖК сравнивали массу липидов в тканях С. gгayanus до и после голодания.

Результаты данного эксперимента подтверждают, что при отсутствии пищи масса С. ^ауапыя уменьшается не только за счет расходования веществ углеводной природы (гликогена), но и липидов, доля которых в тканях поддерживается на постоянном уровне (Рис. 6).

Согласно нашим результатам, состав ЖК гепатопанкреаса мидии Грея меняется при голодании животного. Главной тенденцией можно считать достоверное уменьшение доли ПНЖК п-3 серии в общих липидах. Доля ПНЖК п-6 серии увеличивалась. Можно предположить, что это происходит за счет р-окисления ПНЖК п-З серии для покрытия энергетических затрат организма. Установлено, что при отсутствии пищи масса тканей мидии достоверно уменьшается, но масса липидов на единицу массы сухих тканей мидии остается достоверно постоянной (Рис. 6).

Зависимость состава ЖК морских звезд от пищевой специализации. В опубликованных ранее работах по трофической экологии морских звезд показано, что Р. ресШ1/ега и остальные исследованные звезды занимают различные экологические ниши. Считается, что Р. ресШ1/ега может включать в свою диету перифитон с поверхности твердых субстратов, верхний рыхлый бентосный осадок (наилок), мелких прикрепленных животных или их трупы и водоросли. Поэтому можно предположить, что в составе ЖК печеночных выростов должно присутствовать значительное количество кислот, характерных для

бактерий («бактериальные» ЖК — сумма РЖК, ЖК с нечетной длиной цепи и 18:1п-7). Действительно у Р. ре^т/ет, значение суммы «бактериальных» кислот наибольшее среди изученных морских звезд (Табл. 3). О том, что в диете Р. реМт/ет животная пища не является главной, можно судить по величине соотношения равной 0,1 (Табл.

3). Следовательно, для этой звезды одним из элементов диеты является донная микрофлора, ассоциированная с осадками или с эпибионтной пленкой. Наш вывод хорошо согласуется с результатами натурных наблюдений, опубликованными ранее, которые показали, что Р. реМт/ет является и детритофагом, и падалыциком с элементами хищничества.

Таблица 3. Распределение липидных маркеров (% суммы ЖК) в печеночных выростах морских звезд, собранных в заливе Восток.

Вид 18:ln-7 Сумма «бактериальных» ЖК 18:ln-9/18:ln-7

A. japónica 2,3 4,3 2,1

L fusca 4,6 9,0 0,7

A. amurensis 5.3 11,4 0,3

Е. retifera 4,8 11,8 0,3

L. anthosticta 6,3 12.7 0,2

L quinaria 8,0 15,6 0,2

P. pectinifera 7.7 17,9 0,1

Содержание бактериальных ЖК увеличивается в ряду A. japomca, L fusca, A. amurensis, Е. retifera, L. anthosticta от 4,3 до 12,7%. По величине соотношения 18:ln-9/18:ln-7 изученных представителей Asteriidae можно разделить на 2 группы: A. japomca и L. fusca (2,1 и 0,7, соответственно), A. amurensis, E. retifera и L. anthosticta (0,3,0,3 и 0,2, соответственно). Низкое значение величины этого соотношения для второй группы звезд показывает более высокий вклад бактерий в диету последних (Табл. 3). Такие величины соотношения 18:1п-9/ 18:1п-7 не характерны для животных, ведущих хищный образ жизни, поскольку у плотоядных это значение близко к 1. Причины повышенного уровня бактериальных кислот у A. amurensis, E. retifera и L. anthosticta, вероятнее всего, можно объяснить тем, что при относительном недостатке пищи животные могут использовать альтернативные источники питания. Это может быть эпибионтная пленка с поверхности каменистых грунтов, включающая разнообразные микроорганизмы или бентосных детритоядных беспозвоночных.

В липидах печеночных выростов A. japomca и L. fusca величина соотношения 18:1п-9/ 18:1п-7 была равна 2,1 и 0,7, соответственно, при относительно низкой доле бактериальных

ЖК. Эти данные свидетельствуют, что из всех изученных видов морских звезд наиболее ярко черты хищного способа питания выражены у A. japonica и Lfiisca.

Необычно распределение маркерных ЖК у L. quinaria. По литературным данным известно, что объектами питания этой звезды служат главным образом офиуры, моллюски и ракообразные. Однако, как по общему содержанию бактериальных кислот 15,6%, так и по величине соотношения изомеров 18:1 (0,2) можно сделать заключение, что L. quinaria более пластична к выбору пищевых объектов, и доля бактерий в ее диете подобна таковой у Р. pectinifera.

Таким образом, результаты применения метода маркерных ЖК приводят нас к заключению, что пищевые источники морских звезд семейств Asteroiidae и Luidiidae, находящихся на верхних трофических уровнях, более разнообразны, чем считалось ранее.

Применение методов стабильных изотопов углерода и для изучения питания беспозвоночных. Средние величины 813С исследованных видов беспозвоночных варьируют в широких пределах, составляя диапазон значений от -19,9 до -13,9%о (Табл. 4). Для сравнения дополнительно был выполнен анализ соотношения стабильных изотопов углерода и азота у актинии Metridium senile fimbriarum.

Таблица 4. Соотношения стабильных изотопов углерода и азота (%о) в мягких тканях беспозвоночных залива Восток (Х±ст; п=3).

Вид 6 С 51SN

Mytilus trossulus -19,2±0Д 6,9±0,1 .

Ruditapes philippinarum -19,1 ±0,9 8,6±0,8

Protothaca euglypta -18,7±0,5 9,4±0,4

Macoma incongrua -14,1±0,1 8,6±0,2

Acmaea pallida -14,0±0,1 7,8±0,1

Tegula rustica -13,9±0,3 7,8±0,3

Nucella heyseana -18,8±U 9,0±0,3

Metridium senile fimbriatum -19,9±0,1 11,1±0,4

Patiria pectinifera -16,3±0,3 8,1±0,1

Asterias amurensis -16,2±0,3 11,4±0,7

Наиболее обеднены изотопом 13С ткани М. senile и М. trossulus. К ним примыкают сестонофаги — R. phihppinarum и P. euglypta, а также хищный брюхоногий моллюск N. heyseana (Табл. 4). Брюхоногие моллюски A. pallida и Т. rustica вместе с двустворчатым моллюском М. incongrua образуют группу, характеризующуюся наибольшим обогащением изотопом |3С и сходными высокими значениями 513С. Морские звезды P. pectinifera и А amurensis по содержанию "С занимают промежуточное положение (Табл. 4).

По соотношениям стабильных изотопов азота большинство исследованных видов образуют континуум в диапазоне значений S"N ОТ 6,9 ДО 9,4%о, из которого выделяются . наиболее обогащенные изотопом беспозвоночные — типичные консументы второго порядка — M, senile и A. amurensis (11,1 и 11,4%о, соответственно) (Табл. 4). Самые низкие значения

имеют Л/, trossulus и брюхоногие моллюски, питающиеся первичной продукцией — A.pallida и Т. rustica.

В исследуемом сообществе основными первичными продуцентами являются планктонные микроводоросли и бентосные макроводоросли. Эти две группы продуцентов хорошо различаются по изотопному составу углерода. Фитопланктон в заливе Восток характеризуется значениям составляющими в среднем величину очень

близкую к средним значениям морского фитопланктона умеренных широт. Бентосные макрофиты и их детрит, как правило, существенно обогащены изотопом по сравнению с фитопланктоном. Биомасса макроводорослей твердых грунтов верхней сублиторали залива Восток характеризуются средним значением 813С равным -14,5%о.

Среди исследованные нами видов беспозвоночных животных по значениям 813С отчетливо выделяются две группы в соответствии с изотопным составом углерода основных первичных продуцентов, лежащих в основе пищевых цепей сообщества. Фитопланктон является доминирующим источником углерода для пищевых цепей, куда входят актиния M. senile,- двустворчатые моллюски-сестонофаги М. trossulus. Яphilippinarum, P. euglypta и брюхоногий моллюск N. heyseana (Рис. 7). С другой стороны, пищевые цепи, куда входят двустворчатый моллюск A/, incongrua и брюхоногие моллюски A. pallida и Т. rustica базируются исключительно на органическом веществе бентосных водорослей. Третья группа организмов, куда входят морские звезды P. pectinifera и A. amurensis с промежуточными значениями очевидно включена в пищевые цепи, в равной степени базирующиеся на фитопланктоне и бентосных водорослях.

В - исследуемом сообществе в - наименьшей степени обогащены изотопом

15N

двустворчатый моллюск-сестонофаг M. trossulus и брюхоногие моллюски A. pallida и Т. rustica (Рис. 7). Очевидно, эти животные являются представителями консументов первого порядка (трофический уровень 2), питающихся непосредственно органическим веществом первичных продуцентов (фитопланктона и бентосных водорослей, соответственно). Другие моллюски-сестонофаги, Я philippinarum и P. euglypta, показывают большие значения

515N

по сравнению с M. trossulus (на 1,7 и 2,5%о, соответственно). Это предполагает присутствие существенной доли зоопланктона в их диете и более высокий трофический уровень (2,5 и 2,7, соответственно). Различие в значениях

между актинией M. senile и мидией M.

trossulus составляет 5,2%о, что соответствует различию в трофическом статусе на полтора трофических уровня и предполагает равные доли растительноядного и хищного зоопланктона в диете актинии. Примечательно, что хищный брюхоногий моллюск N. heyseana, который по нашим прямым наблюдениям в исследуемом сообществе в летне-осенний период питался непосредственно мидией М. trossulus, показал значения в

среднем лишь на 2,1%о более высокие, чем у мидии, что не согласуется с общепринятой моделью фракционирования изотопов азота в пищевых цепях.

Сходные относительно низкие значения 813К собирающего детритофага-фильтратора М. mcongrua и морской звезды P. pectinifera свидетельствуют, что оба эти вида беспозвоночных питаются детритом с примесью мелких гетеротрофных организмов, хотя источники детрита в пище этих животных различаются, что проявляется в различиях по (Рис. 7)

Самый высокий трофический статус в исследуемом сообществе занимает морская звезда Л amurensis, которая показывает самые большие значения соответствующие

промежуточному положению между 3-м и 4-м трофическими уровнями. Наиболее высокие значения

и близкие к средним для сообщества значения свидетельствуют о том, что на этот вид хищных беспозвоночных замыкается большинство пищевых цепей исследуемого сообщества.

III. Выводы

1. Изменение содержания маркерных ЖК сетного планктона залива Восток Японского моря отражает сезонное изменение в его составе. Обнаружено, что состав маркерных ЖК фитопланктона отражает его видовой состав. Предложено использовать анализ ЖК планктона для предварительной экспресс-оценки биомассы диатомовых микроводорослей и группового состава планктона.

2. Определен состав ЖК пищеварительной системы 5-ти видов хитонов Ischnochiton hakodadensis, Lepidozona albrechti, Tonicella granulate, Mopalia retifera, Placiphorella borealijaponica. Содержание маркерных ЖК хитонов отражало их пищевую стратегию, что было подтверждено анализом пищевого комка животных. Было показано, что L. albrechti не является всеядным животным, а предпочитает пищу животного происхождения.

3. Выполнен анализ состава ЖК 6-ти видов брюхоногих и 5-ти видов двустворчатых моллюсков залива Восток. Установлено, что в тканях хищных брюхоногих (Nucella heyseana, Cryptonaticajantostoma) содержание ЖК-маркеров зоофагии достоверно выше.

4. Показано, что мидия Mytilus trossulus предпочтительно усваивает ПНЖК n-З серии. Установлено также, что М. trossulus и Crenomytilus grayanus обладают способностью контролировать в тканях содержание липидов и ПНЖК в условиях голодания.

5. Исследован состав ЖК печеночных выростов 7 видов морских звезд залива Восток. Методом маркерных ЖК установлена пищевая специализация этих видов морских звезд.

6. Методом соотношения стабильных изотопов углерода показано, что фитопланктон является доминирующим источником углерода для Metridmm senile, M. trossulus, Ruditapes philippinarum, Protothaca euglypta и N. heyseana. Методом соотношения стабильных изотопов азота показано, что консументами второго порядка являются М. senile и Asterias amurensis, в то время как Acmaea pallida, Tegula rustica и М. trossulus являются консументами первого порядка.

Основные публикации по теме диссертации:

1. Латышев Н.А., Хардин А.С., Кияшко СИ. Жирные кислоты как маркеры пищевых источников морских звезд// Доклады Академии наук. 2001. Т. 380. № 5. С. 711-713.

2. Хардин А.С., Айздайчер НА., Латышев Н.А. Изменения в составе жирных кислот моллюска Mylilus trossulus, связанные с питанием микроводорослями // V региональная конференция по актуальным проблемам экологии, морской биологии и биотехнологии. ДВГУ. Владивосток. 2002. С. 119-121.

3. Хардин А.С., Морозова Т.В. Сезонное изменение состава жирных кислот сетного планктона зал. Восток Японского моря // «Комплексные исследования и переработка морских и пресноводных гидробионтов». Всероссийская конференция молодых ученых. ТИНРО. Владивосток. 2003. С. 178-180.

4. Хардин АС, Айздайчер НА., Латышев Н.А. Изменения состава жирных кислот гепатопанкреаса моллюска Mytilus trossulus в связи с питанием микроводорослями // Биология моря. 2003. Т. 29. № 6. С. 424-428.

5. Khardin A.S., Morozova T.V. Seasonal changes in fatty acid composition of plankton in Vostok bay (Sea of Japan) // International conference "Marine environment: nature, communication, business". Korea Maritime University. 2003. P. 18.

6. Хардин А.С., Морозова Т.В. Применение метода маркерных жирных кислот для изучения сезонной динамики видового состава фитопланктона зал. Восток Японского моря // Известия ТИНРО. 2003. Т. 135. С. 266-271.

7. Хардин А.С Состав жирных кислот моллюсков залива Восток Японского моря // VI Региональная конференция по актуальным проблемам экологии, морской биологии и биотехнологии. ДВГУ. Владивосток. 2003. С 107-109.

8. Latyshev N.A., Khardin A.S., Kasyanov S.P., Ivanova M.B. A study on the feeding ecology of chitons using analysis of gut contents and marker fatty acids // Journal of Molluscan Studies. 2004. Vol. 70. P. 225-230.

Соискатель Хардин А.С

-1 а i з s

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Хардин, Александр Сергеевич

1. ВВЕДЕНИЕ.

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

2.1. Мелководные бентосные сообщества залива Восток (район и объекты исследования).

2.2. Трофическая экология объектов изучения.

2.2.1. Хитоны.

2.2.2. Брюхоногие моллюски.

2.2.3. Двустворчатые моллюски.

2.2.4. Морские звезды.

2.3. Краткие сведения о систематике и биосинтезе жирных кислот (ЖК).

2.3.1. Номенклатура ЖК.

2.3.2. Биосинтез ЖК.

2.4. Исследование питания морских организмов методом маркерных ЖК.

2.4.1. Принципы метода маркерных ЖК.

2.4.2. Маркерные ЖК морских организмов-продуцентов.

2.4.2.1. ЖК бактерий.

2.4.2.2. ЖК микроводорослей.Щ.

2.4.2.3. ЖК макроводорослей и трав Щ?.

2.4.3. Состав ЖК организмов-консументов.

2.4.3.1. ЖК хитонов.

2.4.3.2. ЖК брюхоногих моллюсков.

2.4.3.3. ЖК двустворчатых моллюсков.

2.4.3.4. ЖК морских звезд.

2.5. Изучение морских пищевых цепей методом природных соотношений стабильных изотопов.

3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

3.1. Биологические объекты.

3.1.1. Отбор проб микропланктона.

3.1.2. Сбор и предварительная обработка беспозвоночных.

3.1.3. Анализ содержимого пищеварительного тракта хитонов.

3.1.4. Кормление мидий М. trossulus монокультурами микроводорослей.

3.1.5. Культивирование микроводорослей.

3.1.6. Краткосрочное голодание мидий М. trossulus.

3.1.7. Долгосрочное голодание мидий С. grayanus.

3.2. Лабораторное оборудование.

3.3. Методы обработки липидного материала.

3.3.1. Экстракция общих липидов.

3.3.2. Приготовление метиловых эфиров жирных кислот (МЭЖК).

3.4. Хроматографические методы.

3.4.1. Тонкослойная хроматография.

3.4.3. Газо-жидкостная хроматография МЭЖК.

3.5. Изотопная масс-спектрометрия.

3.6. Статистическая обработка результатов.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.

4.1. Сезонная динамика структуры сообщества фитопланктона залива Восток.

4.2. Сезонная динамика состава ЖК фитопланктона залива Восток.

4.3. Состав ЖК беспозвоночных животных.

4.3.1. ЖК хитонов.

4.3.2. ЖК брюхоногих моллюсков.

4.3.3. ЖК двустворчатых моллюсков.

4.3.4. ЖК морских звезд.

4.4. Закономерности влияния пищевой специализации консументов на состав ЖК и стабильных изотопов этих организмов.

4.4.1. Определение пищевого спектра хитонов по содержимому пищевого комка и составу ЖК тканей пищеварительного тракта.

4.4.2. Зависимость состава ЖК и стабильных изотопов углерода брюхоногих и двустворчатых моллюсков от их пищевой специализации.

4.4.3. Зависимость состава ЖК морских звезд от пищевой специализации.

4.4.4. Изменения в составе ЖК моллюска М. trossulus, связанные с питанием монокультурами микроводорослей.

4.4.5. Влияние голодания на состав ЖК М. trossulus.

4.4.6. Изменение состава жирных кислот С. grctyanus при длительном голодании

4.4.7. Применение метода стабильных изотопов для изучения питания беспозвоночных.

5. ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Исследование питания массовых видов морских литоральных беспозвоночных методами липидных и биогеохимических маркеров"

Питание морских организмов является важной и активно разрабатываемой областью современных экологических исследований. В морских экосистемах количество и доступность пищи в значительной мере определяют распределение и численность популяций организмов. Физиология морских животных тесно связана с видовыми особенностями питания, которые зависят от места вида в пищевой цепи и способов добывания пищи (Одум, 1986). Трофическая структура сообщества является одним основных факторов, обеспечивающих естественное биоразнообразие и устойчивое функционирование сообщества как целостной функциональной единицы, тесно взаимодействующей с другими сообществами (Кусакин, 1994). Определение трофической структуры морских экосистем, в частности, динамики и биологической трансформации органического вещества, возможно только на основе знаний о пищевой стратегии организмов и пищевых ресурсов изучаемых биоценозов (Cubit, 1984). Трофический уровень, который занимает организм в конкретном сообществе можно определить по информации о составе пищи (пищевом спектре) данного вида.

Традиционно состав пищи морских организмов определяют по содержимому пищеварительного тракта животных или их экскрементов. Этот метод (метод пищевого комка) основан на идентификации пищи по непереваренным элементам, таким как, например, хитин или скелет жертвы. При этом значительную долю источников пищи, которые не оставляют в пищеварительном тракте крупных твердых остатков (бактерии, многие микроводоросли, желатинообразный зоопланктон и др.) определить весьма проблематично (Graeve et al., 1994; Pond, Sargent, 1998; Nelson et al., 2002). Как отмечает Цихон-Луканина (1987), основные показатели, которые используются в исследованиях питания водных организмов (скорость потребления, усвояемость и калорийность пищи) часто не дают полной картины из-за низкой точности исходных данных. Также следует отметить, что только на основании данных анализа пищевого комка крайне сложно дать количественную оценку переноса органических веществ по звеньям пищевой цепи.

Особую сложность представляет изучение питания бентосных организмов. Выяснить природу органических остатков, определить относительный вклад первичных продуцентов в формирование вторичной продукции морских донных сообществах только на основании анализа содержимого желудка практически невозможно.

Развитие аналитических методов позволило преодолеть эти трудности и с высокой точностью следить за потоками вещества и энергии в морских экосистемах. В последнее время в исследованиях пищевых взаимоотношений организмов водных экосистем, все шире используют новые методы, основанные на применении биохимических и биогеохимических «маркеров». К «маркерам» такого типа относят компоненты, которые передаются по пищевым цепям от продуцентов к консументам в неизменном виде (Sargent et al., 1987). Сравнивая содержание маркеров в организмах-продуцентах и консументах, можно судить о вкладе различных источников органического вещества в питание отдельных видов морских организмов.

Одной из главных групп химических веществ во всех морских организмах, являются жирные кислоты (ЖК); их состав уникален для большинства таксонов животных и растений. Некоторые из кислот передаются по пищевым цепям без изменений и служат биохимическими маркерами пищи (метод маркерных ЖК) (Sargent et al., 1987; Kharlamenko et al., 1995). Также успешно применяется биогеохимический метод, который основан на определении пропорции между природными стабильными изотопами углерода, азота или серы — метод изотопных маркеров (Boschker, Middelburg, 2002). Разные источники первичной продукции в морских экосистемах имеют различный изотопный состав, как углерода, так и азота. Это дает возможность определять источники органического вещества с более низких трофических уровней. Как показали исследования последних лет, для идентификации путей передачи органического вещества в водных экосистемах наиболее эффективным оказалось комплексное применение классических методов и новых подходов: методов маркерных ЖК и изотопных маркеров (Kharlamenko et al., 2001).

Таким образом, одной из актуальных задач современной экологии является комплексное применение методов маркерных ЖК и изотопных маркеров для изучения питания бентосных мелководных организмов с целью определения трофической структуры морских экосистем, а также динамики и трансформации органического вещества в этих системах.

Цель работы: изучить сезонную динамику видовой структуры фитопланктона и дать характеристики пищевых связей массовых видов донных беспозвоночных мелководных бухт залива Петра Великого Японского моря использованием липидных и изотопных биомаркеров.

Задачи исследования.

1. Установить связь между сезонной сменой видового состава и содержанием маркерных ЖК фитопланктона залива Восток.

2. Определить состав ЖК массовых видов беспозвоночных животных (хитоны, брюхоногие моллюски, двустворчатые моллюски, морские звезды) мелководных бухт залива Петра Великого; определить изменчивость состава ЖК мидии Crenomytilus grayanus от места обитания.

3. Определить влияние состава ЖК пищи на состав ЖК тканей мидии Mytilus trossulus при кормлении в искусственных условиях; изучить изменение состава ЖК тканей мидий М. trossulus и С. grayanus при голодании.

4. Определить и уточнить пищевую специализацию массовых видов хитонов, брюхоногих и двустворчатых моллюсков и морских звезд в районах исследования с применением метода маркерных ЖК и соотношения стабильных изотопов 13С/12С и 15N/14N.

Автор выражает искреннюю благодарность сотрудникам ИБМ ДВО РАН: за помощь в определении видового состава фитопланктона — Морозовой Т.В., помощь в определении состава пищи хитонов — к.б.н. Ивановой М.Б., культивирование микроводорослей — к.б.н. Айздайчер Н.А. и помощь в определении соотношения стабильных изотопов углерода — Кияшко С.И. Мы бы хотели особо отметить неоценимую помощь к.б.н. Латышева Н.А., касающиеся методологии применения биохимических подходов в изучении питания морских организмов.

Заключение Диссертация по теме "Биохимия", Хардин, Александр Сергеевич

5. ВЫВОДЫ

1. Изменение содержания маркерных ЖК сетного планктона залива Восток Японского моря отражает сезонное изменение в его составе. Обнаружено, что состав маркерных ЖК фитопланктона отражает его видовой состав. Предложено использовать анализ ЖК планктона для предварительной экспресс-оценки биомассы диатомовых микроводорослей и группового состава планктона.

2. Определён состав ЖК пищеварительной системы 5-ти видов хитонов Ischnochiton hakodadensis, Lepidozona albrechti, Tonicella granulata, Mopalia retifera, Placiphorella borealijaponica. Содержание маркерных ЖК хитонов отражало их пищевую стратегию, что было подтверждено анализом пищевого комка животных. Было показано, что L. albrechti не является всеядным животным, а предпочитает пищу животного происхождения.

3. Выполнен анализ состава ЖК 6-ти видов брюхоногих и 5-ти видов двустворчатых моллюсков залива Восток. Установлено, что в тканях хищных брюхоногих (Nucella heyseana, Cryptonatica jantostoma) содержание ЖК-маркеров зоофагии достоверно выше.

4. Показано, что мидия Mytilus trossulus предпочтительно усваивает ПНЖК n-З серии. Установлено также, что М. trossulus и Crenomytilus grayanus обладают способностью контролировать в тканях содержание липидов и ПНЖК в условиях голодания.

5. Исследован состав ЖК печеночных выростов 7 видов морских звезд залива Восток. Методом маркерных ЖК установлена пищевая специализация этих видов морских звезд.

6. Методом соотношения стабильных изотопов углерода показано, что фитопланктон является доминирующим источником углерода для Metridium senile, М. trossulus, Ruditapes philippinarum, Protothaca euglypta и N. heyseana. Методом соотношения стабильных изотопов азота показано, что консументами второго порядка являются М. senile и Asterias amurensis, в то время как Acmaea pallida, Tegula rustica и М. trossulus являются консументами первого порядка.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Хардин, Александр Сергеевич, Владивосток

1. Адрианов А.В., Кусакин О.Г. Таксономический каталог биоты залива Петра

2. Великого Японского моря // Владивосток: Дальнаука. 1998. 349 с.

3. Багдасарян К.Г., Ахвелидиани Е.Г., Татишвили К.Г., Жгенти Е.М., Казахашвили

4. Ж.Р., Тактакипшили И.Г., Мусхелишвили Л.В., Квалиашвили Г.А., Бадзошвили Ц.И. Справочник по экологии морских двустворок // М.: Наука. 1966. 352 с.

5. Беклемишев В.Н. Основы сравнительной анатомии беспозвоночных // М.: Наука.1964. Т. 1.432 с.

6. Васьковский В.Е., Светашев В.И., Хотимченко С.В. Избирательное расщепление ипоглощение липидов в пищеварительном тракте морского ежа Strongylocentrotus intermedins II Журн. эвол. биохим. физиол. 1982. Т. 18. С. 519-522.

7. Даутов С.Ш. Морфофункциональные аспекты пищевого поведения в онтогенеземассовых видов морских звезд Японского моря // Дисс. на соиск. уч. степ, к.б.н. Владивосток. 1984. 155 с.

8. Евтушенко З.Е., Челомин В.П. Биохимический состав: Липиды // Приморскийгребешок. Владивосток: ДВНЦ АН СССР. 1986. С. 114-115.

9. Жукова Н.В. Неметиленразделенные жирные кислоты морских двустворчатыхмоллюсков: распределение по тканям и классам липидов // Ж. эволюц. биохим. и физиол. 1992. Т. 28, N 4. С. 434-440.

10. Золотарев В.Н. Склерохронология морских двустворчатых моллюсков // Киев:

11. Наукова думка. 1989.112 с.

12. Коновалова Г.В. Сезонная характеристика фитопланктона в Амурском заливе

13. Японского моря // Океанология. 1972. Т. 12. С. 123-128.

14. Кияшко С.И. Изучение потоков углерода в морских экосистемах по природнымсоотношениям стабильных изотопов (13С/12С) // Биол. Моря. 1987. № 5. С. 3-12.

15. Кияшко С.И., Харламенко В.И., Имбс А.Б. Соотношение стабильных изотопов ижирные кислоты как маркеры источников пищи беспозвоночных-грунтоедов // Биология моря. 1998. Т. 24, № 3. С. 169-174.

16. Костина Е.Е., Спирина И.С., Янкина Т.А. Распределение макробентоса на литорализалива Восток Японского моря // Биология моря. 1996. Т. 22, № 2. С. 81-88.

17. Кусакин О.Г. Биологическое разнообразие в морских прибрежных экосистемах

18. Дальнего Востока в связи с их устойчивостью // Вестник ДВО РАН. 1994. № 1. С. 85-94.

19. Кусакин О.Г. Литоральные сообщества // Биология океана. Т. 2. М.: Наука. 1977. С.111.133.

20. Латышев Н.А., Кусакин О.Г., Светашев В.И., Кияшко С.И. Определение спектрапитания литорин при антропогенном загрязнении жирами с помощью липидных и изотопных маркеров // Доклады Академии наук. 1999. Т. 366, №5. С. 715-717.

21. Латышев Н.А., Хардин А.С., Кияшко С.И. Жирные кислоты как маркеры пищевыхисточников морских звезд // Доклады Академии наук. 2001. Т. 380, № 5. С. 711713.

22. Левин B.C. Питание мелководных голотурий и его влияние на донные осадки //

23. Санкт-Петербург: Политехника. 1999.247 с.

24. Одум Ю. Экология // М.: Мир. 1986. Т. 1. С. 142-152.

25. Погребов В.Б., Кашенко В.П. Донные сообщества твердых грунтов залива Восток

26. Японского моря // Биологические исследования залива Восток. Владивосток: ДВНЦ АН СССР. 1976. С. 63-86.

27. Ромашина Н.А., Жукова Н.В., Шеина В.П. Липиды и жирные кислоты съедобноймидии, выращиваемой в заливе Посьет Японского моря // Биология моря. 1987. № 3. С. 14-17.

28. Ромашина Н. А. Морские беспозвоночные как источник эйкозапентаеновой и другихполиненасыщенных кислот // Биология моря. 1983. № 1. С. 66-68.

29. Селин Н.И. Взаимоотношения между хищным брюхоногим моллюском Nucellaheyseana Dunker и мидией Mytilus edulis Linne II Моллюски: Систематика, экология и закономерности распространения. Л.: Наука. 1983. С. 183-184.

30. Селина М.С. Фитопланктон залива Восток Японского моря // Автореф. дис. канд.биол. наук. Владивосток: Дальнаука. 1998.25 с.

31. Скарлато О.А. Двустворчатые моллюски умеренных вод северо-западной части

32. Тихого океана // JL: Наука. 1981.480 с.

33. Стоник И.В., Орлова Т.Ю. Летне-осенний фитопланктон в Амурском заливе

34. Японского моря // Биология моря. 1998. Т. 24. С. 205-211.

35. Хардин А. С., Айздайчер Н. А., Латышев Н. А. Изменения состава жирных кислотгепатопанкреаса моллюска Mytilus trossulus Gould связанные с питанием микроводорослями // Биология моря, 2003. Т. 29. № 6. С. 424-428.

36. Хотимченко С.В. Липиды морских водорослей-макрофитов и трав // Владивосток.:1. Дальнаука. 2003.234 с.

37. Цихон-Луканина Е. А. Трофология водных моллюсков // М.: Наука. 1987.175 с.

38. Шадрин Н.В., Гульбин В.В. Питание и пищевое поведение хищного брюхоногомоллюска Nucella heyseana взаливе Петра Великого Японского моря // Экология. 1994. № 4. С. 46-53.

39. Achituv Y., Brickener I., Erez J. Stable carbon isotope ratios in Red Sea barnacle

40. Cirripidia) as an indicator of their food source // Mar. Biol. 1997. Vol. 130. P. 243247.

41. Ahlgren G., Gustafsson I., Borberg M.H. Fatty acid and chemical composition offreshwater microalgae // J. Phycol. 1992. Vol. 28. P. 38-50.

42. Allen C.E., Tyler P.A., Van Dover C.L. Lipid composition of the hydrothermal vent clam

43. Calyptogena pacifica (Mollusca: Bivalvia) as a trophic indicator // J. Mar. Biol. U. K. 2001.Vol. 81. P. 817-821.

44. Allen C.F., Good P., Holton R.W. Lipid composition of clanidium // Plant Physiology.1970. Vol. 46. P. 748-751.

45. Allen Copley C.E., Tyler P.A., Varney M.S. Lipid profiles of hydrothermal vent shrimps //

46. Cahiers de Biologie Marine. 1998. Vol. 39. P. 229-231.

47. Allen W.V. Fatty-acid synthesis in the echinoderms: Asterias rubens, Echinus esculentusand Holothuriaforskali II J. mar. biol. Ass. U.K. 1968. Vol. 4. P. 521-533.

48. Anderson J. M. Studies on the cardiac stomach of a starfish Patiria minata (Brandt) // Biol.

49. Bull, 1959. Vol. 117. P. 185-201.

50. Araki G. S. On the physiology of feeding and digestion in the sea star Patiria minata II

51. PhD Dissert. Stanford Univ. 1964. 182 p.

52. Arima K. S., Hamata S., Miyakawa Y. Feeding behavior of the starfish to the bivalves //

53. Scient. Rep. Hokkaido. Fish. Expl. Sta. 1972. Vol. 14. P. 63-69.

54. Arts M.T., Ackman R.G., Holub B.J. "Essential fatty acids" in aquatic ecosystems: acrucial link between diet and human health and evolution // Can. J. Fish. Aquat. Sci. 2001. Vol. 58. P. 122-137.

55. Auel H., Harjes M., Darocha R., Stubing D., Hagen W. Lipid biomarkers indicate differentecological niches and trophic relationships of the arctic hyperiid amphipods Themisto abyssorum and T. libellula II Polar Biology. 2002. Vol. 25, Iss 5. P. 374-383.

56. Bayne B.L. Marine mussels: their ecology and physiology // Cambridge University Press.1976. 506 p.

57. Bell M.V., Dick J.R., Pond D.W. Octadecapentaenoic acid in Raphydophyte alga,

58. Heterosigma akashiwo I I Phytochemistry. 1997. Vol. 45, № 2. P. 303-306.

59. Birkely S.R., Grahl-Nielsen O., Gulliksen B. Temporal variations and anatomicaldistributions of fatty acids in the bivalve Mya truncata, L. 1758, from Isfjorden, Spitsbergen // Polar Biol. 2003. Vol. 26. P. 83-92.

60. Boolootian R.A. On growth and reproduction in the chiton Mopalia muscosa of Santa

61. Monica Bay // Helgolander wiss Meeresuntersuchungen. 1964. Vol. 11, № (3-4). P. 186-199.

62. Borgeson C.E., Kurtti T.J., Munderloh U.G., Blomquist G.J. Insect tissues, notmicroorganisms, produce linoleic-acid in the house cricket and the american cockroach // Experientia. 1991. Vol. 47, № 3, P. 238-241.

63. Bowman J.P., Mccammon S.A., Brown V., Nichols D.S., Mcmeekin T.A. Diversity andassociation of psychrophilic bacteria in Antarctic sea-ice // Applied and Environmental Microbiology. 1997. Vol. 63, Iss 8. P. 3068-3078.

64. Boschker H.T.S., Middelburg J.J. Stable isotopes and biomarkers in microbial ecology //

65. FEMS Microbiology Ecology. 2002. Vol. 40. P. 85-95.

66. Bougrier S., Hawkins A.J.S., Heral M. Preingestive selection of different microalgalmiture in Crassostrea gigas and Mytilus edulis, analysed be flow cytometry H Aquaculture. 1997. Vol. 150. P. 123-134.

67. Bradshaw S.A., CThara S.C.M., Corner E.D.S., Eglinton G. Effects on dietary lipids of themarine bivalve Scrobicularia plana feeding in different modes // J. of the Marine Biol. Ass. of the U. K. 1991. Vol. 71, Iss. 3. P. 635-653.

68. Bullett D.S.M. Deep-sea holoturians // Oceanogr. Mar. Biol. 1991. Vol. 29. P. 259-317.

69. Busse H.-J., Denner E.B.M. Classification and identification of bacteria: currentapproaches to an old problem. Overview of methods used in bacterial systematics // Journal of Biotechnology. 1996. Vol. 47. P. 3-38.

70. Caers M., Coutteau P., Sorgeloos P. Dietary impact of algal and artificial diets, fed atdifferent feeding rations, on the growth and fatty acid composition Tapes philippinarum (L.) spat // Aquaculture. 1999. Vol. 170. P. 307-322.

71. Carreau J.P., Dubacq J.P. Adaptation of a macroscale method to the micro-scale for fattyacid methyl trans-esterification of biological lipid extracts // J. Chromatogr. 1978. Vol. 151. P. 384-390.

72. Carrie R.H., Mitchell L., Black K.D. Fatty acids in surface sediment at the Hebridean shelfedge, west of Scotland // Organic Geochemistry. 1998. Vol. 29, Iss. 5-7. P. 1583-1593.

73. Childress J.J., Fisher C.R., The biology of hydrothermal vent animals physiology,biochemistry and autotrophic symbiosis // Oceanography and Marine Biology. 1992. Vol. 30. P. 337-441.

74. Cobelas M.A., Lechado J.Z. Lipids in microalgae. A review I. Biochemistry // Informacion.1989. Vol. 40, Fasc. 2, P. 118-145.

75. Connor M.S. Niche apportionment among the chiton Cyanoplax hartwegii and Mopaliamuscosa and the limpets Collisella limatula and C. pelta under the brown alga Pelvetia fascigiata II The Veliger. 1975. Vol. 18. P. 9-17.

76. Cubit J.D. Herbivory and the seasonal abundance of algae on a high intertidal rocky shore

77. Ecology. 1984. Vol. 65. P. 1904-1917.

78. Dame R.F. Ecology of marine bivalves. An ecosystem approach // NY.: CRC Press. 1996.272 p.

79. Davies M.S., Hawkins S.J., Jones H.D.J Pedal mucus and its influence on the microbialfood supply of two intertidal gastropods, Patella vulgata (L.) and Littorina littorea (L.) // Exp. Mar. Biol. Ecol. 1992. Vol. 161, Iss. 1. P. 57-77.

80. Demoreno J.E.A., Brenner R.R., Moreno V.J., Pollero R.J. Lipids and fatty acids of themussel (Mytilus platensis Dorbigny) from south-atlantic waters // J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 1980. Vol 48, Iss. 3. P. 263-276.

81. DeNiro M.J., Epstein S. Influence of diet on the distribution of nitrogen isotopes in animals

82. Geochim. Cosmochim. Acta. 1981. Vol. 45, Iss. 3. P. 341-351.

83. DeNiro M.J., Epstein S. Mechanism of carbone isotope fractionation associated with lipidsynthesis // Science. 1977. Vol. 197. P. 261-263.

84. Dunstan G.A., Baillie H.J., Barrett S.M., Volkman J.K. Effect of diet on the lipidcomposition of various marine species from southern Australian coastal waters // Сотр. Biochem. Physiol. 1996. Vol. 91. P. 165-169.

85. Dunstan G.A., Volkman J.K., Jeffrey S.W., Barrett S.M. Biochemical composition ofmicroalgae from the green algal classes Chlorophyceae and Prasinophyceae. 2. Lipid classes and fatty acids // J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 1992. Vol. 161. P. 115-134.

86. Dunstan G.A., Volkman J.R., Barret S.M., Leroi J.M., Smith F. Essential polyunsaturatedfatty acid from 14 species of diatom (Bacillariophyceae) // Phytochemistry. 1994. Vol. 35. P. 155-161.

87. Edlung A., Nichols P.D., Roffey R., White D.C. Extractable and lipopolysaccharide fattyacid and hydroxy acid profiles from Desulfovibrio species // J. Lipid Res. 1985. Vol. 26. P. 982-988.

88. Falk-Petersen S., Hagen W., Kattner G., Clarke A., Sargent J.R. Lipids, trophicrelationships, and biodiversity in Arctic and Antarctic krill // Can. J. Fish. Aquat. Sci. 2000. Vol. 57. P. 178-191.

89. Falk-Petersen S., Sargent J.R., Kwasniewski S., Gulliksen В., Millar R.-M. Lipids and fattyacids in Clione limacina and Limacina helicina in Svalbard waters and the Arctic Ocean: trophic implications // Polar. Biol. 2001. Vol. 24. P. 163-170.

90. Falk-Petersen S., Hopkins C.C.E., Sargent J.R. Trophic relationships in the pelagic, Arcticfood web // In: Barnes M., Gibson R.N. (Eds). Trophic relationships in the marine environment. Aberdeen University Press. 1990. Aberdeen. P. 315-333.

91. Farmanfarmaian A. The controversial echinoid heart and hemal system functioneffectiveness in respiratory exchange // Сотр. Biochem. Physiol. 1968. Vol. 24. P. 855-863.

92. Feder H. M., Christensen A. M. Aspects of asteroid biology // In: R. A. Boolootian (Eds.).

93. Physiology of Echinodermata. 1966. P. 87-127.

94. Ferguson J.C. The annual cycle of fatty acid composition in starfish // Сотр. Biochem.

95. Physiol. 1976. Vol. 54. P. 2459-2462.

96. Flanzy J., Boudon M., Zeger C., Phihet J. Application of Carbowax 20-M as an opentubular liquid phase in analysis of nutritionally important fats and oils // J. Chromatogr. Sci. 1976. Vol. 14. P. 17-24.

97. Folch J., Lees N., Sloan-Stanley G.H. A simple method for the isolation and purification oftotal lipid // J. Biol. Chem. 1957. Vol. 226. P. 497-509.

98. Foster G.G., Hodgson A.N. Consumption and apparent dry matter digestibility of sixintertidal macroalgae by Turbo sarmaticus (Mollusca: Vetigastropoda: Turbinidae) // Aquaculture. 1998. Vol. 167. P. 211-227.

99. Freites L., Labarta U., Fernandez-Reiriz M.J. Evolution of fatty acid profiles of subtidaiand rocky shore mussel seed (Mytilus galloprovincialis, Lmk.). Influence of environmental parameters // J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 2003. Vol. 268. P, 185-204.

100. Fry В., Scalan R.S., Parker P.L. Stable carbon isotope evidence for 2 sources of organicmatter in coastal sediments seagrasses and plankton // Geochim. Cosmochim. Acta. 1977. Vol. 41. P. 1875-1877.

101. Fry В., Sherr E.B. Delta C13 measurements as indicators of carbon flow in marine andfresh-water ecosystems // Cont. Mar Sci. 1984. Vol. 27. P. 13-47.

102. Fullarton J.G., Dando P.R., Sargent J.R., Southward A.J. Southward E.C. Fatty acids ofhydrothermal vent Ridgeia piscesae and inshore bivalves containing symbiotic bacteria // J. Mar. Biol. Assoc. UK. 1995. Vol. 75. P. 455^68.

103. Fullarton J.G., Wood A.P., Sargent J.R. Fatty acid composition of lipids from sulfuroxidizing and methylotrophic bacteria from Thyasirid and Lucinid bivalves // J. Mar. Biol. Assoc. UK. 1995. Vol. 75, Iss. 2. P. 445^54.

104. Fulton F.T The diet of the chiton Mopalia lignose (Gould, 1846) // The Veliger. 1975. Vol.18. P. 38-41.

105. Gardner D., Riley J.P. The component fatty acids of the lipids of some species of marineand freshwater molluscs // J. Mar. Biol. Ass. U.K. 1972. Vol. 52. P. 827-838.

106. Gosling E.M. Bivalve Molluscs: biology, ecology and culture // Blackwell Science Inc.2003.443 p.

107. Graeve M., Kattner G., Hagen W. Diet-induced changes in the fatty-acid composition ofarctic herbivorous copepods experimental-evidence of trophic markers // J. Exp. Mar. Biol, and Ecol. 1994. Vol. 182. P. 97-110.

108. Graeve M., Kattner G., Pipenburg D. Lipids in arctic benthos: does the acid and alcoholcomposition reflect feeding and trophic interactions? // Polar Biology. 1997. Vol. 18. P. 53-61.

109. Goulletquer P. A bibliography of the manila clam Tapes philippinarum // IFREMER-URAPC, RIDVR-97.02/RA/ La Tremblade. 1997. 122 p.

110. Guillard R.R.L., Ryther J.H. Studies of marine planktonic diatoms. I. Cyclotella nana

111. Hustedt, and Detonula confervacea (Cleve) Gran. // Can. J. Microbiol. 1962. Vol. 8. P. 229-239.

112. Gunstone F.D., Harwood J.L., Padley F.B. The Lipid Handbook // NY.: CRC Press. 1994.1273 p.

113. Hargrave B.T. The utilization of benthic microflora by Hialella azteca (Amphipoda) //

114. Journal Animals Ecology. 1970. Vol. 39. P. 427-437.

115. Harwood J.L. Fatty acid metabolism // Ann. Rev. Plant Phys. Plant Molec. Biol. 1988. Vol.39. P. 101-138.

116. Hatanaka M., Kosaka M. Biological studies on the population of the starfish Asteriasamurensis in Senday Bay // J. Agric. Res. 1959. Vol. 4. P. 159-158.

117. Hayashi K., Kishimura H. Content and composition of diacyl glyceryl ethers in the pyloricceca and ovaries of the asteroids Solaster paxillatus and Asterias amurensis II Fisheries Sci. 1997 Vol. 63, Iss. 3. P. 945-949.

118. Hayashi K. Eicosapentaenoic acid rich triglycerides of scallop hepatopancreas // Nippon

119. Suisan Gakkaishi. 1988. Vol. 54, Iss. 8. P. 1449.

120. Hayashi К., Yamada M. Studies on the component fatty acids in the giant ezo scallop //

121. Bulletin of the Faculty of Fisheries, Hokkaido University. 1975. Vol. 26, Iss. 2. P. 182191.

122. Hopkins T. S., Crozier G. F. Observations on asteroid echinoderm fauna occuring in theshallow water of southern California (intertidal to 60 meters) // Bull. South. Calif. Acad. Sci., 1966. Vol. 65. P. 129-145.

123. Howell K.L., Pond D.W., Billett D.S., Tyler P.A. Feeding ecology of deep sea seastars

124. Echinodermata: Asteroidea): a fatty-acid biomarker approach // Mar. Ecol. Prog. Ser. 2003. Vol. 255. P. 193-206.

125. Ino Т., Sagara J., Hamada S., Tamakawa M. On the spawning season of the starfish

126. Asterias amurensis, in Tokyo Bay // Bull. Jap. Soc. Scient. Fish. 1955. Vol. 21. P. 3236.

127. Jangoux M., Lawrence J.M. Echinoderm Nutrition // Rotterdam: Balkema. 1982. 483 p.

128. Jarzebski A., Falkowski L., Polak L., Wenne R. Microgeographic differentiation in thelipid-composition of the bivalve Macoma balthica from the gulf of Gdansk (Southern Baltic) // Marine Biology. 1986. Vol. 91, Iss. 1. P. 27-31.

129. Johns J.D., Nickols P.D., Perry G.J. Fatty acid components of 9 species of mollusks of thelittoral zone from Australian waters // Сотр. Biochem. Physiol. 1980. Vol. 65B. P. 207-214.

130. Joseph J.D. Lipid composition of marine and estuarine invertebrates. Mollusca // Prog.1.pid Res. 1982. Vol. 21. P. 109-153.

131. Kanazawa A., Teshima S.-I., Kazuo O. Relationship between essential fatty acidrequirements of aquatic animals and the capacity for bioconversion of linolenic acid to highly unsaturated fatty acids // Comp.Biochem. Physiol. 1979. Vol.63B. P.295-298.

132. Kaneniwa M., Okamoto J., Takagi T. Fatty acids in Asteroidea. Occurrence of unusual 5olefinic acids // Сотр. Biochem. Physiol. 1987. Vol. 87B, № 4. P. 1037-1040.

133. Kattner G., Hagen W., Graeve M., Albers C. Exceptional lipids and fatty acids in thepteropod Clione limacina (Gastropoda) from both polar oceans // Marine Chemistry. 1998. Vol. 61. P. 219-228.

134. Kharlamenko V.I., Zhukova N.V., Khotimchenko S.V., Svetashev V.I., Kamenev G.M.

135. Fatty acids as markers of food sources in a shallow-water hydrothermal ecosystem (Kraternaya Bight, Yankich Island, Kurile Islands) // Mar. Ecol. Prog. Ser. 1995. Vol. 120. P. 231-241.

136. Khotimchenko S.V., Vaskovsky V.E. Distribution of C20 polyenoic fattya acids in redmacrophytic algae // Botanica Marina. 1990. Vol. 33, Iss. 11. P. 525-528.

137. Kim Y.S. Selective feeding on the several bivalve molluscs by starfish, Asterias amurensis1.tken // Bull. Fac. Fish. Hokkaido Univ. 1969. Vol. 19. P. 244-249.

138. Kluytmans J.H., Boot J.H., Oudejans R.C.H.M., Zandee D.I. Fatty-acid synthesis inrelation to gametogenesis in the mussel Mytilus edulis-L II Сотр. Biochem. Physiol. B. 1985. Vol. 81. P. 959-963.

139. Langer P.D. Diet analysis for three subtidal coexisting chitons from the Northwestern

140. Atlantic (Mollusca: Polyplacophora) // The Veliger. 1983. Vol. 25, Iss. 4. P. 370-377.

141. Lee R.F., Nevenzel J.C., Paenho G.A. Importance of wax esters and other lipids in themarine food chain: phytoplankton and copepods // Mar. Biol. 1971. Vol. 9. P. 99-108.

142. Lee R.F., Patton J.S. Alcohols and Waxe // In: Ackman R.G. (Ed.), Marine Biogenic1.pids, Fats and Oils. Vol. 1. CRC Press. FL. 1989. P. 73-102

143. Leonardos N., Lucas I.A.N. The use of larval fatty acids as an index of growth in Mytilusedulis L-larvae//Aquaculture. 2000. Vol. 184, Iss. 1-2. P. 155-166.

144. Leveille J-C., Amblard C., Bourdier G. Fatty acids as specific algal markers in a lacustrianphytoplankton // J. Plankt. Res. 1997. Vol. 19. P. 469-490.

145. Lovern J.A. The lipids of marine organisms // Oceanogr. Mar. Biol. Ann. Rev. Ed: H.

146. Barnes. George Allen and Unwin Ltd., London. Vol. 2. P. 169-191.

147. Luckens P.A. Predation and intertidal zonation at Asamushi // Bull. Mar. Biol. Sta.

148. Asamushi. 1970. Vol. 14. P. 33-52.

149. Mahlenberg F., Riisgard H.U. Effeciency of particle retention in 13 species of suspensionfeeding bivalves // Ophelia. 1978. Vol. 17. P. 239-246.

150. Medina A.R., Grima E.M., Gimenez A.G., Gonzalez M.J.I. Downstream processing ofalgal polyunsaturated fatty acids // Biotechnology Advances. 1998. Vol. 16, № 3. P. 517-580.

151. Meziane Т., Bodineau L., Retiere C., Thoumelin G. The use of lipid markers to definesources of organic matter in sediment and food of the intertidal salt-marsh-flat ecosystem of Mont-Saint-Michel Bay, France // J. Sea Res. 1997. Vol. 38. P.47-58.

152. Montero P.M.S., James A.J., Sholto-Douglas A., Field J.G. The 13C trophic positionisotope spectrum as a tool to define and quantify carbon pathways in marine food webs // Mar. Ecol. Prog. Ser. 1991. Vol. 78. P. 33-40.

153. Moule A.L., Wilkinson S.G. Polar lipids, fatty acids and isoprenoid quinones of

154. Alteromonas putrefaciens (Shewanella putrefaciens) II Sys. App. Microbiol. 1987. Vol. 9. P. 192-198.

155. Murphy K.J, Mooney B.D., Mann N.J., Nichols P.D., Sinclair A.J. Lipid, FA, and sterolcomposition of New Zealand green lipped mussel (Perna canaliculus) and Tasmanian blue mussel (Mytilus edulis) // Lipids. 2002. Vol. 37. P. 587-595.

156. Napier J.A. Plumbing the depths of PUFA biosynthesis: a novel polyketide synthase-likepathway from marine organisms // Trends in Plant Science. 2002. Vol. 7, Iss. 2. P. 5154.

157. Navarro J.M., Leiva G.E., Martinez G., Aguilera C. Interactive effects of diet andtemperature on the scope for growth of the scallop Argopecten purpuratus during reproductive conditioning // J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 2000. Vol. 247. P. 67-83.

158. Nelson D.C., Fisher C.R., Chemoautotrophic and methanoautotrophic endosymbioticbacteria at deep-sea vents and seeps // In: The microbiology of deep-sea hydrothermal vents, (ed. Karl, D.M.). 1995. P. 125-167.

159. Nelson M.M., Leighton L., Phleger C.F., Nichols P.D. Comparison of growth and lipidcomposition in the green abalone, Haliotis fulgens, provided specific macroalgal diets // Сотр. Biochem. Physiol. B. 2002. Vol. 131. P. 695-712.

160. Nelson M.M., Mooney B.D., Nichols P.D., Phleger C.F. Lipids of Anarctic Oceanamphipods: food chain interactions and the occurrence of novel biomarkers // Mar. Chem. 2001. Vol. 73. P. 53-64.

161. Nichols D.S. Procaryotes and the input of polyunsaturated fatty acids to the marine foodweb // FEMS Microbiol. Lett. 2003. Vol. 219. P. 1-7.

162. Nichols D.S., McMeekin T.A. Biomarker techniques to screen for bacteria that producepolyunsaturated fatty acids //J. Microbiol. Meth. 2002. Vol. 48. P. 161-170.

163. Nichols P.D., Mayberry W.R., Antworth C.P., White D.C. Determination ofmonounsaturated double bond position and geometry in the cellular fatty acids of thepathogenic bacterium Franciella tularensis I I J. Clin. Microbiol. 1985. Vol. 21. P. 738740.

164. Nicol D. Some observations on the hollow curve of distribution // Fla Sci. 1981. Vol. 44. P.118.123.

165. Nojima S. Ecological studies of sea star, Actopecten latespinosus Meissner. I. Survivorshipcurve and life history // Amakusa Mar. Biol. Lab. 1979. Vol. 4. P. 45-65.

166. Owen G. Feeding and digestion in the Bivalvia // Advances in Comparative Physiology and

167. Biochemistry. 1974. Vol. 5. P. 1-35.

168. Paradis M., Ackman R.G. Potential for employing the distribution of anomalous nonmethylene-interrupted dienoic fatty acids in several marine invertebrates as part of food web studies // Lipids. 1977. Vol. 12. P. 170-176.

169. Pazos A.J., Ruiz C., GarciaMartin O., Abad M., Sanchez J.L. Seasonal variations of thelipid content and fatty acid composition of Crassostrea gigas cultured in El Grove, Galicia, NW Spain // Сотр. Biochem. Physiol. 1996. Vol. 114. P. 171-179.

170. Petraitis P.S. Direct and indirect effects of predation, herbivory and surface rugosity onmussel recruitment // Oecologia. 1990. Vol. 83. P. 405-413.

171. Piveteau F., Gandemer G., Baud J.P., Demaimay M. Changes in lipid and fatty acidcompositions of European oysters fattened with Skeletonema costatum diatom for six weeks in ponds // Aquaculture International. 1999. Vol. 7. P. 341-355.

172. Polak L., Falkowski L., Jarzebski A., Wenne R. Seasonal changes in condition and lipidscomposition of the bivalve Macoma balthica L. from the gulf of Gdansk (Southern Baltic) // Сотр. Biochem. Physiol. B. 1987. Vol. 88, Iss. 3. P. 881-885.

173. Pond D.W., Bell M.V., Harris R.P., Sargent J.R. Microplanktonic polyunsaturated fattyacid markers: a mesocosm trial // Estuar.Coast. Shelf Sci. 1998. Vol. 46. P. 61-67.

174. Pond D.W., Sargent J.R. Lipid composition of the pelagic tunicate Dolioletta gegenbauri

175. Tunicata, Thaliacea). // J. Plankton Res. 1998. Vol. 20, Iss. 1. P. 169-174.

176. Rau G.H., Kaplan I.R., Mearns A.J., Olson R.J., Schafer H.A., Young D.R. Animal C13/C-12 correlates with trophic level in pelagic food webs // Ecology. 1983. Vol. 64, Iss. 5. P. 1314-1318.

177. Rawlings B.J. Biosynthesis of fatty acids and related metabolites // Natural Product

178. Reports. 1997. Vol. 14. P. 335-358.

179. Reuss N., Poulsen L.K. Evolution of fatty acids as biomarkers for a natural planktoncommunity. A field study of a sspring bloom and a post-bloom period off West Greenland // Mar. Ecol. 2002. Vol. 141. P. 423-234.

180. Rezanka Т., Volkman J., Slavicek J. and Podojil M. Determination of fatty acids in algaeby capillar gas chromatography-mass spectrometry // J. Chromatography. 1983. Vol. 268. P.71-78.

181. Robb M.F. The diete of the chiton Cyanoplax hartwegii in three intertidal habitat // The

182. Veliger. 1975. Vol. 18. P. 34-37.

183. Rodegker W., Nevenzel J.C. The fatty acid composition of three marine invertebrates //

184. Сотр. Biochem. Physiol. Vol. 11. P. 53-60.

185. Sargent J.R., Eilertsen H.C., Falk-Petersen S., Taasen J.P. Carbon assimilation and lipidproduction in phytoplankton in northern Norwegian fjords // Mar. Biol. 1985. Vol. 85. P.109-116.

186. Sargent J.R., Falk-Petersen S. Ecological investigations on the zooplankton community in

187. Balsfjorden, northern Norway: lipids and fatty acids in Meganyctiphanes norvegica, Thysanoessa raschi and T. inermis during midwinter // Mar. Biol. 1981. Vol. 62. P. 131-137.

188. Sargent J.R., Parkes R.J., Mueller-Harvey I., Henderson R.J. Lipid biomarkers in marineecology // Microbes in the sea. Chichester: Ellis Horwood. 1987. P. 119-138.

189. Sargent J.R., Whittle K.J. Lipids and hydrocarbons in the marine food web // In: Longhurst

190. AR (ed) Analysis of marine ecosystems. Academic. London. 1981. P. 491-533.

191. Seed R. Ecology // In: Marine mussels their ecology and physiology. (Ed.: Bayne B.L.).

192. Cambridge University Press. 1976. P. 13-66.

193. Sirenko B.I. The importance of the development of articulamentum for taxonomy ofchitons (Mollusca, Polyplacophora) // Ruthenica. 1997. Vol. 7, Iss. 2. P. 77-89.

194. Skvortzow B.W. Marine littoral diatoms from the bottom of the Sea of Japan // Phillipinic

195. J. Sci. 1932. Vol. 47, № 1. P. 45-53.

196. Sloan N.A. Aspects of the feeding biology of asteroids // Oceanogr. Mar. Biol. Ann. Rev.1980. Vol. 18. P. 57-124.

197. Sofer Z.U. Preparation of carbon dioxide for stable carbon isotope analysis of petroleumfractions // Anal. Chem. 1980. Vol. 52. P. 1389-1391.

198. Stumpf P.K. Fatty acid biosynthesis in higher plants // In: Fatty Acid Metabolism and Its

199. Regulation. Ed: S.Numa. New Comprehensive Biochemistry. Amsterdam New York -Oxford.: Elsevier, 1984. Vol. 7. P. 155-179.

200. Surh J., Ryu J. S., Kwon H. Seasonal variations of fatty acid compositions in various

201. Korean shellfish // J. Agr. Food Chem. 2003. Vol. 61, Iss. 6. P. 1617-1622.

202. Svetashev V.I., Vaskovsky V.E. A simplified technique for thin-layermicrochromatography of lipids // J. Chromatogr. 1972. Vol. 67, № 2. P. 376-378.

203. Takagi Т., Eaton C.A., Ackman R.G. Distribution of fatty acids in lipids of the commonatlantic sea urchin Strongylocentrotus droebachiensis // Can. J. Fish. Aquat. Sci. 1980. Vol. 37. P. 195-202.

204. Takagi Т., Toyama Y. Fatty oils from echinoderms and molluscs with a particular referenceto their sterol components // XII Mem. Fac. Eng. Nagoya Univ., 1958, Vol. 8, Chem. Abs., Iss. 52., 15098C.

205. Thompson P.A., Harrison P.J., Whyte J.N.C. Influence of irrdiance on the fatty acicomposition of phytoplankton // J. Phycol. 1990. Vol. 26. P. 278-288.

206. Thompson P.A., Ming-xin Guo, Harrison P.J., Whyte J.N.C. Effects of variation intemperature. II. On fatty acid composition of eight species of marine phytoplankton // J. Phycol. 1992. Vol. 28. P. 488-497.

207. Thresher R.E., Nichols P.D., Gunn J.S., Bruce B.D., Furlani D.M. Seagrass detritus as thebasis of a coastal planktonic food-chain // Limnology And Oceanography. 1992. Vol. 37, Iss. 8. P. 1754-1758.

208. Vander Zanden M.J., Rasmussen J.B. Primary consumer delta C-13 and delta N-15 andthe trophic position of aquatic consumers // Ecology. 1999. Vol. 80, Iss. 4. P. 13951404.

209. Viron C., Saunois A., Andre P., Perly В., Lafosse M. Isolation and identification ofunsaturated fatty acid methyl esters from marine micro-algae // Analytica Chimica Acta. 2000. Vol. 409. P. 257-266.

210. Viso A.C., Marty J.C. Fatty acids from 28 marine microalgae // Phytochemistry. 1993. Vol.34, №6. P. 1521-1533.

211. Volkman J.K., Jeffrey S.W., Nichols P.D., Rogers G.I., Garland C.D. Fatty acid and lipidcomposition of 10 species of microalgae used in mariculture // J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 1989. Vol. 128. P. 219-240.

212. Volkman J.K., Johns R.B., Gillan F.T., Perry G.J., Bavor Jr.H.J. Microbial lipids of anintertidal sediment. 1. Fatty acids and hydrocarbons // Geochim. Cosmochim. Acta. 1980. Vol. 44. P. 1133-1143.

213. Voogt P.A. Lipid and sterol components and metabolism in Mollusca // N.Y.: Academic1. Press. 1972. P. 245-300.

214. Wada E., Mizutani H., Minagawa M. The use of stable isotopes for food web analysis //

215. Critic.Rev. Food Sci. Nutr. 1991. Vol. 30. P. 361-371.

216. Waldock M.J., Holland N.N. Fatty acid metabolism in young oysters, Crassostrea gigaspolyunsaturated fatty acids // Lipids. 1984.Vol. 19. P. 332-335.

217. Wallis J.G., Watts J.L., Browse J. Polyunsaturated fatty acid synthesis: what will they thinkof next?// Trends in Biochemical Sciences. 2002., Vol. 27, № 9. P. 467-473.

218. Weinert J., Blomquist G.J., Borgeson C.E. De-novo biosynthesis of linoleic-acid in 2 noninsect invertebrates the land slug and the garden snail // Experientia. 1993. Vol. 49, №10. P. 919-921.

219. White D.S., Davis W.M., Nickels J.S., King J.D., Bobbie R.J. Determination of thesedimentary microbial biomass by extractible lipid phosphate II Oecologia. 1986. Vol. 40. P. 51-112.

220. Yazawa K. Production of eicosapentaenoic acid from marine bacteria // Lipids. 1996. Vol.31. P. 297-300.

221. Zhukova N.V. Biosynthesis of non-methylen-interrupted dienoic fatty acids from 14Cacetate in molluscs // Сотр. Biochem. Physiol. 1986. Vol. 83B. P. 643-646.

222. Zhukova N.V., Aizdaicher N.A. Fatty acid composition of 15 species of marine microalgae

223. Phytochemistry. 1995. Vol. 39. P. 351-356.

224. Zhukova N.V., Aizdaicher N.A. Lipid and Fatty acid composition during vegetative andresting stages of the marine diatom Chaetoceros salsugineus II Botanica Marina. 2001. Vol. 44. P. 287-293.

225. Zhukova N.V., Kharlamenko V.I., Svetashev V.I., Rodionov I.A. Fatty acids as markers ofbacterial symbionts of marine bivalve mollusks // J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 1992. Vol. 162, Iss. 2. P. 253-263.

226. Zhukova N.V., Svetashev V.I. Non-methylene-interrupted dienoic fatty acids in mollusksfrom the Sea of Japan // Сотр. Biochem. Physiol, part B. 1986. Vol. 83, Iss. 3. P. 643646.