Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Некоторые черты биологии основных видов макропланктона Южной Балтики

ВАК РФ 03.00.18, Гидробиология

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Матиевска, Кристина

1. ВВЕДЕНИЕ.

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА.

3. ОКЕАНОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА.

4. НЕКОТОРЫЕ ЧЕРТЫ БИОЛОГИИ ДОМИНИРУЮЩИХ ГРУШ МАКРОПЛАНКТОНА.

4.1. Краткая характеристика макропланктона

Южной Балтики . •«

4.2. Щетинкочелюстные (СЖае^оекЛЬа )

4.2.1. БавИ^а ве-Ьоза ¿Г.МиНег,

4.2.2. Sagitta еЗ-евапэ ЪаГЫса НИ^ег-гаЬсгау, Зр11.

4.2.2.1. Распространение

4.2.2.2. Количественное распределение

4.2.2.3. Размерный состав

4.2.2.4. Питание.

4.2.2.5. Функциональный статус популяции

4.3. Мизиды

4.3.1. Количественное распределение

4.3.2. Питание и трофические связи

5. БЫВОда.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Некоторые черты биологии основных видов макропланктона Южной Балтики"

Первые отрывочные сведения о макропланктоне Балтийского моря можно найти в работах конца прошлого века. В основном это были работы по систематике и фаунистике планктонных животных, которые лишь отчасти затрагивали распространение и экологию (Hertwig, 1880; Hensen, 1887; Möbius, 1887; Au-rivîlius, 1896; Apstein, 1900). Регулярные исследования планктона проводились уже в начале нашего столетия после образования в 1902 г. Международной организации по исследованию морей (МСИМ). К концу 30-х годов были накоплены обширные сведения о биологии планктонных организмов Балтийского моря (Apstein,1906а,Ъ; Drirer, 1908; Merkle,I9I0; Rit-ter-Zahony, 19Па,Ъ; Mielok, 1926; ЮдЫ, 1928; Hessle, Vallln, 1934; Mielok, Kunne, 1935; Brandes, 1939; SchmidtReis, 1939; Rentz, 1940; Rothe, 1941). Большинство работ содержало те или иные сведения о макропланктоне. Однако планомерное и систематическое изучение организмов, входящих по современным представлениям в группу макропланктона, началось после Второй мировой войны и проходило в рамках международных программ по изучению проблем Балтийского моря. Постоянным участником этих программ был Морской институт рыболовства в Ецыне. Большой вклад в изучение макропланктона Южной Балтики внес профессор В.Маньковский, проводивший исследования с 1946 по 1975 гг. Его работы по составу, распределению и экологии макропланктона стали основополагающими для дальнейших исследований.

Макропланктон Южной Балтики представлен большим числом видов, но в общем балансе потока органического вещества и энергии в сообществах Балтийского моря ему принадлежит скромная роль. Тем не менее, учитывая своеобразие Балтийского моря и Южной Балтики в частности, изучение макропланктона имеет не только теоретическое, но может быть даже в большей степени чисто практическое значение. Балтийское море, как известно, является мелководным средиземным морем. Отличительной чертой гидрологических условий Балтийского моря является постоянное расслоение на два слоя, различающихся соленостью. Вертикальное перемешивание из-за резко выраженного скачка плотности затруднено и развитие стагнации является обычным. Поэтому Балтийское море чрезвычайно чувствительно к антропогенному воздействию. Последнее усугубляется тем, что к его побережью выходят 7 высокоразвитых промышленных стран и общая численность населения в прибрежных городах превысила 8 млн.человек (Хупфер, 1982). Сброс промышленных и бытовых отходов в сочетаний с естественным застоем в глубинном слое может привести к катастрофическим последствиям для фауны Балтийского моря и, что особенно важно, для его промысловых ресурсов. Обновление глубинных вод Балтийского моря происходит в основном за счет поступления североморских вод. Характер и интенсивность этого процесса находятся под постоянным наблюдением и являются основой международной программы по проблеме загрязнения Балтики. Большое значение имеют при этом наблюдения за видами - индикаторами североморских вод. Среди них много видов, относящихся к макропланктону. К таким видам относятся, например, Sagitta setosa (J.Muller), Sarsia tutnilosa (H.Sars), Ehialldium hemispbaertcum (L„), Rathkea octopunctata (M.Sars), Maoropsis slat)beri (Van Beneden).

Поскольку трансформация североморских вод происходит уже в проливах, где они смешиваются с выходящей балтийской водой, плотность и характер распространения видов-индикаторов в некоторых случаях более надежный показатель притока, чем соленость и температура. Так как для многих видов Южная Балтика является стерильной зоной выселения (Беклемишев, 1969), то начало увеличения численности вида-индикатора должно совпадать с началом притока. Так обычно и бывает: например, увеличение численности Sagitta setosa в Арконской впадине происходит одновременно с поступлением каттегатских вод ( Mielck, Кшше, 1935; Mankowski, 1951а,Ъ, 1954,1955, 1959 а,Ъ, 1962,1978 а,Ъ; Siudzinski, 1962,1965). Появление стенобионтных видов в Южной Балтике является показателем особенно большого притока вод. К таким видам относятся, например, Sagitta setosa, Sarsia tubulosa, Phialidium hemis-phaericum (Mankowski, 1951 а,Ъ, 1959 Ъ). Эврибионтные виды проникают дальше на северо-восток, чем стенобионтные. Продолжительность существования видов-индикаторов в новых для них условиях определяется, с одной стороны, объемом поступившей воды, и с другой - развитием процесса стагнации.

Таким образом, эти же виды могут служить индикатором кислородного режима в глубинном слое.

Надежность данных по использованию видов-индикаторов в целях мониторинга зависит, преаде всего, от точного знания биологии этих видов. В этом прежде всего и состоит актуальность изучения макропланктона. Хорошими индикаторами притока североморских (каттегатских) вод являются представители хетогнат. Два вида - Sagitta setosa J.Muller, 1847 и Sagitta elegans elegans Verrrill - многочисленны в водах Каттегата и Скагеррака и хорошо улавливаются планктонными сетями. Sagitta setosa постоянно обнаруживается в Ар-конской впадине, ближайшей к порогам, а во время особенно сильных притоков может проникать и дальше на северо-восток. Что касается Sagitta elegans elegans, то она, как правило, появляется в Арконской впадине только после сильных притоков С Mankowski, 1959 Ъ, 1962; Rozanska, 1971,1978).

S, elegans taltica является по Р.Риттерзахони, В.Маньковскому и С.Розаньской эндемиком Балтийского моря, обитает в Борнхольмской впадине и оттуда разносится на север вплоть до Готландской котловины. По В.Маньковскому, S.elegans Ъа11;1са очень чувствительна к недостатку кислорода и падение численности этого вида свидетельствует о начале развития стагнации.

В биологии S.elegans baltica много неясного. Впервые она была описана Р.Риттерзахони в I9II г. (Ritter-Zahony, 1911а). Однако Фразер С Fraser, 1952) и вслед за ним Альва-ринье (Alrarino, 1963,1965) не нашли существенных различий между S#elegans elegans и S.elegans taltica. В пользу эндемизма S.elegans baltica было выдвинуто два основных довода. Во-первых, s.elegans taltica, обитающая в Борнхольмской впадине, размножается (Mankowski, 1951b ,1959 Ъ, I978à) и в течение года может дать несколько поколений (Rozanska, 1971). Во-вторых, S.elegans baltica отличается от S.elegans elegans меньшей относительной длиной яичников. В то же время, если судить по литературным данным, в годы с ярко выраженной стагнацией в Борнхольмской впадине численность s.elegans Ъа1г±са снижается от нескольких сотен до единиц под м^ и восстанавливается вслед за притоком каттегатских вод, что говорит о возможности приноса их с этими водами. Снижение же плодовитости может быть следствием обитания в стерильной зоне выселения (Беклемишев, 1969). Поэтому одной из основных задач настоящей работы является решение вопроса о существовании эндемика Sagitta ele-gans Ъа1-Ыса.При решении этого вопроса мы использовали представления К.В.Беклемишева о функциональной структуре популяции и основе ареала пелагических животных. С этих позиций S.elegans ЪаЗЛ;1оа еще не рассматривалась.

Изучение макропланктона Южной Балтики представляет интерес и с другой точки зрения. Некоторые представители его входят в рацион промысловых рыб Балтийского моря.

Макропланктон (Zalachowski, Szypula et al., J976;Popiel, 1951) выедается в основном сельдью. На ее долю приходится около 3400 тыс.т макропланктона в год. В основном это мизиды; сагитты и другие представители макропланктона играют второстепенную роль. В Южной Балтике мизиды представлены 5-ю видами, из них доминируют только два - Mysis mixta и Neomysis vulgaris. В целом биология и распределение этих видов изучены достаточно хорошо (Николаев, 1950,1960; Гордеев, 1951; Шурин, 1953; Боднек, 1954; Сушкина, 1954; Халдинова, Назвич, Рейн, I960; Санина, 1961; Чехова, 1961; Никитина, Спасский, 1963; Котта, 1976,1979; Котта, Симм, 1979; Apstein, 1906а; Kine, 1955; Mankowski, 1951а,Ъ, 1954,1955,1959Ъ, 1978а ; Demel, Mulicki, 1959; Wiktor, 1961;Siudzinski, 1965,1973; Segerstrale, 1973; Lotooki, Witek, 1982), но очень мало данных о питании самих мизид, поэтому особое внимание было уделено изучению питания обоих видов.

Хотя применяемое нами орудие лова - сеть Гензена - плохо улавливает крупные формы и подученные нами данные характеризуют лишь относительную плотность макропланктона, все же они имеют определенную ценность, так как сеть Гензена применяется для сбора макропланктона в Южной Балтике давно и имеется возможность провести сравнительный анализ особенностей распределения макропланктона. Такие данные, хотя и недостаточные для оценки кормовой базы, дают представление о пространственном размещении кормовых угодий сельди.

Цель работы и основные задачи исследования. Цель настоящей работы - анализ малоизученных сторон биологии щетинкоче-люстных и мизид.

В соответствии с целью исследования были поставлены следующие задачи:

1. Анализ качественного состава макропланктона Южной Балтики и выделение видов, представляющих интерес для оценки условий и кормовой базы промысловых объектов.

2. Изучение малоисследованных сторон биологии s.eie-gans baltioa. Проблема эндемика S.elegans taltica. Роль сагитт как индикаторов условий в глубинном слое Южной Балтики.

3. Анализ распределения массовых видов мизид.

4. Изучение трофических связей мизид.

5. Сравнительный морфо-функциональный анализ ловчих аппаратов My sis mixta и Neomysis vulgaris.

Научная новизна. Впервые показан зависимый характер популяции s.eiegans baitioa, считавшейся ранее эндемичным подвидом. На основании анализа многолетних данных по встречаемости видов-индикаторов прослежен путь, по которому распространяются северо-морские воды в Балтийском море. Существенно дополнены и уточнены сведения по распространению и питанию мизид в районе исследований. Получены новые данные о характере связи между особенностями строения пищедобывательного аппарата мизид, составом пищи и распределением двух массовых видов мизид.

Практическая ценность. Выводы, сделанные на основе изучения распределения видов-индикаторов, могут быть использованы при определении путей распространения и размещения североморских вод в Балтийском море, для выделения районов с различной структурой вод. Данные по распределению массовых представителей макропланктона важны для оценки кормовой базы промысловых объектов.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на объединенном коллоквиуме лаборатории промысловых беспозвоночных и кормовой базы ШИРО (Москва, 1983,1984) и на коллоквиуме в лаборатории планктона Института океанологии им .Ширшова АН СССР (Москва, 1984).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 2 работы.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов и списка использованной литературы. Работа включает: 74 страницы машинописного текста, 19 иллюстраций и 13 таблиц. Список литературы состоит из 106 названий (79 иностранных).

Заключение Диссертация по теме "Гидробиология", Матиевска, Кристина

1. Полный список форм, представленных в макропланктоне Южной Балтики, составленный по литературным данным, включает более 40 видов. Из них только 63^ относятся к местной фауне.Остальные виды проникают в Южную Балтику вместе с Каттегат скими водами. Поэтому одной из характерных черт макропланкто на района исследований является сильная изменчивость видово го состава.2. Из форм, которые вносятся в Балтику, наиболее много численны представители хетогнат; из местных форм два вида мизид Ц7з1з mixta, Neomysls vulgaxis.3. Изучение биологии Sagitta elegans baltica, считав шегося ранее эндемичным подвидом Sagitta elegans elegans, показало, что его популяция представляет собой псевдопопуля цию s.elegans elegans, ДЛЯ которой Балтийское море является стерильной зоной выселения.4. Район распространения s.elegans в Балтийском море, выделенный по многолетним наблюдениям, представляет собой своеобразное "русло", по которому распространяются Каттегат ские воды в Балтийском море.5. s.elegans наравне с S.setosa может быть использо вана в качестве вида-индикатора Каттегатских вод.6. Из двух массовых видов мизид N.rulgaris дает наи болыцую численность в прибрежных мелководных районах, тогда как M.mixta на глубоководных станциях в открытой части мо ря.7. Изучение состава пищи этих видов показало, что в ра ционе M.mixta преобладают планктонные ракообразные и дет- 100 -

рит, а в рационе N.vulgaris планктонные ракообразные и фито планктон.8. Сравнительный анализ вооружения, участвующего в захва те пищи мизйдами, показал, что по способу питания оба вида яв ляются хватателями-^ильтраторами, но у одного фильтрационный аппарат лучше приспособлен для тонкой фильтрации N.vulgaris, тогда как M.mixta имеет грубый фильтр. Кроме того, захваты вающий отдел имеет более мощное и более густое вооружение, приспособленное для захвата детрита со дна.uluthciui XjUJu^oj^ " lOI -