Российские ученые исследовали ракообразных Cladocera и Copepoda из термокарстовых озер в дельте реки Лены и выяснили, какими факторами определяется видовой состав обитателей дна и толщи воды. Хотя арктические водоемы неглубоки, от их размеров, тесно связанных с возрастом, сильно зависит биоразнообразие. Также оказалось, что состав бентосной и планктонной фауны определяется различными группами факторов среды. В частности, для обитателей водной толщи важны температура и гидрохимические свойства воды, а для донных ракообразных — состав водной растительности и тип грунта. Полученные данные помогут оценить, как колебания климата и растущее загрязнение повлияют на природу Арктики, ведь пресноводные ракообразные отличаются особой чувствительностью к изменениям среды. Результаты исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ) и были опубликованы в журнале Water. 

Пресноводные водоемы в дельте восточносибирской реки Лены имеют свои особенности. Участки тундры — практически ровные многоугольники-полигоны — опускаются из-за таяния вечной мерзлоты, а затем наполняются водой. С течением времени таких подтаявших участков становится все больше. Так постепенно формируются комплексные полигональные водоемы, которые затем могут объединиться в большое термокарстовое озеро. Все этапы формирования таких водоемов сопровождаются изменениями в составе грунта, гидрохимических характеристиках и амплитуде температурных колебаний воды в течение дня. Это, естественно, влияет и на видовой состав их обитателей, в частности ракообразных: ветвистоусых (Cladocera) и веслоногих (Copepoda). Тонкая «настройка» биоразнообразия рачков определяется тем, какие виды смогут выйти из покоящихся стадий после зимы, возобновив основные функции организма, в конкретном озере в конкретный летний сезон. 

Впервые ракообразными дельты реки Лены заинтересовались еще в 1901 году ученые Русской полярной экспедиции. Маленькие рачки обитали как на дне водоемов (бентос), так и в толще воды (планктон). Эти две экологические группы организмов, как правило, изучали по отдельности: их видовой состав настолько отличается, что исследователям часто не хватало компетентности и ресурсов для определения столь разной фауны. Да и для сбора образцов планктона и бентоса используют совершенно иные методики и оборудование.
«Необходимо комплексно подходить к исследованию водных экосистем, поскольку в водоемах тундры бентос и планктон тесно взаимосвязаны друг с другом и даже могут смешиваться при волнении водоема. Закономерно возникает вопрос: насколько различается влияние внешних факторов на донные и планктонные сообщества в Арктике? Мы попробовали дать на него ответ, проанализировав ракообразных тундровых водоемов», — объясняет Елена Чертопруд, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник кафедры общей экологии и гидробиологии МГУ имени М. В. Ломоносова. — Еще водоемы дельты реки Лены интересны тем, что ранее этот регион входил в состав географической области Берингии, которая в настоящее время частично скрыта под водой. Осколки берингийской фауны сохранились после последнего оледенения материка, и поэтому видовое разнообразие здесь значительно выше по сравнению с другими местами на этих же широтах».
Пробы воды и грунта для исследований авторы собирали в течение двух экспедиций: в июле-августе 2017 и 2020 годов. Образцы взяли из 31 термокарстового озера, в основном глубиной не более полутора метров. Для сбора планктона использовали специальные конические сети, а бентос отбирали с помощью трубчатых пробоотборников. Во всех изученных водоемах были определены значения основных факторов среды — температуры, минерализации, кислотности и другие. Ученые подсчитывали точное количество видов рачков в каждой экологической группе, оценивали процентное соотношение их численности, а затем выясняли, как сообщества реагируют на характеристики среды с помощью методов многомерного статистического анализа данных. 

Выяснилось, что видовое богатство ракообразных в значительной степени определяется возрастом и размером водоема, с которым связано много как абиотических, так и биотических характеристик. В больших термокарстовых озерах число видов превышало показатель малых в среднем на 15-30 процентов. В зависимости от возраста и этапа формирования тундровых водоемов доминировали определенные группы ракообразных: в маленьких полигональных «прудах» — крупные ветвистоусые, в комплексных полигональных «прудах» — циклопы (один из отрядов Copepoda), а в больших термокарстовых озерах — каланоиды (тоже из отряда Copepoda). 

Примечательно, что для обитания ветвистоусых рачков — представителей планктона — наиболее значимым является температурный фактор, а для гарпактикоид (один из отрядов Copepoda), обитающих почти исключительно на дне, определяющим стал состав водной растительности. Прослеживается закономерность: для планктонных организмов важны более изменчивые факторы среды, например температура, а у донных ракообразных все более стабильно: для них существеннее тип грунта, в толще которого они живут, и состав растений в водоеме, микроорганизмами на которых они питаются. 

В следующие годы авторы статьи планируют снова вернуться в дельту реки Лена, чтобы проанализировать межгодовую изменчивость сообществ планктона и бентоса. Это нужно для оценки направленности изменений водных экосистем региона.
«В настоящее время полярные регионы все больше подвергаются воздействию изменяющегося климатического фактора, а также антропогенной нагрузки. Пресноводные экосистемы в целом и водные ракообразные в частности — одни из самых чувствительных в природе. Входящие в состав планктона и бентоса рачки имеют короткое время смены поколений и, соответственно, маленькую продолжительность жизни. Это определяет быстрые перестройки состава их сообществ в ответ на изменения условий среды. Вот почему на примере маленьких рачков можно выявить, какие именно факторы определяют первые изменения состава фауны в водоемах Арктики», — добавляет Елена Чертопруд. 

 
Картинка 1. Карта Восточной Сибири (a), стрелкой указано расположение дельты реки Лены; Дельта реки Лена (b) с отметкой района исследований (белая рамка); район исследований (c), станции отбора проб (красные точки – 2017, черные – 2020) и граница между первой и второй речными террасами (синяя линяя). Chertoprud et al / Water, 2021 


 

Картинка 2. Радуга над дельтой Лены (на горизонте остров Столб — останец, отмытый рекой от отрогов Хараулахского хребта). Автор снимка: Садчиков И. П. 

 
Картинка 3. Полевой лагерь гидробиологов у термокарстового озера на острове Курунгнах. Автор снимка: Чертопруд Е. С. 

Пресс-служба Российского научного фонда.  

Фото: Отбор проб планктона и бентоса в водоемах полигональной тундры острова Курунгнах. Автор снимка: Воробьева Л. В. 

Источник: www.poisknews.ru

Похожие новости

  • 06/08/2021

    Стартовала международная экспедиция по исследованию арктических морей и островов «Арктика – 2021»

    5 августа из Мурманска на борту научно-экспедиционного судна «Академик Трёшников» стартовала международная экспедиция «Арктика – 2021». Учёные из разных стран отправятся по акваториям и островам Баренцева и Карского морей и моря Лаптевых для проведения комплексных исследований состояния природной среды в условиях изменяющегося климата.
    731
  • 17/08/2021

    Стартовала экспедиция РАН в Арктику

    Команда ученых из Института проблем нефти и газа РАН успешно прибыла на Ямал, откуда специалистов перебросили вертолетом на изучаемые участки. Основная цель – исследовать дегазацию Земли, которая активно проявляется в регионе в виде мощных выбросов и взрывов газов с формированием кратеров на суше и на дне термокарстовых озер.
    355
  • 25/03/2021

    В авроральном режиме. Как уберечь технику в Арктике?

    Разворачивание современной инфраструктуры в Арктической зоне Российской Федерации (АЗРФ) сталкивается со специфической для высоких широт проблемой: воздействием космической погоды. При этом чем шире внедряются передовые технологии, тем чувствительнее становятся их сбои из-за воздействия негативных природных факторов.
    421
  • 23/10/2020

    Ученые фиксируют рост среднегодовых температур в Арктике почти на три градуса с 1970 года

    ​​Тюменские ученые озвучили результаты мониторинга геокриологических условий в западном секторе Российской Арктики. Так, среднегодовые температуры повысились почти на три градуса, а годовая сумма осадков возросла на 5-10%, сообщили в четверг в пресс-службе Тюменского госуниверситета.
    691
  • 17/08/2021

    Большая норильская экспедиция не обнаружила признаков загрязнения на севере Таймыра

    Большая норильская экспедиция Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН) не обнаружила внешних признаков вторичного загрязнения после половодья на севере Таймыра. Об этом сообщает 17 августа пресс-центр экспедиции.
    875
  • 15/05/2018

    Итоги научной экспедиции в высокие широты к берегам Шпицбергена

    ​Сюжет телеканала ГТРК "Мурман" об исследованиях Мурманского морского биологического института, поддержанных грантом РНФ.В порт приписки вернулось судно Мурманского морского биологического института "Дальние Зеленцы".
    1021
  • 03/08/2021

    Инновации для Арктики: новосибирские разработчики представили технологии для внедрения за Полярным кругом

    Освоение Арктики ставит множество сложнейших научно-технологических проблем, большинство их которых еще ждет своего решения. Однако наука Академгородка уже сейчас готова предложить ряд готовых технологий, которые будут востребованы за Полярным кругом.
    1450
  • 12/04/2021

    Лекция «Как погода в космосе влияет на GPS и ГЛОНАСС и что с этим можно сделать»

    ​Многие слышали про магнитные бури, но не все знают, что их относят к космической погоде. В современную технологическую эру космическая погода стала одним из важнейших факторов для нормальной работы технологических систем.
    423
  • 04/12/2020

    Александр Федоров: многолетняя мерзлота тает от Тибета до Арктики

    ​Около половины территории России расположено на многолетней мерзлоте. Согласно мнению Международной группы экспертов по изучению климата (МГЭИК), таяние мерзлоты станет основным объектом изучения для ученых-климатологов в ближайшие десять лет.
    1100
  • 18/06/2021

    Акция "На острие науки" в Новосибирске: лекция «Процессы кристаллизации в природе и в лаборатории»

    В рамках Года науки и технологий Координационный совет по делам молодежи в научной и образовательной сферах Совета при Президенте Российской Федерации по науке и образованию запускает акцию «На острие науки», направленную на вовлечение школьников и их родителей, студентов в научно-исследовательскую сферу, а также формирование представления о профессии современного исследователя.
    905