Доклады Московского общества испытателей природы - Том 58, страница 23

Если к настоящемувремени видовое богатство планктонных и ледовых нанно- имикроводорослей в пан-арктическом масштабе уже оценено (Poulin et al.,2011), то сведения о видовом составе и видовом богатстве пикоавтотрофовмалочисленны и имеются лишь для отдельных регионов, а для РоссийскойАрктики - вообще отсутствуют. Это обусловлено тем, что в силу малыхразмеров клетки, пикоавтотрофы могут быть надежно идентифицированытолько молекулярно-генетическими методами.94В 2013 г. нашей группой начаты работы с использованиеммолекулярно-генетических методов для выявления таксономическойпринадлежности фотоавтотрофных организмов Белого моря.

Проведеновыделение ДНК из нескольких проб размерной фракции <2 мкмприродного планктона, проведен выбор локусов генома, подобраныспецифичныеолигонуклеотидныепраймеры,необходимыхдляамплификации и секвенирования выбранных участков геномов по Сэнгеру,проведена оптимизация условий полимеразной цепной реакции. Анализпоследовательностей ядерной ДНК и поиск соответствия в базе данныхGenbank NCBI выявил присутствие в пикофитопланктоне Белого моряцелого ряда пикоэукариотных водорослей, относящихся к разнымтаксономическим группам (Белевич и др., 2014).С учетом происходящих в арктическом регионе изменениймезомасштабных гидродинамических процессов встает вопрос озависимости обилия и состава пикофитопланктона от гидрофизическихусловий.

Открытыми остаются следующие вопросы. Каковы масштабыпространственной неоднородности видового состава и обилияпикофитопланктона? Различается ли обилие и видовой составпикофитопланктона в стратифицированных и перемешиваемых водах?Приурочено ли повышенное обилие пикофитопланктона к фронтальнымзонам, как это отмечается для нанно- и микрофитопланктона?Структура фитопланктона в зависимости от обеспеченностикомпонентами питания и световой энергией.

Конкуренция залимитирующий ресурс является одним из биотических факторов ,определяющих структуру фитопланктона. До настоящего времениисследованияконкурентныхотношениймеждупланктоннымиводорослями были ограничены рассмотрением в качестве ресурсовкомпонентов минерального питания (азот, фосфор, кремний) и световойэнергии. Сотрудниками нашей группы показано наличие конкурентныхотношений между популяциями водорослей за лимитирующий ресурс ворганической форме (Ильяш, Запара, 2006; Запара и др., 2007; Белевич идр., 2009).

Выявлено, что конкурентные параметры популяций водорослейвидоспецифично зависят от формы доступного азота, освещенности,структуры сообщества и обеспеченности клеток азотом. У однихводорослей конкурентная способность выше при обеспеченностиминеральным азотом, у других – при росте с использованием органическихазотсодержащих субстратов. При этом соотношение конкурентныхпараметров при органическом и минеральном источниках азота убольшинства водорослей изменялось в зависимости от освещенности.Такая видоспецифичная зависимость конкурентной способностиводорослей говорит о том, что изменение в природных экосистемахотносительного содержания тех или иных субстратов в общем пулерастворенного органического азота на фоне варьирования освещенностиможет приводить к изменению структуры фитопланктона. При хотя бы95частичном покрытии потребностей водорослей в азоте за счеторганических субстратов следует ожидать снижение интенсивностиконкуренции за минеральный азот.

К тому же, спектры органическихсубстратов, которые способны потреблять морские планктонныеводоросли, видоспецифичны. Возможно, благодаря этим различиям иснижению интенсивности конкуренции за минеральный азот достигаетсясосуществование разных популяций фитопланктона при дефицитеминерального ресурса.Внутрипопуляционнаяизменчивостьпараметровфлуоресценции морских планктонных водорослей. К настоящемувремени накапливается все больше данных о фенотипической игенетической гетерогенности популяций планктонных микроводорослей ивариабельности отклика отдельных клеток на изменение абиотическихусловий.

В частности, показано, что в пределах одной популяции клеткиразличаются по размерам, содержанию фотосинтетических пигментов,биохимическому составу. Работами членов группы показано, что клеткиразличаются и по параметрам флуоресценции хлорофилла (Воронова,Ильяш и др., 2009; Курочкина и др., 2013). Различие параметровфлуоресценции отдельных клеток свидетельствует о функциональнойнеоднородности клеток в пределах одной популяции, которая определяетспособность популяции к акклимации и адаптации и, в конечном счете, квыживанию в изменяющихся условиях среды. Поэтому исследованияпопуляционной гетерогенности важны для понимания закономерностейдинамики природного фитопланктона и его продуктивности, а также длявыявления основных факторов, их определяющих.Многие вопросы, касающиеся экологии сообществ планктонных иледовых водорослей, все еще остаются без ответа.

Сотрудники группыуверены, что молодым, увлеченным и энергичным, которые посвятят себяизучению морского фитопланктона и ледовой флоры, под силу решениесамых сложных проблем!Профессор Л.В.Ильяш962.2. ЭКОЛОГИЯ БЕНТОСАНаша группа занимается изучением экологии бентоса, то естьорганизмов, обитающих на дне морей, озер и рек.

Дно – наиболееразнообразный водный биотоп, население разных его типов (а также –разных глубин, температур, солености, сезонов и регионов) - различаетсядо неузнаваемости. В бентос входят сотни тысяч видов организмов – отодноклеточных микроводорослей, простейших (микробентос) и самыхмелких многоклеточных (мейобентос), до моллюсков, полихет и морскихзвезд, не всегда уступающих размерами человеку (макробентос).Чем мы отличаемся от зоологов беспозвоночных? «Чистому»зоологу интересен его объект «сам по себе» (его морфология, систематика,эволюция).

Мы же рассматриваем наши «объекты» в контексте болееобщих экологических проблем (структура сообществ, биогеография,разнообразие). Это, конечно, не отменяет необходимости знатьморфологию, систематику и образ жизни отдельных видов – зоологическиеумения служат для нас инструментами в достижении экологических целей.В настоящее время наша основная активность направлена наизучение и сравнительный анализ разнообразия бентоса на разных уровнях(от популяционного до фаунистического) и в разных пространственныхмасштабах – от локальных сообществ до регионального и глобальногоразнообразия. Эта работа предусматривает прежде всего полевыеисследования, сбор материала в путешествиях и рейсах, так что онаподойдет тем, кто испытывает тягу к дальним странствиям.

Члены нашейгруппы работали и продолжают работать в самых разных уголках планеты– от арктических морей до тропических джунглей. Круг проблем, которыерассматриваются на примере этих организмов, очень широк. Вот лишьнекоторые направления нашей работы:1) Таксономия, экология и биогеография мировой фауныполихет. Это направление возглавляет специалист мирового уровня, д.б.н.в.н.с. И.А. Жирков. Им и его сотрудниками описан 31 новый вид,проведена ревизия ряда семейств, издана монография «ПолихетыСеверного Ледовитого Океана» (2001) – капитальная сводка поарктической фауне полихет. О признании заслуг И.А. Жиркова каксистематика говорит тот факт, что в его честь названы 5 новых видов,описанных специалистами Австралии, Германии, Норвегии, США иЯпонии.И.А.

Жирковым выдвинута оригинальная концепция ценотическихсистем – крупномасштабных экосистем, образованных комплексомсообществ и представляющих дискретные в биогеографическом иэволюционном отношении элементы биосферы. Основные положения этойконцепции в приложении к морскому бентосу сформулированы вмонографии «Жизнь на дне: Био-экология и био-география бентоса»(2010). Обе указанные выше монографии доступны в pdf и djvu форматах97насайтеБиблиотеки«Флораифауна»http://ashipunov.info/shipunov/school/sch-ru.htm2) Изучение пресноводного макробентоса (доц.

М.В. Чертопруд,н.с. Д.М. Палатов, инж. В.В. Марьинский). Основное направление работы– изучение разнообразия и биогеографии реофильных (речных и ручьевых)сообществ макробентоса. Группа проводит в экспедициях 3 - 5 месяцев вгоду, полевыми исследованиями охвачена вся Евразия, и не только она – отШпицбергена и Марокко до Камчатки и Малайзии. Уже собран огромныйфактический материал, на основании которого мы публикуем циклисследований по сообществам реофильного бентоса различных регионов.К настоящему времени опубликована общая система разнообразияреофильных сообществ бентоса (Чертопруд, 2011-2014) и предложенаоригинальная схема биогеографического районирования Палеарктики(Чертопруд, 2011; Чертопруд, Палатов, 2013, и др.). Географияисследований продолжает расширяться с каждым годом. Общая цельнашей работы – создание единой для всех регионов системы биотическихсообществ (синэкологической классификации) на примере реофильногомакрозообентоса.