Журнал "Биология внутренних вод"
№ 6 за 2020 год
КОМПЛЕКСНЫЙ АНАЛИЗ ПЛАНКТОННОГО СООБЩЕСТВА ДВУХ ПОЛИГУМОЗНЫХ БОЛОТНЫХ ОЗЕР ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ1)
aСамарский федеральный исследовательский центр Российской академии наук, Институт экологии Волжского
бассейна Российской академии наук, Тольятти, Россия
bТольяттинский государственный университет, Тольятти, Россия
cВолжско-Камский государственный природный биосферный заповедник,
пос. Садовый, Зеленодольский р-н, Республика Татарстан, Россия
e-mail: muhortova-o@mail.ru
Исследованы состав и вертикальное распределение планктона двух полигумозных болотных озер на
территории Волжско-Камского государственного природного биосферного заповедника. Установлено, что стратификация и дефицит света в толще воды сформировали анаэробные условия на глубине >2 м. Отмечено, что в верхних аэробных слоях воды преобладали фито- и зоопланктон (в том числе инфузории), в анаэробной зоне – гетеротрофные и зеленые серные бактерии Chlorobiaceae, а в метазоопланктоне доминировали коловратки (>95% биомассы): роды Asplanchna, Polyarthra или Bipalpus. В обоих озерах 70 ± 10% биомассы планктона составляли гетеротрофные организмы. В полигумозных озерах выявлена высокая доля инфузорий (в среднем 3%, максимум до 18%) и гетеротрофных бактерий (в среднем 49 ± 25%). Впервые в республике Татарстан обнаружен инвазийный
вид рафидофитовых водорослей Gonyostomum semen, который формировал >80% биомассы фитопланктона в оз. Гнилое и ~28% в оз. Долгое. Обнаружено, что, по крайней мере, один из видов инфузорий (Frontonia cf. leucas) способен питаться клетками G. semen in situ.
Ключевые слова: сфагновые болота, полигумозные озера, бактериопланктон, инфузории, коловрат- ки, фитопланктон, инвазийные виды, Gonyostomum semen.
РАСШИРЕНИЕ АРЕАЛА И МОРФОЛОГИЯ ДИАТОМОВОЙ ВОДОРОСЛИ NUPELA GILUWENSIS
1 Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева Российской академии наук, Москва, Россия
e-mail: closterium7@gmail.com
Nupela giluwensis Vyverman and Compére 1991 впервые обнаруженa во Вьетнаме (в безымянном озере на юге страны). Изучены основные качественные (форма створки и ее концов, строение штрихов и шва) и количественные (длина, ширина, частота штрихов) признаки створок выявленного вида. Сравнение створок N. giluwensis из вьетнамской и из типовой популяций показывает их морфологическое и ультраструктурное сходство. Створки диатомеи из Вьетнама отличаются от таковых типового вида менее головчатыми концами, а также одним–тремя продольными рядами ареол на поверхности створок. Описание вида иллюстрировано оригинальными световыми и сканирующими микрофотографиями.
Ключевые слова: Bacillariophyceae, Nupela giluwensis, морфология, новая находка, распространение, Юго-Восточная Азия, Вьетнам.
КОНВЕРГЕНЦИИ В АРХИТЕКТОНИКЕ МУСКУЛАТУРЫ ТРЕМАТОД И СООТНОШЕНИЕ ПОНЯТИЙ “КОНВЕРГЕНЦИЯ” И “ПАРАЛЛЕЛИЗМ”
1 Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова, Ярославль, Россия
e-mail: mvy@uniyar.ac.ru
Описаны новые примеры конвергенций в архитектонике мускулатуры трематод. В их числе полная редукция диагональной мускулатуры на малоподвижных участках покровов, характер распределения дорсо-вентральных мышц в пределах вентральных впадин, наличие радиальной паренхимной мускулатуры в полых радиально-симметричных участках тела, пространственное распределение протракторов глотки, вынос периферических слоев мускулатуры ротовой присоски на поверхность данного органа, формирование в ротовой присоске хордальных мышц и другие. Обсуждена обоснованность разделения понятий “конвергенция” и “параллелизм”. Названы недостатки таких критериев разделения, как степень родства филогенетических групп, занятие адаптивных зон разного масштаба и формирование на основе эволюции аналогичных или гомологичных органов. Возведение параллелизма в ранг самостоятельного эволюционного явления оценено как нецелесообразное.
Ключевые слова: Trematoda, архитектоника мускулатуры, конвергенция, параллелизм.
СТРУКТУРА ФЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ И СИСТЕМАТИКА КРАСНОПЕРКИ SCARDINIUS ERYTHROPHTHALMUS (CYPRINIFORMES, CYPRINIDAE) ВОДОЕМОВ И ВОДОТОКОВ РОССИИ И СОПРЕДЕЛЬНЫХ СТРАН
1 Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук, пос. Борок, Россия
2 Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова Российской академии наук, Москва, Россия
e-mail: akozhara@mail.ru
Методами популяционной морфологии изучена структура фенетического разнообразия красноперки Scardinius erythrophthalmus (L.) на территории РФ и ряда сопредельных стран. Использованы собственные коллекционные и литературные данные по счетным признакам внешней морфологии, осевого скелета, сейсмосенсорной системы, а также формуле глоточных зубов. В пределах изученной части ареала выделены две фенетически четко обособленные популяционные системы – западная, охватывающая Верхнюю и Среднюю Волгу и водные объекты к юго-западу и западу от волжского бассейна, и юго-восточная, включающая красноперок Нижней Волги, Прикаспия и бессточных рек и озер Казахстана вплоть до рек Сырдарья и Чу. Основные признаки, вносящие вклад в межпопуляционную дифференциацию – число чешуй в боковой линии, общее число позвонков, распределение позвонков по отделам позвоночника и число жаберных тычинок. Показано, что тесная положительная корреляция первых двух признаков с географической широтой мест обитания связана, в первую очередь, не с прямым воздействием физических факторов, функционально зависящих от широты, а с процессами формообразования в речных бассейнах. Полученные результаты не согласуются с существующим представлением о красноперке как о мономорфном виде и позволяют поставить вопрос о таксономической ревизии этого вида в его современном объеме.
Ключевые слова: пресноводные рыбы, Cyprinidae, Leuciscinae, Scardinius erythrophthalmus, краснопер- ка, меристические признаки, внутривидовая изменчивость, структура вида, систематика, формооб- разование, эволюция.
КОПЕПОДА CYCLOPS BOHATER (CRUSTACEA, COPEPODA) В ЕВРОПЕЙСКОЙ РОССИИ
1 Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук, пос. Борок, Россия
e-mail: lazareva_v57@mail.ru
Приведено описание морфологических особенностей и условий обитания популяций вида Cyclops bohater Kozminski, 1933 в разных водоемах. В 2008–2014 гг. установлены два новых местообитания в Европейской России: оз. Ферапонтовское (Вологодская обл.) и Рыбинское водохранилище (Верхняя Волга), а также подтверждены находки этого вида в оз. Глубокое (Московская обл.). Показано, что в озерах C. bohater размножается зимой и летом (дицикличен), в водохранилище – только зимой (моноцикличен). Выявлены отличительные признаки C. bohater от морфологически близких видов C. lacustris Sars, 1863 и C. abissorum Sars, 1863.
Ключевые слова: озера, водохранилища, Cyclops bohater, новые находки, морфология, отличительные признаки, особенности биологии.
ГЛОБАЛЬНОЕ РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЦИАНОБАКТЕРИЙ: ПРИЧИНЫ И ПОСЛЕДСТВИЯ (ОБЗОР)
1 Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия
e-mail: yuliapolyak@mail.ru
Настоящий обзор посвящен глобальному распространению цианобактерий в водоемах, возможным причинам этого явления и его последствиям. Стремительное распространение цианобактерий в водоемах в последние десятилетия происходит повсеместно и сопровождается загрязнением воды опасными метаболитами – цианотоксинами, представляющими значительную угрозу для человека, животных и окружающей среды. Серьезные проблемы связаны не только с необходимостью очистки воды от цианотоксинов, но и с возникновением неприятного вкуса и запаха питьевой воды в результате образования цианобактериями одорирующих веществ, с борьбой с биокоррозией, вызванной цианобактериальным обрастанием. Цианобактериальные “цветения” становятся препятствием для водоснабжения, рыболовства, рекреационного использования водоемов, туризма. Среди многих факторов, способствующих распространению цианобактерий, – глобальное потепление и изменение климата, постоянно возрастающая эвтрофикация природных вод и антропогенное загрязнение, а также уникальные физиологические особенности цианобактерий, их способность адаптироваться к самым разным условиям среды, в том числе и экстремальным.
Ключевые слова: цианобактериальные “цветения”, цианотоксины, микроцистины, одоранты, геос- мин, 2-метилизоборнеол.
СОСТАВ, СТРУКТУРА И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ФИТОПЛАНКТОНА ВЫСОКОМИНЕРАЛИЗОВАННОГО КАРСТОВОГО ОЗЕРА
1 Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, Институт биологии и биомедицины, Нижний Новгород, Россия
2 Нижегородский филиал “Всероссийского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии”, Нижний Новгород, Россия
3 Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук, пос. Борок, Россия
4 ОАО “Гидроагрегат”, Павлово, Россия
e-mail: vodeneeva@mail.ru
Рассмотрены особенности состава, развития и пространственного распределения фитопланктона высокоминерализованного карстового оз. Ключик (Нижегородская обл.), имеющего выраженный экотон по гидролого-гидрохимическим показателям. В западной части озера и в зоне экотона выявлен уникальный альгоценоз с несвойственным для водоемов средней полосы высоким количественным развитием (биомасса >130 г/м3) и преобладанием центрической диатомеи Cyclotella distinguenda Hustedt., редкого вида, нехарактерного для водных объектов Средней Волги. Вертикальное распределение фитопланктона показало наличие придонного максимума в зоне экотона и в районе максимальных глубин.
Ключевые слова: фитопланктон, состав, структура, вертикальное распределение, Cyclotella distinguenda, высокоминерализованное озеро.
ИЗМЕНЕНИЯ В ТАКСОНОМИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЕ СООБЩЕСТВА ТУРБЕЛЛЯРИИ (PLATHELMINTHES, TURBELLARIA) В СВЯЗИ С ТРАНСФОРМАЦИЕЙ УСЛОВИЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ
1 Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук, пос. Борок, Россия
e-mail: korgina@ibiw.ru
Приведены сведения о видовом составе и доминирующем комплексе турбеллярий Иваньковского водохранилища в 2000, 2016 и 2017 гг. Рассмотрены особенности распределения ресничных червей по водоему. Выявлены временны́е изменения качественных и количественных показателей состояния фауны турбеллярий.
Ключевые слова: плоские черви, видовой состав, количественные характеристики, формирование сообществ, Верхняя Волга.
РОСТ И РАННЕЕ ПОЛОВОЕ СОЗРЕВАНИЕ КУМЖИ SALMO TRUTTA Р. АЛАТСОЯ (РЕСПУБЛИКА КАРЕЛИЯ)
1 Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова Российской академии наук, Москва, Россия
e-mail: p-a-v@nxt.ru
Изучены особенности роста и раннего полового созревания кумжи реки Алатсоя (Республика Карелия). Возраст кумжи, обитающей в этой реке, как правило, не превышает трех лет, и однa из реализуемых жизненных стратегий – образование раносозревающих самцов. Раносозревающие самцы достигают половой зрелости в возрасте 1+, характеризуются бóльшими размерами по сравнению с пестрятками того же возраста и высоким темпом роста в первый год жизни. Самки созревают не раньше возраста 2+. Есть основание полагать, что формирование раносозревающих самцов в популяции кумжи р. Алатсоя начинается в течение первого лета жизни.
Ключевые слова: кумжа Salmo trutta, возраст рыб, рост, половое созревание, раносозревающие особи, гонады, жизненная стратегия.
НЕОБЫЧНОЕ ТЕРМОРЕГУЛЯЦИОННОЕ ПОВЕДЕНИЕ АНАДРОМНЫХ И ЖИЛЫХ ФОРМ ЛИЧИНОК РЕЧНОЙ МИНОГИ LAMPETRA FLUVIATILIS (PETROMYZONTIDAE)
1 Институт биологии внутренних вод Российской академии наук, пос. Борок, Россия
2 Институт проблем экологии и эволюции Российской академии наук, Москва, Россия
e-mail: smirnov@ibiw.ru
Представлены результаты изучения теплоустойчивости и терморегуляционного поведения личинок речной миноги Lampetra fluviatilis (L.). Значения верхней летальной температуры, зарегистрированные при скорости нагрева воды ~8°С/ч–1 и температуре акклимации 18°С, у особей – потомков производителей анадромной и резидентной жизненных форм не различались – 34.3 и 34.5°С соответственно (p > 0.05). Также не выявлены достоверные различия в температурах, избираемых личинками из популяций, где реализуются разные типы жизненных стратегий. Исследованные особи не продемонстрировали отчетливо выраженного термопреферендума, рассредоточиваясь по всему предоставленному им термоградиентному полю. Средние значения избираемой температуры в каждые из трех суток эксперимента были 18.3, 19.3 и 19.8°С.
Ключевые слова: жизненная стратегия, Lampetra fluviatilis, пескоройка, личинка, верхняя летальная температура, избираемая температура.
СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ БЕЛКОВ ПЛАЗМЫ КАК ФАКТОР КАПИЛЛЯРНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ В ГРУППЕ PISCES (ОБЗОР)
1 Институт биологии внутренних вод им И.Д. Папанина Российской академии наук, пос. Борок, Россия
e-mail: aam@ibiw.ru
Исследования капиллярной фильтрации, поддерживающей изотонию внеклеточных жидкостей в организме позвоночных, принято рассматривать в формате “обновленной” гипотезы Старлинга, разработанной на наземных позвоночных. Баланс внеклеточной жидкости в организме эта гипотеза объясняет сбалансированностью гидростатического и онкотического давления плазмы и интерстициальной жидкости (силы Старлинга) и ключевой ролью белков плазмы в обеспечении капиллярного водного трансфера. Модель исходит из внутрисосудистой локализации белков плазмы и доминирующего (до 80%) вклада альбумина в ее онкотическое давление. У рыб из-за отсутствия антигравитационных приспособлений полное признание сил Старлинга считается некорректным. В обзоре обсуждается особая “безальбуминовая” модель капиллярной фильтрации для водных низших позвоночных. Подобно классической, она исходит из ключевой роли белков плазмы в водном трансфере, но в то же время учитывает такие особенности рыб, как высокая концентрация общего белка в интерстиции, высокое содержание белков-олигомеров и отсутствие альбумина (или его слабое влияние на водный гомеостаз). Олигомерным белкам отводится важная роль в поддержании изотонии жидкостей за счет их реорганизаций по типу ассоциаций/диссоциаций, которые, предположительно, способствуют “выравниванию” осмоляльностей жидкостей по обе стороны стенки капилляра и поддержанию их изотонии в широком диапазоне условий среды.
Ключевые слова: рыбы, кровь, олигомерные белки, капиллярная фильтрация, гипотеза Старлинга.
БИОМАРКЕРЫ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО СТРЕССА ПРЕСНОВОДНЫХ ДВУСТВОРЧАТЫХ МОЛЛЮСКОВ (ОБЗОР)
1 Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук, пос. Борок, Россия
2 Череповецкий государственный университет, Череповец, Россия
e-mail: yna.klim@mail.ru
Приведен анализ литературных и собственных данных об особенностях применения биомаркеров окислительного стресса двустворчатых моллюсков в экотоксикологических исследованиях пресных вод. Описаны различные защитные механизмы антиоксидантной системы у Bivalviaв ответ на действие стойких органических загрязнителей и тяжелых металлов. Рассмотрен ряд примеров применения двустворчатых моллюсков в качестве биологической модели в биомониторинге состояния водных экосистем. Показано, что показатели окислительного стресса двустворчатых моллюсков служат информативными биомаркерами антропогенного загрязнения пресноводной экосистемы.
Ключевые слова: биомаркеры, окислительный стресс, пресноводные двустворчатые моллюски, пресноводные экосистемы.
НАКОПЛЕНИЕ РАДИОНУКЛИДОВ В ОЗЕРНОЙ ЛЯГУШКЕ PELOPHYLAX RIDIBUNDUS В ЗОНЕ АТОМНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ
1 Институт экологии растений и животных, Уральское отделение Российской академии наук, Екатеринбург, Россия
2 Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, Екатеринбург, Россия
e-mail: Chebotina@ipae.uran.ru
Проведено исследование накопления антропогенных радионуклидов 90Sr и 134,137Cs в озерной лягушке (Pelophylax ridibundus Pall., 1771) на разных стадиях онтогенеза в Белоярском водохранилище (водоеме-охладителе Белоярской АЭС) и Верхнетагильском водохранилище (контрольном водоеме). Отмечена вариабельность размерно-массовых показателей и концентраций радионуклидов во взрослых амфибиях этих водоемов. Выявлено аномально высокое загрязнение 134Cs и 137Cs одной лягушки из промливневого канала Белоярского водохранилища, что могло быть следствием контакта животного с радиоактивной средой в зоне размещения атомного предприятия. Установлено, что в настоящее время в некоторых точках наблюдения Белоярского водохранилища уровни накопления 90Sr и 137Cs достоверно выше, чем в контрольном водоеме, однако, концентрация радионуклидов в лягушках значительно ниже допустимого уровня для земноводных.
Ключевые слова: озерная лягушка, Белоярское водохранилище, Верхнетагильское водохранилище, концентрация, 90Sr и 137Cs, гидробионты DOI: 10.31857/S0320965220060042.
ОСОБЕННОСТИ ВОЗДЕЙСТВИЯ ТЕХНОГЕННЫХ ПОЛЛЮТАНТОВ НА ФОТОСИНТЕТИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ ОДНОКЛЕТОЧНЫХ ЦИАНОБАКТЕРИЙ
1 Санкт-Петербургский федеральный исследовательский центр Российской академии наук, Научно-исследовательский центр экологической безопасности, Санкт-Петербург, Россия
e-mail: renes3@mail.ru
Исследовано влияние ионов тяжелых металлов (Cd2+, Cr6+, Cu2+) на цианобактерии pодов Microcystis и Synechocystis. Поскольку тяжелые металлы воздействуют на фотосинтетический аппарат цианобактерий, происходит блокировка каналов передачи световой энергии и электронного транспорта, которая может быть зафиксирована флуоресцентными методами уже через несколько часов. Использованы три стандартных флуоресцентных метода: флуоресцентная спектроскопия, импульсная модуляционная спектрофлуориметрия и конфокальная микроспектроскопия. Все методы показали снижение фотосинтетической активности в клетках цианобактерий при воздействии ионов тяжелых металлов. Однако механизмы воздействия различных ионов немного различались. Проведен анализ изменений спектроскопических и кинетических свойств флуоресценцентного излучения живых культур и отдельных клеток цианобактерий с целью идентификации предполагаемого механизма воздействия.
Ключевые слова: цианобактерии, ионы тяжелых металлов, флуоресцентная спектроскопия, конфокальная лазерная сканирующая микроскопия, экологический мониторинг.
ОСОБЕННОСТИ МОРФОЛОГИИ ПЕСТИЧНЫХ ЦВЕТКОВ TYPHA PONTICA KLOK. FIL. & A. KRASNOVA (TYPHA L., TYPHACEAE) В ВОДОЕМАХ ЮГА ВОСТОЧНОЙ ЕВРОПЫ
1 Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук, пос. Борок, Россия
2 Южный научный центр Российской академии наук, Ростов-на-Дону, Россия
e-mail: krasa@ibiw.ru
Приведены результаты сравнительно-морфологического анализа пестичных цветков Typha pontica Klok. fil. & A. Krasnova в водных объектах юга России из четырех водных объектов юга России. Установлены типичные морфологические признаки пестичных цветков вида. Выявлены различия в структуре пестичного цветка T. pontica при формировании поверхности пестичной части соцветия, а также в форме и скульптуре плодика (семени). Расширен ареал распространения вида. Предполагается, что исследованные популяции T. pontica возникли от литоральных сарматских трансформированных видов, претерпевших редукции в результате спада вод Сарматского моря.
Ключевые слова: Typha pontica, пестичный цветок, сравнительно-морфологический анализ, юг Рос- сии, Сарматское море.
