Zoocenosis-2009 V международная научная конференция биоразнообразие

Таблица 2. Количественные характеристики

Среднесезонная биомасса кормового макрозообентоса прибрежных мелководий Сиваша за период исследований характеризовалась относительно низкими показателями. Для многолетних изменений биомассы характерна тенденция к увеличению весенней биомассы и снижение осенней биомассы. Для Восточного Сиваша за период исследований в 1998–1999 гг. в осенний период отмечалась более высокая биомасса, чем весной, а в 2000–2001 гг. наблюдалась обратная тенденция (см. табл. 1, 2). Многолетняя среднесезонная биомасса кормового макрозообентоса Восточного Сиваша весной в 1994–2002 гг. равнялась 12,14 ± 1,7 г/м² (n = 92). Осенью она была выше и составляла 14,57 ± 1,07 г/м² (n = 179).

Многолетняя среднесезонная биомасса кормового макрозообентоса Центрального Сиваша весной 2000 и 2002 гг. равнялась 6,03 ± 1,07 (n = 18), а осенью в 1994–2002 гг. – 5,30 ± 1,47 г/м² (n = 179). Годовая и сезонная динамика энергетического эквивалента биомассы кормового макро­зообентоса прибрежных мелководий Молочного лимана сходна с динамикой биомассы.

Таблица 3. Общие запасы кормового макрозообентоса Сиваша (ГДж)

Основную часть биомассы кормового макрозообентоса мелководий Восточного Сиваша составляют многощетинковые черви, а на Центральном Сиваше кормовые объекты куликов представлены только личинками хирономид и артемией.

Общие доступные для куликов запасы кормового макрозообентоса Восточного Сиваша в 1994–2002 гг. в энергетическом эквиваленте биомассы составляли: весной при максимальном уровне воды 592,51–5358,51 ГДж, а при минимальном уровне воды – 826,44–7090,22 ГДж; осенью, соответственно – 6,81–2441,86 и 1206,87–3382,70 ГДж. На Централь­ном Сиваше кормовые запасы составляли весной при максимальном уровне воды 10,75–13,64, при минимальном уровне воды – 254,33–254,33 ГДж; осенью, соответственно – 2,35–124,55 и 6,98–2890,12 ГДж (табл. 3). Таким образом, кормовая емкость Восточного Сиваша выше, чем Центрального. При снижении уровня воды кормовая емкость мелководий заливов Сиваша существенно повышается за счет увеличения площади кормовых полей, доступных для куликов.

В целом Сиваш как главное место миграционной остановки арктических куликов на юге Укра­ины способен обеспечить их энергетические потребности в период весенней и осенней миграции.

ВМІСТ ІОНІВ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ В ОРГАНІЗМІ ВИТУШКИ ПУРПУРНОЇ ЗА АНТРОПОГЕННОГО ПРЕСІНГУ

Г. Є. Киричук, В. В. Пантюк, В. О. Киричук

Житомирський державний університет ім. Івана Франка,
Житомир, Україна, kyrychuk@zu.edu.ua

HEAVY METAL IONS CONTENT IN PLANORBARIUS PURPURA

G. Y. Kyrychuk, V. B. Pantyuk, V. O. Кyrychuk

Важкі метали – надзвичайно небезпечні забруднювачі природних вод. Вони у порівняно невеликих концентраціях можуть здійснювати токсичні впливи на водні організми. Гідробіонти мають властивість накопичувати у своєму організмі токсичні речовини, причому концентрація токсиканту в їх організмі може в сотні, тисячі або десятки тисяч разів перевищувати вміст у воді. Важкі метали мають здатність накопичуватися та передаватися по ланцюгу живлення численним трофічним ланкам аж до людини. Тому мета нашого дослідження – оцінити вміст іонів важких металів (Cu²⁺, Zn²⁺, Pb²⁺, Cd²⁺) в організмі Planorbarius purpura (Müller, 1774) в річці Тетерів залежно від віддаленості від очисних споруд.

Для визначення рівня накопичення іонів важких металів в організмі P. purpura використано 100 екз. (маса – 3,80±0,15 г; діаметр – 2,40±0,20 см), зібраних у вересні 2008 р. в басейні Дніпра – р. Тетерів (м. Житомир), в 5 різних точках збору (200 м вище за течією від очисної споруди (контрольна група), очисна споруда, 200, 500 та 2000 м нижче зе течією від очисної споруди). Тварин очищали від донних відкладів та обростань, витримували протягом чотирьох годин в акваріумах, заповнених відстояною (1 доба) водопровідною водою (для очищення кішківника). Кожний екземпляр зважували на електронних терезах WPS 1200/C з точністю до 0,01 г, визначали за допомогою щтангенциркуля розмірні характеристики. Для визначення рівня важких металів використовували черепашку, гемолімфу, гепатопанкреас, мантію та ногу. Матеріал для визначення важких металів готували за методикою Кельдаля. Орган або тканину вилучали повністю та фіксували 96 % етиловим спиртом та через 6–12 годин упарювали при температурі +105°С. Потім зразки спалювали в азотній кислоті (марки ОСЧ) протягом 12–24 годин до повного знебарвлення суміші. Вміст іонів важких металів установлювали за допомогою атомно-адсорбційного спектрофотометра С–115М з полум’яним аналізатором (стандарт СЭВ 5346). Усього виконано 2000 аналізів. Концентрацію металів виражали в мг/кг сирої маси.

За значеннями абсолютного вмісту іонів Cu²⁺ в організмі P. purpura можна вибудувати такий ряд їх розміщення в тканинах та органах цих тварин незалежно від місця відбору проб: гемолімфа – мантія – нога – гепатопанкреас – черепашка. З віддаленістю від очисної споруди спостерігається тенденція до збільшення вмісту іонів Cu²⁺ в організмі P. purpura. Виявилося, що іонів Cu²⁺ найбільше знаходиться в черепашці (в 1,3–4,0 раза більше, ніж в гемолімфі; у 3,2–5,0 раза більше, ніж у нозі; у 2,2–6,0 раза більше, ніж у мантії; у 7,0–8,8 раза більше, ніж в гепатопанкреасі). Високий вміст іонів цього металу й у гемолімфі, що пояснюється його наявністю у складі гемоціанину, що здійснює транспорт кисню та вуглекислого газу.

Інші два досліджених іони – кадмій та свинець – знаходиться в організмі P. purpura у меншій кількості, ніж іони міді та цинку. В усіх органах спостерігається невеликий вміст Pb²⁺, середні показники якого становлять (0,03–0,08 мкг/г). Вміст Cd²⁺ становить у середньому 0,11–0,18 мкг/г. За значеннями абсолютного вмісту іонів Pb²⁺ в організмі P. purpura тканини та органи розміщенні таким чином: мантія – гепатопанкреас – нога – гемолімфа – черепашка. Найбільший вміст іонів свинцю виявлений у черепашці: він перевищує рибогосподарську гранично допустиму концентрацію у 3,9 раза. Найменший вміст цього іону виявлений у мантії та гепатопанкреасі (не перевищує значень ГДК). При дослідженні вмісту іонів Pb²⁺ не виділено чітких закономірностей щодо акумуляційних процесів, а відмічено флуктаційні коливання. За значеннями абсолютного вмісту іонів Cd²⁺ в організмі P. purpura можна вибудувати такий ряд їх розміщення в тканинах та органах: гемолімфа – гепатопанкреас – нога – мантія – черепашка. Йони Cd²⁺ виявлені практично в усіх молюсків, але у жодному з випадків їх вміст не перевищував ГДК (максимальне значення показника – 0,41 мкг/г). Із віддаленістю від очисної споруди спостерігається збільшення вмісту Cd²⁺ в організмі P. purpura.

Іони важких металів по різному акумулюються організмом P. purpura. Велику роль щодо фізіологічної активності в організмі молюсків відіграє йон Zn²⁺. Відомо, що він входить до складу ряду ферментів і гормонів, посилює роботу статевих залоз тощо. Від кількості йонів цинку, що потрапляють в організм, залежить протікання гліколітичних і окислювальних процесів у м’язах. Тому Zn²⁺ у великій кількості (порівняно з іншими елементами) зосереджений у всіх органах P. purpura. За значеннями абсолютного вмісту йонів Zn²⁺ в організмі P. purpura можна побудувати наступний ряд їх розміщення у тканинах і органах цих тварин: черепашка – мантія – гепатопанкреас – нога – гемолімфа. Йони Zn²⁺ виявлені в усіх без винятку досліджуваних молюсків. Їх вміст перевищує рибогосподарські ГДК у гемолімфі та мантії в 1,6 та 1,1 раза відповідно. У результаті дослідження відмічені незначні коливання вмісту іонів Zn²⁺ в усіх точках відбору проб. У мантії та нозі відмічена тенденція до збільшення значень показника з віддаленістю від очисної споруди. Вміст іонів Zn²⁺ у молюсків, зібраних безпосередньо поблизу очисної споруди перевищує значення ГДК (гемолімфа – в 1,6 раза, мантія – в 1,1 раза).

Сумарний вміст іонів важких металів у черепашці з віддаленістю від очисної споруди збільшується. Це може спостерігатися у зв’язку з функціональним призначенням цього органу, адже саме він безпосередньо стикається з водою та донними відкладами. Найменші значення даного показника простежуються в особин контрольної групи, в зоні очисної споруди цей показник збільшується в 1,4 раза, 200 м після очисної споруди – в 1,6 раза, 500 м – в 1,8 раза, 2000 м після очисної споруди – в 2,0 раза.

Сумарний вміст іонів важких металів у гемолімфі особин контрольної групи становить 29 %. Поблизу очисної споруди цей показник збільшується в 1,1 раза, на відстані 200 та 500 м після очисної споруди – зменшується відповідно в 1,6 та 1,9 раза. У точці 2000 м після очисної споруди значення цього показника підвищуються в 1,8 раза.

Найменший сумарний вміст іонів важких металів в організмі молюсків відмічено у нозі (15,1 %). Сумарний вміст іонів важких металів у мантії особин контрольної групи становить 22,9 % (у зоні очисної споруди показник зменшується в 2,26 раза). У гепатопанкреасі вміст іонів важких металів характеризується незначними коливаннями в межах 18,3–22,6 %.

Аналіз вмісту важких металів у воді, донних відкладеннях, прибережних рослинах і організмі молюсків дозволив розрахувати коефіцієнти накопичення та коефіцієнти донної біологічної акумуляції (КДБА). Щодо вмісту Cu²⁺ у донних відкладеннях досліджуваних молюсків, за класифікацією А. М. Ніканорова, потрібно віднести до макроконцентраторів (КДБА – 2). Щодо вмісту Zn²⁺ у донних відкладеннях досліджуваних молюсків слід віднести до мікроконцентраторів (КДБА – 2).

ИЗУЧЕНИЕ СУКЦЕССИИ ПРОМЫСЛОВЫХ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ

А. К. Клитин

CLUSTER ANALYSIS OF THE COMMERCIAL INVERTEBRATES SUCCESSIONS BY THE WESTERN COAST OF SAKHALIN

A. K. Klitin

Sakhalin Research Institute of Fisheries and Oceanography,
Yuzhno-Sakhalinsk, Russia, klitin@sakhniro.ru

Известно, что сукцессия животного населения может быть вызвана изменением абиотических условий, в том числе снижением численности доминирующих видов в сообществах (Бигон и др., 1989). Последнее может происходить в результате естественных причин (например, оседания личинок на неблагоприятный для развития молоди субстрат) и из-за чрезмерного промысла. Большинство работ, рассматривающих промысловых беспозвоночных, посвящено исследованию отдельных видов. Между тем для изучения процессов сукцессии – направленной замены малочисленных видов и их «угасающих» сообществ более многочисленными и «успешными» – на шельфе западного Сахалина имеет смысл выделение и исследование организации пространственно-временных сообществ или комплексов видов промысловых беспозвоночных. Оценить не только масштабы, но даже общее направление сукцессии на ее ранних этапах без подобного комплексного подхода, как правило, невозможно. Под комплексом видов или пространственно-временным сообществом в данной работе понимали совокупность взаимосвязанных видов в пределах некоторого естественно ограниченного объема жизнепригодного пространства (Реймерс, 1991).

Материалом для проведения исследований сообществ промысловых беспозвоночных послужили данные по их уловам, полученные в ходе трех траловых съемок в 1995, 2000 и 2008 гг., в ходе которых было проведено 264 донных траления. Основная цель работы – изучение структуры пространственно-временных сообществ промысловых беспозвоночных и общего направления их сукцессии на шельфе и в верхней части континентального склона западного Сахалина.

Для выделения группировок использован метод кластерного анализа данных (Андреев, 1980). Показателем сходства видового состава и относительного обилия уловов служил коэффициент общности удельного обилия (Шорыгин, 1952; Чернов, 1975; Константинов, 1979). Иерархические дендрограммы сходства траловых станций по видовому составу и удельному обилию уловов строили с помощью взвешенного парно-группового метода (Бейли, 1970), определение сходства каждого вновь образуемого класса со всеми остальными проводили методом медианы (Андреев, 1980). Две траловые станции считали принадлежащими к одному комплексу видов, если сходство между ними было не менее 38 %. Выделенным группировкам присваивали имя по названию доминирующих в них видов.

Для описания особенностей количественного состава видовых комплексов использовали показатель разнообразия Шэннона (Нs) (Федоров, Гильманов, 1980) и показатель выравненности (Е), для оценки структурной организации – индекс доминирования (D) (Песенко, 1982).

После проведения процедуры кластеризации уловов трала по видовому составу и удельному обилию промысловых беспозвоночных все траловые станции в 1995 г. были сгруппированы в 7ь, 2000 г. – в 5, а в 2008 г. – в 9 пространственно-временных группировок. Все комплексы видов имели выраженную монодоминантную структуру, на долю доминирующего вида в них приходилось от 60,7 % (сообщество стригуна опилио) до 88,0 % (сообщество камчатского краба) от величины общей биомассы. Первоначальное расположение основных сообществ промысловых беспозвоночных тесно связано с гидродинамической активностью водных масс и типом грунтов. Группировка четырехугольного волосатого краба (Erimacrus isenbeckii Brandt, 1848) «привязана» к району с активной гидродинамикой, преобладанием песчаных и галечных грунтов. Группировка камчатского краба (Paralithodes camtschaticus (Tilesius, 1815)) изначально расположена на платформенном плато залива Делангля, в районе со смешанной гидродинамикой, песчаными и алевритово-песчанистыми грунтами. Первичное расположение группировки стригуна опилио (Chionoecetes opilio (Fabricius, 1788)) связано с северной частью Татарского пролива, характеризующейся ослабленной гидродинамикой и илистыми грунтами. В случае роста численности этих видов, площадь сообщества росла, при ее снижении – сокращалась до первоначального уровня.

Наименьшее число видов (5) включало сообщество шримса медвежонка шипастого (Sclerocrangon salebrosa (Owen, 1839)), наибольшее (24 вида) – сообщество кукумарии японской (Cucumaria japonica (Semper, 1868)) в 2008 г. и сообщество камчатского краба (25 видов) в 1995 г. Временной тренд числа видов беспозвоночных, составляющих сообщество, тесно связан с величиной его площади. Если число видов в сообществе камчатского краба в 1995 г. достигало 25, то к 2000 г. в связи с сокращением занимаемой площади оно снизилось до 19, а к 2008 г. – до 16 видов.

Сукцессионные перестройки донных сообществ промысловых беспозвоночных у западного побережья Сахалина, заключающиеся в изменении их видовой структуры, границ и площадей, связаны главным образом с колебаниями численности шести доминирующих видов: камчатского и четырехугольного волосатого крабов, стригуна опилио, северного чилима (Pandalus borealis Kroyer, 1838), кукумарии японской и палевого морского ежа (Strongylocentrotus pallidus Sars, 1871). При этом смена одних сообществ другими в большинстве случаев происходит в результате роста численности доминирующих видов, что приводит к расширению их популяций и включению в сообщество всех сопутствующих видов беспозвоночных.

Другой причиной сукцессии может стать противоположный процесс – чрезмерное снижение численности доминирующих видов в видовых комплексах, что приводит к внедрению на их территорию беспозвоночных из соседних комплексов видов с более-менее стабильной численностью. Слабая конкуренция со стороны других малочисленных видов (в первую очередь четырехугольного волосатого и камчатского крабов), привела в 2008 г. к широкому расселению стригуна опилио и появлению его сообщества у юго-западного побережья Сахалина.

В 2008 г. отмечено значительное усиление позиций сообществ стригуна опилио и северного чилима в южном районе шельфа западного Сахалина, расширение группировки кукумарии японской в центральном и северном районах. При этом в центральном и южном районе стригун опилио нередко внедрялся в несвойственные ему биотопы и занимал аномально низкие для этого сообщества глубины (до 40 м). Напротив, сообщества камчатского и четырехугольного волосатого крабов, палевого морского ежа из-за сокращения численности доминирующих в них видов во многом утратили свои позиции, отчасти уступив занимаемые площади более успешным и многочисленным группировкам стригуна опилио, северной креветки и кукумарии японской. По-видимому, для большинства сложившихся комплексов промысловых беспозвоночных значения показателя Шэннона, коэффициента выравненности и индекса доминирования сугубо индивидуальны и испытывают только сезонные колебания (в сообществе стригуна опилио D = 0,40–0,43, Нs = 1,44–1,48, Е = 0,48–0,50; в сообществе камчатского краба D = 0,77–0,80, Hs = 0,55–0,61, Е = 0,18–0,22). Возможно, что отклонения от них следует рассматривать как результат изменения внутренней структуры группировок в неблагоприятных условиях среды, численности доминирующих видов.