МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра
водных биоресурсов и аквакультуры
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
МЕЙОБЕНТОС
ЗАРОСЛЕЙ МАКРОФИТОВ ПРИБРЕЖНОЙ ЗОНЫ НОВОРОССИЙСКОЙ БУХТЫ
Работу выполнила С.А. Сержанова
Научный руководитель А.Н.
Пашков
Краснодар
2015
Реферат
Ключевые слова: МЕЙОБЕНТОС, ЗАРОСЛИ МАКРОФИТОВ, БИОМАССА, ЧИСЛЕННОСТЬ, ЧЁРНОЕ МОРЕ, НОВОРОССИЙСКАЯ БУХТА, ТАКСОНОМИЧЕСКИЙ СОСТАВ.
Целью данной работы являлось изучение мейобентоса зарослей макрофитов прибрежной зоны Новороссийской бухты.
В ходе работы были описаны таксономический
состав, численность и биомасса мейобентоса в некоторых местах Новороссийской
бухты. Проведено сравнение мейобентоса по указанным показателям друг с другом.
Изучена динамика состояния мейобентоса прибрежной зоны Новороссийской бухты в
2014 г. в сравнении с данными предыдущих лет.
Содержание
Введение
. Аналитический обзор
.1 Общая характеристика мейобентоса
.2 Изучение населения зарослей морских макрофитов
.3 История развития и накопления знаний о мейобентосных организмах
.4 Распределение мейобентоса
.5 Трофические связи в сообществе мейобентоса
.6 Таксономический состав мейобентоса. Основные группы мейобентосных организмов
. Физико-географическая и гидрохимическая характеристика Новороссийской бухты
. Материал и методы исследования
. Мейобентос зарослей макрофитов прибрежной зоны Новороссийской бухты
.1 Таксономический состав мейобентоса Новороссийской бухты
.2 Пространственная изменчивость численности и биомассы мейобентоса Новороссийской бухты
.3 Временная динамика численности и биомассы мейобентоса Новороссийской бухты
Заключение
Библиографический
список
Введение
Акватория Новороссийской бухты подвержена сильному загрязнению. Наибольший ущерб экологии бухты наносят нефтяные выбросы, поскольку Новороссийск является крупнейшим портом страны, да к тому же через его терминалы на экспорт отправляется треть всего добываемого в России черного золота. Помимо этого в гораздо большей степени акваторию загрязняют промышленные и бытовые канализационные стоки самого города. Следствием этого является обвальное снижение биомассы водорослей, морских животных, а также гибель видов с узким коридором толерантности к интоксикации нефтью (таковых видов в экосистемах Черного моря большинство) [Вершинин, 2003].
Термин «мейобентос» был введен в науку М.Мэр в середине ΧΧ века для обозначения совокупности микроскопических многоклеточных, выпадающих из внимания исследователей морского бентоса при количественных учетах донной фауны [Мокиевский, 2009].
Многолетние систематические наблюдения в акваториях, наиболее подверженных прямому и косвенному воздействию различных видов антропогенной деятельности, которая негативно сказывалась на экологическом состоянии морских экосистем, установили, что видовое богатство, плотность населения и показатели биомассы мейобентоса, а также соотношение некоторых количественных характеристик может успешно применяться для оценки экологического состояния бентали [Сергеева, Колесникова, 1996]. Ценность использования качественных и количественных показателей мейобентоса заключается также в возможности осуществления кратко- и долгосрочных прогнозов формирования запасов не только кормового макрозообентоса, но и промысловых рыб придонного и донного комплексов [Киселев, 1965].
Можно предположить, что в ближайшие годы исследование морского мейобентоса и его отдельных групп будет оставаться одним из наиболее актуальных направлений биоокеанологии, наблюдающийся в последние годы «взрывной» рост числа исследований и публикаций заставляет ожидать существенного приращения знаний об этом, все еще загадочном, компоненте морского бентоса [Сергеева, Колесникова, 1996].
Целью данной работы является изучение мейобентоса зарослей макрофитов прибрежной зоны Новороссийской бухты.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
. Определить таксономический состав мейобентоса Новороссийской бухты;
. Сравнить таксономический состав мейобентоса с разных станций отбора проб;
. Изучить структуру мейобентосного сообщества в разных местах бухты;
. Изучить временную динамику таксономического состава мейобентоса Новороссийской бухты по результатам исследований 2003, 2008 и 2014 гг.;
. Изучить пространственную изменчивость численности и биомассы мейобентоса Новороссийской бухты;
. Изучить временную динамику численности
и биомассы мейобентоса Новороссийской бухты.
1. Аналитический обзор
.1 Общая характеристика мейобентоса
Термин «мейобентос» был введен в науку М. Мэр в 1942 г. для обозначения совокупности микроскопических многоклеточных, выпадающих из внимания исследователей морского бентоса при количественных учетах донной фауны. Основанием для такого выделения послужили линейные размеры организмов, а также их способность проходить при промывании зообентосных проб через ячею 1×1 мм. Таксономические исследования отдельных групп и видов мейобентосных организмов начались еще раньше [Киселев, Славина, 1965]. Через 27 лет после выхода работы М. Ф. Мэр на международной конференции в Тунисе учеными различных стран была принята ее классификация [Воробьева, 1999].
Ни таксономический, ни размерный критерии не позволяют провести однозначную границу меду макро- и мейобентосом. Таким образом, можно более или менее формально определить мейобентос как совокупность микроскопических организмов, образующих самостоятельный размерный, таксономический и функциональный блок донной экосистемы [Мокиевский, 2012]. Критериями для выделения мейобентоса в качестве самостоятельной экологической группы может служить таксономический состав, средний размер особей и набор морфологических и физиологических адаптаций [Киселев 1965].
Выделение мейобентоса в качестве самостоятельной экологической единицы носит, как и всякая классификация, сугубо утилитарный характер: исследования мейобентоса требуют специфических технических приемов и методов, специальной таксономической подготовки исследователей и иной, чем для макробентоса, схемы планирования процесса сбора материала, исходя из специфики пространственно-временных масштабов существования мейобентосных сообществ и популяций [Гусева, Алемов, Кирюхина, 1998].
За последние десятилетия произошли заметные изменения в направлениях исследований. К концу 1990-х гг. был накоплен значительный материал по видовому составу и пространственной структуре сообществ литорали и верхней сублиторали, выявлены основные закономерности суточной и сезонной динамики, получены данные о питании различных групп мейобентоса и сделаны первые попытки оценить роль мейобентоса в потоках энергии через донные экосистемы [Мокиевский, 2009].В последние годы на первое место вышли другие темы, вызывающие наибольший интерес исследователей:
.Изучение глубоководного мейобентоса в различных аспектах - от описания таксономического состава основных групп до изучения сезонной и многолетней динамики сообществ, исследования мелкомасштабной пространственной структуры сообществ и роли различных факторов, как биотических, так и абиотических, в ее поддержании.
.Исследование закономерностей видового разнообразия в разных масштабах: от анализа многовидовых комплексов в пределах квадратных метров и дециметров, до поиска закономерностей изменения видового богатства на широтных градиентах в масштабе океанов.
.Составление обобщающих баз данных по различным
группам и регионам дает возможность перейти от частных исследований к более
широким обобщениям [Сергеева, Колесникова, 1996].
.2 Изучение населения зарослей морских
макрофитов
Впервые население зарослей макрофитов было выделено в самостоятельные группировки в работе С. А. Зернова, посвященной донным биоценозам Черного моря в 1913 г. Он выделил в самостоятельные биоценозы население зарослей филлофоры и зоостеры, а население цистозиры включил в биоценоз скал [Колесникова, Шадрин, 1981]. В 1927 г. В. А. Водяницкий обратил внимание на высокую численность мелких организмов в зарослях цистозиры и произвел количественный учет населения куста этих водорослей в Новороссийской бухте. Он положил начало количественному изучению зарослей цистозиры [Миловидова, 1969].
В работах Л. В. Арнольди и В. Н. Никитина о населении цистозиры содержится сравнительно мало сведений, в то же время рыхлым грунтам посвящены фундаментальные исследования. Л. В. Арнольди в 1949 г., описывая зообентос Каркинитского залива, приводит краткий список видов, встречающихся в зарослях цистозиры [Афанасьев, Корпакова, 2008].
В 1952 г. И. В. Шаронов, описывая биоценоз скал и каменистых россыпей приводит количественный данные и оп фауне цистозиры. Однако, не выделяя сообщество зарослей цистозиры в самостоятельное, он считает руководящим видом митилястер, «щетки» которого покрывают поверхность скал, а на водорослях встречается только его молодь [Миловидова, 1969].
Сообщества беспозвоночных животных, обитающих в зарослях макрофитов, обладают рядом общих (специфических) свойств, что позволяет выделить их в группу «зарослевых сообществ» [Заика, Киселев, Михайлова, 1992]. Приспособленность к существованию на макрофитах у беспозвоночных животных определяется наличием специальных органов прикрепления. Как правило, это железы, выделяющие слизистый секрет, которым животные либо непосредственно прикрепляются к макрофитам (остракоды, нематоды, турбеллярии, клещи и моллюски), либо склеивают из обрывков водорослей и детрита трубковидные домики (бокоплавы и полихеты) [Маккавеева, 1966].
Нет ни одного вида беспозвоночных животных, который был бы характерен только для одного макрофита.
В 1953 г. Маккавеева начала изучать макро- и мейоэпифитон цистозиры в районе Севастополя на глубине до 1 м. Ею впервые были проведены круглогодичные наблюдения, что позволило выявить сезонную динамику численности и биомассы массовых видов и трофическую структуру этого сообщества [Маккавеева, 1959].
Населению цистозиры у Западного побережья
Черного моря посвящено несколько работ румынских (Мюллер, Баческу, Бодеани,
Тиганус) и болгарских (Абаджиева) авторов [Макавеева 1966].
.3 История развития и накопления знаний о мейобентосных организмах
макрофит мейобентос бухта биомасса
В середине XX столетия трудно было предположить, что не изучен целый комплекс водных организмов, представители которых есть практически во всех типах беспозвоночных животных. По мере накопления сведений о них (богатому видовому разнообразию, высокой плотности поселений, биологическим и экологическим особенностям) стало ясно, что данная категория донных животных играет большую роль в жизни природных водных экосистем [Заика, 1992]. В настоящее время раскрываются все новые стороны значения мелких донных животных - мейобентоса - в жизни водоемов [Воробьева, 1999].
Началом исследований мейофауны как самостоятельной экологической группы принято считать работы Ремане в Кильской бухте. Изучая фауну крупных песков литорали, Ремане впервые обнаружил, что капилярные пространства между частицами песка представляют собой очень своеобразный и богато населенный биотоп, обладающий рядом специфических черт, требующих от его обитателей специальных адаптаций, сходных у представителей разных таксономических групп [Мокиевский, 2012].
Для обозначения обитателей капилляров морского песка - интерстициальных пространств, Николе в 1935 г. ввел термин «интерстициальная фауна». Дальнейшие исследования морских и пресноводных биотопов интерстициали позволило выявить основные морфологические адаптации организмов:
мелкие размеры;
удлиненная (червеобразная) форма тела;
сильное развитие прикрепительных органов - щетинок, присосок, крючков или желез, выделяющих клейкий секрет [Маккавеева, 1966].
Сходные морфологические черты проявляются в самых разных таксономических группах. Так, удлиненная, червеобразная форма тела характерна для интерстициальных представителей таких далеких таксономических групп, как гарпактициды и турбеллярии [Маккавеева, 1966].
Позже Я. Тиль предложил термин «нанобентос» для организмов размером 2-42 мкм, однако, этот термин получил распространение только в глубоководных исследованиях и может быть встречен в относительно небольшом числе публикаций [Киселев, 1965]. Для первых исследователей удивительной и разнообразной микроскопической фауны внешне безжизненных песчаных пляжей ее экологическая самостоятельность, непохожесть на известные сообщества макробентоса, не вызывала сомнений. Неслучайно, первые же исследователи этих биотопов предложили для их населения сразу несколько специальных терминов [Киселев, 1985]. На протяжении следующих десятилетий самостоятельность мейобентоса принималась большинством гидробиологов, но, скорее, как удобный методический прием при исследовании бентоса. К обоснованию мейобентоса как самостоятельной экологической категории Р. Варвик вернулся в 1984 г. Он сделал попытку сопоставить основные биологические характеристики мейо- и макробентоса и подчеркнуть своеобразие каждой из этих групп [Шереметьевский, 1991].
Этот анализ выявил с одной стороны, существование заметных биологических различий между двумя группами многоклеточных, но, с другой стороны, показал, что границы между ними достаточно условны, и по каждому из критериев есть пересечение признаков[Шереметьевский, 1991].
Взгляды разных исследователей на таксономический объем мейобентоса сильно расходятся. Р. Хиггинс и Я. Тиль в число рассматриваемых групп мейобентоса включают простейших - инфузорий и фораминифер. Этой же точки зрения придерживается. Однако, при введении термина «мейобентос» в 1942 г. М. Мэр четко и однозначно отделила его от микробентоса (к которому относила инфузорий). Микробентос отличается от мейобентоса по всем наиболее важным экологическим характеристикам, в том числе размерами особей и временем оборота генераций, а также пространственными масштабами организации сообществ [Миловидова, 1967].
Накопление знаний о морфологии, систематике и
распространении микроскопических многоклеточных позволяют сделать вывод о том,
что выделение мейобентоса, предложенное как технический прием, облегчающий
работу с бентосными пробами, имеет более глубокий биологический смысл. По
совокупности таксономических, морфологических и экологических характеристик
мейобентос представляет собой отдельный структурный блок донной экосистемы,
обладающий рядом уникальных черт [Киселев, 1985].
.4 Распределение мейобентоса
Работ, описывающих закономерности пространственного размещения мейобентосных организмов, достаточно много - в последние десятилетия это одно из самых популярных направлений в исследованиях. Все работы можно разделить на две группы: пространственное распределение обилия крупных таксономических групп в разных масштабах или более тонкое изучение пространственной мозаики одного из крупных таксонов [Миловидова, 1967]. Трудности таксономической обработки материала - одна из основных причин, по которой под изучением пространственной структуры сообществ понимается исследование отдельных таксоценов [Киселев, 1985]. Наибольшее количество исследований пространственного размещения мейобентосных организмов в разных масштабах выполнено на литорали [Мокиевский, 2009]. На формирование пространственной структуры влияют как биотические, таки абиотические факторы. Наиболее благоприятные условия для существования большинства представителей мейо- и макрозообентоса складываются в глубоководных участках бентали [Еремеев, Гаевская, 2003].