Перспективы использования мейобентоса для биологического мониторинга водных экосистем

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Биология


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕЙОБЕНТОСА ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ © Белогурова Л. С. *
Институт биологии моря им. А. В. Жирмунского Дальневосточного отделения РАН, г. Владивосток
Установлено, что животные мейобентоса обладают рядом специфических черт существенных при анализе антропогенного воздействия на донные сообщества. В условиях антропогенного стресса обычно снижается видовое разнообразие, увеличивается концентрация доминирования, происходит смена видов.
Представители мейобентоса — мелкие многоклеточные животные, находятся практически во всех типах грунта от литорали до ультраабиссали [3]. Они обитают на поверхности и в толще донных осадков, следовательно, в большей степени, чем планктон или нектон подвергаются воздействию токсических элементов и соединений, поступающих в процессе седиментации на дно морских водоемов. Мейобентос используется в мониторинговых исследованиях, как потенциальный индикатор антропогенных нарушений в водных экосистемах [13, 14]. Рассмотрим причины возрастающего интереса к изучению различных аспектов жизни мейобентоса. Прежде всего это большое таксономическое разнообразие слагающих его групп. Организмы мейобентоса имеют огромную плотность поселения, измеряемой сотнями тысяч особей на квадратный метр морского дна [1, 15]. Большую роль животные мейобентоса играют в разложении органики, что способствует увеличению продуктивности моря. Перерабатывая большое количество детрита, организмы мейобентоса могут менять структуру осадка. Питаясь бактериями и грибами, мейобентосные организмы обновляют микробные популяции, стимулируя их рост. Используя в пищу одноклеточные водоросли, мейофауна вовлекает в оборот значительную часть первичной продукции, непосредственное потребление которой недоступно многим донным животным [17].
Термин «мейобентос» был впервые введен М. Мэр [16]. К мейобентосу, согласно М. Мэр, относятся все животные проходящие через сито с ячеей 1×1 мм и задерживающиеся ситом с мельничным газом 68 мкм. Бужи Б. [10] предложил различать в пределах мейофауны постоянные и временные компоненты. Постоянный элемент — это животные, которые в течение всего жизненного цикла относятся к мейобентосу по размерным характеристикам. Это: нематоды, гарпактициды, турбеллярии, остракоды, кинорин-
* Научный сотрудник лаборатории Экологии шельфовых сообществ, кандидат биологических наук.
хи, клещи, фораминиферы. Временный элемент — это ювенильные стадии макрофауны: полихеты, олигохеты, молодь двустворчатых и брюхоногих моллюсков, немертины, амфиподы, личинки крабов.
Для оценки антропогенного воздействия и мониторинга состояния природной среды используют как отдельные компоненты биологического раз -нообразия, так и его суммарные показатели [2]. В первом случае ориентируются на чувствительные к воздействию организмы, во втором — на различные характеристики обилия, так называемые экологические индексы -видового разнообразия, богатства, доминирования и др. [4]. В мейобенто-се, как правило, доминируют нематоды, что позволяет использовать их одним из показателей состояния бентосной экосистемы моря. Нематоды удобны по следующим причинам [8, 17]:
1. из-за постоянного размножения популяция нематод довольно стабильна, поэтому любые изменения в структуре популяции нематод можно связать с нарушением среды-
2. короткое время генераций и большое разнообразие позволяют нематодному населению быстрее, в сравнении с макрофауной, реагировать на какие-либо изменения-
3. нематоды есть во всем спектре загрязненных биотопов, они последними из всех животных покидают места максимального загрязнения.
В условиях хронического антропогенного загрязнения в донных осадках формируются специфические сообщества, представленные ограниченным количеством видов, толерантных к аномально высоким уровням содержания токсичных соединений тяжелых металлов и нефтепродуктов. Выживают конкретные формы либо устойчивые к этим концентрациям веществ, либо использующие эти вещества для питания. Наиболее распространенной и устойчивой формой пребывания нефти в морской среде являются так называемые нефтяные агрегаты. Они служат субстратом для оседания личинок некоторых донных животных (полихет, моллюсков). На поверхности и внутри нефтяных агрегатов, обнаружены свободноживу-щие нематоды. Активная жизнедеятельность нематод способствует аэрации внутреннего содержания агрегатов, развитию и росту бактерий и ускорению окисления алканов в нефтяных остатках [5].
Исследования бентосных сообществ в условиях загрязнения нефтяными углеводородами и тяжелыми металлами (северо-западная часть зал. Находка и бухта Золотой Рог, Японское море) показали, что нематоды Оп-ско1атшш ramosum, Sabatieria pulchra, полихеты — Capitella capitata, Пй-ryx paciflca, Polydora Бр., гарпактициды Tisbe furcata имеют устойчивость к высокому содержанию нефтеуглеродов и низкому содержанию кис лоро -да [12]. По мере увеличения концентрации тяжелых металлов уменьшается обилие видов нематод таких семейств, как Chromadoridae, Desmodoridae и Monoposthiidae, но увеличивается число видов сем. Comesomatidae [19]. Лабораторные токсикологические эксперименты показали, что повышение
концентрации тяжелых металлов в среде сопровождается в сообществах нематод и гарпактицид уменьшением плодовитости, задержке роста и развития [11]. Значительные изменения в структуре сообщества нематод в районе с высоким уровнем нефтяных углеводородов и тяжелых металлов тесно связаны с содержанием сульфидов в донных осадках. Сульфиды создаются в процессе метаболизма сульфат-редуцирующих бактерий, которые активны в анаэробных условиях. В бескислородной среде развивается необычный видовой состав нематод, представленный одним-двумя видами, которые имеют аномально высокую плотность поселения. По данным Фадеевой с соавторами [7] к таким видам можно отнести Опскоіаішіиш гато-$ит, который устойчив к низкому содержанию кислорода и высокому содер -жанию нефтяных углеводородов. Сравнивая сообщества нематод и гарпактицид, исследователи пришли к выводу, что нематоды более чувствительны к структуре осадка, а гарпактициды к содержанию тяжелых металлов [18].
Бентосные фораминиферы очень чувствительны к загрязнению. В загрязненных районах моря появляются особи с уродливыми раковинами, обедняется видовой состав фораминифер, снижается плотность поселения большинства видов, а иногда образуются мертвые зоны [6]. Корейские ученые [20] также предлагают использовать фораминифер в качестве индикатора долговременного контроля состояния прибрежных водоемов, загрязненных сточными бытовыми водами и промышленными отходами, включая растворы солей таких металлов как 2п, С4 РЬ и Ає. К этому выводу они пришли в результате исследования б. Масан (Корея), в которой обнаружили небольшое число видов фораминифер, низкую плотность их поселения, изъеден-ность раковин, что объясняется влиянием антропогенного загрязнения.
Остракоды — это ракообразные, тело которых заключено в двустворчатую известковую раковину. В качестве биоиндикаторов остракоды известны тем, что после гибели их раковины остаются в грунте. По ним можно составить облик бывших когда-то ненарушенных экосистем. Ископаемые остракоды широко используются в геологии, при поисках нефти и газа, поскольку являются прекрасными индикаторами в био- и экостратиграфии, палеоэкологии и др. [21]. Современные остракоды также используются в качестве индикаторов изменения окружающей среды. Прежде всего, они характеризуются как тончайшие биоиндикаторы, поскольку реагируют изменением своего состава даже на незначительные изменения среды. С помощью остракодового анализа можно выявить самые начальные этапы изменений, неуловимые другими методами. Остракоды загрязнения не переносят и в условиях полисапробной и гиперсапробной зон не живут [9]. Исследование современных отложений в Амурском заливе Японского моря позволило зафиксировать изменения, происходившие в таксоценах остра-код под влиянием антропогенных нагрузок на водоемы [9]. Исследованный по отложениям раковин таксоцен остракод акватории порта Владивосток состоял из 75 видов, обитавших в Амурском заливе в первой полови-
не XX в. К концу столетия в наименее загрязненных участках залива осталось лишь 3 вида остракод. По отложениям раковин удалось проследить не только обеднение фауны, но и изменения структуры таксоцена остракод, а именно: снижение видового разнообразия и увеличение концентрации доминирования немногих видов.
Таким образом, биологический мониторинг, основанный на анализе доминирующих групп мейобентоса, должен учитывать отдельные виды или группы видов, качественный и количественный состав которых изменяется в зависимости от уровня и характера (тепловое, химическое, бытовое и т. д.) загрязнения морской среды. При увеличении концентрации тяжелых металлов уменьшается видовое разнообразие, плодовитость животных, замедляется их рост и развитие. Выживающие в экстремальных условиях виды, имеющие аномально высокую плотность поселения, могут служить индикаторами загрязнения.
Список литературы:
1. Гальцова В. В. Мейобентос в морских экосистемах на примере сво-бодноживущих нематод. — Л.: ЗИН АН СССР, 1991. — 240 с.
2. Красилов В. А. Охрана природы: принципы, проблемы, приоритеты.
— М.: Институт охраны природы и заповедного дела, 1992. -174 с.
3. Лукина Т. Г. Тип Foraminifera. Протисты Руководство по зоологии. Ч. 1.
— СПб.: Наука, 2000. — С. 624−631.
4. Одум Ю. Основы экологии. — М.: Мир, 1975. — 740 с.
5. Сергеева Н. Г. Предварительные данные о возможности заселения нефтяных агрегатов свободноживущими нематодами // Экология моря. -1981. — Вып. 6. — С. 66−68.
6. Тарасова Т. С. Влияние среды на фауну бентосных фораминифер в прибрежных экосистемах // Биол. моря. — 2006. — Т. 32. — № 2. — С. 85−94.
7. Фадеева Н. П., Безвербная И. П., Тазаки К. и др. Состав, структура и метаболизм донных сообществ илистых грунтов в условиях хронического антропогенного загрязнения (на примере б. Золотой Рог) // Фундаментальные исследования морской биоты: биология, химия и биотехнология: матер. конференции студентов, аспирантов и молодых ученых НОЦ ДВГУ «Морская биота» (1−2 окт. 2002 г., г. Владивосток). — Владивосток: Изд-во ДВГХ 2002. -С. 62−66.
8. Чесунов А. В. Биология морских нематод. — М.: Товарищество научных изданий КМК, 2006. — 367 с.
9. Шорников Е. И. Мониторинг состояния среды по остракодам // Дальневосточный морской биосферный заповедник: исследования. Т. 1. — Владивосток: Дальнаука, 2004. — С. 656−659.
10. Bougis B. Metode pour letude quantitative de la microfaune des fonds marins (Meiobentos) // Vie et milben. — 1950. — T. 1, № 1. — P. 23−38.
11. Coull B.C., Chandler GT. Pollution and meiofauna: field, laboratory and me-socosm studies // Oceanogr. Mar. Biol. Annu. Rev. — 1992. — Vol. 30. — P. 192−271.
12. Fadeev V.I., Fadeeva N.P. Distribution of small-sized benthic organisms in conditions of chronic oil pollution of bottom sediments // Earth-Water-Hu-mans: Proc. Int. Symp. (30 May — 1 June, Kanazawa, Japan). — Kanazawa: Kanazawa Univ., 1999. — P. 146−154.
13. Fadeeva N.P., Bezverbnaja I.P., Tazaki K., Watanabe H., Fadeev V.I. Composition and structure of marine benthic community regarding conditions of chronic harbor pollution // Ocean Polar Res. — 2003. — Vol. 25, №. 1. — P. 21−30.
14. Heip C., Vincx M., Vranken G The ecology of marine nematodes // Oceanogr. Mar. Biol. Ann. Rev. — 1986. -Vol. 23. — P. 399−489
15. Higgins R., Thiel H. Introduction to the study of meiofauna. — Washington: Smit. Inst. Press, 1988. — 488 p.
16. Mare M.P. A study of marine benthic community with special reference to the microorganisms // J. Mar. Biol. Ass. UK. — 1942. — Vol. 25. — P. 517−554.
17. Platt H.M., Warwick R.M. The significance of free-living marine nematodes to the littoral ecosystem // Priece J.H. Irvine D.E. G, Farnham W.E. (ed.). The shore environmental. — London- New York: Academic Press, 1980. — P. 729−759.
18. Somerfield P.J., Rees H.L., Warwick R.M. Interrelationships in community structure between shallow-water marine meiofauna and macrofauna in relation to dredgings disposal // Mar. Ecol. Prog. Ser. — 1995. — Vol. 127. — P. 103−112.
19. Tietjen J.H. Population structure and species distribution of the free-living nematodes inhabiting sands of the New York Bight apex // Estuar. Coast. Mar. Sci. — 1980. — Vol. 10. — P. 61−73.
20. Woo H.J., Kim H.Y., Jeong K.S. et al. Response of benthic foraminifera to sedimentary pollution in Massan Bay, Korea // J. Kor. Soc. Oceanogr. -1999. — Vol. 4, № 2. — P. 144−154.
21. Whatley R.C., Maybury C. (eds.). Ostracoda and global events. — London: Chapman and Hall, 1990. — 621 p.
ТАКСОНОМИЧЕСКИЙ ОБЗОР ФАУНЫ НИДИКОЛОВ ГНЕЗД СИНАНТРОПНЫХ ПТИЦ ЮЖНОГО ПРИМОРЬЯ © Белоусова Н. М. *
Приморский институт переподготовки и повышения квалификации работников образования, г. Владивосток
Сравнительный анализ населения гнезд синантропных птиц Южного Приморья, проведенный в разные сезоны показал, что определяющим фактором формирования фауны нидиколов являются особенности био-
* Старший преподаватель кафедры Естественнонаучного и математического образования.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой