Возможность реализации концепции устойчивого развития рекреационного прибрежья города Ялта в отношении биогенных элементов, радионуклидов, тяжёлых металлов и хлорорганических соединений (Крым, Чёрное море)

Проведено гидроакустическое зондирование, определены площадь и объём вод приустьевой зоны реки Водопадная до глубины 40 м в акватории города Ялта (Крым, Чёрное море). Концентрации биогенных элементов (NO2, NO3, NH4 и PO4) и тяжёлых металлов (Cu, Zn, Fe, Co, Ni, Mo, Cd, Pb и Hg) в пресной воде устья реки превышают их концентрации в прибрежной морской воде в 3–64 раза. Выявлено влияние стока реки на эвтрофикацию вод изучаемой морской акватории. С использованием постчернобыльских радиоизотопов 90Sr и 137Cs выполнена датировка донных осадков и определена скорость седиментации с исследованной площади акватории региона. Рассчитаны потоки поступления загрязняющих веществ со стоком реки и периоды их оборота в рекреационном прибрежье города Ялта. Полученные результаты использованы для обоснования концепции устойчивого развития рекреационной зоны города Ялта по факторам загрязнения морской среды

Органическое вещество в экосистеме залива Владимира (Японское море): ресурс питания и возможный фактор экологического риска

Исследование содержания органического вещества в водной среде и донных отложениях крайне важно для понимания аккумуляционного процесса в отношении поступающих в среду акватории токсических веществ и элементов, а также выявления негативных изменений в экосистеме и потенциальных экологических рисков при осуществлении природопользования. Цель работы — проанализировать значение органического вещества как фактора контаминации среды залива Владимира (Японское море) и оценить токсичность гидробионтов и экологический риск для экосистемы и здоровья человека. Комплексная работа выполнена с применением химико-аналитических, микробиологических и гидробиологических методов; она включает математическую и картографическую обработку данных и расчёт коэффициентов загрязнения и экологического риска. Проведён анализ проб морской воды, донных отложений и макробентоса, отобранных в заливе Владимира в июле 2014 г. Определены химико-экологические и микробиологические параметры вод залива, позволяющие оценить процессы накопления органического вещества в водной среде и донных отложениях и установить трофический статус экосистемы в летний период. Выявлены массовые виды и группы макробентоса, определены показатели обилия донного населения, свидетельствующие о высоких уровнях биомассы. Установлена численность металлрезистентных групп бактерий в поверхностных водах. Оценено содержание и пространственное распределение тяжёлых металлов (ТМ) в донных отложениях. Установлены концентрации ТМ в гонадах морских ежей. Результаты микробиологической оценки соотнесены с ПДК; они выявляют значительное загрязнение вод залива (более 3 ПДК) в отношении Cd. Для Ni, Cu, Zn и Cd в донных отложениях обнаружено превышение фоновых концентраций, для Cd и Zn — превышение кларковых значений. Проверена корреляционная связь концентраций органического вещества в донных отложениях с содержанием в них ТМ, а также связь концентраций ТМ в грунтах и гонадах морских ежей (значимая корреляция выявлена в отношении Zn). Для донных отложений определены фактор загрязнения Cf, характеризующий их загрязнение в заливе цинком как высокое, а кадмием и медью — как очень высокое, а также степень загрязнения Cd, свидетельствующая о среднем уровне загрязнения донных осадков в целом. Проведён расчёт индексов экологического риска. По величине SQG-Q грунты залива отнесены к категории умеренно токсичных. Установлено: согласно нормативам Технического регламента Таможенного союза «О безопасности пищевой продукции» 021/2011, содержание Cd и Pb в гонадах морских ежей из залива Владимира не превышает допустимых уровней, однако по значению ILCR (индекс нарастающего пожизненного риска) можно сделать прогноз об опасности возникновения онкологических заболеваний при употреблении гонад в пищу

Состояние ихтио-, мезо- и макропланктонных комплексов у Крымского полуострова (Чёрное море) в связи с особенностями гидрологического режима в октябре 2016 г.

Климатические изменения в гидрологическом режиме Чёрного моря, отмечаемые с 1990-х гг., отразились на состоянии эпипелагических комплексов морских организмов, прежде всего на сезонной изменчивости их биологических циклов. Это оказало существенное влияние на фенологию нереста природных популяций рыб, видовое разнообразие и пространственное распределение ихтиопланктона, а также на устоявшиеся трофические взаимоотношения в планктонном сообществе. В конечном итоге характер взаимодействия между различными звеньями трофической цепи в эпипелагических комплексах, их сезонная и межгодовая изменчивость влияют на эффективность нереста рыб, прежде всего массовых промысловых видов, и в значительной степени определяют успех пополнения их будущих поколений. С целью изучения видового состава, численности и пространственного распределения ихтиопланктона в октябре 2016 г. (89-й рейс НИС «Профессор Водяницкий», 30 сентября — 19 октября) были проведены исследования в шельфовых и открытых водах Чёрного моря у Крымского полуострова, проанализированы не только икра и личинки рыб, но и биомасса мезо- и макропланктона. Пробы ихтио- и макропланктона отбирали сетью Богорова — Расса (площадь входного отверстия — 0,5 м²; ячея — 300 мкм) методом тотальных вертикальных ловов от дна до поверхности моря в области шельфа и от нижней границы кислородной зоны до поверхности моря в глубоководной части. Ихтиопланктон фиксировали 4%-ным раствором формалина и анализировали позже под микроскопом, определяя таксономический состав организмов и по возможности — наличие и состав пищи в кишечниках личинок рыб. Проанализированы данные о видовом составе и пространственном распределении ихтио-, мезо- и макропланктона, а также о питании личинок рыб Чёрного моря у Крымского полуострова в октябре 2016 г. Период съёмки соответствовал начальной фазе осеннего гидрологического сезона. Ихтиопланктон был представлен икрой и личинками 9 видов тепловодных и 6 видов умеренноводных рыб. Средняя численность икры рыб составляла 2,92, а личинок — 3,56 экз.·м−2. Низкая доля (30 %) мёртвой икры тепловодной хамсы Engraulis encrasicolus, а также наличие её разноразмерных личинок в море свидетельствовали о продолжении результативного нереста. Биомасса зоопланктона возрастала в направлении от шельфа к глубоководным районам. Мелкоразмерные фракции планктонных организмов преобладали на шельфе, обеспечивая здесь лучшие кормовые условия для выживания личинок рыб. Несмотря на значительную биомассу желетелых-планктофагов в октябре 2016 г., их влияние на ихтиопланктонные комплексы Чёрного моря, по-видимому, оставалось несущественным

Распространение полихет семейства Spionidae (Annelida) на шельфе северо-западной части Чёрного моря

Северо-западная часть Чёрного моря (СЗЧМ) — обширная мелководная акватория, биоценозы которой являются важной частью экосистемы Чёрного моря. Поскольку в последние десятилетия бентос этого региона практически не был исследован, сведения о его современном состоянии актуальны. Существенный вклад в таксономический состав макрозообентоса вносят полихеты семейства Spionidae, которые представлены большим количеством видов и характеризуются высокими показателями численности. Цель исследования — изучить видовой состав, распределение и количественное развитие полихет семейства Spionidae в СЗЧМ на глубинах более 10–15 м. Материалом послужили пробы макрозообентоса, собранные с 160 станций (230 проб) в рейсах НИС Maria S. Merian и «Профессор Водяницкий» в 2010–2017 гг. на глубинах от 10 до 137 м. Отбор донных осадков осуществляли с помощью дночерпателей «Океан-25» (площадь захвата 0,25 м²) и box corer (S = 0,1 м²). Грунт промывали через сита с наименьшим диаметром 1 мм. На обследованной части шельфа СЗЧМ обнаружено 83 вида Polychaeta, в том числе 12 Spionidae. Полихеты отмечены на всех выполненных станциях, спиониды — на 66 % их общего количества. На отдельных станциях зарегистрировано до 6 видов спионид, но чаще встречалось 2–3 вида. Идентифицировано 11 видов: Aonides paucibranchiata Southern, 1914, Dipolydora quadrilobata (Jacobi, 1883), Microspio mecznikowiana (Claparède, 1869), Prionospio cf. cirrifera Wirén, 1883, Polydora cornuta Bosc, 1802, Pygospio elegans Claparède, 1863, Scolelepis tridentata (Southern, 1914), Scolelepis (Scolelepis) cantabra (Rioja, 1918), Spio decorata Bobretzky, 1871, Laonice cf. cirrata (M. Sars, 1851) и Marenzelleria neglecta Sikorski & Bick, 2004. Зарегистрированы не идентифицированные до вида экземпляры Prionospio sp. Распределение спионид в акватории СЗЧМ неравномерно, что обусловлено реакцией отдельных видов на различные экологические факторы. Максимальная плотность Spionidae достигала 2984 экз.·м−2, средняя составляла (477 ± 126) экз.·м−2. Наиболее высокую плотность спионид наблюдали в диапазоне глубин 20–40 м. По плотности доминировали P. cf. cirrifera, A. paucibranchiata и D. quadrilobata. Из идентифицированных видов три (M. neglecta, P. cornuta и D. quadrilobata) являются вселенцами в Чёрное море. В таксономическом составе полихет СЗЧМ Spionidae занимали 14 %, тогда как в количественном развитии их вклад достигал 42 % суммарной плотности Polychaeta, что свидетельствует о существенной роли этого семейства в функционировании донной экосистемы СЗЧМ

Функциональная морфология и морфологическая изменчивость оперкулума Rapana venosa (Gastropoda, Muricidae)

Брюхоногий моллюск Rapana venosa распространился из западной части Тихого океана в Чёрное и Средиземное моря и прибрежные районы по обе стороны Атлантического океана во многом благодаря своей экологической и морфологической пластичности. Исследованию вариабельности раковины рапаны посвящены многочисленные работы. Функциональная морфология и морфологическая изменчивость оперкулума R. venosa изучены недостаточно, описание этого экзосоматического органа приводится только схематично. На основе анализа выборки из 190 экз. R. venosa, собранных в двух районах Чёрного моря, дано детальное описание и показаны тренды морфологической изменчивости оперкулума в зависимости от возраста и размера особей. Оценены характеристики, определяющие нормальное и аберрантное развитие оперкулума. Впервые показано, что R. venosa имеет регенеративные возможности, вплоть до восстановления утраченной крышечки, и морфогенетический адаптационный потенциал оперкулума. Проявлением такого потенциала является формирование гипертрофированно крупной крышечки, форма которой не характерна ни для одного другого вида мурицид и гастропод в целом. Аномальный размер и форма крышечки, вероятно, являются защитной реакцией на давление хищников, прежде всего крабов. Ранее неизвестная способность регенерировать оперкулум расширяет представления о физиологических возможностях рапаны. Феномен формирования крышечки уникальной среди гастропод формы — ещё одно проявление морфологической пластичности, позволившей R. venosa занять место среди наиболее успешных видов-вселенцев в современной морской среде

Структура прибрежного ихтиопланктона в районе впадения реки Дудинка (Восточный Сахалин)

Изучены структура ихтиопланктонного комплекса и особенности раннего развития массовых видов рыб на морском прибрежном полигоне у восточного побережья острова Сахалин. Для района исследований характерны значительные вариации температуры и солёности в мае — июле. Минимальная температура воды (+0,4 °C) отмечена на глубине 20 м в мае, а максимальная (+15,7 °C) — на глубине 3 м в сентябре. Солёность в течение всего периода исследований колебалась от 3,5 PSU на литорали в районе устья реки Дудинка до 31 PSU на глубине 13–20 м. В ихтиопланктоне идентифицированы икра и личинки 17 видов рыб из 5 семейств, типичных для вод Восточного Сахалина. По количеству видов преобладали представители семейства Pleuronectidae, формировавшие 71 % таксономического списка. По численности во второй декаде мая доминировали икра и личинки Gadus chalcogrammus (71 % суммарной величины), в третьей декаде мая — донная икра Clupea pallasii (70%), с июня по сентябрь — икра и личинки Pleuronectidae (91–100 %). Осреднённая за период исследований численность ихтиопланктона снижалась с 52 экз.·м−3 на литорали до 21–22 экз.·м−3 над глубинами 5–10 м и до 13 экз.·м−3 над глубиной 20 м. Доля мёртвых икринок G. chalcogrammus и камбал Pleuronectidae не превышала значений для вод Северо-Восточного Сахалина и была ниже, чем в заливе Анива. В мае у G. chalcogrammus и Hippoglossoides robustus отмечено увеличение доли предличинок с аномалиями, что может быть вызвано попаданием икры на завершающих стадиях развития в неблагоприятные условия среды. Максимальное видовое разнообразие зарегистрировано в июне. Четыре вида формировали 77 % накопленного обилия — G. chalcogrammus, H. robustus, Myzopsetta punctatissima и Limanda aspera

Взаимодействие диатомовых водорослей Pseudo-nitzschia hasleana и Thalassiosira pseudonana в смешанной культуре

Представители рода Pseudo-nitzschia (Bacillariophyta) вызывают цветения в разных районах Мирового океана, поэтому важно знать экологические особенности этих видов, в том числе то, как они взаимодействуют с другими видами одноклеточных водорослей. Кроме того, необходима методика быстрой идентификации данных водорослей в среде. В связи с этим нами оценена динамика численности клеток Pseudo-nitzschia hasleana и Thalassiosira pseudonana в моно- и смешанных культурах путём их прямого подсчёта в камере Нажотта. Также проанализированы температурные кривые флуоресценции хлорофилла a, полученные методом лазерно-индуцированной флуоресценции в температурной камере. Опыты проводили в течение 14 суток. Показано, что P. hasleana оказывала различное действие на T. pseudonana в зависимости от начальной численности T. pseudonana. При начальной концентрации 0,8 × 104 кл.·мл−1 происходила выраженная стимуляция роста этой диатомовой водоросли. При начальных концентрациях 1,6 × 104 и 3,2 × 104 кл.·мл−1 отмечено ингибирование её роста. В смешанной культуре T. pseudonana оставалась в стационарной фазе роста, тогда как в монокультуре популяция входила в фазу отмирания к 14-м суткам опыта. T. pseudonana ингибировала рост P. hasleana. Эксперимент с совместным культивированием P. hasleana и T. pseudonana показал, что на флуоресценцию хлорофилла a смеси оказывает большее воздействие та микроводоросль, концентрация которой значительно выше. Флуоресцентный сигнал двух культивируемых отдельно монокультур потенциально может быть использован для их поиска в смеси

Пространственно-временная динамика структуры сообщества зоопланктона в прибрежных водах у Севастополя в весенне-осенний период

Зоопланктон прибрежной зоны у Севастополя изучен довольно хорошо, однако комплексных работ с характеристикой всех таксонов, формирующих зоопланктонные сообщества данного региона, немного. Кроме того, проведённые ранее исследования в основном базировались на материалах, собранных в Севастопольской бухте на одной или двух станциях (у входа и/или в кутовой части), при этом анализ пространственной изменчивости зоопланктона внутри акватории бухты выполнен не был. Цель настоящей работы — охарактеризовать пространственно-временнýю динамику сообществ зоопланктона Севастопольской бухты и прилегающих открытых вод в весенне-осенний период 2013 г. Материалом послужили пробы зоопланктона, собранные с апреля по ноябрь 2013 г. в западной, центральной и восточной частях Севастопольской бухты, а также на трёх станциях в открытом прибрежье — в двух милях от входа в бухту, возле посёлка Учкуевка и у входа в бухту Круглая. Оценку пространственно-временны́х различий таксономической структуры сообществ зоопланктона проводили с использованием процедур анализа сходства (ANOSIM), непараметрического многомерного шкалирования (MDS) и определения вклада отдельных таксонов в сходство/различие Брея — Кёртиса между группами проб (SIMPER). При анализе бета-разнообразия применяли индекс Шеннона. Исследование показало, что в рассматриваемый период между разными частями акватории Севастопольской бухты и прилегающего открытого прибрежья имелись пространственно-временны́е различия в количественных показателях и таксономической структуре зоопланктонных сообществ. Наибольший уровень различий в таксономической структуре зоопланктона отмечен между центрально-восточной частью бухты и открытым прибрежьем. При сравнении сообществ этих акваторий значения тестовой статистики R (ANOSIM) весной, летом и осенью составили 0,926; 0,572 и 0,761 (p < 0,03) соответственно. Средняя численность суммарного зоопланктона во все сезоны в бухте была выше, чем в открытом прибрежье, — (5,3 ± 1,9), (16,3 ± 2,7) и (8,3 ± 1,4) тыс. экз.·м−3 против (0,8 ± 0,3), (4,6 ± 1,2) и (3,4 ± 1,3) тыс. экз.·м−3 весной, летом и осенью соответственно (среднее ± SE; p < 0,006). Отмечена тенденция к более высоким величинам плотности в срединной части бухты. Выявлено изменение уровня разнообразия и, соответственно, степени сложности сообщества зоопланктона в пространственно-временнόм аспекте. Наиболее низкий уровень разнообразия зарегистрирован весной при средней (± SE) величине индекса Шеннона H’ 1,09 ± 0,16; летом и осенью значения возросли до 1,94 ± 0,11 и 1,48 ± 0,09 соответственно. В летне-осенний период величи́ны H’ были выше в зоне открытого прибрежья (2,07 ± 0,09) и ниже в акватории внутри бухты (1,53 ± 0,09). Определено, что различия в таксономической структуре между сообществами сравниваемых акваторий весной обусловлены тремя, летом — девятью, осенью — пятью доминирующими таксонами

Обилие, видовое разнообразие и структура сообщества метазойного микрозоопланктона в градиенте бухта — взморье (на примере Севастопольской бухты, Чёрное море)

Цель исследования — выявить закономерные изменения в обилии, видовом разнообразии и структуре сообществ метазойного микрозоопланктона (ММ) в градиентных условиях морского прибрежья на относительно небольших пространственных масштабах. Актуальность работы определяется малочисленностью подобных исследований, позволяющих опосредованно оценить степень антропогенного воздействия на морскую биоту и установить трофический статус локальных акваторий с помощью индексов видового разнообразия. Проанализированы три акватории прибрежья города Севастополя: открытое взморье, устье Севастопольской бухты и внутренняя её часть. Локализация станций отбора проб отражает градиент условий среды, характеризующийся разной степенью воздействия на биоту природных и антропогенных факторов. Исследования проведены в летний и осенний периоды года. Пробы ММ отбирали из трёх горизонтов водного столба — поверхностного, 0–5-метрового и 0–10-метрового слоёв. В открытом взморье и устье бухты численность ММ по вертикали была более выравненной, тогда как в глубине бухты различия между слоями могли достигать 5–700 раз. Максимальная численность ММ (1837,1 тыс. экз.·м−3) отмечена в начале августа в поверхностном слое во внутренней части бухты. С конца лета происходило снижение обилия во всех исследованных акваториях. Видовое разнообразие сообщества ММ, оценённое с помощью индексов Шеннона, Симпсона, Пиелу и др., уменьшалось в направлении от открытого взморья вглубь бухты. Эта закономерность сохранялась в оба сезона. Наиболее информативными оказались индекс Шеннона, индекс полидоминантности Симпсона и индекс выравненности Пиелу. Они хорошо отражали как сезонные изменения видового разнообразия, так и направленность изменений в градиенте трофности локальных акваторий бухты. С помощью многомерного анализа выявлены случаи существенной трансформации в структуре сообщества ММ придонного слоя вод в глубине бухты. Основной вероятной причиной этих локальных изменений является возникновение в загрязнённых участках бухты гипоксийных условий в нижних горизонтах вод, приводящее к деградации численности и видового состава исследуемого зоопланктонного сообщества

Биология воспроизведения и жизненный цикл диатомовой водоросли Nitzschia cf. thermaloides, населяющей грязевые вулканы Крыма

В биологии актуально изучение способности организмов к существованию в экстремальных условиях, к которым особенно чувствительна фаза жизненного цикла, связанная с половым размножением и возможностью оставить следующее поколение. В пробах, которые были взяты из луж и озёр, образующихся в местах действия грязевых вулканов Булганакского сопочного поля (Керченский полуостров, Крым), обнаружена в большом количестве Nitzschia cf. thermaloides Hustedt. Из проб микропипеточным способом выделены и введены в культуру отдельные клоны, скрещивание которых позволило инициировать гетероталлическое половое воспроизведение. Целью работы было изучить биологию воспроизведения и жизненный цикл водоросли из биотопа с экстремально высокими уровнями освещённости, температуры и солёности. Впервые для данного вида приведено описание полового процесса, соответствующего типу IB2a по классификации Гайтлера. Определены кардинальные пункты — критические размеры клеток, обусловливающие переход из одной фазы жизненного цикла в другую. Приведён полный диапазон размеров клеток — от инициальных, появившихся в результате полового воспроизведения, до самых маленьких, наблюдавшихся при содержании в культуре. Рассмотрены основные положения теории жизненного цикла диатомовых водорослей, позволяющие выполнить анализ их природной популяции. Установлено, что популяция N. cf. thermaloides существует в месте отбора проб длительное время и представлена клетками, находящимися во всех фазах жизненного цикла