САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ

IX НАУЧНАЯ СЕССИЯ

МОРСКОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО

ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА

8 февраля 2008 г.

ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ

Санкт-Петербург

2008

Оргкомитет IX сессии МБС СПбГУ от лица всех участников благодарит руководство и сотрудников Биолого-почвенного факультета и Морской биостанции Санкт-Петербургского государственного университета за помощь и поддержку при проведении исследовательских работ и самой сессии.

Представленные работы выполнены при финансовой поддержке ФЦП «Интеграция Высшей школы и Российской Академии наук», программы «Университеты России – Фундаментальные Исследования», Российского Фонда Фундаментальных Исследований.

Настоящий сборник тезисов докладов опубликован при финансовой поддержке биолого-почвенного факультета СПбГУ и Морской биологической станции СПбГУ.

IX научная сессия МБС СПбГУ. Тезисы докладов. СПб., 2008. 80 с.

Редакторы: А.И.Раилкин, И.А.Стогов.

© СПбГУ, 2008.

Уважаемые друзья и коллеги!

Научные сессии Морской биологической станции Санкт-Петербургского государственного университета проводятся с 2000 г. и стали традиционным ежегодным отчетом о научных результатах, полученных на базе МБС сотрудниками и студентами биолого-почвенного факультета университета. За прошедшие годы произошел ряд позитивных перемен в материально-техническом оснащении станции, что положительно сказалось на развитии научных исследований универсантов и повышении уровня их работ.

Хотелось бы отметить некоторые особенности наших сессий: это их многопрофильность, охватывающая молекулярный, клеточный, организменный и биоценотический уровни исследований; активное участие в сессиях молодежи (студентов и молодых специалистов); расширение контактов и совместных исследований с коллегами из других биологических учреждений Санкт-Петербурга и Москвы.

В настоящей, уже девятой по счету, сессии приняли участие более 100 человек, универсантов и гостей, представившие доклады по актуальным направлениям современной биологии. Более половины участников – бакалавры, магистры и аспиранты. Несмотря на разновозрастной состав участников, хочется отметить, что работы, представленные на сессию универсантами и их коллегами из других биологических учреждений, свидетельствуют о высоком научном уровне проведенных исследований, многие из которых были поддержаны отечественными и международными грантами.

Большинство авторов настоящего сборника – универсанты, поэтому в заглавиях докладов Оргкомитет счел возможным указывать место работы только наших коллег из других учреждений.

Председатель Оргкомитета, д.б.н. А.И.Раилкин

Биохимия

Кулева Н.В. Окислительная модификация актина беломорской мидии (Mytilus edilus) как показатель загрязнения водной среды

Наиболее чувствительными биомаркерами загрязнения окружающей среды являются молекулярные биомаркеры, такие как ферменты биотрансформации ксенобиотиков или антиоксидантные ферменты,однако их чувствительность зависит от механизма действия загрязнителя. Поэтому необходим поиск новых биомаркеров, достаточно универсальных и с хорошей чувствительностью. Новые возможности для такого поиска открывает протеомика, появившаяся в ходе развития молекулярной биологии. Термин “протеом”, обозначающий белковый комплемент генома, впервые прозвучал в 1994 году. Роль современной протеомики может быть определена как интегральный анализ функционального состояния генома на уровне белковых продуктов генной экспрессии, включающий их посттрансляционные модификации. Современная методология позволяет анализировать белковые продукты в количестве, приближающемся к числу генов, и выбирать наиболее чувствительные и специфичные биомаркеры для того или иного вида загрязнений среды. Стратегию протеомных исследований можно представить в виде ряда последовательных шагов, ключевые позиции среди которых занимают метод разделения белков посредством двухмерного электрофореза (в горизонтальном направлении - по изоэлектрической точке, в вертикальном - по молекулярной массе) и идентификации их с помощью масс-спектрометрии. Изучение изменений в профилях экспрессии позволяет установить молекулярные мишени и механизмы действия поллютантов.

Для исследования загрязнения морских экосистем в качестве биоиндикаторного организма часто используют двустворчатых моллюсков. В работе испанских исследователей (Rodriguez-Ortega et al., 2003), методы протеомики были применены для оценки изменений экспрессии белков Chamalelea gallina при выдерживании этих моллюсков в течение семи дней в среде с поллютантами. Из моллюсков были получены цитозольные фракции, они были разделены двумерным электрофорезом и среди пятен на электрофореграмме были выделены те, которые отсутствовали в контрольных пробах, и те, которые отсутствовали в опытных пробах. Некоторые из соотвествующих этим пятнам белков были идентифицированы с помощью масс-спектрометрии и оказалось, что загрязнители влияют на экспрессию белков, относящихся к цитоскелету: актина, тропомиозина и лёгкой цепи миозина. Поскольку в наших предыдущих исследованиях было показано, что при многих патологических состояниях организма происходит окисление актина, обусловленное окислительным стрессом, то мы решили проверить, не происходит ли аналогичное модифицирование актина моллюсков при выдерживании их в среде, загрязнённой ионами меди в концентрации 1 мг/л. Из беломорских мидий Mytilus edilus (любезно предоставленных А.И. Раилкиным в Морском Аквариальном Комплексе БиНИИ) были приготовлены препараты актина. Эти препараты были разделены методом электрофореза (Laemmli, 1979) и окисленный (карбонилированый) актин был идентифицирован методом иммуноблоттинга с антителами к динитрофенолу. Таким образом, в воде, содержащей ионы меди, имеет место карбонилирование актина как один из вариантов его окислительной модификации. Другими вариантами могут быть окисление SH-групп, образование битирозиновых сшивок, окислительная модификация триптофана. Представленные данные показывают, что методами протеомики можно выявить новые молекулярные маркеры, каковым является актин, и что изучение пост-трансляционных модификаций белков является полезным для биоиндикации загрязнения водной среды.

Ботаника

Сказина М. А., Гимельбрант Д.Е. Лишайники плавника Кандалакшского залива Белого моря и Баренцева моря в районе поселка Дальние Зеленцы

В зоне литорали и супралиторали северных морей существует необычный субстрат для поселения лишайников – так называемый плвник (древесина, попавшая в море и выброшенная на литораль). В виду специфичности условий обитания, на плавнике могут поселяться лишайники из разных эколого-субстратных групп. Особенно интересно изучение лишайников, для которых плавник является основным субстратом для поселения. Выявление различий в видовом составе и встречаемости лишайников на плавнике двух морей (с учетом разрушенности древесины) и стало основной целью данной работы. Ранее исследования видового состава лишайников на плавнике на Белом море проводились только на Керетском архипелаге (Гимельбрант, Кузнецова, 2003; Himelbrant, Kuznetsova, 2003).

Всего было исследовано 45 бревен на островах Ряжков и Вороний Кандалакшского залива Белого моря в 2006-2007 годах (обнаружено 52 вида лишайников) и 32 бревна на острове Жилом и материковом побережье Баренцева моря в районе поселка Дальние Зеленцы в 2007 году (обнаружено 64 вида). Общий список включает 84 вида, 31 – общие для двух территорий. Коэффициент Жаккара показывает 36,9% сходства, а Стугрена-Радулеску – 0,57 (показатель различия), что говорит о невысоком уровне сходства списков видов и значительной роли случайных видов. На плавнике Белого и Баренцева морей было встречено всего 3 вида лишайников (5,8% и 4,7% от общего количества всех видов), для которых плавник является одним из немногих субстратов. Это Caloplaca fraudans (Th. Fr) H. Olivier, Lecanora orae-frigidae R. Sant и Xylographa opegraphella Nyl. ex Rothr. На Баренцевом море X. opegraphella и L. orae-frigidae – наиболее обычные виды (встречаемость 71,9 и 59,4%), в то время как на Белом море первое место по встречаемости занимает Parmeliopsis ambigua (Wulfen) Nyl. (64,4%), L. orae-frigidae – второе (46,7%), X. opegraphella – десятое (15,6%). Значительно различается встречаемость C. fraudans – на Баренцевом море этот лишайник не редок (заселяет 31,3% бревен), тогда как на Белом море отмечен лишь один раз (2,2%). Представляется естественным, что в Кандалакшском заливе Белого моря в пределах таежной зоны на плавнике преобладает листоватый лесной эврисубстратный лишайник P. ambigua, который способен вытеснять накипные виды. На Баренцевом море, побережье которого находится в зоне тундры, условия для обитания лесных видов менее благоприятны и накипные специфичные для плавника лишайники находятся в более выгодных условиях.

Эпиксильные виды лишайников на плавнике обоих морей вносят наибольший вклад в лихенофлору. Значителен вклад эпигейных и эпифитных видов. Чуть меньший вклад вносят эпилиты, меньше всего на плавнике обоих морей эпибриофитных лишайников. На плавнике Белого моря обнаружено 6 эпилитных видов, каждый из которых встречен только 1-2 раза, в то время как на Баренцевом выявлено 11 эпилитов (в том числе представители рода Umbilicaria), причем некоторые из типично эпилитных видов встречены на 12,5-25% бревен. Возможно, это связано с тем, что обогащение морской солью на Баренцевоморском побережье выше в связи с большей соленостью поверхностных морских вод и плавник именно там больше подходит для поселения эпилитных видов. На плавнике обнаружено 7 видов орнитокопрофильных лишайников, встречаемость которых была очень низкой в обоих районах исследований.

Исследование особенностей заселения бревен разной степени разрушенности показало, что на Белом море с ростом степени разрушенности древесины увеличивалось количество видов преимущественно за счет увеличения разнообразия представителей рода Cladonia и некоторых накипных лишайников. Поскольку бревно разрушается неравномерно, оно местами становится подходящим для заселения напочвенными кустистыми видами, местами остается благоприятным для накипных. На бревнах всех степеней разрушенности по встречаемости лидирует P. ambigua. На Баренцевом море бревна высокой степени разрушенности встречаются редко (вероятно раньше на материковом побережье их собирали в качестве топлива) и представлены преимущественно на о. Жилом. На о. Жилом среднее количество видов на одном бревне 10,22±1,36, а на материке – 6,57±0,76, что вероятно связано с более длительным экспонированием бревен на острове. На Белом море в среднем на бревне встречается 6,2±0,6 видов, что, вероятно, также связано с использованием бревен в качестве топлива. На Баренцевом море на бревнах всех степеней разрушенности доминируют специфичные для плавника виды. С ростом степени разрушенности древесины видовое разнообразие также возрастает, однако на бревнах высокой степени разрушенности в целом обнаружено меньше видов, чем на бревнах средней разрушенности, что связано с редкой встречаемостью первых.

Таким образом, при общем невысоком уровне сходства списков видов на плавнике для обоих морей характерно преобладание выходцев из одних и тех же эколого-субстратных групп; кроме того, с повышением степени разрушенности бревен прослеживается увеличение числа обитающих на них видов. На Баренцевом море отмечена более высокая встречаемость эпилитов и доминирование специфичных для плавника видов, тогда как на Белом море доминирует лесной вид P. ambigua.

Генетика

Чунаев А.С., Барабанова Л.В., Дукаревич М.М., Магомедова З.М., Белявская А.Я., Вершинина А.О. Эколого-генетический мониторинг прибрежных биотопов Чупинской губы Белого моря

Комплексный ландшафтный или бассейновый мониторинг на основе разработки методов биотестирования и биоиндикации необходим для прогнозирования и предотвращения генетических, медицинских и демографических последствий загрязнения окружающей среды. Это побуждает исследователей к поиску новых тест-объектов для биотестирования, к изменению отношения к широко распространённым видам животных, растений и водорослей, к поиску признаков и критериев, чувствительных к антропогенным воздействиям. Участие в работе МБС СПбГУ позволило нам в течение ряда лет проводить изучение внутривидовой изменчивости двух представителей флоры и фауны, широко распространённых на литорали губы Чупа Белого моря, – равноногих рачков Jaera albifrons и бурых водорослей Fucus vesiculosus. У J.albifrons оценивали частоту хромосомных аберраций как показатель наследственной изменчивости, у F.vesiculosus – вегетативный прирост таллома и длину рецептакул как показатель модификационной изменчивости. Сбор материала производили во время отлива на литорали побережья Белого моря в местах, отличающихся по типу литорали, прибойности, субстрату поселения, солёности воды, загрязнённости нефтепродуктами, радиационному фону.

Наибольшая частота хромосомных аберраций 19% у J.albifrons была отмечена нами в бухте Ноговица, в акватории которой зарегистрировано значительное загрязнение воды нефтепродуктами. Высокая частота хромосомных аберраций 13% у J.albifrons была характерна как для пресноводного устья реки Кереть, так и для побережья пролива Узкая Салма (12%), для которого также характерно значительное опреснение эстуария водами реки Кереть.

При оценке модификационной изменчивости у бурой водоросли F.vesiculosus учитывали, что таллом претерпевает дихотомические ветвления, в результате чего при наступлении половозрелости развиваются парные рецептакулы. Отклонения от симметрии в их развитии могут служить показателем негативного действия факторов среды. В июле 2007 года мы измеряли длину каждой из двух парных рецептакул и вегетативный прирост (длину веточки, общей для обеих рецептакул, измеренной вдоль центральной жилки), а также определяли пол растений. Длины парных рецептакул во всех изученных биотопах продемонстрировали положительную корреляцию, однако значения коэффициента корреляции в экологически отличных биотопах в ряде случаев достоверно различались между собой.

Так, коэффициенты корреляции парных рецептакул F. vesiculosus в бухте Ноговица (0,69 для мужских и 0,68 для женских особей) были достоверно ниже таковых, рассчитанных по данным измерений на литорали острова Средний в проливе Узкая Салма (0,88 и 0,91 соответственно). Следует отметить, что в бухте Ноговица были зарегистрированы аномалии развития, при которых вместо двух парных рецептакул развивалась одна, а на месте второй развивался вегетативный побег. Минимальное значение коэффициента корреляции 0,57 зарегистрировано для женских особей, произраставших у берега материка в губе реки Кереть при нулевой солёности. Влияние опреснения сказывалось, кроме того, на соотношении полов у Fucus vesiculosus в биотопах эстуария реки Кереть. Во всех остальных местах сбора, характеризовавшихся большей солёностью, доля женских особей превышала долю мужских.

Можно предположить, что обнаруженные нами нарушения митотических делений у J.albifrons и дихотомических ветвлений у F. vesiculosus в биотопе бухты Ноговица опосредованы генетическими и эпигенетическими эффектами антропогенных воздействий.

Гидробиология, Ихтиология

Андерсон Е.А., Спетницкая Н.А., Мовчан Е.А. Структурные характеристики планктонных и донных ценозов реки Кереть

Река Кереть берет свое начало в оз. Петриярви в северной Карелии и впадает в Керетскую губу Кандалакшского залива Белого моря. По своей длине (80 км) она относится к малым рекам, наиболее многочисленным на севере Европейской части России. Целью работы было описание структурных характеристик биоты нижнего течения р. Кереть. Работы проводили в 2004–2007 гг. на участке реки протяженностью 9 км от рудника «Климовская» до места впадения в Керетскую губу Белого моря.

Планктонные и бентосные сообщества сформированы широко распространенными формами, обычными для рек и озер Карелии. В фитопланктоне за период исследований обнаружено более 70 видов и разновидностей водорослей, на долю Bacillariophyta приходилось около 80%, Chlorophyta – 13%, Chrysophyta, Cyanophyta и Dinoflagellata по 1,5%. Из встреченных видов лишь 26% являются истинно планктонными. Характерной чертой фитопланктона Керети и других рек бассейна Белого моря является постоянное присутствие случайных форм - 24% отмеченных в нижнем течении р.Кереть форм водорослей были бентосными, 19% - перифитонно-бентосными. По видовому составу фитопланктона исследованную часть реки можно разделить на речной и устьевой участки - из 44 видов организмов фитопланктона, отмеченных в 2005 г., на речном участке обнаружено 30. Ниже Керетского морского порога происходит резкое обеднение видового состава (до 18 видов), с существенным увеличением его (до 41 вида) в устьевом участке за счет 14 форм, не отмеченных выше по течению (пополнение происходит как за счет солоноватоводных и морских, так и за счет пресноводных водорослей).

Основу фитопланктона на речном и устьевом участках Керети составляют диатомовые. В августе на обоих участках идет увеличение роли зеленых и сине-зеленых водорослей. На устьевых станциях выражена роль золотистых водорослей, особенно хорошо заметная в первой половине июля. Численность фитопланктона за период исследований изменялась от 5 до 122 тыс.кл/л (в среднем 60 ± 10 тыс.кл/л), биомасса – от 25 до 810 мг/куб.м (в среднем 230 ± 60 мг/куб.м).

В составе зоопланктона обнаружено 44 вида (Rotifera - 8, Cladocera - 23, Copepoda – 13). Ведущая роль принадлежит ветвистоусым ракообразным, особенно сем. Chydoridae, преимущественно планктобентосным формам. Основу сообществ зоопланктона составляли представители озерного комплекса, характерные для зарегулированных озерами рек (Kellicottia longispina, Bosmina longirostris) и зарослево-прибрежные виды (Polyphemus pediculus, Scapholeberis mucronata, Acroperus harpae, Alonopsis elongata). По структуре сообщества зоопланктона можно говорить о трех участках: речном, озерном и предустьевом (таблица). На речном и озерном участках доминировали ветвистоусые рачки, причем на озерных станциях на их долю приходилось более 90% численности и биомассы. Ниже Керетского порога происходит резкое обеднение видового состава, снижается роль ветвистоусых ракообразных, появляются веслоногие ракообразные Oithona similis, характерные для прибрежных распресненых участков Белого моря.

Таблица. Количество видов (D), численность (N экз./куб. м) и биомасса (B мг/куб. м) зоопланктона нижнего течния реки Кереть.

В целом численность зоопланктона низка и изменялась от 30 до 170 экз./куб.м (в среднем 110 ± 30 экз./куб.м), биомасса – от 0,13 до 2,0 мг/куб.м (в среднем 0,8 ± 0,3 мг/куб.м).

В донных сообществах из 34 форм, отмеченных в нижнем течении Керети, 17 относится к сем. Chironomidae. По данным 2005 г. выделена группа организмов, которые характеризуются наибольшей встречаемостью и обилием: это Chironomus anthracinus, Sphaerium sp. и малощетинковые черви сем. Tubificidae. Кроме того, в Керети отмечены формы, составляющие основу хирономидного комплекса крупных озер Карелии - личинки родов Procladius, Polypedilum, Stictochironomus, впрочем, не достигающих здесь высокой численности. Наибольшее количество видов отмечено на зарослевых станциях оз. Заборное (16 форм), наименьшее – на устьевой станции (2 формы - личинки Paratanytarsus confusus и олигохеты сем. Tubificidae). Численность макрозообентоса изменялась от 960 до 3940 экз./кв.м (в среднем 1920 ± 550 экз./кв.м), биомасса – от 68 до 275 мг/кв.м (в среднем 135 ± 42 мг/кв.м).

Андреев В.М., Мовчан Е.А. Ассоциации макрофитов малых лесных озер побережья Белого моря

Малые озера составляют половину площади водоемов Северо-Запада. До 60% первичной продукции в таких водоемах образуют макрофиты (Распопов, 1985). К сожалению, обычно им уделяется не достаточно внимания.

На основе исследований, проведенных в августе 2005-2006 гг. на 11 озерах Карельского побережья Белого моря, было выделено 29 ассоциаций макрофитов. Более половины из них (16) – одновидовые. Преобладание одновидовых ассоциаций можно объяснить, прежде всего, сложившимся комплексом факторов. Одним из этих факторов является гумификация и связанные с ней оптические и химические свойства воды. Низкие величины прозрачности воды, содержания растворенного кислорода и рН, характерные для озер данного типа, откладывают свой отпечаток на обитающую в них флору (Герд, 1961). Примером может служить редкая встречаемость и незначительная биомасса кувшинки белой и рдестов, которые, по литературным данным, предпочитают рН более 6,8.

Существенное значение на развитие водной растительности оказывают площадь литорали и характер нарастания глубины, т.е. угол наклона дна (профиль озерной котловины). Резкое нарастание глубины непосредственно от берега не способствует зарастанию (Волкова, 1968). При отмеченной нами прозрачности воды от 1,2 до 4,4 м можно ожидать распространения макрофитов от 3 до 12 м. В исследованных озерах макрофиты достигали глубины 3 метров (в среднем 1,5 м) и распространялись от уреза воды на расстояние от берега от 1 до 27 м. При уклоне от 3о до 28о, протяженность зарослей макрофитов составляла 12-27 метров от уреза воды, а при уклоне от 32о до 83о – 1-9 м. Ограничение распространения макрофитов связано не с условиями проникновения света, а со степенью уклона дна: резкое увеличение крутизны склона делает дальнейшее существование макрофитов невозможным.

Наибольшее разнообразие ассоциаций (17) отмечено для оз. Заборного, представляющего из себя расширение р.Кереть. Вероятно, это обусловлено значительной площадью литорали, более разнообразными, по сравнению с другими исследованными озерами, грунтами, благоприятными для зарастания, и наличием выраженного течения, обеспечивающего благоприятный газовый режим. Это же справедливо для Нижней ламбы оз.Летнего и оз.Тростяного, где отмечено по 15 ассоциаций.

Таблица. Типичные ассоциации макрофитов исследованных водоемов.

Для исследованных озер доминирующими являются ассоциации кубышки желтой, вахты трехлистной, ежеголовника простого, хвоща речного, рдеста пронзеннолистного и различные осоковые ассоциации. Другие ассоциации менее представлены, занимают малые площади и не играют значимой роли в биотическом балансе этих озер. Наиболее типичные для исследованных озер ассоциации представлены в таблице.

Анцулевич А.Е., Максимович Н.В. Первая в мире атомная электростанция будет плавать в Белом море (взгляд гидробиолога)

Россия – одна из немногих стран, строящих «под ключ» атомные электростанции (АЭС) и производящих суда с атомными силовыми установками. Россия же отличается наибольшей длиной береговой линии и шельфа, площадями омывающих ее морей и континентальных водоемов. При этом огромные площади страны относятся к тому, что принято называть «удаленными районами Крайнего Севера и Дальнего Востока», а на языке энергетиков и экономических географов – «зоной децентрализованного энергоснабжения». Эта экономическая зона занимает около 2/3 территории России. Численность населения и уровень жизни в ней в значительной степени зависят от энергообеспечения поселков и производств. С другой стороны, эта зона обладает уникальными запасами полезных ископаемых, добыча которых сдерживается или сворачивается из-за недостатка энерговооруженности.

В этих условиях малая атомная энергетика может стать основой создания децентрализованных систем энергообеспечения. В России сегодня для использования малой атомной энергетики нового поколения перспективны Северный морской путь, Чукотка, район БАМа, Приполярный Урал, нефтегазовые месторождения Восточной Сибири и Дальнего Востока (в т.ч. шельфовые), крупные океанические острова. АЭС также могут работать как мощные опреснительные установки, что значительно расширяет область применения и географию их использования.

Не удивительно, что именно в России родился проект первых в мире плавучих атомных тепловых электростанций (ПАТЭС) и началось формирование нормативных документов для их строительства, установки и эксплуатации, в том числе, экологического сопровождения работ.

Согласно принятого на высшем уровне решения, первый опытный образец ПАТЭС малой мощности будет установлен в Белом море в устьевой области р. Северной Двины (Двинский залив), что обусловлено внутренним положением моря, наличием подходящей промышленной инфраструктуры и энергетическими потребностями региона. Единовременно возникает и находится в разработке целый ряд технологических и экологических проблем, таких как определение общих универсальных условий установок и эксплуатации ПАТЭС, выбор оптимальных по экологической безопасности расположений ПАТЭС в водоемах и водотоках различных типов, оценка специфики водоемов различного типа и изменений связанных с этим экологических рисков, разработка программ по экологическому сопровождению ПАТЭС, оценка биологических помех для ПАТЭС и составление прогнозов сукцессий водных экосистем. Большинство этих задач решается аналитическими методами с использованием уже имеющихся данных.

Атомные электростанции, выделяя при работе много тепла, требуют интенсивного теплообмена с окружающей средой и эффективных систем охлаждения, где рабочим телом служит природная вода. Дополнительный нагрев сбросных вод внешнего охлаждающего контура ожидается около 10-12о. Побочным продуктом парообразования, также сбрасываемым ПАТЭС, оказывается пересоленный раствор (рапа), солёность которого в несколько раз превышает таковую забортной воды.

Ожидаемое воздействие ПАТЭС на экосистему водоема-охладителя носит многофакторный характер, охватывает пелагиаль водоема, а при его небольших глубинах и бенталь. Возникают как специфические, свойственные только ПАТЭС, воздействия, так и неспецифические, «обычные», свойственные любым механизированным плавсредствам, береговым сооружениям и большинству промышленных предприятий. Эти факторы могут быть перечислены в предполагаемом порядке убывания мощности воздействия как следующие.

Специфические воздействия: «тепловое загрязнение» бассейна сбросом подогретых вод из открытого контура охладительной системы ПАТЭС;

- прохождение (прокачивание) организмов планктона и нектона с природными водами через охладительные системы и их возможное повреждение или гибель;

- сброс осолоненных вод, плохо смешиваемых с природными водами, особенно при выраженной вертикальной стратификации вод.

Неспецифические воздействия: вибрационные и шумовые воздействия от работающих механизмов;

- возможные утечки и смывы с палубы ГСМ и других технических жидкостей, отходов;

- разрушение лакокрасочных покрытий, вызванное коррозией или биокоррозией металла; антиобрастательные покрытия подводных частей корпуса содержат ядовитые вещества и наиболее опасны для живых организмов, снижают качество природных вод и грунтов.

Ожидаемое же воздействие гидробиоты на ПАТЭС в основном связано с биологическим обрастанием и способно выражаться в следующем: возникновение биопомех в водозаборных и теплообменных системах, фильтрах и внутренних поверхностях труб; снижение водообмена и эффективности охладительных систем;

- необходимость непроизводительных затрат и вынужденных простоев оборудования, вызванных биологическим обрастанием;

- биокоррозия – разрушение и ускорение коррозии металлических и бетонных подводных конструкций, вызванные организмами-обрастателями;

- необходимость использования химических реагентов (например, хлора), ускоряющих коррозию оборудования и загрязняющих окружающую среду;

- увеличение расчетной массы ПАТЭС и её гидродинамического сопротивления за счет обрастания подводных частей корпуса.

Фактор риска биообрастания, биопомех и биокоррозии ПАТЭС в северных морях присутствует почти повсеместно, хотя и может быть выражен в разной степени. Избежать макрообрастания возможно лишь при установках станций в руслах заполярных рек, пресноводных и олигогалинных частях эстуариев, где параллельно градиенту солёности выявляется и градиент экологических рисков для ПАТЭС. В Северной Двине и пресноводной части ее устьевой области может развиваться обрастание дрейссеной, по интенсивности не уступающее морскому.

Возможные экологические последствия небольшого числа специфических воздействий ПАТЭС могут оказаться очень многообразными. Под воздействием сброса теплых вод возможны количественные и качественные структурные перестройки экосистем или их частей: смена доминантных видов, изменение видового состава биоценозов и жизненных циклов гидробионтов. Помимо локальной элиминации отдельных стенобионтных форм возможно также появление и процветание случайно интродуцированных чужеродных видов-вселенцев, среди которых много обрастателей. Под воздействием сброса гипергалинных вод ожидается скапливание соленой («тяжелой») воды в ковшовых углублениях дна, изменение сложившейся стратификации водных масс и снижение уровня аэрации дна, с возможным образованием заморных (сероводородных) зон, изменение химизма и окислительно-восстановительного потенциала донных осадков.

В эстуарных и речных системах возможны смещения во времени и пространстве нерестовых и нагульных миграций проходных и полупроходных рыб, среди которых немало ценных рыбохозяйственных объектов. С учетом того, что многие северные и дальневосточные реки служат нерестовыми для лососевидных рыб, рыбохозяйственный ущерб – одно из основных составляющих общего экологического ущерба от воздействий ПАТЭС. Степень этого риска возрастает в ряду: открытое море, рейд - бухта без впадающих рек - бухта с рекой в вершине - эстуарий, многорукавное устье реки в виде дельты - эстуарий, однорукавное устье реки - русло реки, не образующей дельты.

Нами совместно с ФГУП «ВНИИОкеангеология» в 2007 г. были выполнены рекогносцировочные исследования фонового (предимпактного) состояния водных экосистем и условий их существования в районе предполагаемой установки первой в мире ПАТЭС – Никольском рукаве Северной Двины и прилегающей части Двинского залива. На десяти станциях и двух разрезах исследовались организмы зоопланктона, бентоса и основные абиотические параметры водной среды.

Исследованная акватория заселена типичной беломорской фауной, присутствия пресноводных (речных) форм, а также чужеродных видов-вселенцев в ней не обнаружено. Соленость в районе, имеющем протяженность 12 км, по горизонтали почти не изменяется даже в связи с приливно-отливными циклами, по вертикали же везде наблюдается выраженная стратификация от 14-16 о/оо на поверхности до 22-24 о/оо у дна. Грунт повсеместно песчаный с типичной псаммофильной фауной. Несмотря на расположение Никольского рукава непосредственно в индустриальной зоне г.Северодвинска, планктонные и донные сообщества не претерпели значительных трансформаций, если не считать развития здесь биоценоза морского обрастания за счет привнесения в акваторию антропогенных твердых субстратов (причалы, корпуса судов и т.п.). Рыбохозяйственное значение этого рукава Северной Двины невелико, пятна теплой воды здесь будут регулярно размываться мощными приливно-отливными течениями. По предварительной оценке при установке ПАТЭС в этом участке ожидаются локальные трансформации водных сообществ, экологические риски среднего уровня без возникновения катастрофических ситуаций. Установку ПАТЭС малой мощности в этом районе можно также рассматривать как пилотный натурный эксперимент в малом промышленном масштабе, который позволит собрать ценные эмпирические данные для корректировки оценки воздействия на окружающую среду при разработке аналогичных проектов.

Авторы благодарят за содействие в данной работе ФГУП «ВНИИОкеангеология» и Лабораторию подводных исследований РГГМУ.

Герасимова А.В., Ивонина Н.Ю. Линейный рост двустворчатых моллюсков Mytilus edulis L. как отражение биотопических условий в литоральной зоне в районе Керетского архипелага (Кандалакшский залив, Белое море)

Типичные представители населения литорали Белого моря, мидии Mуtilus edulis L., обитая в весьма динамичной и гетерогенной среде, в разных местообитаниях демонстрируют существенную пластичность морфологических характеристик и популяционных показателей. Благодаря специфике прикрепленного образа жизни (взрослые особи практически лишены способности перемещаться), M.edulis оказываются удобными модельными объектами в демэкологии, в связи с тем, что продукционные показатели вида (в частности характеристики роста) в локальных местообитаниях должны отражать специфику именно данных условий обитания моллюсков. Цель настоящего исследования состоит в изучении изменчивости линейного роста мидий в вертикальном градиенте условий обитания.

Материал собран в июле-августе 2006 г. отдельно в среднем (СГЛ) и нижнем (НГЛ) горизонтах литорали и в верхней сублиторали (ВСЛ, до глубины 0,5 м) в трех местообитаниях, расположенных в районе Морской Биологической станции СПбГУ. Контрольные местообитания: каменистая литораль о. Матренин (участок 1), каменистая с валунами литораль в узкости пролива Подпахта (участок 2), находящиеся в условиях сильных приливо-отливных течений, а также затишной отрезок песчано-каменистой литорали у южной оконечности о.Кереть (участок 3). Для учета моллюсков применяли выборочные площадки размером от 0,025 до 0,05 м2 (всего в каждом горизонте участков взято по 5 проб). Для оценки интенсивности фоновой гидродинамики использовали метод гипсовых шаров, которые закрепляли на чугунных опорах и установливали на сутки на каждый горизонт литорали участков в трех повторностях. Скорость вымывания гипса рассматривали как показатель интенсивности фоновой гидродинамики. Возраст и характер линейного роста моллюсков определяли по результатам анализа внешней морфологии раковин. Для этого на каждой станции было отобрано около 100 особей (не младше 3-летнего возраста), у которых измеряли длину раковины в периоды зимних остановок роста. Всего таким образом обработано 838 моллюсков. При анализе скорости роста мидий использовали величину годового прироста (размер ростового кольца) и групповые возрастные ряды. Для реконструкции роста моллюсков в местообитаниях применено уравнение Берталанфи. Сравнение групповых возрастных рядов осуществлено в ходе анализа остаточных варианс относительно кривых роста (Максимович, 1989).

В результате анализа гидродинамических условий на станциях оказалось, что разница в массе гипсовых шариков не имела достоверных различий после суточной экспозиции в средней литорали всех участков, а также в нижнем горизонте литорали и верхней сублиторали участка 3 и при этом была наименьшей, составив 2-3 г в сутки. Наиболее высока была разница в весе шариков, выставленных в НГЛ и ВСЛ участка 2 (13-16 г в сутки). Промежуточное положение занимали горизонты НГЛ и ВСЛ участка 1, где потеря шариком в весе в среднем составила около 6 г. Очевидно, что потеря гипсовыми шариками в весе была обусловлена не только интенсивностью гидродинамических условий, но и временем нахождения шариков в воде.

Максимальный возраст особей, использованных для анализа ростовых характеристик мидий, не превышал 7 лет, а наибольший размер - 60 мм. Общие черты вариабельности в характере роста моллюсков в местообитаниях можно описать следующим образом: размеры особей в четвертую зимнюю остановку роста колебались от 22 мм (участок, 2, СГЛ) до 30 мм (участок 2, ВСЛ). В результате формального сравнения всех групповых возрастных рядов M.edulis были выделены три группы описаний, различающиеся по средней скорости роста особей. При этом результаты данного анализа полностью совпадали с результатами сравнительного изучения гидродинамических условий отдельных станций. Наибольшей скоростью роста (34-37 мм за первые пять лет жизни) отличались мидии из местообитаний с наиболее активной динамикой вод (НГЛ и ВСЛ участка 2). Наиболее тугорослые моллюски (25-28 мм за первые пять лет жизни) отмечены на станциях, расположенных в затишных условиях (НГЛ участка 3) и (или) в условиях наиболее продолжительного осушения (СГЛ всех участков). Мидии, занимающие промежуточное положение по средней скорости роста, обычны на участках, характеризующихся средними показателями фоновой гидродинамки (НГЛ и ВСЛ участка 1). Не удалось обнаружить достоверных различий в скорости роста культивируемых мидий (хозяйство марикультуры в районе Сонстровского архипелага) и мидий, собранных с участка, находящегося в условиях наиболее интенсивной гидродинамики (участок 2). Условия, при которых были отмечены наиболее быстрорастущие моллюски, очевидно, весьма близки к условиям существования культивируемых мидий.

Дисперсионный анализ изменчивости индивидуальных годовых приростов раковины мидий в разных местообитаниях в целом подтвердил результаты сравнительного анализа интегральных кривых роста мидий, однако в этом случае весьма велика доля случайной изменчивости признака (50-80 %). Оказалось, что глубина положения пробы (СГЛ, НГЛ или ВСЛ) достоверно влияет на величину годового прироста, но определяет не более 22 % вариации признака. Существенность межгодовых различий условий роста как обстоятельства, определяющего величину годового прироста мидий, была доказана только для годовых приростов моллюсков на 3-м и 4-м годах жизни, определяя от 6% (участок 3, НГЛ) до 36% (участок 2, НГЛ) общей вариации признака.

Задевалова М.И., Березина Н.А.1 Питание литоральных видов бокоплавов в районе Керетского архипелага (Кандалакшский залив, Белое море)

1 ЗИН РАН

Ракообразные отр. Amphipoda составляют типичный компонент литоральных сообществ Белого моря, в ряде случаев даже доминируя по численности (Цветкова, 1985; Задевалова, Герасимова, 2007). Однако питание бокоплавов, их роль в пищевых цепях донных сообществ исследованы недостаточно. Данная работа посвящена изучению пищевых спектров бокоплавов на литоральном участке в акватории Керетского архипелага (Кандалакшский залив, Белое море).

Материалом для данной работы послужили качественные сборы бокоплавов летом 2007 года на осушном участке илисто-песчаного пляжа в проливе Подпахта (район Морской Биологической Станции СПбГУ). Пойманных раков фиксировали 4%-ным формалином. У всех бокоплавов измеряли длину тела (от рострума до основания тельсона), определяли видовую и половую принадлежность, наполняемость кишечника (в %). Для извлечения кишечника тело бокоплавов надрезали от головы до основания тельсона. Содержимое кишечника просматривали под световым микроскопом. Оценивали частоту встречаемости пищевых компонентов (в %).

Всего для изучения пищевых спектров бокоплавов поймано 28 особей, включающих представителей трех видов амфипод Gammarus oceanicus (21 экз.), G. zaddachi (2 экз.) и G. setosus (5 экз.). Размеры анализируемых животных находились в пределах от 7 до 20 мм, при этом 2/3 бокоплавов – длиной более 10 мм. Не обнаружено существенных различий в наполняемости кишечника, соотношении пищевых компонентов у особей разного вида и размера. В собранном материале в основном представлены самцы, самки единичны, поэтому пока не представляется возможным говорить о различиях в пищевом спектре и у особей разного пола. Средняя наполняемость кишечников бокоплавов составила 60%. Обнаруженные в кишечниках пищевые компоненты были разделены на 3 группы: детрит, растительные и животные остатки. Детрит и растительные остатки были встречены у 100% особей. Пищевые компоненты животного происхождения были найдены у 61% исследованных особей. При этом у 15% бокоплавов это были щетинки Oligochaeta, у 7% - личинки рода Priapulus, у 5% - остатки ракообразных. В основном же пищевые компоненты животного происхождения в кишечниках бокоплавов представлены икрой рыб, обнаруженной у 54% особей. Таким образом, очевидно, что анализируемые виды бокоплавов относятся к всеядным организмам, в питании которых преобладают растительная пища и детрит, что полностью согласуется с литературными данными (Бескупская, 1963; Соколова, 1963; Бек, 1972). Тем не менее, обнаружение икры рыб в кишечниках более половины анализируемых особей представляет значительный интерес, особенно в свете оценки роли бокоплавов в трофических цепях водных сообществ.

Авторы выражают благодарность сотрудникам, студентам и аспирантам кафедры ихтиологии и гидробиологии СПБГУ за помощь в работе.

Зимарева Л.Б., Отставная Е.Г., Фатеев Д.А., Чужекова Т.А., Шатских Е.В., Иванова Т.С. Структура популяции трехиглой колюшки Gasterosteus aculeatus L. в озере Горелое

Озеро Горелое расположено на о. Большой Горелый Керетского архипелага Белого моря и является малым озером площадью 1,78 га (Иванова и др., 2006, Полякова и др., 2007). С 2005 г. озеро является модельным объектом для проведения комплексных исследований студентами каф. ихтиологии и гидробиологии в рамках летней практики. В разные годы делаются акценты на различные аспекты исследования биоты данного водоема. В 2007 г. нами было проведено исследование популяционных показателей единственного представителя рыб в озере - трехиглой колюшки Gasterosteus aculeatus L.

Отлов рыб производили в июне 2007 г. равнокрылым мальковым неводом (длина 35 м, размер ячеи 3 мм в центре и 8 мм на крыльях, площадь тони составляла примерно 700 м2). Было совершено 2 притонения невода в разных частях озера. Коэффициент уловистости был определен в предшествующем исследовании (методом серии последовательных отловов) и равен 0,7 (Иванова и др., 2006). Общее число пойманных рыб составило 89 экземпляров (табл.).

Таблица. Численность (N) и биомасса (B) колюшек в оз. Горелое в 2007 г.