Придонная жизнь северных морей

10 мин
18 Апреля, 2018, 09:18
Придонная жизнь северных морей

Арктика – холодные моря, тундры и горы, расположенные к северу от Полярного круга, - постоянно привлекают к себе внимание не только специалистов. Интерес к Арктике у широкой публики не снижается на протяжении всего ХХ века. В начале века ХХI, как и сто лет назад, новости из холодных стран не сходят со страниц газет и других, более современных информационных ресурсов. В начале двадцатого столетия читатели заворожённо следили за успехами первых полярных экспедиций, первыми полётами над ледяным куполом, успехами ледокольных операций. Современный интерес к Арктике более прагматичен: обсуждаются перспективы добычи полезных ресурсов на Арктическом шельфе, возможности полярной транспортной навигации, становятся популярными туристические круизы в высокие широты. Одновременно растёт интерес и к сохранению прежде нетронутых арктических экосистем. Колебания климата, растущее присутствие человека, инфраструктурные проекты – всё это не может не внушать тревоги за состояние природы, тысячелетиями существовавшей практически без вмешательства человека.

Что происходит с природой Арктики, как скажутся на её обитателях природные и антропогенные изменения? Ответ на эти вопросы должны дать объединённые усилия специалистов приполярных стран. В рамках Арктического совета действует Комиссия по арктической фауне и флоре (CAFF), призванная координировать работу по изучению и охране разнообразия животных и растений региона, в нескольких международных декларациях все приполярные страны взяли на себя добровольную обязанность исследовать природу региона, следить за её изменениями и предотвращать негативные воздействия антропогенного пресса. В октябре текущего года в городе Рованиеми (Финляндия) состоится Второй Конгресс по арктическому биоразнообразию. Первый конгресс проходил осенью 2014 года в Тронгхейме (Норвегия). Он подвёл итоги многолетнему изучению разнообразия в Арктике. К его началу страны-участники выпустили подробный обзор – «Оценка Арктического биоразнообразия» (Arctic Biodiversity Assessment, 2013), описывающий современное состояния всех ключевых компонентов арктических экосистем.

Российские научно-исследовательские институты проводят широкую программу исследований видового разнообразия Арктики. Большие коллекции накоплены в Зоологическом институте РАН в С. Петербурге. Они включают материалы, собранные на протяжение более чем столетней истории арктических экспедиций. Комплексные исследования морей высокоширотной Арктики на судах «Профессор Штокман» и «Академик Мстислав Келдыш» ежегодно проводит Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН. Программа океанологических исследований обязательно включает изучение планктона и бентоса, параллельно с анализом важнейших факторов среды, определяющих распределение и разнообразие жизни в море.

Что мы знаем о современном разнообразии видов в Арктике, и как наши представления меняются со временем? 

Разнообразие жизни в арктических морях относительно невелико. Хорошо известно общее правило: число видов уменьшается от тропиков к полюсам. Это правило действует для подавляющего большинства групп животных и растений – от водорослей-макрофитов до птиц и млекопитающих. Разнообразие видов в отдельных группах может снижаться в несколько раз вдоль широтного градиента. Причины, определяющие это снижение, служат предметом долгой дискуссии между экологами. В числе главных принято считать относительную молодость приполярных экосистем, суровые климатические условия, сезонную и многолетнюю нестабильность климата, низкую продуктивность экосистем и некоторые другие. В отношении морских экосистем шельфа каждая из них вносит свой вклад.

В настоящее время для Арктики известно около 5000 видов морских беспозвоночных животных. Из них более 4000 – обитатели морского дна, или макробентос. Так называют беспозвоночных животных, ползающих по поверхности дна, зарывающихся в грунт, приросших к камням и скалам, т.е. всех, чья жизнь связана с границей дна и воды. Приставка «макро» обозначает животных относительно крупных, чьи размеры превышают 0,5 – 1 мм. Обитатели водной толщи – планктон – менее разнообразны, их насчитывается менее 400 видов. Среди обитателей морского дна наиболее разнообразны членистоногие, кольчатые черви и моллюски. На долю первых приходится около полутора тысяч известных видов, кольчатые черви и моллюски дают ещё тысячу с примерно равным вкладом – чуть больше и чуть меньше 500 соответственно. Для сравнения: только в российских водах Японского моря известно более 4000 видов беспозвоночных, а фауна прибрежных вод Вьетнама включает более 8 000 видов, хотя изучена далеко не полностью.

Первая причина относительной бедности арктической шельфовой фауны кроется в её истории. Последний ледниковый период, закончившийся потеплением около 10 000 лет назад, означал не только холод и лёд в высоких широтах, но и заметное понижение уровня Мирового океана. Значительная часть мелководного шельфа, окаймляющего Северную Евразию, была непригодна для морских обитателей. Современные сообщества организмов, обитающие на обширных пространствах арктического шельфа с преобладающими глубинами 50-70 метров, сформировались совсем недавно, меньше десяти тысяч лет назад, за счёт видов, проникавших в Арктику с запада, из северной части Атлантического океана, и с востока, через узкий и мелководный Берингов пролив.

Условия жизни в прибрежной зоне арктических морей отличаются особой суровостью. Два наиболее важных фактора – низкая температура воды и солёность, пониженная по сравнению с океанической. Великие северные реки (Обь, Енисей, Лена) ежегодно приносят более полутора тысяч кубических километров пресной воды. Этот сток неравномерно распределён во времени, большая его часть приходится на летние месяцы. Область пониженной солёности распространяется на сотни километров от берега. Таким образом, население большей части шельфа морей Арктики (Карского, Лаптевых, Восточно-Сибирского) складывается из видов, которые сумели сюда попасть, а попав, выжить при низких температурах и сезонно меняющейся солёности.

Сочетание рельефа дна, придонных температур и солёности приводит к закономерному распределению бентосных группировок на шельфе. Приустьевые районы крупных рек заняты сообществом видов, наиболее устойчивых к опреснению. В их числе несколько двустворчатых моллюсков, кольчатых червей, мелких ракообразных. Характерным видом-маркером этого сообщества можно считать морского таракана – крупного равноногого рака, способного жить при очень низкой солёности. Дальше от берега расположен широкий пояс сообществ с преобладанием двустворчатых моллюсков, а ещё мористее их сменяют сообщества с доминированием змеехвосток, или офиур.

obitateli-podvodnoho-mira04_mini.jpg

В учебниках середины и даже конца ХХ века можно было прочитать, что разнообразие видов снижается вдоль российских берегов Арктики с запада на восток и снова растёт в Чукотском море. Однако исследования последних десятилетий показывают, что во многом этот градиент отражал не столько реальное снижение разнообразия, сколько степень его изученности. Так, к середине ХХ века из моря Лаптевых было известно немногим более пятисот видов беспозвоночных, к концу века их число увеличилось до тысячи, а к настоящему времени в море Лаптевых обнаружено около 1500 беспозвоночных животных. Каждый год экспедиции приносят из высокоширотных районов сведения о новых находках.   

Как это ни удивительно, но хуже всего в высокоширотной Арктике изучена жизнь в самой мелководной зоне – от уреза воды до глубины 10-12 метров. Большие суда не могут работать на таких глубинах по соображениям безопасности мореплавания, а работы с берега и с моторных лодок сопряжены с большими организационными трудностями. В результате, население прибрежной зоны в Карском, Лаптевых, Восточно-Сибирском и Чукотском морях известно сейчас по очень небольшому числу точек, где такие исследования удалось провести.

Накопленная за всю историю биологических исследований информация позволяет перейти от статического описания арктических биоценозов (кто где живёт и в каком количестве) к изучению динамики сообществ организмов во времени. Сопоставление данных о видовом составе и количественных соотношениях видов из повторных сборов, выполненных в одних и тех же географических координатах, говорит о стабильности сообществ донных организмов. Повторные сборы с интервалом в несколько десятилетий приносят те же виды и в тех же примерно количественных соотношениях. Причины такой стабильности следует искать в биологических особенностях обитающих на арктическом шельфе видов. Большая часть видов, населяющих арктический шельф, адаптирована к колебаниям ведущих факторов, в первую очередь – температуры и солёности – в достаточно широких пределах. Сезонные колебания температуры и солёности на шельфе могут заметно превосходить многолетние их изменения. Вторая возможная причина – большая продолжительность индивидуальной жизни многих видов, составляющих основу сообщества. 

По современным представлениям, индивидуальный возраст моллюсков, составляющих основу биомассы в верхней части шельфа, насчитывает десятки лет. Абсолютный рекорд принадлежит двустворчатому моллюску Arctica islandica, широко распространённому в северной Атлантике и в арктических морях. Индивидуальный возраст экземпляра, пойманного у берегов Исландии в 2006 году, оценивается более чем в четыреста, а по уточнённым сведениям, даже в пятьсот лет. В газетах моллюска назвали «Минь» в честь китайской династии, правившей в XIV-XVII веках, когда этот экземпляр появился на свет.

Третья и самая важная в современных условиях причина – отсутствие заметного антропогенного воздействия на экосистемы высокоширотной Арктики. Хозяйственное освоение, загрязнение, трансформация дна и берегов носят пока локальный характер. Там, где деятельность человека затрагивает структуру и состав донных осадков (углубление фарватера, прокладка коммуникаций, сброс грунта), отклик в составе сообществ наблюдается сразу. Он заключается в замене видов (на смену долгоживущим крупным формам приходят мелкие, с короткими жизненными циклами), иногда в появлении новых видов, прежде малочисленных или вообще не отмеченных в данном месте. Появление в арктических экосистемах новых видов может быть связано как с колебаниями климата, так и с увеличением интенсивности судоходства. На корпусе и в балластных водах судов по миру путешествуют многие сотни видов. Во многих регионах, пока преимущественно в умеренных и тропических широтах, вселение чужеродных видов превратилось в большую экологическую проблему. Существуют опасения, что увеличение интенсивности судоходства может привести к росту числа инвазий и в Арктике.

Экосистемы арктических морей, разнообразие арктической фауны оказываются довольно хрупкими. Обитатели холодных вод удивительно хорошо приспособлены к жизни в суровых и нестабильных условиях арктического шельфа. Но они хорошо приспособлены именно к привычным колебаниям условий жизни. Антропогенная трансформация среды обитания затрагивает те особенности среды, к изменению которых у обитателей моря нет адаптации. В первую очередь, это изменение состава донного грунта, рельефа донных отложений, а также загрязнение воды и донных отложений различными отходами и продуктами технической цивилизации. Существующих знаний может оказаться недостаточно для прогноза таких изменений. Большая площадь акватории и протяжённая береговая линия арктических морей России, большое разнообразие природных условий требуют увеличения исследовательских усилий, направленных на описание разнообразия жизни в Арктике и на пристальное изучение происходящих или возможных изменений.   

Бокоплав

Автор: Вадим Олегович Мокиевский, д. б. н., заведующий лабораторией прибрежных донных сообществ Института океанологии им. П.П.Ширшова РАН, Москва

Автор фотографий: Александр Семёнов.

Информация, приведенная в тексте, базируются, преимущественно, на следующих источниках:

Benthic fauna of the Bay of Nha Trang, Southern Vietnam, V. 2,  2007. 329 p.

Bluhm, B.A., A.V. Gebruk et al. 2011. Arctic marine biodiversity: An update of species richness and examples of biodiversity change. Oceanography 24(3):232–248, http://dx.doi.org/10.5670/oceanog.2011.75.

Check-list of species of free-living invertebrates of the Russian Far Eastern seas. In: Explorations of the fauna of the seas. 75(83). St. Petersburg, 2013. 256 c.

Josefson A. B., Mokievsky V. et al. 2013. Marine Invertebrates. CAFF Arctic Biodiversity Assessment // CAFF Status Report: 224-257.

Спиридонов, В. А., Гаврило, М. В., Краснова, Е. Д., Николаева, Н. Г. (2011). Атлас биологического разнообразия морей и побережий российской Арктики. WWF России, М, 116 с.

Труды Кольского научного центра РАН. Океанология. 2016. Вып. 3.  281 с.

Экологический Атлас. Карское море / В. О. Мокиевский, А. Б. Цетлин, Л. А. Сергиенко и др. — ООО "Арктический научный центр" Москва, 2016. — С. 271.

Экологический Атлас. Море Лаптевых / В. О. Мокиевский, А. Б. Цетлин, Л. А. Сергиенко и др. — ООО "Арктический Научный Центр" Москва, 2017. — С. 303.

далее в рубрике