Введение к работе
Актуальность темы. Гидротермальные сообщества обладают сложной структурой, связанной с высоким разнообразием биотопов в зоне гидротермальных выходов. В состав гидротермальных сообществ входят ассоциации видов. Ассоциации - это структурные элементы сообществ, выделяемые визуальным методом по признаку преобладания одного таксона на определенном участке гидротермального поля. Под «ассоциацией» понимается комплекс видов, сопутствующих преобладающему виду (эдификатору). Между членами ассоциации существуют различные топические и/или трофические связи. Эдификаторы представлены, как правило, крупными бентосными или бентопелагическими формами. Они создают микросреду для других организмов, могут служить субстратом или пищей для ассоциированных с ними видов. Эдификаторы как правило относятся к симбиотрофным видам и являются первичными консументами в цепи питания. К распространенным эдификаторам гидротермальных ассоциаций относятся двустворчатые моллюски Mytilidae и Vesicomyidae, полихеты Alvinellidae и Siboglinidae (вестиментиферы), креветки Alvinocarididae.
Среди нерешенных проблем в биологии гидротермальных сообществ важное место занимает вопрос о том, как меняются состав и структура ассоциаций с разными видами- эдификаторами в пределах одного гидротермального поля и с одними и теми же видами- эдификаторами в разных гидротермальных районах и на разных глубинах.
Наибольший массив данных накоплен по ассоциациям моллюсков митилид Bathymodiolus, по большинству других ассоциаций количественные данные отсутствуют. Митилиды распространены в биотопах как гидротермальных, так и метановых выходов. Гидротермальные митилиды представлены тремя родами и двенадцатью видами. Наиболее богатый видами род Bathymodiolus (9 видов) имеет широкое географическое (Тихий, Атлантический и Индийский океаны) и батиметрическое (700-3510 м) распространение. Митилиды в пределах района образуют сплошные поселения с биомассой от 700 г до 70 кг м2. Благодаря этому ассоциации митилид служат удобным объектом для сравнения по разным районам, глубинам и типам восстановительных биотопов.
Цели и задачи. Целью настоящей работы является выявление особенностей организации гидротермальных митилидных ассоциаций.
Для достижения цели нами были поставлены следующие задачи:
-
Уточнение таксономического состава фауны, ассоциированной с моллюсками Bathymodiolus в гидротермальных сообществах Восточно-Тихоокеанского поднятия (ВТП) и Срединно-Атлантического хребта (САХ).
-
Определение численного соотношения различных таксонов в ассоциациях
Bathymodiolus.
-
Выявление особенностей ассоциаций Bathymodiolus по сравнению с ассоциациями других массовых гидротермальных видов (алвинеллид, вестиментифер, креветок) (сравнительный анализ по качественному составу и количественной структуре).
-
Сравнительный анализ ассоциаций Bathymodiolus в разных гидротермальных районах Мирового океана и на разных глубинах.
Научная новизна. Впервые получены количественные данные по ассоциациям митилид в 3 районах САХ (Менез-Гвен, Рейнбоу и Брокен-Спур). Расширен таксономический список и уточнены количественные характеристики ассоциаций митилид из 4 районов: Лаки-Страйк и Снейк-Пит (САХ) и полей Mussel Bed и Biovent (9с.ш. ВТП). Как минимум 14 таксонов в ассоциациях митилид отмечены впервые. Проведено наиболее полное на сегодняшний день сравнение ассоциаций митилид из 9 районов (15 полей) на САХ и ВТП. Впервые получены количественные данные по ассоциациям полихет Alvinellidae (9с.ш. ВТП) и креветок Alvinocarididae (Рейнбоу, Брокен-Спур и Снейк-Пит). Расширен таксономический список и уточнены количественные характеристики ассоциаций вестиментифер на 9с.ш. ВТП. Количественными методами показаны различия между ассоциациями с разными эдификаторами, ранее эти различия фиксировались только визуально. На основе полученных результатов заключено, что ассоциации не являются самостоятельными функциональными единицами.
Теоретическое и практическое значение работы. Получены наиболее полные на сегодняшний день сведения о гидротермальных ассоциациях на САХ и ВТП, которые могут быть использованы для дальнейших сравнений и обобщений в области экологии и биогеографии гидротермальных сообществ. Полученные результаты важны для анализа факторов, определяющих состав и структуру сообществ в разных типах восстановительных биотопов (гидротермальных и метановых выходов). Они также представляют интерес для решения более общей проблемы - оценки влияния различных факторов на биогеографию гидротермальных видов и сообществ. В случае возможного промышленного освоения рудных гидротермальных месторождений полученная информация позволит выработать практические рекомендации для снижения негативных последствий антропогенного воздействия.
Апробация работы. Результаты работы были представлены на 11-м и 12-м международных симпозиумах по глубоководной морской биологии (2006, Великобритания; 2010, Исландия), на 4-м международном симпозиуме по экосистемам восстановительных биотопов (2009, Япония), на X съезде Гидробиологического общества при РАН (2009, Россия), на международной летней школе по экстремальным биотопам CAREX (2010, Италия), на международной конференции «Многофазные системы: Мировой океан, природа, человек, общество, технологии» (2010, Россия), на рабочем совещании RussianRidge'2011 (2011, Россия), на коллоквиуме Лаборатории донной фауны океана Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН (2012).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 работ (6 статей, из них 5 в рецензируемых журналах, включенных в список ВАК, и 10 тезисов).
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 162 страницах и включает в себя введение, семь глав, заключение, выводы, список литературы и четыре приложения. Работа иллюстрирована 58 рисунками и 10 таблицами. Список литературы включает 111 источников, в том числе 92 на иностранных языках.
