2021 Трансформация экосистем 4 (3), 100–114
Нетипичное вертикальное распределение зоопланктона и рыб в пелагиали оз. Севан в период летней стратификации
Малин М.И. , Жданова С.М. , Косолапов Д.Б. , Малина И.П. , Косолапова Н.Г. , Сабитова Р.З. , Крылов А.В.
DOI: https://doi.org/10.23859/estr-210312Том: 4
Номер: 3
Страницы: 100–114
Дата поступления в редакцию: 14.04.2021
Дата принятия к печати: 19.05.2021
Дата онлайн-публикации: 13.08.2021
Дата выхода номера: 14.09.2021
ISSN 2619-094X Print
ISSN 2619-0931 Online
В предыдущих исследованиях оз. Севан в период летней стратификации наибольшие количественные показатели зоопланктона отмечались на нижней границе эпилимниона, в то время как севанский сиг (Coregonus lavaretus), являющийся основным планктофагом в водоеме, предпочитал гиполимнион и вынужденно покидал его лишь при снижении концентрации кислорода до 1–5 мг/л. Данное исследование проводили 29–30 июля 2019 г. в оз. Большой Севан. Вертикальное распределение температуры воды, содержания растворенного кислорода и основных групп гидробионтов определяли 4 раза: в темное и светлое время суток, а также во время утренних и вечерних сумерек. Плотность рыбных скоплений оценивали эхолотом “Simrad EK80”. Наблюдаемое вертикальное распределение зоопланктона и рыб не подчинялось описанным ранее закономерностям. Максимальная биомасса зоопланктона на протяжении суток отмечалась в гиполимнионе, минимальная – в эпилимнионе, при этом 89–100% рыб находились в металимнионе. В ночное время ~10% скопления опускались в гиполимнион, несмотря на низкое содержание кислорода (3.0–3.1 мг/л). На рассвете ~7% рыб совершали подъем в эпилимнион, достигая глубины 7 м и температуры 20.8 °С. Температура среды, избираемая большинством рыб скопления, варьировала на протяжении суток и отличалась от значений, указанных для севанского сига в более ранних исследованиях.
Михаил Игоревич Малин
Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН
152742, Россия, Ярославская обл., Некоузский р-н, пос. Борок, д. 109
научный сотрудник
mishuk@ibiw.ru
Светлана Михайловна Жданова
Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН
152742, Российская Федерация, Ярославская обл., Некоузский р-н, пос. Борок, д. 109
Кандидат биологических наук, старший научный сотрудник
zhdanova@ibiw.ru
Дмитрий Борисович Косолапов
Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН
152742, Россия, Ярославская обл., Некоузский р-н, пос. Борок, д. 109
кандидат биологических наук, заведующий лабораторией
Инга Павловна Малина
Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН
152742, Россия, Ярославская обл., Некоузский р-н, пос. Борок, д. 109
Наталья Геннадьевна Косолапова Н.Г.
Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН
152742, Россия, Ярославская обл., Некоузский р-н, пос. Борок, д. 109
кандидат биологических наук, старший научный сотрудник
Римма Зульфировна Сабитова
Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН
152742, Россия, Ярославская обл., Некоузский р-н, пос. Борок, д. 109
научный сотрудник
Александр Витальевич Крылов
Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН, директор института
152742, Российская Федерация, Ярославская обл., Некоузский р-н, пос. Борок, д. 109
Доктор биологических наук, профессор
krylov@ibiw.yaroslavl.ru
Асатрян, В.Л., Барсегян, Н.Э., Варданян, Т.В., Епремян, Э.В., Айрапетян, А.О., Даллакян, М.Р., Габриелян, Б.К., 2016. Анализ состояния биоценозов на мелководьях Малого Севана (Армения) в период повышения уровня воды. Биология внутренних вод 1, 3–10. https://doi.org/10.7868/S0320965216010034
Балушкина, Е.Б., Винберг, Г.Г., 1979. Зависимость между массой и длиной тела у планктонных животных. В: Винберг, Г.Г. (ред.), Общие основы изучения водных экосистем. Наука, Ленинград, СССР, 169–172.
Вайнштейн, Б.А., 1976. Об оценке сходства между биоценозами. В: Камшилов, М.М. (ред.), Биология, морфология и систематика водных организмов. Наука, Ленинград, СССР, 156–164.
Габриелян, Б.К., 2010. Рыбы озера Севан. Гитутюн, Ереван, Армения, 252 с. Гладышев, М.И., 1990. Суточная динамика
вертикального распределения массовых видов зоопланктона в Сыдинском заливе Красноярского водохранилища. Известия Сибирского отделения Академии наук СССР. Серия биологических наук 3, 78–85.
Жданова, С.М., Лазарева, В.И., 2009. Видовой состав и пространственное распределение летнего (июль) зоопланктона озера Глубокого. Труды Гидробиологической станции на Глубоком озере 10, Товарищество научных изданий КМК, Москва, Россия, 51–66.
Киселев, И.А., 1980. Планктон морей и континентальных водоемов. Распределение, сезонная динамика, питание и значение. Наука, Ленинград, СССР, 440 с.
Коровчинский, Н.М., 2004. Ветвистоусые ракообразные отряда Ctenopoda (морфология, систематика, экология, зоогеография).
Товарищество научных изданий КМК, Москва, Россия, 410 с.
Кривопускова, Е.В., Масюткина, Е.А., Соколов, А.В., Шибаева, М.Н., 2014. Характеристика состава пищи ряпушки (Coregonus albula) озера Виштынецкого (Калининградская область) в современных условиях. Известия Калининградского государственного технического университета 32, 107–115.
Кривопускова, Е.В., Соколов, А.В., 2018. Влияние сезонных температурных изменений в озере Виштынецком (Калининградская область) на вертикальное распределение уловов европейской ряпушки. Вестник молодежной науки 1 (13), 1–7.
Крогиус, Ф.В., 1974. Значение вертикальных миграций в энергетическом балансе молоди красной оз. Дальнего. Известия ТИНРО 90,
39–48.
Крылов, А.В., Айрапетян, А.О., Никогосян, А.А., Болотов, С.Э., 2016. Вертикальное распределение зоопланктона озера Севан. В: Крылов, А.В. (ред.), Озеро Севан. Экологическое состояние в период изменения уровня воды. Филигрань, Ярославль, Россия, 150–156.
Крылов, А.В., Айрапетян, А.О., Цветков, А.И., Герасимов, Ю.В., Малин, М.И., Габриелян, Б.К., 2019a. Межгодовые изменения количественных показателей и структуры беспозвоночных литоральной зоны и пелагиали озера Севан (Армения) при колебаниях метеорологических условий и биомассы рыб. I. Летний зоопланктон. Биология внутренних вод 3, 43–51. https://doi.org/10.1134/S0320965219040089
Крылов, А.В., Айрапетян, А.О., Цветков, А.И., Герасимов, Ю.В., Малин, М.И., Габриелян, Б.К., 2019b. Межгодовые изменения количественных показателей и структуры беспозвоночных литоральной зоны и пелагиали озера Севан
(Армения) при колебаниях метеорологических условий и биомассы рыб. II. Осенний зоопланктон. Биология внутренних вод 4 (1), 41–49. https://doi.org/10.1134/S0320965219040090
Крылов, А.В., Айрапетян, А.О., Косолапов, Д.Б., Сахарова, Е.Г., Косолапова, Н.Г. и др., 2021. Особенности изменений структуры планктона пелагиали горного озера при увеличении плотности рыб летом и осенью. Зоологический
журнал 100 (2), 147–158. https://doi.org/10.31857/S0044513420120053
Крылов, А.В., Акопян, С.А., Никогосян, А.А., Айрапетян, А.О., 2010. Зоопланктон озера Севан и его притоков. В: Крылов, А.В. (ред.), Экология озера Севан в период повышения его уровня. Результаты исследований Российско-Армянской биологической экспедиции по гидроэкологическому обследованию озера Севан (Армения) (2005–2009 гг.). Наука ДНЦ,
Махачкала, Россия, 168–200.
Малинин, Л.К., Поддубный, А.Г., Оганесян, Р.О., Смолей, А.И., Юданов, К.И., 1984. Плотность и пространственное распределение рыб в озере Севан в период летнего нагула. Лимнология горных водоемов. Тезисы докладов Всесоюзного совещания, Севан, 11– 15 сентября 1984 г. Ереван, СССР, 150–151.
Никогосян, А.А., 1985. Изменения в зоопланктоне озера Севан в связи с понижением его уровня. Автореферат диссертации на соискание степени кандидата биологических наук. Москва, СССР, 21 с.
Поддубный, А.Г., Малинин, Л.К., 1988. Миграции рыб во внутренних водоемах. Агропромиздат, Москва, СССР, 224 с.
Ривьер, И.К., 1975. Зоопланктон и нейстон. В: Мордухай-Болтовской, Ф.Д. (ред.), Методика изучения биогеоценозов внутренних водоемов. Наука, Москва, СССР, 138–157.
Рудяков, Ю.А., 1986. Динамика вертикального распределения пелагических животных. Наука, Москва, СССР, 135 с.
Симонян, А.А., 1991. Зоопланктон озера Севан. Издательство Академии Наук Армении, Ереван, Армения, 299 с.
Столбунова, В.Н., 2006. Зоопланктон оз. Плещеево. Наука, Москва, Россия, 150 с.
Armengol, X., Wurtsbaugh, W.A., Camacho, A., Miracle, M.R., 2012. Pseudo-diel vertical migration in zooplankton: a whole-lake ¹5N tracer experiment. Journal of Plankton Research 34 (11), 976–986. https://doi.org/10.1093/plankt/fbs058
Brooks, J.L., Dodson, S., 1965. Predation, body size, and composition of plankton. Science 150 (3692), 28–35. https://doi.org/10.1126/science.150.3692.28
Caron, D.A., 1983. Technique for enumeration of heterotrophic and phototrophic nanoplankton, using epifluorescence microscopy, and comparison with other procedures. Applied and Environmental Microbiology 46 (2), 491–498. https://doi.
org/10.1128/AEM.46.2.491-498.1983
De Meester, L., Dawidowicz, P., Van Gool, E., Loose, C.J., 1999. Ecology and evolution of predator-induced behavior of zooplankton: depth selection behavior and diel vertical migration. In: Tollrian, R., Harvell, D.C. (eds.), The ecology
and evolution of inducible defenses. Princeton University Press, Princeton, New Jersey, USA, 161–176.
Doubek, J.P., Campbell, K.L., Doubek, K.M., Hamre, K.D., Lofton, M.E., McClure, R.P., Ward, N.K., Carey, C.C., 2018. The effects of hypolimnetic anoxia on the diel vertical migration of freshwater crustacean zooplankton. Ecosphere 9 (7), e02332. https://doi.org/10.1002/ecs2.2332
Field, K.M., Prepas, E.E., 1997. Increased abundance and depth distribution of pelagic crustacean zooplankton during hypolimnetic oxygenation in a deep, eutrophic Alberta lake. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 54 (9), 2146–
2156. https://doi.org/10.1139/f97-121
Fitzmaurice, P., 1979. Selective predation on Cladocera by brown trout Salmo trutta L. Journal of Fish Biology 15, 521–525. https://doi.org/10.1111/j.1095-8649.1979.tb03642.x
Galbraith, M.G., 1967. Size-selective predation on Daphnia by rainbow trout and yellow perch. Transactions of the American fisheries Society 96, 1–10. https://doi.org/10.1577/1548-8659(1967)96[1:SPODBR]2.0.CO;2
Gerritsen, J., 1982. Behavioral response of Daphnia to rate of temperature change: Possible enhancement of vertical migration. Limnology and Oceanography 27 (2), 254–261. https://doi.org/10.4319/lo.1982.27.2.0254
Gliwicz, Z.M., Rutkowska, A.E., Wojciechowska, J.,2000. Daphnia populations in three interconnected lakes with roach as the principal planktivore. Journal of Plankton Research 22 (8), 1539–1557. https://doi.org/10.1093/plankt/22.8.1539
Han, B-P., Straskraba, M., 1998. Modelling patterns of zooplankton diel vertical migration. Journal of Plankton Research 20 (8), 1463–1487. https://doi.org/10.1093/plankt/20.8.1463
Hanazato, T., 1992. Direct and indirect effects of lowoxygen layers on lake zooplankton communities. Archiv für Hydrobiologie, Beiheft Ergebnisse der Limnologie 35, 87–98.
Hanazato, T., 1995. Life history responses of two Daphnia species of different sizes against a fish kairomone. Japanese Journal of Limnology 56, 27–32.
Hansson, L-A., Nicolle, A., Brodersen, J., Romare, P., Nilsson, P.A., Brönmark, C., Skov, C., 2007. Consequences of fish predation, migration, and juvenile ontogeny on zooplankton spring dynamics. Limnology and Oceanography 52 (2), 696–706.
https://doi.org/10.4319/lo.2007.52.2.0696
Helland, I.P., Freyhof, J., Kasprzak, P., Mehner, T., 2007. Temperature sensitivity of vertical distributions of zooplankton and planktivorous fish in a stratified lake. Oecologia 151 (2), 322–330. https://doi.org/10.1007/s00442-006-0541-x
Karpowicz, M., Ejsmont-Karabin, J., Kozłowska, J., Feniova, I., Dzialowski, A.R., 2020. Zooplankton community responses to oxygen stress. Water 12 (3), 706. https://doi.org/10.3390/w12030706
Lampert, W., 1989. The adaptive significance of diel vertical migration of zooplankton. Functional Ecology 3 (1), 21–27. https://doi.org/10.2307/2389671
Lampert, W., McCauley, E., Manly, B.F.J., 2003. Trade-offs in the vertical distribution of zooplankton: Ideal free distribution with costs? Proceedings of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences 270 (1516), 765–773. https://dx.doi.
org/10.1098%2Frspb.2002.2291
Larsson, P., Dodson, S.I., 1993. Chemical communication in planktonic animals. Archiv für Hydrobiologie 129 (2), 129–155. https://doi.org/10.1127/archiv-hydrobiol/129/1993/129
Loose, C.J., Dawidowicz, P., 1994. Trade-offs in diel vertical migration by zooplankton: The costs of predator avoidance. Ecology 75 (8), 2255–2263. https://doi.org/10.2307/1940881
Luecke, C., Vanni, M.J., Magnuson, J.J., Kitchell, J.F., Jacobson, P.T., 1990. Seasonal regulation of Daphnia populations by planktivorous fish: Implications for the spring clear-water phase. Limnology and Oceanography 35 (8), 1718–1733.
https://doi.org/10.4319/lo.1990.35.8.1718
Mehner, T., 2000. Influence of spring warming on the predation rate of underyearling fish on Daphnia – a deterministic simulation approach. Freshwater Biology 45 (2), 253–263. https://doi.org/10.1046/j.1365-2427.2000.00551.x
Nolan, S., Bollens, S.M., Rollwagen-Bollens, G., 2019. Diverse taxa of zooplankton inhabit hypoxic waters during both day and night in a temperate eutrophic lake. Journal of Plankton Research 41 (4), 431–447. https://doi.org/10.1093/plankt/fbz021
Ohman, M.D., Frost, B.W., Cohen, E.B., 1983. Reverse diel vertical migration: An escape from invertebrate predators. Science 220 (4604), 1404–1407.
Porter, K.G., Feig, Y.S., 1980. The use of DAPI for identifying and counting of aquatic microflora. Limnology and Oceanography 25 (5), 943–948. https://doi.org/10.4319/lo.1980.25.5.0943
Razlutskij, V.I., Feniova, I.Y., Ejsmont-Karabin, J., Palash, A.L., Tunowski, J., Sysova, E., Zilitinkevich, N.S., 2018. Impact of enhanced summer temperatures on the distribution and structure of zooplankton communities in the heated stratified lakes: Implications for climate change. Limnologica 73, 1–11. https://doi.org/10.1016/j.limno.2018.08.004
Rhode, S.C., Pawlowski, M., Tollrian, R., 2001. The impact of ultraviolet radiation on the vertical distribution of zooplankton of the genus Daphnia. Nature 412 (6842), 69–72. https://doi. org/10.1038/35083567
Ringelberg, J., 2010. Diel vertical migration of zooplankton in lakes and oceans: Causal explanations and adaptive significances. Springer, Dordrecht, Netherlands, 356 p. https://doi.org/10.1007/978-90-481-3093-1
Seda, J., Petrusek, A., Machacek, J., Smilauer, P., 2007a. Spatial distribution of the Daphnia longispina species complex and other planktonic crustaceans in the heterogeneous environment of canyon-shaped reservoirs. Journal of Plankton
Research 29 (7), 619–628. https://doi.org/10.1093/ plankt/fbm044
Seda, J., Kolarova, K., Petrusek,A., Machacek, J., 2007b. Daphnia galeata in the deep hypolimnion: Spatial differentiation of a “typical epilimnetic” species. Hydrobiologia 594, 47–57. https://doi.
org/10.1007/s10750-007-9075-4
Sell, A.F., 1998. Adaptation to oxygen deficiency: Contrasting patterns of haemoglobin synthesis in two coexisting Daphnia species. Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology 120, 119–125. https://doi.
org/10.1016/S1095-6433(98)10019-3
Shapiro, J., Wright, D.I., 1984. Lake restoration by biomanipulation: Round Lake, Minnesota, the first two years. Freshwater Biology 14, 371–383. https://doi.org/10.1111/j.1365-2427.1984.tb00161.x
Sih, A., Ziemba, R., Harding, K.C., 2000. New insights on how temporal variation in predation risk shapes prey behavior. Trends in Ecology and Evolution 15 (1), 3–4. https://doi.org/10.1016/ s0169-5347(99)01766-8
Simmonds, J., MacLennan, D., 2005. Fisheries acoustics: Theory and practice, second edition. Blackwell Science Ltd., Oxford, UK, 437 p. https://doi.org/10.1002/9780470995303
Spaak, P., Hoekstra, J.R., 1997. Fish predation on a Daphnia hybrid species complex: A factor explaining species coexistence? Limnology and Oceanography 42 (4), 753–762. https://doi.org/10.4319/lo.1997.42.4.0753
Stich, H.B., 1989. Seasonal changes of diel vertical migration of crustacean plankton in Lake Constance. Archiv für Hydrobiologie. Supplementband. Monographische Beiträge 83 (3), 355–405.
Tartarotti, B., Cabrera, S., Psenner, R., Sommaruga, R., 1999. Survivorship of Cyclops abyssorum tatricus (Cyclopoida, Copepoda) and Boeckella gracilipes (Calanoida, Copepoda) under ambient levels of solar UVB radiation in two high-mountain lakes. Journal of Plankton Research 21 (3), 549–560. https://doi.org/10.1093/plankt/21.3.549
Vanderploeg, H.A., Ludsin, S.A., Cavaletto, J.F., Höök, T.O., Pothoven, S.A. et al., 2009. Hypoxic zones as habitat for zooplankton in Lake Erie: Refuges from predation or exclusion zones?Journal of Experimental Marine Biology and
Ecology 381 Supplement, S108–S120. https://doi.org/10.1016/j.jembe.2009.07.015
Williamson, C.E., Olson, O.G., Lott, S.E., Walker, N.D., Engstrom, D.R., Hargreaves, B.R., 2001. Ultraviolet radiation and zooplankton community structure following deglaciation in Glacier Bay, Alaska. Ecology 82 (6), 1748–1760. https://doi.org/10.1890/0012-9658(2001)082[1748:URAZCS]2.0.CO;2
Williamson, C.E., Fischer, J.M, Bollens, S.M., Overholt, E.P., Breckenridge, J.K., 2011. Toward a more comprehensive theory of zooplankton diel vertical migration: Integrating ultraviolet radiation and water transparency into the biotic paradigm.
Limnology and Oceanography 56 (5), 1603–1623. https://doi.org/10.4319/lo.2011.56.5.1603
Zhdanova, S.M., 2018. Diaphanosoma mongolianum Ueno, 1938 (Cladocera: Sididae) in Lakes of Yaroslavl Oblast (Russia). Inland Water Biology 11 (2), 154–152. https://doi.org/10.1134/S1995082918020207
Ключевые слова: бактериопланктон, гетеротрофные нанофлагелляты, обыкновенный сиг, Coregonus lavaretus, эпилимнион, металимнион, гиполимнион, миграция
Для цитирования: Малин, М.И. и др., 2021. Нетипичное вертикальное распределение зоопланктона и рыб в пелагиали оз. Севан в период летней стратификации. Трансформация экосистем 4 (3), 100–114. https://doi.org/10.23859/estr-210312