Том 17, № 5 (2024)

В работе представлены новые данные по популяционно-генетическому полиморфизму, филогении и филогеографии двух викариантных видов группы Daphnia longispina s.lat. (Crustacea: Cladocera: Daphniidae) на территории Северной Евразии: D. longispina s.str. O.F. Müller, 1776 и D. dentifera Forbes, 1893. На основе нуклеотидных последовательностей фрагментов некодирующего 12S рРНК и белок кодирующего ND2 генов митохондриальной ДНК проведена реконструкция демографических процессов, которые имели место в отдельных популяциях этих видов на территории обширного региона. Принятая ранее гипотеза о разной демографической истории “сибирской” и “европейской” клад D. longispina s.str. не нашла подтверждения, также нами впервые продемонстрирована глубокая митохондриальная дивергенция между популяциями “сибирской” клады. Обнаружена еще одна филогенетическая линия D. longispina s.str., ранее не указанная для Сибири. Тем не менее, выявленные закономерности распределения D. longispina s.str. и D. dentifera на территории Северной Евразии подтверждают сделанный ранее вывод о происходивших в разные фазы плейстоцена неоднократных дисперсионных и викариантных событиях.

Представлено переописание паразитической нематоды Philometroides strelkovi (Chromadorea: Dracunculoidea) на основе новых морфометрических данных. Отмечены новые хозяева из сем. Карповые (Rhodeus sericeus, Hemiculter leucisculus, Hemibarbus labeo) и местонахождение – Лучегорское водохранилище в бассейне р. Амур (Пожарский р-н Приморского края на юге Дальнего Востока России). Впервые для Philometroides strelkovi получены последовательности маркерного гена 18S рРНК. На их основании проведена филогенетическая реконструкция, показана отдельная от сестринского вида P. moraveci кластеризация P. strelkovi, подтвержденная высокой статистической поддержкой в узлах ветвления и размером генетических дистанций 0.11–0.56% между P. strelkovi и другими представителями рода, наряду с межродовой дивергенцией в >4%. В свете новых молекулярных данных поднимается вопрос об искусственности родов Philometroides и Philometra.

Представлены результаты экспериментальных исследований адаптационного потенциала микроорганизмов, входящих в состав бактериопланктона поверхностных и придонных слоев воды Бурейского водохранилища вокруг оползня, который сошел в зимний период 2018 г. В летний период 2022 г. в зоне влиянии оползня исследованы структура и активность микробных комплексов, выделены >60 штаммов микроорганизмов разных физиологических групп. На примере четырех штаммов из разных местообитаний (выше и ниже тела оползня, поверхностные и придонные слои воды) после 30 сут замораживания при температуре –18°С показана их жизнеспособность и активность в утилизации легкодоступных азотсодержащих органических веществ. При экспериментальном циклическом замораживании/оттаивании применяли два варианта оттаивания: медленное оттаивание в холодильнике от –18°С до +4°С; быстрое оттаивание при широком диапазоне температуры от –18°С до +23°С (при комнатной температуре). Независимо от местообитания все штаммы активно росли in vitro при использовании легкодоступного источника углерода пептона до и после замораживания. Максимальную активность на пептоне, проявлял штамм 40 НД (ниже тела оползня, придонная вода) при отсутствии смены субстрата. Утилизация пептона как источника аминокислот и пептидов могла сопровождаться активизацией защитной функции от холодового стресса. Выбранные штаммы микроорганизмов различались по своей способности трансформировать молекулы гумата натрия в зависимости от условий циклов замерзания/оттаивания. Согласно спектральным характеристикам, существенные изменения алифатической и ароматической составляющей молекулы гумата происходили при участии штаммов 45ВД и 40НД, выделенных из придонной воды. Эти штаммы оказались более активными при низкой температуре оттаивания, которая соответствовала температуре придонных слоев воды in situ, составляющей 4–6°С. Для штамма 13НП из поверхностной воды, отобранной ниже тела оползня, характерна активная трансформации ароматической составляющей гуминовых веществ при широком диапазоне температуры оттаивания (от –18 до +23°C). Полученные результаты свидетельствуют, что в разных регионах могут проявляться свои механизмы формирования качества природных вод при таянии многолетней мерзлоты и поступлении специфических органических веществ.

Получены новые сопряженные данные о содержании хлорофилла а (Хл а) и его производных (феопигментов – Ф) в воде и донных отложениях лагуны Буссе (о. Сахалин). Хл а + Ф в воде представлен преимущественно активной формой (61.4 ± 1.1%), в донных отложениях – продуктом его деградации (84.7 ± 2.5%). Выявлена связь пигментов в воде и донных отложениях между собой, а также с абиотическими условиями первичного продуцирования. Впервые показано для уникального водоема, характеризующегося зарастанием водной растительностью, илонакоплением и регулярной гибелью гидробионтов, сходство среднегодовой скорости осадконакопления в лагуне с соотношением пигментов пелагиали и бентали. Установлено превалирующее влияние биотического фактора на формирование трофических условий в период сезонного минимума развития фитопланктона. По среднему содержанию Хл а + Ф в воде (4.1 ± 0.8 мкг/дм³) и донных отложениях (13.5 ± 4.0 мкг/г с.о.), лагуна Буссе – мезотрофный водоем. Трофическое состояние бентали за период 2013–2021 гг. сохраняется, оставаясь олиготрофным в мелководном прибрежье и мезотрофным в центральной части лагуны.

Изучены основные структурные характеристики летнего макрозообентоса Рыбинского водохранилища по данным расширенной сети станций в 2019 и 2021 гг. Выявлено 80 видов и форм донных беспозвоночных, большую часть которых составляли хирономиды, олигохеты и моллюски. Во всех зонах и плесах водохранилища основа видового богатства бентоса была представлена хирономидами. Доминантный комплекс на всех грунтах включал в себя Limnodrilus hoffmeisteri Claparede, 1862, в большинстве случаев – Chironomus f. l. plumosus, за исключением заиленного песка, где к ним прибавлялись Cladotanytarsus gr. mancus и Tubifex newaensis (Michaelsen, 1902). На заиленном ракушечнике в состав доминантов входил Potamothrix moldaviensis Vejdovsky et Mrazek, 1902. В основе численности (93%) и биомассы (86%) животных были хирономиды и олигохеты. Наибольшее обилие донных беспозвоночных зарегистрировано на серых илах и в глубоководной зоне водохранилища. Шекснинский плес характеризовался наибольшей биомассой бентоса, Волжский – наибольшей численностью. Среди трофических групп в численности макрозообентоса на всех основных грунтах, во всех плесах, в глубоководной зоне и устьевых областях притоков водоема доминировали детритофаги–глотатели. В зоне открытого мелководья по численности преобладали фитодетритофаги-фильтраторы+собиратели. Эта трофическая группа вносила наибольший вклад в биомассу бентоса серых и торфянистых илов во всех зонах и плесах, кроме Волжского. На заиленном ракушечнике наибольшую долю в общей биомассе составляли фитодетритофаги–фильтраторы+собиратели и детритофаги–глотатели. Детритофаги–глотатели формировали основную часть биомассы бентоса на заиленном песке и в Волжском плесе. При проведении сравнительного анализа с результатами, полученными в 1978 г., зарегистрировано снижение биомассы олигохет на серых илах в ~3 раза. По-видимому, это связано со снижением встречаемости и обилия ранее доминировавшей на серых илах крупной олигохеты, индикатора β-мезосапробных условий Tubifex newaensis. В 2019 и 2021 гг. данный вид не входил в доминантный комплекс серых илов. Его стали представлять полисапробы Limnodrilus hoffmeisteri. Это может служить косвенным признаком повышения трофического статуса водоема до типично эвтрофного и увеличения накопления органического вещества в грунтах.

Описаны типичные местообитания личинок речной миноги (Lampetra fluviatilis (L., 1758)) в реках Ленинградской обл. Оценены плотность поселений личинок, абиотическая составляющая биотопа, а также структурные показатели сообществ донных и планктонных водорослей, зоопланктона, макрозообентоса. Показано, что предпочтительные грунты для личинок – тонкие и мелкие пески. Наибольшего уровня количественного развития вместе с пескоройками достигают Oligochaeta и личинки Chironomidae. Сообщества водорослей и зоопланктона носят ярко выраженный сезонный характер с пиками численности в весенний период и не являются определяющими для личинок миног. Доля личинок миног в показателях обилия донных ценозов может достигать существенных величин – 30–80% общей биомассы.

Представлены биологические характеристики тепловодных видов рыб, обитающих в водных объектах Архангельской обл. Выявлены изменения размерно-массовых параметров, возрастной и половой структур и воспроизводительной способности северодвинской стерляди во временном аспекте. Установлено, что она имеет хорошие показатели роста, резерв в пополнении нерестового стада и стабильное состояние системы естественного воспроизводства. Получены биологические параметры синца и красноперки – редких видов рыб, обитающих в озерах Кенозерского национального парка, а также ряде водоемов Архангельской обл. Рассмотрены биологические характеристики видов, появившихся в бассейне р. Северная Двина в результате саморасселения, – белоглазки и жереха, а также питание и пищевые отношения белоглазки с аборигенными видами рыб. Внимание специалистов к этим чужеродным видам рыб обусловлено необходимостью разработки экологического прогноза развития ситуации с их численностью в условиях продолжающегося глобального потепления.

В лужах и озерах, которые формируются в местах функционирования грязевых вулканов в районе Булганакского сопочного поля (восточный Крым), можно обнаружить в массовом количестве диатомовую водоросль Nitzschia cf. thermaloides. Условия среды в таких водоемах экстремальны, прежде всего, это относится к солености (от 18 до ≥70‰), а также крайне высоким уровням инсоляции и жесткого ультрафиолетового излучения. В лабораторных условиях изучены темпы деления и интенсивность полового воспроизведения N. cf. thermaloides при разных уровнях солености и освещенности. Определены пределы галотолерантности и оптимумы солености и освещенности для роста и полового воспроизведения водоросли, которая могла размножаться вегетативно в среде с соленостью от 0 до 220‰. Процесс полового воспроизведения происходил в более узком диапазоне от 6 до 54‰. Оптимальной как для вегетативного размножения, так и для полового воспроизведения N. cf. thermaloides была соленость 22–25‰, освещенность – порядка 1.5 клк.

Проанализированы данные коагулограмм радужной форели Oncorhynchus mykiss (Walbaum, 1792), африканского клариевого сома Clarias gariepinus (Burchell, 1822) и обыкновенного чешуйчатого карпа Cyprinus carpio (L., 1758), полученные клоттинговыми методами при температурах инкубации плазмы 43°C, 40°C, 37°C, 24°C, 28°C и 18°C. Выявлено, что у сома и карпа в активации свертывания крови преобладает внутренний путь, а у форели основные пути – внутренний и общий. Из всех исследованных рыб по количеству растворимых фибрин-мономерных комплексов лидировала форель. Установлены гипо- и гиперкоагуляционные сдвиги в плазменном гемостазе исследованных видов in vitro при низких и высоких температурах реакционной среды. Фибриноген и антитромбин III проявляют термолабильность при температурах, отличных от 37°С. Корреляционно-регрессионный анализ показал, что наиболее тесно связаны с изменением температуры протромбиновое время (на 50%) у карпа, и активность фибриногена и антитромбина III (на 77 и 52% соответственно) у сома. Выявленные закономерности могут стать основой для определения границ термической адаптации рыб и разработки биомаркеров теплового стресса.

В последние годы возросло значение рыб как одного из компонентов здорового питания и высококачественного источника питательных веществ в рационе человека. Для оценки питательной ценности шести основных промысловых видов рыб (плотва Rutilus rutilus, лещ Abramis brama, карась Carassius carassius, сазан Cyprinus carpio, окунь Perca fluviatilis, щука Esox lucius) р. Баргузин (Восточное Прибайкалье) исследован жирно-кислотный состав общих липидов мышечной ткани рыб, рассчитаны их показатели качества. Анализ жирно-кислотного состава дорсальной мышечной ткани рыб проведен методом прямого метанолиза. Суммарное содержание насыщенных жирных кислот варьировало от 26 отн.% в сазане до 37 отн.% в леще, мононенасыщенных – от 17 отн.% в окуне до 32 отн.% в сазане, полиненасыщенных – от 42 отн.% в леще и сазане до 54 отн.% в щуке. Доминирующими жирными кислотами были пальмитиновая 16:0 (17.5–29.2 отн.%), олеиновая 18:1 (n-9) (17.5–29.2 отн.%), стеариновая 18:0 (5.0–8.0 отн.%) кислоты, а также полиненасыщенные, в том числе незаменимые докозагексаеновая 22:6(n-3) (9.7–24.9 отн.%), эйкозапентаеновая 20:5(n-3) (9.2–19.1 отн.%) и арахидоновая 20:4(n-6) (6.9–10.1 отн.%) кислоты. Выявлено, что соотношение Σ(n-3)/Σ(n-6) полиненасыщенных жирных кислот достигает 2.8–4.6, что характерно для пресноводных рыб. Достаточно высокие индексы питательной ценности (NVI) и укрепления здоровья (HPI), соотношение гиперхолестеринемических жирных кислот к гипохолестеринемическим, а также значения индексов атерогенности и тромбогенности (<1) указывают на высокую питательную ценность мышечной ткани исследуемых рыб. К наиболее ценным пресноводным видам по содержанию (n-3) полиненасыщенных жирных кислот и наиболее богатыми в суммарном соотношении эйкозапентаеновой и докозагексаеновой кислот (FLQ) можно отнести окуня и щуку.

Антропогенное загрязнение окружающей водной среды микропластиком является одной из наиболее актуальных, но наименее изученных проблем современной экотоксикологии. В обзоре на основе последних литературных данных проанализированы исследования в области поглощения, биоаккумуляции и биологических эффектов воздействия микропластика у пресноводных двустворчатых моллюсков (Bivalvia). К настоящему времени проведено 22 исследования на представителях трех семейств: Cyrenidae (45), Unionidae (25) и Dreissenidae (30%). Эти исследования представлены полевыми наблюдениями (43.5), натурными (8.7) и лабораторными (47.8%) экспериментами. Показано, что пресноводные двустворчатые моллюски как активные фильтраторы способны поглощать из воды и донных отложений и аккумулировать в мягких тканях (жабрах, гепатопанкреасе) частицы микропластика, воспринимая их в качестве пищевых объектов. Биоаккумуляция микропластика в моллюсках приводит к функциональным и структурным нарушениям в организме. Совместное действие микропластика и других загрязняющих веществ (кадмия, полихлорированных бифенилов, фармакологических препаратов) может вызывать как синергические, так и антагонистические эффекты в биологических ответах моллюсков. Исходя из проведенных исследований, предлагается использовать двустворчатых моллюсков в качестве биоиндикаторов загрязнения пресных вод микропластиком.

Впервые проведена проверка гипотезы, что при антропогенном воздействии (эвтрофирование и загрязнение) водные макрофиты синтезируют и включают в состав своего низкомолекулярного метаболома меньше жирных кислот (по составу и содержанию), чем в чистых, ненарушенных или малонарушенных водных местообитаниях (олиготрофные и мезотрофные условия). Имеющиеся данные свидетельствуют о снижении удельного продуцирования насыщенных и ненасыщенных жирных кислот макрофитами на единицу их биомассы с усилением процессов эвтрофирования и загрязнения в водных экосистемах. Данный факт имеет важное практическое значение, а именно, использование этой закономерности для индикаторной оценки антропогенного воздействия на водные экосистемы.