Дмитрий Евгеньевич Гаврилко -кандидат биологических наук, заведующий научно-исследовательской лабораторией водных экосистем кафедры экологии ННГУ им. Н.И. Лобачевского
Вода – основа жизни на Земле. Чистая вода – основа здоровья человека. Но не все знают, что чистой водой мы обязаны планктонным организмам – фильтраторам, которые ежедневно профильтровывают миллионы кубометров воды. О них сегодня мы и поговорим.
Что такое зоопланктон и какую роль он выполняет?
Зоопланктон представляет собой совокупность беспозвоночных животных, плавающих в толще воды и не способных противостоять её движению. В пресных водах это организмы размером обычно не более 10 мм. Туда входят коловратки, ракообразные, личинки некоторых насекомых и моллюсков. Помимо плавания они также могут перемещаться по субстрату и прикрепляться к подводным предметам, например листьям растений. Среди организмов зоопланктона есть фильтраторы и седиментаторы, которые активно участвуют в самоочищении воды, а также хищники и детритофаги.
Организмы зоопланктона играют огромную роль в водных экосистемах. Благодаря особенностям своего питания, а многие питаются водорослями и бактериями, они фильтруют воду, делая её прозрачнее и чище. К таким естественным фильтраторам относится, например, всем известная дафния или, по-другому, водяная блоха. В некоторых озерах с большой численностью дафний вся толща воды может профильтроваться всего за 3 дня.
Вторая и очень важная роль – это кормовая база для рыб и беспозвоночных. Все виды наших рыб на личиночных стадиях питаются зоопланктоном. В основном ракообразными. Многие взрослые виды рыб, такие как плотва и ряпушка, также являются планктонофагами. Конечным потребителем рыбы является человек. Поэтому зоопланктон – основа для выращивания рыбы, которая идет для питания человека.
Также организмы зоопланктона являются индикаторами гидрологического режима и качества вод. Их используют в целях биоиндикации для оценки состояния водоемов и водотоков. Некоторые виды могут жить только в чистой воде, и их исчезновение из водоемов свидетельствует о загрязнении. Другие виды, наоборот, предпочитают жить в загрязнённых водах, богатых органическими веществами. Поэтому по анализу зоопланктонных сообществ можно оценивать класс качества вод, для чего в нашей стране есть ГОСТ.
Теперь вы видите, какую важную роль выполняет зоопланктон в жизни водных экосистем и человека. Без них не будет рыбы и чистой воды, в которых так нуждается человек.
Кто обитает в волжских водах?
Зоопланктон водоемов и водотоков Волжского бассейна достаточно богат. В наших пресных водах обитает около 400 видов зоопланктона. Большинство их составляют коловратки и ветвистоусые ракообразные. Все их можно разделить на три условные группы: широко распространенные, редкие и чужеродные. Особого внимания заслуживают две последние группы.
За последние годы нами было обнаружено около 15 редких видов ракообразных и коловраток в водоемах и водотоках Волжского бассейна. К ним относится ветвистоусый рачок Ovalona karelica. Его название говорит о том, что он из Карелии. Действительно, его впервые описали в конце XIX века из Карелии на территории Российской империи. Он является одним из самых редких видов ветвистоусых ракообразных с малоизученной экологией. Эндемик Западной Палеарктики. Его находки в России настолько редки, что ограничиваются парой десятков водоемов. Результаты наших новых исследований показывают, что распространение этого рачка намного больше, чем было известно прежде. Связано это, прежде всего с тем, что он предпочитает специфические биотопы, где произрастают особые виды полупогруженных водных растений, таких как телорез, водокрас, сальвиния. Особенности его экологии свидетельствуют о том, что он является обитателем ризосферы, т.е. пространства вокруг погруженных корней растений. В мире нет ни одной публикации, подробно описывающей экологию данного рачка. Наши последние исследования позволяют ликвидировать этот пробел в науке.
В 2020 г. мною вместе с моим коллегой из МГУ Артемом Синевым был открыт новый вид ветвистоусых ракообразных – Graptoleberis smirnovi из реки Гнилички. Он был найден в плотных зарослях телореза в одном из прудовых расширений реки. Таким образом, впервые в истории было описано животное из водотока Нижнего Новгорода. Сейчас продолжаются исследования по изучению распространения и экологии данного рачка. В последнее время мы активно изучаем зоопланктон пойменных озер Нижнего Новгорода. Все эти исследования поддержаны грантом Российского научного фонда 24-74-00016 «Закономерности формирования биоразнообразия и пространственного распределения сообществ зоопланктона под влиянием средообразующей деятельности макрофитов».
«Пришельцы» Волжского бассейна
Другой очень интересной группой являются чужеродные или, как их называют, инвазийные виды. Это виды, которые стали обитать в несвойственных для них местах. Они обладают большой живучестью, способны массово размножаться и вытеснять аборигенные виды. В наземных экосистемах России, пожалуй, самыми известными вселенцами являются колорадский жук и борщевик Сосновского. Эти виды у всех на слуху. Но риску вселения подвержены и водные экосистемы. Так, волжские водохранилища заселила речная дрейссена – двустворчатый моллюск, который обрастает суда и подводные предметы, а многие озера и пруды – головешка-ротан, наносящий ущерб аборигенным видам рыб. Вселенцы есть и среди зоопланктона наших вод. Так, в большинстве озер и рек Нижнего Новгорода обитает североамериканская коловратка Kellicottia bostoniensis. Её появление стало настоящей сенсацией, ведь родина этого вида – водоемы г. Бостон! Сейчас она активно захватывает всё новые водные объекты Нижегородской области. На данный момент мы нашли её в более чем 60 озерах и реках. Недавно нами была обнаружена в озере Больничное и в р. Черная тропическая коловратка Mytilina acanthophora. Это очень необычно, поскольку мы находимся в умеренной зоне, а вид характерен для тропиков Южной Америки, Азии и Австралии.
Как организмы зоопланктона расселяются в Волжском бассейне? Строительство каскада водохранилищ на Волге привело к созданию транспортного коридора, по которому южные виды проникают на север, а северные – на юг. Устьевые участки рек-притоков представляют собой места натурализации видов, из которых они дальше проникают в близлежащие водоемы. Также в переносе покоящихся яиц зоопланктона принимают участие перелетные птицы, которые заносят вселенцев в новые водоемы.
Изучение видов-вселенцев крайне актуально в связи с продолжающимися процессами расселения видов в результате глобального изменения климата. Потепление приводит к тому, что многие южные виды переселяются всё дальше на север. Как чужеродные виды повлияют на аборигенные? Какие перестройки произойдут в водных экосистемах? Принесут ли они вред или пользу человеческой деятельности? Это те вопросы, на которые мы ищем ответы.
Помимо вселения чужеродных видов, водные экосистемы подвергаются и другим угрозам, таким как загрязнение, эвтрофирование, закисление. Зоопланктон как основной компонент пищевых сетей водоемов страдает в неменьшей степени, чем рыба или водоплавающие птицы. Поскольку зоопланктон обеспечивает самоочистительную функцию в водоемах, за его состоянием нужен пристальный контроль. Необходимо поддерживать разнообразие микромира наших рек и озер для благополучного существования человека и природы!
При грантовой поддержке Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий
