Введение к работе
Актуальность темы. Подавляющее большинство свободноживущих морских нематод относится к мейобентосу - особому комплексу беспозвоночных животных, куда входят мелкие донные организмы, размеры которых не превышают 3 мм. Изучение мейобентоса имеет большое теоретическое и практическое значение. Благодаря высокой плотности поселений, мейобентосные животные играют заметную роль в балансе органического вещества в донных экосистемах, представляют собой "передаточное звено" между микро- и макробентосом. Известно, что они способны стимулировать рост бактериальной флоры, оказывают влияние на текстуру донного осадка. В общем потоке энергии в экосистеме их роль весьма велика.
Морские нематоды - одна из доминирующих по численности групп в морских донных осадках - обладают огромной плотностью поселений, которая превосходит таковую макробентоса в 10-1000 раз, а в сообществе мейобентоса составляет от 50 до 90%, а иногда и выше. В пищевых цепях нематоды занимают И-Ш трофические уровни. Они употребляют в пишу органический детрит, бактерий, одноклеточные водоросли, простейших, турбеллярий, нематод. Ими, в свою очередь, питаются турбеллярий, полихеты, ракообразные, рыбы.
Значение нематод этим не исчерпывается. Есть основания полагать, что морские нематоды могут служить индикаторами загрязнения водоемов и их отдельных участков. Кроме того, нематоды могут использоваться в качестве модельного объекта для решения рада важных теоретических вопросов: исследования организации и видовой структуры таксоценов, изучения характера пространственного размещения животных и влияния факторов среды на этот процесс, рассмотрения межвидовых отношений. Работа в этом направлении может внести определенный вклад в общую теорию эволюции экосистем.
Цель и задачи. Цель настоящей работы состоит в инвентаризации фауны свободноживущих нематод арктических морей России.
Для выполнения намеченной цели были поставлены следующие задачи:
1. Разработать методические основы для компьютерного ввода и обработки
изображений нематод. Создать специальную объектно-ориентированную
программу для работы с морфометрическими и иными признаками нематод.
2. Составить полный таксономический список нематод, найденных в
российских арктических морях.
-
Изучить зоогеографическое распределение некоторых видов нематод.
-
Дать экспертную оценку таксономического разнообразия нематофауны.
5. Изучить экологические аспекты жизни свободноживущих морских
нематод.
Научная новизна. Разработаны методические основы для компьютерного ввода и обработки изображений и создана специальная объектно-ориентированная программа для работы с морфометрическими и дескриптивными признаками нематод. Впервые составлен полный таксономический список нематод, найденных в российских арктических морях. Он насчитывает 371 вид, относящийся к 147 родам, к 42 семействам, к 3 отрядам. Описано 8 новых видов нематод, сделано переописание 19 ранее найденных видов; впервые отмечено нахождение 22 видов для Карского моря, 28 - для моря Лаптевых и 3 - для
Восточно-Сибирского моря. Произведена экспертная оценка степени изученности нематофауны рассмотренного региона и дан прогноз ожидаемого видового разнообразия нематод. Показана роль нематод как компонента морских донных экосистем, обосновано их место в структурно-функциональном блоке бентоса -мейобентосе. Изучены основные экологические особенности жизни нематод: пространственное распределение, воздействие отдельных факторов среды и их интегральное влияние на размещение круглых червей. Рассмотрение биотических отношений нематод с другими организмами позволило выявить их роль в трансформации органического вещества. Установлено, что плотности поселений нематод и копепод тесно взаимосвязаны. Высказано предположение о возможности использования нематодно-копеподного отношения (НКО) как индикатора состояния среды обитания животных. Изучение нематод в условиях жесткого антропогенного стресса (в районе атомного полигона около о. Новая Земля) показало, что с увеличением радиоактивности уменьшалась плотность поселений и возрастало таксономическое разнообразие мейобентоса и его доминантной группы - свободноживущих нематод.
Теоретическая и практическая значимость. В результате проделанной работы по изучению таксономического состава свободноживущих нематод арктических морей России удалось получить представление о степени изученности и биологическом разнообразии этой группы беспозвоночных. Описание новых видов, а также первичные находки уже известных видов в российских арктических морях вносит определенный вклад в нематологию и зоогеографию свободноживущих нематод. Материалы систематической главы диссертации будут использованы как основа для подготовки к печати иллюстрированных ключей свободноживущих беспозвоночных, которые предполагаются к выпуску Лабораторией морских исследований ЗИН РАН. Методические разработки по созданию компьютерных объектно-ориентированных программ для работы с нематодами могут найти широкое применение в работе систематиков и существенно облегчить их рутинный труд. Изучение особенностей экологии свободноживущих нематод позволило показать их роль как компонента морских донных экосистем и обосновать место в структурно-функциональном блоке бентоса - мейобентосе. Представляется весьма перспективным использование нематод (наряду с другими группами мейобентоса) для оценки экологического состояния морских сред, как в условиях "нормы", так и при антропогенных нагрузках.
Апробация работы. Материалы диссертации были доложены на 20 российских и международных конференциях: Первая Всероссийская конференция по свободноживущим и паразитическим нематодам, 1994 (Борок); 22nd Internatinal Symposium of the European Society of Nematologists, 1994 (Gent, Belgium); 19th Conference of the Baltic Oceanographers, 1994 (Sopot, Poland) Итоговая сессия Ученого Совета РГГМИ, 1995 (С.-Петербург); "Факторы таксономического и биохорологического разнообразия", 1995 (С.-Петербург); "Методы и средства мониторинга состояния окружающей среды", 1995 (С.-Петербург); 9th International Meiofauna Conference, 1995 (Perpignan, France); Int. Nematology Symposium Russian Society of Nematologists, 1995 (С.-Петербург); Международный нематологический симпозиум Русского общества нематологов, 1995 (С-
Петербург); Итоговая сессия Ученого Совета РГГМИ, 1996 (С.-Петербург); Workshop Disseminating Biodiversity Information, 1996 (Amsterdam, the Netherlands); Baltic Marine Science Connference, 1996 (Ronne, Denmark); Итоговая сессия Ученого Совета РГГМИ, 1997 (С.-Петербург); "Компьютерные базы данных в ботанических исследованиях", 1997 (С.-Петербург); "Диагностика, информатика, метрология, экология, безопасность", 1997 (С.-Петербург); 14th Baltic Marine Biologists Symposium, 1997 (Tallinn, Estonia); "Современное состояние планктона и бентоса, проблемы сохранения биоразнообразия Арктических морей", 1998 (Мурманск); Отчетная научная сессия по итогам работ 1998 г., 1999 (С.-Петербург); 3rd RSN International Nematology Symposium, 1999 (С.-Петербург); "Application of Micro- and Meioorganisms to Environmental Problems", 2000 (Winnipeg, Canada).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 38 работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и основных выводов, списка литературы, включающего 212 наименований, в том числе 124 работы на иностранных языках, и приложения. В приложении дана таблица диагностических признаков нематод. Общий объем рукописи 212 страниц. Работа содержит 58 рисунков и 21 таблицу.
Благодарности. Прежде всего считаю своим долгом с огромной благодарностью вспомнить моего учителя, выдающегося российского немаголога - Татьяну Алексеевну Платонову, с необыкновенной щедростью делившейся своими знаниями и опытом, но, к сожалению, очень рано ушедшей из жизни. Для меня всегда было честью считать себя ее ученицей.
Я выражаю глубокую благодарность своему научному руководителю профессору В.В. Гальцовой за дружескую поддержку и помощь, оказанные при выполнении работы, профессору Я.И. Старобогатову, профессору А.И. Голикову за постоянные консультации и ценные замечания, Т.Н. Кониной за большую техническую помощь по оформлению рукописи. Я также чрезвычайно признательна программистам М.А. Ледюкову, А.А. Герасимову, М.Л. Абрамовой и И.И. Хусаиновой за помощь в написании компьютерных программ, директору фирмы "КОСТА" Е.И. Когану за консультативную помощь при комплектации оборудования для анализа изображений, А.А. Голикову за помощь в составлении подробных карт районов сбора материала, Т.Г. Лукиной за предоставленную информацию по фораминиферам, В.Б. Погребову за предоставление материала. Не могу не высказать слов благодарности заведующему лабораторией морских исследований Б.И. Сиренко за постоянно проявляемый конструктивный интерес к продвижению работы, а также всем сотрудникам лаборатории за доброжелательность и поддержку.
