Российские ученые находят в Волге экземпляры фауны из Европы и США

Фауна пресноводных планктонных организмов умеренных широт регионов Европы, и России в частности, инвентаризована достаточно хорошо. Однако, по словам учёных Университета Лобачевского, отдельные группы всё же требуют дополнительных исследований.

Сегодня планктонные организмы по праву считаются одной из важнейших групп беспозвоночных животных, задействованных в экологическом мониторинге и исследованиях по оценке состояния водных ресурсов. Организмы зоопланктона играют существенную роль в самоочищении водоемов и формировании качества воды, а также являются кормовой базой рыб.

Исследования редких и чужеродных видов планктонных организмов проводятся сотрудниками кафедры экологии Института биологии биомедицины Университета Лобачевского под руководством известного гидробиолога, д.б.н., профессора Галины Шургановой и насчитывают в целом не один десяток лет. Наиболее активно эти исследования проводятся в последнее пятилетие.

Одной из крайне актуальных проблем современной экологии являются биологические инвазии. Биологические инвазии стали популярным предметом дискуссий из-за растущего количества сообщений о проникновении новых видов в несвойственные им места обитания.

Известно, что инвазии чужеродных видов являются второй по значимости угрозой биоразнообразия после разрушения естественных местообитаний видов. Чужеродные виды имеют высокую фенотипическую и экологическую пластичность и способны вводить экосистемы в дисбаланс. В результате проникновения видов-вселенцев на новые акватории могут исчезнуть аборигенные виды

Именно поэтому биологические инвазии рассматриваются как наиболее острые угрозы биоразнообразию в пресноводных сообществах гидробионтов и требуют постоянного внимания исследователей всего мира.

«В России проблема биологических инвазий имеет важное социально-экономическое и природоохранное значение. Одной из целей национального проекта «Экология» на 2018-2024 годы является сохранение биоразнообразия. В Университете Лобачевского сильны научные традиции в области исследования различных экосистем, ежегодно наши ведущие и молодые учёные принимают активное участие в уникальном экспедиционном проекте «Плавучий университет». Исследования имеют фундаментальное значение для успешного осуществления программы оздоровления и развития Волжского бассейна, принятой на государственном уровне», - подчеркнула ректор Университета Лобачевского Елена Загайнова.

Первые сведения о находках чужеродных видов планктона в водоемах Нижегородской области были опубликованы ещё в 2016 году в одном из ведущих российских журналов - Russian Journal of Biological Invasions. Это были первые сведения о находке североамериканской коловратки Kellicottia bostoniensis (Rousselet, 1908), которая на тот момент активно захватывала новые водоемы и водотоки на территории всей европейской части России.

Со слов профессора Галины Шургановой, масштабные исследования водных объектов Нижегородской области позволили ученым выявить 39 местообитаний этого вида. Дальнейшие исследования позволили добавить еще 7 новых местообитаний североамериканской коловратки Kellicottia bostoniensis.

Впервые на территории европейской части России и Европы в целом этот чужеродный вид коловратки был обнаружен учеными Университета Лобачевского в гипергумозном водоёме в Нижегородской области, как и в других регионах, Kellicottia bostoniensis многочисленна в озёрах, испытывающих гипоксию (содержание растворённого кислорода ниже 1 мг/л).

Она населяет небольшие реки и пойменные мелководные озёра с глубиной 0,5-3,2 м, а также глубоководные участки речной части Чебоксарского водохранилища с глубиной до 12,0 м. Кроме того, было выяснено, что этот вид, в отличие от аборигенного, способен обитать как в чистых водоемах, так и в загрязненных. В результате исследований выявлено, что он обладает более выраженными приспособительными возможностями и, как следствие, более конкурентоспособен.

Обширные исследования крупных притоков реки Волги, превращенной в каскад водохранилищ, позволили обнаружить в 2018 году несколько тропических видов планктонных ракообразных. Так, в июле 2018 году в нижнем течении реки Ветлуги (левый приток Чебоксарского водохранилища) был обнаружен тропический вид Ilyocryptus spinifer Herrick 1882, большинство находок которого, ранее были приурочены к тропическим регионам как Восточного, так и Западного полушария. Наиболее северными точками обитания этого вида в азиатской части России считаются северные притоки реки Амур.

«Находка популяции Ilyocryptus spinifer в реке Ветлуга является первым достижением для этого вида не только для европейской части России, но и для Европы в целом. Он ещё не отмечен даже в самых южных европейских странах, таких как Испания, Италия, Израиль и другие. Интересно, что изученная нами популяция обнаружена практически на той же широте, что и отмеченная ранее популяция из реки Обь», - отмечает профессор Галина Шурганова

Поскольку Ilyocryptus spinifer очень широко распространен на нескольких континентах, то можно предположить, что проникновение в более высокие широты обусловлено значительной экологической пластичностью данного вида. При этом достаточно часто находки теплолюбивых организмов в более северных регионах связывают с расширением их естественных ареалов в связи с глобальным потеплением климата. Немногочисленность находок Ilyocryptus spinifer за пределами тропических и субтропических регионов косвенно подтверждает гипотезу о недавнем расширении его ареала на север.

В июле 2018 года в устьевой области реки Сура (правый приток Чебоксарского водохранилища) был обнаружен тропический чужеродный веслоногий рачок Thermocyclops taihokuensis Harada, 1931.

Сведения о находке этого вида на территории европейской части России крайне скудны. Имеется единственное сообщение о находке этого вида в низовьях реки Волга, основной же ареал обитания Thermocyclops taihokuensis распространен на Восточную и Центральную Азию, а также тропические регионы.

На территории Нижегородской области учёными Университета Лобачевского были обнаружены и редкие виды планктонных организмов. В последние годы ученые наблюдают расширение ареала рачка Holopedium gibberum Zaddach, 1855, который является представителем северной фауны, арктический реликтовый вид. Также, они широко распространены в озерах Северо-Западной Европы, и на востоке в бореальной зоне Северной Евразии.

В Нижегородской области этот вид занесен в Красную книгу как редкий вид, который находится на границе своего ареала. Ранние находки этого вида были приурочены к глубоким карстовым озерам, однако последние исследования учёных ННГУ показывают, что этот вид обитает также и в неглубоких пойменных озерах, которые по своему химическому составу сходны с глубокими озерами севера нашей страны, в которых он широко распространен. Современные исследования водных объектов Нижегородской области позволили ученым университета Лобачевского рекомендовать внесение в Красную книгу Нижегородской области ряда правок, касающихся этого вида.

Вторым редким видом не только для Нижегородской области, но и европейской части России в целом является рачок Eurycercus macracanthus (Frey 1973). Этот вид широко распространен в Северной Евразии от Дальнего Востока до бассейна реки Волги. Наиболее обычен он в бассейнах рек Амур и Лена. В европейской части России он отмечен в Пензенской области. Обитает этот вид в разнотипных водоемах среди водной растительности. Для территории европейской части России Eurycercus macracanthus считается редким видом. На территории Нижегородской области этот вид был впервые обнаружен учёными Университета Лобачевского в зарослях Телореза обыкновенного и Манника большого.

При этом до сих пор остается открытым вопрос о том, насколько популяции чужеродных видов Нижегородской области стабильны во времени. Это может быть выяснено только в ходе дальнейших работ по мониторингу планктонных организмов бассейна реки Волги. Именно долгосрочные исследования учёных Университета Лобачевского должны стать основой контроля состояния водных экосистем России и других стран, в частности, именно они позволят уверенно говорить о расширении ареала того или иного вида.

Галина Шурганова отмечает, что исследования биологических инвазий и редких видов гидробионтов, проведённые учёными ННГУ, носят не только большое теоретическое и фундаментальное значение, но и практическое. Проникновение тех или иных видов в новые места обитания, может привести к серьезным экологическим последствиям.

«Так, вселение новых видов и вызванное ими сокращение видового богатства, может способствовать снижению устойчивости экосистемы, изменению трофических связей в них. В результате может измениться способность водоема к самоочищению и ухудшение качества воды, что приведёт к изменению уровня кормовой базы рыб. Задачей группы учёных Университета Лобачевского является не только постоянный мониторинг водных объектов Нижегородской области, но и анализ, и прогноз последствий проникновения тех или иных видов, а также составление программы по борьбе с инвазиями в случае их явного негативного эффекта», - говорит профессор Галина Шурганова

Распространение чужеродных видов за пределы своих естественных ареалов, по всей видимости, связано с деятельностью человека и транспортировкой балластных вод судами. Кроме того, концепция зоохории позволяет предположить, что их расселение может быть связано с переносом яиц рачков и коловраток перелетными видами водоплавающих птиц. Так, над Европейской частью России проходят пути миграции различных видов птиц из Арктики и умеренных климатических зон в субтропические и тропические регионы. Новые исследования бассейна реки Волги помогут ученым Университета Лобачевского судить не только об успешности натурализации этих видов, но и об экологических последствиях их проникновения на территорию европейской части России.

Исследования планктонных организмов проводятся учёными Университета Лобачевского посредством отбора проб воды специализированной сетью. Дальнейшие лабораторные исследования проводятся с помощью микроскопа Meiji Techno MT4200L (Meiji Techno Co., Ltd., Япония) и стереоскопического микроскопа Carl Zeiss Stemi 2000C (Carl Zeiss Microscopy GmbH, Германия).

«Распространение чужеродных видов за пределы своих естественных ареалов, по всей видимости, связано с деятельностью человека и транспортировкой балластных вод судами. Кроме того, концепция зоохории позволяет предположить, что их расселение может быть связано с переносом яиц рачков и коловраток перелетными видами водоплавающих птиц. Так, над Европейской частью России проходят пути миграции различных видов птиц из Арктики и умеренных климатических зон в субтропические и тропические регионы. Новые исследования бассейна реки Волги помогут ученым Университета Лобачевского судить не только об успешности натурализации этих видов, но и об экологических последствиях их проникновения на территорию европейской части России», - делает вывод профессор Галина Шурганова

Исследования поддержаны грантами Российского географического общества и Российского фонда фундаментальных исследований.