ON THE COMPLEX EXPEDITIONS TO THE MOGILNOYE LAKE (KILDIN ISLAND, BARENTS SEA) IN 2011 AND 2012
Authors:
1.
M. V. Lomonosov Moscow State University
2.
Polar Scientific Research Institute of Marine Fishery and Oceanology named after N. M. Knipovich
Russian Federation
Russian Federation
3.
Institute of General Genetics named after N. I. Vavilov, Russian Academy of Sciences
4.
JSC "Scientific Research Institute of Power Constructions"
5.
Moscow State Institute of International Relations (University) of Ministry of Foreign Affairs of Russian Federation
6.
Institute of General Genetics named after N. I. Vaviov, Russian Academy of Sciences
7.
Institute of General Genetics named after N. I. Vaviov, Russian Academy of Sciences
8.
Institute of General Genetics named after N. I. Vaviov, Russian Academy of Sciences, Moscow
Type:
Article
Pages:
from 86
to 90
Status:
Published
Received:
05.09.2013
Accepted:
25.09.2013
Published:
25.09.2013
Subject area:
UDK 597.553.2.575.17.575.86
GRNTI 34.39 Физиология человека и животных
GRNTI 62.13 Биотехнологические процессы и аппараты
GRNTI 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
GRNTI 69.25 Аквакультура. Рыбоводство
GRNTI 69.31 Промышленное рыболовство
GRNTI 69.51 Технология переработки сырья водного происхождения
GRNTI 87.19 Загрязнение и охрана вод суши, морей и океанов
BBK 28.693.324-4:26.222.66
GRNTI 34.39 Физиология человека и животных
GRNTI 62.13 Биотехнологические процессы и аппараты
GRNTI 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
GRNTI 69.25 Аквакультура. Рыбоводство
GRNTI 69.31 Промышленное рыболовство
GRNTI 69.51 Технология переработки сырья водного происхождения
GRNTI 87.19 Загрязнение и охрана вод суши, морей и океанов
BBK 28.693.324-4:26.222.66
Language:
Russian
Keywords:
Mogilnoye lake, Kildin cod, ecology, genetic polymorphism
Abstract (English):
In June – July 2011 and July 2012 scientists of organizations: Polar Scientific Research Institute of Marine Fishery and Oceanology named after N. M. Knipovich (Murmansk), Institute of General Genetics named after N. I. Vavilov of Russian Academy of Sciences (Moscow), M. V. Lomonosov Moscow State University conducted joint expeditions on the meromictic, relict the Mogilnoye lake (Barents Sea, Kildin island). The aims of the expeditions included study of the Mogilnoye lake stability and investigation of Kildin cod – the only in the world cod population inhabiting for a long time in complete reproductive isolation in a small lake with an unstable hydrological and hydrobiological regimes. The water temperature and salinity, the state of the bottom, morphometric characteristics of the lake, the water regime were determined. All investigations on the Kildin cod were made with its short-term withdrawal from the water for sampling and determination of the basic biological parameters (length, weight, morphometry, genetic analysis) on the basis of "catch-and-release" method. The results of the complex studies of the Mogilnoye lake generally indicate stable state of the lake and lake subspecies of Atlantic cod – Kildin cod.
In June – July 2011 and July 2012 scientists of organizations: Polar Scientific Research Institute of Marine Fishery and Oceanology named after N. M. Knipovich (Murmansk), Institute of General Genetics named after N. I. Vavilov of Russian Academy of Sciences (Moscow), M. V. Lomonosov Moscow State University conducted joint expeditions on the meromictic, relict the Mogilnoye lake (Barents Sea, Kildin island). The aims of the expeditions included study of the Mogilnoye lake stability and investigation of Kildin cod – the only in the world cod population inhabiting for a long time in complete reproductive isolation in a small lake with an unstable hydrological and hydrobiological regimes. The water temperature and salinity, the state of the bottom, morphometric characteristics of the lake, the water regime were determined. All investigations on the Kildin cod were made with its short-term withdrawal from the water for sampling and determination of the basic biological parameters (length, weight, morphometry, genetic analysis) on the basis of "catch-and-release" method. The results of the complex studies of the Mogilnoye lake generally indicate stable state of the lake and lake subspecies of Atlantic cod – Kildin cod.
Keywords:
Mogilnoye lake, Kildin cod, ecology, genetic polymorphism
Mogilnoye lake, Kildin cod, ecology, genetic polymorphism
Введение Озеро Могильное (о-в Кильдин, Баренцево море) – небольшой (площадь около 100 тыс. м2, максимальная глубина около 17 м) реликтовый водоем, образовавшийся 1000–1500 лет назад в результате отшнуровывания каменисто-галечниковым барьером (размеры перемычки: высота 3,7–5,4 м; ширина 63–70 м) морского залива от акватории Кильдинской салмы в ходе комплексного воздействия ряда факторов (поднятие морского дна, ледниковая аккумуляция, абразионно-аккумулятивная деятельность моря и др.) [1–5]. Информация об оз. Могильном на о-ве Кильдин встречается уже в мореходных картах английских и голландских путешественников середины и второй половины XVI в. [6]. Это связано с тем, что о-в Кильдин имеет исключительно выгодное географическое и стратегическое положение, в том числе с точки зрения защищенности от ветров и штормов, распределения глубин, удобной галечниковой супралиторали, обеспеченности пресной водой и т. д. Например, отсюда в 1594 г. уходила экспедиция Виллема Баренца для поиска северного морского пути. Название озера и расположенной рядом с ним бухты связывают с трагическими событиями весны 1809 г., когда в бухту Монастырскую вошел английский фрегат, матросы фрегата разграбили и сожгли входившие в структуру Соловецкого монастыря поселения (соловецкий промысел). После этого события Могильными стали называться и бухта, и озеро. Одной из особенностей озера является ярко выраженная стратификация вод (поверхностные опресненные воды; морская зона; сероводородная придонная зона c дефицитом кислорода). Данные о слоистой структуре вод озера, присутствии морской воды и морской фауны впервые были представлены академиком Н. Я. Озерецковским в 1804 г. [1]. Уникальность озера по сравнению с меромиктическими озерами североатлантического побережья Канады, прибрежных зон Северо-Западной Пацифики состоит в том, что обеспечение озера морской водой осуществляется только за счет фильтрации через тело перемычки [1], причем фильтрации интенсивной, т. к. в оз. Могильном наблюдаются приливно-отливные явления (амплитуда до 6–8 см), соответствующие баренцевоморским, но с задержкой на 2–3 часа. Из более чем 200 видов баренцевоморских рыб [7] только три вида – обыкновенный маслюк (Pholis gunnellus), трехиглая колюшка (Gasterosteus aculeatus) и кильдинская треска (Gadus morhua kildinensis) смогли сформировать в озере стабильные, самовоспроизводящиеся популяции. При этом треска создала высокопродуктивную группировку, осваивающую водную толщу, за исключением, естественно, бескислородного сероводородного слоя. Маслюк представлен в донном литоральном сообществе, а колюшка населяет самые краевые опресненные прибрежные зоны с высшей растительностью. Исследования оз. Могильного были начаты еще в XIX в. Известны работы Н. Я. Озерецковского, В. А. Фаусека, К. М. Дерюгина. Во второй половине XX в. большой объем исследований на оз. Могильном проводили Мурманский морской биологический институт (ММБИ) и Полярный научно-исследовательский институт морского рыбного хозяйства и океанографии им. Н. М. Книповича (ПИНРО). Как результат этих работ было выпущено две монографии в разные годы: 1975 г. и 2002 г., но под одинаковым названием – «Реликтовое озеро Могильное», где с применением комплекса методов (геологических, гидрологических, гидробиологических, паразитологических) дается оценка состояния оз. Могильного и его биоты [8, 9]. Однако исследования такой направленности не проводились уже более десяти лет. В связи с вышеизложенным была поставлена задача проведения исследовательских работ на оз. Могильном с целью изучения состояния озера в настоящее время в условиях климатических изменений. Экспедиции на оз. Могильное были проведены в июне – июле 2011 г. (состав: К. И. Афанасьев, Л. А. Животовский, Н. В. Мухина, А. И. Никифоров, Г. А. Рубцова, А. Н. Строганов) и июле 2012 г. (состав: Н. В. Мухина, К. А. Коткин, А. Н. Строганов, А. А. Тетерина) и организованы Институтом общей генетики РАН им. Н. И. Вавилова (ИОГен РАН), Биологическим факультетом МГУ им. М. В. Ломоносова и ПИНРО с получением ИОГен РАН разрешения на проведение работ от Росприроднадзора РФ, научный руководитель программы работ – Л. А. Животовский. Задачи экспедиции можно разделить на два основных направления: исследование уровня стабильности оз. Могильного и выяснение состояния кильдинской трески – реликтовой и единственной в мире популяции трески, обитающей длительное время в условиях полной репродуктивной изоляции в условиях малого водоема с неустойчивым гидрологическим и гидробиологическим режимом [10]. Сбор материала, характеризующий направленность основных процессов, происходящих в водоеме и в популяции трески, проходил в сокращенные сроки из-за недостаточности финансирования работ. Из гидрологических характеристик исследовались температурно-соленостные параметры вод озера, состояние ложа, морфометрические показатели озера, водный режим. При проведении работ использовался автоматизированный гидрологический зонд, эхолот. Исследование биологических характеристик было связано в основном с изучением морфобиологического статуса кильдинской трески, ее генетических характеристик. Работы по другим видам рыб (маслюк и трехиглая колюшка) носили сокращенный биотопический характер. Особенность исследований кильдинской трески связана с тем, что она является объектом Красной книги России (категория 1) и Красной книги Мурманской области. Для нее действует особый режим проведения исследований, способствующий сохранению природной популяции – все работы производились с кратковременным изъятием особей трески из водной среды для взятия проб и определения основных биологических показателей (длина, вес, морфометрия, генетический анализ) по принципу «поймай – отпусти». Всего за обе экспедиции было исследовано 70 особей кильдинской трески. Для сравнения полученных нами данных были использованы ранее опубликованные материалы гидрологических и морфобиологических исследований ММБИ и ПИНРО, а также результаты морфобиологических и генетических исследований кильдинской трески в лаборатории онтогенеза рыб кафедры ихтиологии МГУ им. М. В. Ломоносова [11–13]. Одно из важных, на наш взгляд, сложившихся мнений по результатам проведенных работ – суждение об относительной стабильности как состояния оз. Могильного, так и популяции населяющей озеро кильдинской трески. Площадь зеркала, изменяясь в стандартном, описывавшемся еще К. М. Дерюгиным режиме, состояние водной среды и ложа озера, а также глубинные характеристики находились в пределах значений, отмечавшихся ранее. Полученные предварительные данные не выявили явных изменений исследовавшихся характеристик кильдинской трески. Как было показано ранее [11, 14], кильдинская треска, являясь производным атлантической трески (Gadus morhua), сохранила основные морфобиологические характеристики трески баренцевоморского региона (пелагофил, спектр питания широкий с переходом на каннибализм, окраска пелагическая с выраженной латеральной пятнистостью, характерные для атлантической трески значения морфометрических индексов и др.). При этом, как показали результаты ранее проведенных по аллозимным и микросателлитным локусам исследований [12, 13], на фоне морфобиологического сходства кильдинская треска демонстрирует значительные генетические изменения, выражающиеся в основном в снижении уровня полиморфизма как результата процесса дрейфа генов в панмиктической малочисленной популяции. В 2012 г. была проведена серия эхолотных съемок, согласно результатам которых численность популяции кильдинской трески находится в пределах 250–300 шт. В настоящее время в ИОГен РАН проводится популяционно-генетическое исследование по ДНК-маркерам биологических образцов, полученных в ходе экспедиций 2011 и 2012 гг. Заключение Результаты комплексных, имеющих мониторинговый характер, исследований на оз. Могильном в целом свидетельствуют о стабильном состоянии озера и стабильном состоянии населяющего озеро реликтового подвида атлантической трески – кильдинской трески. Следует признать важность продолжения научных исследований и регулярного мониторинга озера и его обитателей, чтобы избежать возможных негативных тенденций и сохранить этот уникальный объект природы, имеющий статус особо охраняемой природной территории федерального значения. Необходимо отметить значимость и самого факта проведения комплексных экспедиций, продемонстрировавшего перспективность развития на интеллектуальной, некоммерческой основе творческих связей между различными направлениями российской науки – академическим, прикладным, университетским.
1. Deryugin K. M. Reliktovoe ozero Mogil'noe / K. M. Deryugin // Tr. Petergof. estestv.-nauch. in-ta. 1925. № 2. 98 s.
2. Deryugin K. M. Issledovanie Barenceva i Belogo morey i Novoy Zemli / K. M. Deryugin // Arhangel'sk: Arhangel. ob-vo kraeved., 1925. 44 s.
3. Gurevich V. I. Vozrast oz. Mogil'nogo / V. I. Gurevich, A. A. Liyva // Reliktovoe ozero Mogil'noe. L.: Nauka, 1975. S. 102−104.
4. Tarasov G. A. Stroenie i proishozhdenie peremychki / G. A. Tarasov // Reliktovoe ozero Mogil'noe. L.: Nauka, 1975. S. 88−91.
5. Kocubko E. V. Harakteristika vodosbornoy ploschadi / E. V. Kocubko, A. S. Kravchenko // Reliktovoe ozero Mogil'noe (issledovaniya 1997−2000 gg.). Murmansk: Izd-vo PINRO, 2002. S. 17−19.
6. Titov O. V. Vvedenie / O. V. Titov, L. I. Serebrov, A. B. Karasev / Reliktovoe ozero Mogil'noe. L.: Nauka, 2002. S. 3−16.
7. Dolgov A. V. Vidovoy sostav ihtiofauny i struktura ihtiocenov Barenceva morya / A. V. Dolgov // Izv. TINRO. 2004. T. 137. S. 177-195.
8. Reliktovoe ozero Mogil'noe. L.: Nauka, 1975. 250 s.
9. Reliktovoe ozero Mogil'noe (issledovaniya 1997−2000 gg.). Murmansk: Izd-vo PINRO, 2002. 163 s.
10. Hardi D. S. Izolyaciya populyaciy atlanticheskoy treski Gadus morhua (Gadiformes) v severnyh meromikticheskih ozerah - povtoryayuschiysya v Arktike fenomen / D. S. Hardi, K. B. Reno, V. P. Ponomarenko, N. V. Muhina, N. A. Yaragina, Y. E. Sherosen, D. A. Hatchings // Voprosy ihtiologii. 2008. T. 48, № 2. S. 179-190.
11. Novikov G. G. Morfobiologicheskaya harakteristika kil'dinskoy treski / G. G. Novikov, A. N. Stroganov, V. S. Vinogradskiy // Tr. Belomor. biostancii biol. fak. MGU. M.: T-vo nauch. izd. KMK, 2006. T. 10. S. 110-116.
12. Novikov G. G. O nekotoryh geneticheskih parametrah kil'dinskoy treski Gadus morhua kildinensis Derugin (Gadidae, Gadiformes) / G. G. Novikov, A. N. Stroganov, K. I. Afanas'ev, G. A. Rubcova // Voprosy ihtiologii. 2006. T. 46, № 5. S. 708-710.
13. Stroganov A. N. Dannye po izmenchivosti mikrosatellitnyh lokusov u kil'dinskoy treski Gadus morhua kildinensis (Gadidae) / A. N. Stroganov, K. I. Afanas'ev, G. A. Rubcova, T. A. Rakickaya, A. V. Semenova // Voprosy ihtiologii. 2011. T. 51, № 4. S. 459-466.
14. Muhina N. V. Biologicheskoe sostoyanie kil'dinskoy treski / N. V. Muhina, N. A. Lepesevich, E. A. Filina // Reliktovoe ozero Mogil'noe (issledovaniya 1997-2000 gg.). Murmansk: Izd-vo PINRO. 2002. C. 88-109.
