Role of macro- and meiobenthos in the bottom communities of the inner Gulf of Finland

A.A. Maximov and V.A. Petukhov

Proceedings of the Zoological Institute RAS, 2011, 315(3): 289–310 · https://doi.org/10.31610/trudyzin/2011.315.3.289

Full text

Abstract

The role of macro- and meiobenthos in the bottom communities of the inner Gulf of Finland was studied under different environmental conditions. In the shallow areas above 20 m isobath so-called principle of biocoenotic compensation was observed, that is, increase of meiobenthos quantitative characteristics with macrobenthos impoverishment. This principle was violated in the deeper areas, where bottom communities were wiped out periodically because of hypoxicanoxic events. The deep-water communities characterized by very unstable structure. The both studied benthos components were adversely af fected by hypoxia. In the following recovery succession macrobenthic polychaetes Marenzelleria spp. got advantage, which able to colonized quickly vacant bottoms because of presence of plankton larvae. The meiobenthos was typified by slower recovery. Thus, in the open waters of the Gulf of Finland meiobenthos can not compensate disappearance or strong impoverishment of macrozoobenthos in the case of near-bottom hypoxia formation, which in the last years became a common phenomenon for the most part of area of this water body.

Key words

meio- and macrofauna ratio, biocoenotic compensation principle, hypoxia, Baltic Sea, energy flow, nematodes

Submitted May 21, 2011 · Accepted August 19, 2011 · Published September 23, 2011

References

Алимов А.Ф. 1981. Функциональная экология пресноводных двустворчатых моллюсков. Наука, Ленинград, 248 с.

Алимов А.Ф. 1989. Введение в продукционную гидробиологию. Гидрометеоиздат, Ленинград, 152 с.

Алимов А.Ф. и Голубков С.М. 1987. Функциональное значение зообентоса в экосистеме Невской губы. В кн.: Г.Г. Винберг и Б.Л. Гутельмахер (Ред.) Невская губа: Гидробиологические исследования. Наука, Ленинград: 170–174.

Алимов А.Ф. и Голубков С.М. (Ред.). 2008. Экосистема эстуария реки Невы: биологическое разнообразие и экологические проблемы. Товарищество научных изданий КМК, Москва, 477 с.

Балушкина Е.В. 1987. Функциональное значение личинок хирономид в континентальных водоемах. Наука, Ленинград, 179 с.

Балушкина Е.В. и Винберг Г.Г. 1979. Зависимость между длиной и массой тела планктонных ракообразных. В кн. Г.Г. Винберг (Ред.). Экспериментальные и полевые исследования биологических основ продуктивности озер. ЗИН АН СССР, Ленинград: 58–79.

Винберг Г.Г. 1983. Температурный коэффициент Вант-Гоффа и уравнение Аррениуса в биологии. Журнал общей биологии, 44(1): 31–42.

Гальцова В.В. 1991. Мейобентос в морских экосистемах на примере свободноживущих нематод. Зоологический институт АН СССР, Ленинград, 241 с.

Голиков А.Н. и Аверинцев В.Г. 1977. Биоценозы верхних отделов шельфа архипелага Земля Франца-Иосифа и некоторые закономерности их распределения. В кн.: А.Н. Голиков (Ред.). Биоценозы шельфа Земли Франца-Иосифа и фауна сопредельных акваторий. Исследования фауны морей, 14(22). Наука, Ленинград: 5–54.

Голиков А.Н., Скарлато О.Н., Аверинцев В.Г., Меншуткина Т.В., Новиков О.К. и Шереметевский А.М. 1990. Экосистемы Новосибирского мелководья и некоторые закономерности их распространения и функционирования. В кн. А.Н. Голиков (Ред.). Экосистемы Новосибирского мелководья и фауна моря Лаптевых и сопредельных вод Арктического океана. Наука, Ленинград: 4–79.

Голубков С.М., Максимов А.А., Голубков М.С. и Литвинчук Л.Ф. 2010. Функциональный сдвиг в экосистеме восточной части Финского залива под влиянием естественных и антропогенных факторов. Доклады Академии наук, 432(3): 423–425.

Джендереджян К.Г. и Унанян А.С. 1987. Связь между массой тела и некоторыми линейными параметрами тубифицид на примере Potamothrix hammoniensis (Michaelsen). Водные малощетинковые черви: Материалы VI Всесоюзного симпозиума. Рига: 64–66.

Еремина Т.Р. и Карлин Л.Н. 2008. Современные черты гидрохимических условий в восточной части Финского залива. В кн.: А.Ф. Алимов и С.М. Голубков (Ред.). Экосистема эстуария реки Невы: биологическое разнообразие и экологические проблемы. Товарищество научных изданий КМК, Москва: 24–38.

Исаев А.В. 2010. Количественные оценки пространственно-временной изменчивости абиотических характеристик экосистемы восточной части Финского залива на основе данных наблюдений и математического моделирования. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук. Российский государственный гидрометеорологический университет, Санкт-Петербург, 21 с.

Камлюк Л.В. 1974. Энергетический обмен у свободноживущих плоских и кольчатых червей и факторы его определяющие. Журнал общей биологии, 35(6): 874–885.

Курашов Е.А. 1994. Мейобентос как компонент озерной экосистемы. Алга-Фонд, Санкт-Петербург, 224 с.

Максимов А.А. 2004. Многолетние изменения макрозообентоса Невской губы, Биология внутренних вод, 3: 84–92.

Максимов А.А. 2006. Причины возникновения придонной гипоксии в восточной части Финского залива Балтийского моря, Океанология, 46(2): 204–210.

Максимов А.А. 2008а. Изменения макрозообентоса вершины Финского залива вследствие гидротехнических работ по сооружению морского фасада Санкт-Петербурга. Сборник тезисов IX Международного экологического форума «День Балтийского моря» (11–13 марта 2008 г., Санкт-Петербург). Диалог, Санкт-Петербург: 262–263.

Максимов А.А. 2008б. Влияние климатических факторов на динамику макрозообентоса. В кн.: А.Ф. Алимов и С.М. Голубков (Ред.). Экосистема эстуария реки Невы: биологическое разнообразие и экологические проблемы. Товарищество научных изданий КМК, Москва: 346–355.

Максимов А.А. 2009. Изменения в донных сообществах восточной части Финского залива после вселения полихеты Marenzelleria neglecta. Российский Журнал Биологических Инвазий, 2: 14–22.

Максимов А.А. 2010. Крупномасштабная инвазия Marenzelleria spp. (Polychaeta; Spionidae) в восточной части Финского залива Балтийского моря. Российский Журнал Биологических Инвазий, 4: 19–31.

Максимов А.А. и Петухов В.А. 2009. Макро- и мейобентос вершины Финского залива. Х Международный экологический форум «День Балтийского моря». Сборник материалов. Макси-Принт, Санкт-Петербург: 58–59.

Мокиевский В.О. 2009. Экология морского мейобентоса. Т-во научных изданий КМК, Москва, 286 с.

Мокиевский В.О., Воробьева Л.В., Горлицкая Л.А., Милютина М.А. и Кучерук Н.В. 2010. Многолетние изменения в мейобентосе восточной части Черного моря. Океанология, 50(6): 994–1001.

Мокиевский В.О. и Каменская О.Е. 2002. Мейобентос гидротермальных зон и других восстановительных биотопов. В кн.: А.В. Гебрук (Ред.). Биология гидротермальных систем. Москва: 237–253.

Набережный А.И. и Ирмашева С.Г. 1980. Соотношение размеров и массы тела у гарпактицид (Crustacea, Harpacticoida). Известия АН Молдавской ССР. Серия биологических и химических наук, 4: 75–76.

Орлова М.И., Анцулевич А.Е., Белякова Р.Н., Насека А.М., Ципленкина И.Г., Жакова Л.В., Литвинчук Л.Ф., Березина Н.А. и Максимов А.А. 2008. Биологические инвазии. В кн.: А.Ф. Алимов и С.М. Голубков (Ред.). Экосистема эстуария реки Невы: биологическое разнообразие и экологические проблемы. Товарищество научных изданий КМК, Москва: 272–312.

Панов В.Е. 1987. Высшие ракообразные и их роль в зообентосе. В кн.: Г.Г. Винберг и Б.Л. Гутельмахер (Ред.). Невская губа: Гидробиологические исследования. Наука, Ленинград: 145–150.

Петухов В.А. 1987. Мейобентос. В кн.: Г.Г. Винберг и Б.Л. Гутельмахер (Ред.). Невская губа: Гидробиологические исследования. Наука, Ленинград: 121–127.

Петухов В.А., Максимов А.А. и Березина Н.А. 2009. Мейобентос как элемент донных сообществ в водоемах Северо-Запада России. Отчетная научная сессия по итогам работ 2008 г. Тезисы докладов. Зоологический институт РАН, Санкт-Петербург: 28–29.

Романова З.А. и Хмелева Н.Н. 1978. Дыхание ракообразных в пределах ареала. Биология моря, 46. Наукова думка, Киев: 29–36.

Рыбалко А.Е., Федорова Н.К. и Максимов А.А. 2009. Влияние гидротехнических работ на формирование геохимической структуры донных осадков (на примере восточной части Финского залива в 2006–2008 гг.). В кн.: А.П. Лисицин (Ред.). Геология морей и океанов: Материалы XVIII Международной научной конференции (Школы) по морской геологии. Т. 4. ГЕОС, Москва: 147–149.

Сущеня Л.М. 1972. Интенсивность дыхания ракообразных. Наукова Думка, Киев, 195 с.

Цалолихин С.Я. 1981. Определение веса пресноводных нематод. В кн.: Т.А. Платонова и С.Я. Цалолихин (Ред.). Эволюция, систематика, морфология и экология свободноживущих нематод. Зоологический институт АН СССР, Ленинград: 80–85.

Шереметевский А.М. 1987. Роль мейобентоса в биоценозах шельфа южного Сахалина, восточной Камчатки и Новосибирского мелководья. Исследования фауны морей, 35(43). Наука, Ленинград, 135 с.

Шереметевский А.М. 1991. К вопросу о компенсации развития макробентоса мейобентосом на примере мидиевых банок Белого моря. Экология моря, 39: 89–91.

Ankar S. and Elmgren R. 1976. The benthic macro- and meiofauna of the Asko-Landsort area (Northern Baltic Proper). A stratified random sampling survey. Contributions from the Asko Laboratory, University of Stockholm, 11: 1–115.

Austen M.C. and Widdicombe S. 2006. Comparison of the response of meio- and macrobenthos to disturbance and organic enrichment. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology, 330: 96–104. https://doi.org/10.1016/j.jembe.2005.12.019

Elmgren R. 1975. Benthic meiofauna as indicator of oxygen conditions in the northern Baltic proper. Merentutkimuslaitoksen Julkaisu/ Havsforskningsinst, 239: 265–271.

Elmgren R. 1976. Baltic benthos communities and the role of meiofauna. Contributions from the Asko Laboratory, University of Stockholm, 14: 1–31.

Elmgren R., Rosenberg R., Andersin A.-B., Evans S., Kangas P., Lassig J., Leppäkoski E. and Varmo R. 1984. Benthic macro- and meiofauna in the Gulf of Bothnia (Northern Baltic). Finnish Marine Research, 250: 3–18.

Gutiérrez D., Enríquez E., Purca S., Quipúzcoa L., Marquina R., Flores G. and Graco M. 2008. Oxygenation episodes on the continental shelf of central Peru: Remote forcing and benthic ecosystem response. Progress in Oceanography, 79: 177–189. https://doi.org/10.1016/j.pocean.2008.10.025

Josefson A.B. and Widbom B. 1988. Differential response of benthic macrofauna and meiofauna to hypoxia in the Gullmar Fjord basin. Marine Biology, 100(1): 31–40. https://doi.org/10.1007/BF00392952

Lehtonen K.K. 1996. Ecophysiology of the benthic amphipod Monoporeia affinis in an open-sea area of the Northern Baltic Sea: seasonal variations in oxygen consumption and ammonia excretion. Marine Biology, 126: 645–654. https://doi.org/10.1007/BF00351331

Levin L.A., Ekau W., Gooday A.J., Jorissen F., Middelburg J.J., Naqvi W., Neira C., Rabalais N.N. and Zhang J. 2009. Effects of natural and human-induced hypoxia on coastal benthos. Biogeosciences Discuss, 6: 3563–3654. https://doi.org/10.5194/bgd-6-3563-2009

Maximov A.A. 2003. Changes of bottom macrofauna in the eastern Gulf of Finland in 1985–2002. Proceedigs of the Estonian Academy of Scences. Biology. Ecology, 52(4): 378–393. https://doi.org/10.3176/biol.ecol.2003.4.02

Modig H. and Ólafsson E. 1998. Responses of Baltic invertebrates to hypoxic events. Journal of Experimental Marine Bioogy and Ecology, 229: 133–148. https://doi.org/10.1016/S0022-0981(98)00043-4

Steyaert M., Moodley L., Nadong T., Moens T., Soetaert K. and Vincx M. 2007. Responses of intertidal nematodes to short-term anoxic events. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology, 345: 175–184. https://doi.org/10.1016/j.jembe.2007.03.001

VanColen C., Montserrat F., Verbist K., Vincx M., Steyaert M., Vanaverbeke J., Herman P.M.J., Degraer S. and Ysebaert T. 2009. Tidal flat nematode responses to hypoxia and subsequent macrofauna-mediated alterations of sediment properties. Marine Ecology Progress Series, 381: 189–197. https://doi.org/10.3354/meps07914

Veit-Köhler G., Gerdes D., Quiroga E., Hebbeln D. and Sellanes J. 2009. Metazoan meiofauna within the oxygen-minimum zone off Chile: Results of the 2001-PUCK expedition. Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography, 56(16): 1105–1111. https://doi.org/10.1016/j.dsr2.2008.09.013

Warwick R.M., Dashfield S.L. and Somerfield P.J. 2006. The integral structure of a benthic infaunal assemblage, Journal of Experimental Marine Biology and Ecology, 330: 12–18. https://doi.org/10.1016/j.jembe.2005.12.013

Whomersley P., Huxham M., Schratzberger M. and Bolam S. 2009. Differential response of meio- and macrofauna to in situ burial. Journal of the Marine Biological Association of the UK, 89(6): 1091–1098. https://doi.org/10.1017/S0025315409000344