Биологическая инвазия в зоне критической солености: интродукция полихет Marenzelleria arctia в восточную часть Финского залива Балтийского моря

А.А. Максимов

Труды Зоологического института РАН, 2013, 317(Приложение 3):

Резюме

На примере полихет Marenzelleria arctia, вселившихся в восточную часть Финского залива, анализируются особенности биологических инвазий в бедных видами эстуарных сообществах зоны критической солености. Интродукция M. arctia вызвала кардинальную перестройку всей экосистемы залива. Полихеты заняли господствующее положение в бентосе. Многократно увеличилась биомасса бентоса, вопреки ухудшению кислородных условий. Роль этих устойчивых к недостатку кислорода полихет особенно значительна в подверженных гипоксии районах, обычно заселенных монокультурой M. arctia. Появилась новая функциональная группа животных, активно осуществляющих биоирригацию грунта, положительным образом влияя на биогеохимические процессы в донных осадках. Вероятно, в б лижайшем будущем радикальные перемены в бентосе скажутся на составе рыбного населения. Открытые районы Финского залива, характеризующиеся «критической» соленостью и низкой температурой придонных вод, до вселения M. arctia были мало затронуты инвазионными процессами. Специфическая среда предполагала и более жесткие условия отбора, ограничивая круг потенциальных вселенцев, однако, последствия инвазий в зоне критической солености, по-видимому, более значительны, чем в более богатых видами пресноводных и морских местообитаниях. «Ненасыщенные» видами эстуарные сообщества с большим количеством «пустых» экологических ниш представляют чужеродным видам хороший шанс для успешной акклиматизации. По-видимому, во многих случаях это можно рассматривать как положительное явление вследствие образования функционально более разнообразных и устойчивых сообществ.

Ключевые слова

биоирригация, биотурбация, вселенцы, донные сообщества, ксеноразнообразие, макрозообентос, чужеродные виды, эстуарии

Опубликована 21 июня 2013 г.

Литература

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

Грезе В.Н. 1957. Кормовые ресурсы рыб реки Енисея и их использование. Известия ВНИОРХ, 41: 3–233.

Еремина Т.Р., Ланге Е.К., Ершова А.А., Исаев А.В. и Хамина О.В. 2011. Оценка состояния вод Финского залива по индикаторам ХЕЛКОМ на основе данных наблюдений. Сборник материалов XII Международного экологического форума «День Балтийского моря» (21–23 марта 2011 г., Санкт-Петербург). СПб ООО «Цветпринт»: 50–51.

Зенкевич Л.А. 1963. Биология морей СССР. М.: Изд-во АН СССР, 739 с.

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

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 Ципленкина И.Г. 2012. Перестройка донных сообществ под влиянием чужеродных видов кольчатых червей. А.Ф. Алимов и С.М. Голубков (ред.). Динамика биологического разнообразия и биоресурсов континентальных водоемов. СПб. Наука (в печати).

Максимов А.А., Еремина Т.Р., Ланге Е.К., Литвинчук Л.Ф. и Максимова О.Б. 2012. Режимная перестройка экосистемы восточной части Финского залива в последние годы. Сборник материалов XIII Международного экологического форума «День Балтийского моря» (21–23 марта 2012 г., Санкт-Петербург). СПб. (в печати).

Хлебович В.В. 1972. Критическая соленость биологических процессов. Л.: Наука, 235 с.

Ярвекюльг А.А. 1979. Донная фауна восточной части Балтийского моря. Таллин: Валгус, 382 с.

Blank M., Laine A.O., Jürss K. and Bastrop R. 2008. Molecular identification key based on PCR/RFLP for three polychaete sibling species of the genus Marenzelleria, and the species’ current distribution in the Baltic Sea. Helgol Mar Res, 62: 129–141. https://doi.org/10.1007/s10152-007-0081-8

Karlson A.M.L., Näslund J., Rydén S.B. and Elmgren R. 2011. Polychaete invader enhances resource utilization in a species-poor system. Oecologia, 166: 1055–1065. https://doi.org/10.1007/s00442-011-1936-x

Karlson K., Hulth S., Ringdahl K. and Rosenberg R. 2005. Experimental recolonisation of Baltic Sea reduced sediments: survival of benthic macrofauna and effects on nutrient cycling. Mar. Ecol. Prog. Ser., 294: 35–49. https://doi.org/10.3354/meps294035

Karlsson O.M., Jonsson P.O., Lindgren D., Malmaeus J.M. and Stehn A. 2010. Indications of Recovery from Hypoxia in the Inner Stockholm Archipelago. AMBIO, 39: 486–495. https://doi.org/10.1007/s13280-010-0079-3

Leppäkoski E. and Olenin S. 2000. Non-native species and rates of spread: lessons from the brackish Baltic Sea. Biological Invasions, 2: 151–163. https://doi.org/10.1023/A:1010052809567

Leppäkoski E. and Olenin S. 2001. The Meltdown of Biogeographical Peculiarities of the Baltic Sea: The Interaction of Natural and Man-made Processes. Ambio, 30(4–5): 202–209. https://doi.org/10.1579/0044-7447-30.4.202

Maximov A.A. 2003. Changes of bottom macrofauna in the eastern Gulf of Finland in 1985–2002. Proc. Estonian Acad. Sci. Biol. Ecol., 52(4): 378–393. https://doi.org/10.3176/biol.ecol.2003.4.02

Nehring S. 2006. Four arguments why so many alien species settle into estuaries, with special reference to the German river Elbe. Helgol Mar Res, 60: 127–134. https://doi.org/10.1007/s10152-006-0031-x

Norkko J., Reed D.C., Timmermann K., Norkko A., Gustafsson B.G., Bonsdorff E., Slomp C.P., Carstensen J. and Conley D.J. 2011. A welcome can of worms? Hypoxia mitigation by an invasive species. Global Change Biology, 18(2): 422–434. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2011.02513.x

Olenin S. and Leppäkoski E. 1999. Non-native animals in the Baltic Sea: alteration of benthic habitats in coastal inlets and lagoons. Hydrobiologia, 393: 233–243. https://doi.org/10.1007/978-94-017-0912-5_24

Orlova M.I., Telesh I.V., Berezina N.A., Antsulevich A.E., Maximov A.A. and Litvinchuk L.F. 2006. Effects of nonindigenous species on diversity and community functioning in the eastern Gulf of Finland (Baltic Sea). Helgol. Mar. Res., 60: 98–105. https://doi.org/10.1007/s10152-006-0026-7

Paavola M., Olenin S. and Leppäkoski E. 2005. Are invasive species most successful in habitats of low native species richness across European brackish water seas? Estuarine, Coastal and Shelf Science, 64: 738–750. https://doi.org/10.1016/j.ecss.2005.03.021

Remane A. and Schliper C. 1971. Biology of brackish water. E. Schweizerbart’ che Verlagsbuchhandlung, Stuttgart, 372 p.

Ruiz G. and Hewitt C.L. 2009. Latitudinal Patterns of Biological Invasions in Marine Ecosystems: A Polar Perspective. In: I. Krupnik, M.A. Lang and S.E. Miller (Eds.). Proceedings of the Smithsonian at the Poles contributions to International Polar Year Science. Smithsonian Institution Scholarly Press, Washington: 347–358. https://doi.org/10.5479/si.097884601X.26

Ruiz G.M., Fofonoff P., Hines A.H. and Grosholz E.D. 1999. Non-indigenous species as stressors in estuarine and marine communities: Assessing invasion impacts and interactions. Limnol. Oceanogr., 44(3, part 2): 950–972. https://doi.org/10.4319/lo.1999.44.3_part_2.0950

Schlaepfer M.A., Sax D.F. and Olden J.D. 2010. The Potential Conservation Value of Non-Native Species. Conservation Biology, 25(3): 428–437. https://doi.org/10.1111/j.1523-1739.2010.01646.x

Stachowicz J.J. and Byrnes J.E. 2006. Species diversity, invasion success, and ecosystem functioning: disentangling the influence of resource competition, facilitation, and extrinsic factors. Marine Ecology Progress Series, 311: 251–262. https://doi.org/10.3354/meps311251

Stachowicz J.J., Whitlatch R.B. and Osman R.W. 1999. Species diversity and invasion resistance in a marine ecosystem. Science, 286: 1577–1579. https://doi.org/10.1126/science.286.5444.1577

Zettler M.L., Daunys D., Kotta J. and Bick A. 2002. History and success of invasion into the Baltic Sea: the polychaete Marenzelleria cf. viridis, development and strategies. In: E. Leppäkoski et al. (Eds.). Invasive aquatic species of Europe. Kluwer Academic Publishers, Netherlads: 66–75. https://doi.org/10.1007/978-94-015-9956-6_8

Zmudzinski L. 1996. The effect of the introduction of the american species Marenzelleria viridis (Polychaeta, Spionidae) on the benthic ecosystem of Vistula Lagoon. Marine Ecology, 17(1–3): 221–226. https://doi.org/10.1111/j.1439-0485.1996.tb00503.x