Статья поступила в редакцию 06.06.2020 г.
УДК 574.5
© 2020 г. Садчиков А.П.
Международный биотехнологический центр МГУ имени М.В.Ломоносова.
119992, Москва, Ленинские горы, д. 1, корп. 12
E-mail: aquaecotox@yandex.ru
// Материалы по флоре и фауне Республики Башкортостан. 2020. № 27. С. 93-97.
Введение
Ракообразные с фильтрационным типом питания – широко распространенная и многочисленная группа планктонных организмов в пресных водоемах. Благодаря высокой численности они являются основными потребителями фитопланктона. Однако они выедают в основном небольшие по размеру водоросли (одиночные клетки и колонии) размером до 30-60 мкм (Садчиков, 1983; Гутельмахер, Садчиков, Филиппова, 1988). Однако в мезотрофных и эвтрофных водоемах значительная часть фитопланктона представлена более крупными водорослями (так называемым сетным фитопланктоном), которые не потребляются фильтраторами из-за своих размеров. Они включаются в трофическую цепь через детритно-бактериальное звено (Гутельмахер, Садчиков, Филиппова, 1988). В связи с этим энергетическая ценность этих водорослей в экосистеме резко понижается.
Однако в литературе имеются сведения (Крючкова, 1976; Гутельмахер, Садчиков, Филиппова, 1988), что зоопланктон способен разбивать колониальные водоросли на небольшие фрагменты, которые после этого могут потребляться фильтраторами. Колонии способны разбивать хищные ракообразные, коловратки, а также фильтраторы за счет биения (работы самого фильтрационного аппарата). Кроме того, турбулентность водных масс также может разбивать колонии. Однако таких работ крайне мало, они в значительной степени имеют теоретический характер (Садчиков, 2003; 2013).
Продуктивность водоемов определяется степенью утилизации первичной продукции гетеротрофными организмами, в первую очередь ракообразными с фильтрационным типом питания, т.к. они являются основными потребителями фитопланктона. Исследованиям по питанию фильтраторов посвящено много работ, однако большинство из них проводились в лабораторных условиях на культурах водорослей (Сущеня, 1975; Гутельмахер, Садчиков, Филиппова, 1988). Исследований с природным фитопланктоном значительно меньше. Наннопланктон в мезотрофных и эвтрофных водоемах составляет лишь небольшую часть от суммарной биомассы фитопланктона. Основная масса водорослей, особенно во время цветения водоема, представлена колониальными формами, размер которых значительно превышает пищевые возможности ракообразных. Исследования, в которых показана возможность потребления колониальных водорослей, вызывают повышенный интерес у специалистов (Герасимова, Погожев, Садчиков, 2018, 2019 а, б).
Нам под бинокуляром визульно удалось наблюдать, как коловратка Asplanchna priodonta пыталась съесть («откусить кусок») колониальной золотистой водоросли Uroglenopsis americana.
Материалы и методы
Исследования проводили в мезотрофном озере Глубокое (Московская область), в котором в больших количествах обитают колониальные золотистые водоросли Uroglenopsis americana (Calkins) Lemmermann (1899) и хищные кодовратки Asplanсhna priodоnta Gosse, 1850. (Садчиков, Чекрыжева, Колосов, 1983). Пробы воды для анализа отбирали в поверхностном слое водоема. Воду помещали в чашку Петри и под бинокуляром МБС-9 (Россия) наблюдали за поведением коловратки и ее попытками съесть колониальную водоросль.
Результаты исследований.
Asplanсhna priodоnta Gosse, 1850. Тело удлиненно-мешковидное. Длина тела варьирует от 500 до 1500 мкм, ширина 300-500 мкм. Это типичный представитель озерно-прудового планктона, хорошо приспособленный к жизни в пресных водоемах. Широко распространенный вид. Обычно держится в поверхностных слоях воды. Мастакс крупный, один из типичных хищников среди коловраток. Излюбленная пища – коловратки и мелкие планктонные ракообразные. А. priodonta обладает способностью переходить в случае недостатка животной пищи на питание водорослями. Рацион живой пищи составляет от 100 до 160% от массы тела (Набережный 1983, 1984).
Uroglenopsis americana (Calkins) Lemmermann (1899) – крупная шаровидная колония, относится к золотистым водорослям. Размер колонии до 300 мкм в диаметре с большим количеством округлых клеток. Клетки эллипсовидные или шаровидные 8-10 мкм длины, 4-6 мкм ширины, расположены по периферии колонии. Широко распространенный вид, обитает в планктоне озер. Клетки имеют два жгутика, благодаря которым они (и, соответственно, колония) передвигаются в толще воды. Короткий жгутик 2 мкм длины, длинный – более чем в 4 раза длиннее короткого. За счет биения жгутиков колониальная водоросль перемещается в верхнем слое водоема по спирали (Волошко, 2017).
Нам визуально удалось наблюдать встречу коловратки Asplanсhna priodоnta и шаровидной водоросли Uroglenopsis americana. Коловратка была в несколько раз крупнее водоросли. Было видно, как она двигала мастаксом и пыталась «откусить» кусок водоросли. Однако круглая форма водоросли не позволяла это сделать. Это чем-то напоминало попытку откусить яблоко, подвешенное ниткой за черешок. Кроме того, водоросль, вращаясь, постоянно уходила от коловратки. Это продолжалось несколько минут.
Наконец, коловратке удалось «откусить» кусок колонии. Так как колониальная водоросль постоянно вращалась, то выеденный «бок» был хорошо виден. Коловратка продолжала преследовать водоросль, отгрызая понемногу куски с поврежденного бока. Наступил момент, когда колониальная водоросль распалась на отдельные клетки. Это произошло мгновенно, чем-то напоминало стайку рыб, которые бросились врассыпную от появившегося хищника.
Так как отдельные клетки были слишком малы, чтобы их видеть при увеличении, которое мы использовали в наблюдении за взаимоотношением хищника и жертвы. Колониальная водоросль в одно мгновение превратилась в «пыль».
Наши дальнейшие наблюдения были не такими успешными. Коловратки постоянно плавали вместе с колониальными водорослями, однако они равнодушно относились друг к другу.
Заключение
Результаты наблюдений показали, что коловратки способны разрушать колонии водорослей, после чего их могут использовать в пищу ракообразные-фильтраторы. Ведь отдельные клетки этой золотистой водоросли (10 мкм) легко утилизируются фильтраторами. Таким образом, успешная «охота» коловратки позволила колониальной водоросли размером более 200 мкм распасться на отдельные клетки. Они в дальнейшем могут потребляться фильтраторами.
Литература
Волошко Л.Н. Золотистые водоросли водоемов Севера России. Роды Synuropsis, Uroglena и Uroglenopsis (Chromulinaceae). // Астраханский вестник экологического образования, 2017, № 2(40). – С. 109-120.
Герасимова Т.Н., Погожев П.И., Садчиков А.П. Подавление цветения цианобактерий зоопланктоном: эксперименты в природных водоемах с использованием проточных экосистем. // Экологическая химия, 2019 а, т. 28, № 5, – С. 258-263.
Гутельмахер Б.Л., Садчиков А.П., Филиппова Т.Г. Питание зоопланктона // Итоги науки и техники. ВИНИТИ. Сер. Общая экология. Биоценология. Гидробиология, 1988. Т. 6. – 155 с.
Крючкова Н.М. Скорость и эффективность фильтрационного питания у некоторых видов пресноводных планктонных ракообразных. // Экология, 1976, № 1. – С. 81-88.
Набережный А.И. Коловратки водоемов Молдавии. // Кишинев, изд-во «Штиинца», 1984.
Набережный А.И. Биологические основы культивирования водных организмов. // Кишинев, изд-во «Штиинца», 1983.
Садчиков А.П. Питание некоторых Cladocera мезотрофного озера фито- и бактериопланктона. I. Эпилимниальные Bosmina coregoni и Diaphanosoma brachyurum. // журнал Биологические науки, 1983, № 8. – С. 64-70.
Садчиков А.П., Чекрыжева Т.А., Колосов В.Р. Сезонная динамика фитопланктона оз. Глубокое. // Гидробиол. журн., 1983, т. 19, № 5. – С. 64-70.
Садчиков А.П. Методы изучения пресноводного фитопланктона: методическое руководство. М.: Изд-во «Университет и Школа», 2003. – 157 с.
Садчиков А.П. Гидробиология: планктон (Трофические и метаболические взаимоотношения) – М.: Изд-во ООО «ПКЦ Альтекс», 2013. – 240 с.
Сущеня Л.М. Количественные закономерности питания ракообразных. Минск: Наука и техника, 1975. – 208 с.