Часова динаміка морфометричних характеристик фітопланктону в прибережній акваторії Криму (Чорне море, Україна)
Автор(и)
Розділ:
Екологія, ценологія, охорона та роль водоростей у природіНомер:
Том 32 № 4 (2022)Сторінки:
284–308DOI:
https://doi.org/10.15407/alg32.04.284Анотація
За результатами моніторингу, проведеного біля берегів Севастополя (Чорне море) у різні періоди років (2004−2006 та 2009−2014 рр.), за допомогою індексу сферичності форми клітин (ІСФ) проаналізовано морфометричні характеристики водоростей на різних рівнях ієрархічної організації − клітини, види, функціональні комплекси видів, таксони (діатомові водорості, динофлагеляти) та фітопланктону в цілому. Показано, що для кожного з них існує певний діапазон коливань середніх значень як у сезонній, так і в міжрічній динаміці. Порівняння двох досліджених періодів за середніми ІСФ показало статистично значуще зниження в діатомових та незначне збільшення в динофлагелят, що може бути пов'язано зі зсувом видового складу діатомових водоростей у бік більш витягнутих форм та більш округлих у динофлагелят. На прикладі двох видів з витягнутими формами клітин − діатомової водорості Proboscia alata (Brightwell) Sundström і динофлагеляти Tripos furca (Ehrenberg) F.Gómez, а також 3-го комплексу в цілому, встановлено значний позитивний зв'язок зі щільністю води на поверхні з рівнем достовірності 99%, що кількісно підтверджує їхній сезонний поліморфізм. Аналіз сезонної динаміки ІСФ діатомових в цілому показав статистично значущі відмінності та широкий діапазон коливань по місяцях. У сезонній динаміці виявлено три хвилі з інтервалом у 4 місяці, які відповідали сезонному ходу чисельності, за винятком березневого «спалаху» представників 2-го комплексу роду Pseudo-nitszchia H.Peragallo, внаслідок чого ІСФ був мінімальним. Травневий та вересневий максимуми чисельності відповідали максимумам ІСФ за рахунок «спалахів» розвитку представників 1-го комплексу, переважно роду Chaetoceros Ehrenberg. Для динофлагелят сезонні відмінності виявилися незначущими й коливались у вузькому діапазоні, з високими середніми значеннями (понад 0,94) більшу частину року. Мінімуми ІСФ збігалися з максимумами чисельності у травні та жовтні. Розмах коливань ІСФ у сезонній динаміці діатомових водоростей (34,7%) на порядок перевищував такий у динофлагелят (3,7%), що свідчить про більш стабільну структуру угруповання останніх. Отже, середня «форма» залежить значною мірою від видового різноманіття. У той же час діатомові характеризуються більшою пластичністю в адаптаціях до умов середовища. Для всього фітопланктону характерні високі значення ІСФ більшу частину року за рахунок переважання за чисельністю дрібних джгутикових і примнезієвих водоростей, з епізодичним зниженням у період спалахів розвитку діатомових навесні та восени. Округлення форм клітин угруповання як діатомових, так і динофлагелят у 2010 р. може бути реакцією на аномально високу температуру, що призвело до інтенсифікації трофічних процесів у морському середовищі. Отримані результати можуть бути використані як базові для зіставлення в разі відновлення моніторингу в даному районі в майбутньому. Запропонована методика може бути взята за основу для здійснення подібного моніторингу в будь-якій іншій акваторії водойм різного типу.
Ключові слова:
індекс сферичності форми клітин, динофлагеляти та діатомові водорості, сезонна динаміка, прибережжя Криму, Чорне мореТекст статті
Посилання
Alexandrov B.G., Zaitsev Yu.P., Minicheva G.G. 2010. New approaches to determining the biolo-gical value of marine ecosystems. Zhyva Ukraina. 1(2): 4–8. [Александров Б.Г., Зайцев Ю.П., Мінічева Г.Г. 2010. Нові підходи до визначення біологічної цінності морських екосистем. Жива Україна. 1(2): 4–8].
Aponasenko A.D., Shchur L.A., Lopatin V.N. 2000. The role of specific cell surface in phytoplankton productivity. Rep. AN. 375(3): 415–417. [Апонасенко А.Д., Щур Л.А., Лопатин В.Н. 2000. Роль удельной поверхности клеток в продуктивности фитопланктона. Докл. АН. 375(3): 415–417].
Artamonov Yu.V., Babiy M.V., Skripaleva E.A. 2005. In: Environmental control systems: Collect. Sci. Papers. Sevastopol. 240–242. [Артамонов Ю.В., Бабий М.В., Скрипалева Е.А. 2005. Региональные особенности межгодовой изменчивости поля температуры на поверхности океана. В кн.: Системы контроля окружающей среды: Сб. науч. тр. Севастополь. С. 240–242].
Bryantseva Yu.V. 2005. The shape index of unicellular algae as a new morphometric criterion. Ecol. Mor. 6: 27–31. [Брянцева Ю.В. 2005. Индекс формы одноклеточных водорослей как новый морфометрический критерий. Экол. моря. 6: 27–31].
Bryantseva Yu.V. 2008a. In: Microalgae of the Black Sea: problems of biodiversity conservation and biotechnological use. Sevastopol: ECOSY-Hydrophysics. Pp. 18–28. [Брянцева Ю.В. 2008а. Особенности сезонной сукцессии фитоценозов Севастопольской бухты в 2004–2006 гг. В кн.: Микроводоросли Черного моря: проблемы сохранения биоразнообразия и биотехнологического использования. Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика. С. 18–28].
Bryantseva Yu.V. 2008b. In: Microalgae of the Black Sea: problems of biodiversity conservation and biotechnological use. Sevastopol: ECOSY-Hydrophysics. Pp. 291–300. [Брянцева Ю.В. 2008б. Морфологический критерий для оценки состояния микроводорослей. В кн.: Микроводоросли Черного моря: проблемы сохранения биоразнообразия и биотехнологического использования. Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика. С. 291–300].
Bryantseva Yu.V. 2021. Features of the seasonal succession of phytoplankton in the Crimean coastal area (Black Sea) in years with tdifferent climatic conditions (2009-2014). Algologia. 31(4): 365–380. [Брянцева Ю.В. 2021. Особливості сезонної сукцесії фітопланктону в прибережній зоні Криму (Чорне море) у різні за кліматичними умовами роки. Альгологія. 31(4): 365–380]. https://doi.org/10.15407/alg31.04.365
Bryantseva Yu.V., Lyakh A.M., Silakov M.I., Georgieva E.Yu. 2009. The use of new methods for processing data on phytoplankton during biophysical monitoring. Ribne Gospodarstvo Ukr. 4(63): 26–27. [Брянцева Ю.В., Лях А.М., Силаков М.И., Георгиева Е.Ю. 2009. Использование новых методик обработки данных по фитопланктону при проведении биофизического мониторинга. Риб. госп. України. 4(63): 26–27].
Bryantseva Yu.V., Krakhmalnyi A.F., Velikova V.N., Sergeeva A.V. 2016. Checklist of Dinoflagellates in the Sevastopol coastal zone, Black Sea. Int. J. Algae. 18(1): 21–32. https://doi.org/10.1615/InterJAlgae.v18.i1.20
Marine Strategy Framework Directive (Directive 2008/56/EC of the european parliament and of the council of 17 June 2008). Offic. J. Eur. Union. L 164/19.
Diatom analysis. Vol. 3. 1950. Moscow: Gosgeolitizdat. 398 p. [Диатомовый анализ. Т. 3. 1950. М.: Госгеолитиздат. 398 с.].
Gmurman V.Е. 2006. Guide to solving problems in probability theory and mathematical statistics: Textbook. Moscow: Vyssh. Оbrazov. 476 p. [Гмурман В.Е. 2006. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике: Учебное пособие. М.: Высш. образов. 476 с.].
Guiry M.D., Guiry G.M. 2022. AlgaeBase. World-wide electron. publ. Nat. Univ. Ireland, Galway.
Gynzburg A.I., Kostyanoy A.G., Sheremet N.A. 2001. On the use of satellite data in the study of seasonal and interannual variability of the Black Sea surface temperature. Earth Exploration from Space. 1: 51–61. [Гинзбург А.И., Костяной А.Г., Шеремет Н.А. 2001. Об использовании спутниковых данных в исследовании сезонной и межгодовой изменчивости температуры поверхности Черного моря. Исследования Земли из космоса. 1: 51–61].
Khailov K.M., Prazukin A.V., Kovardakov S.A., Rygalov V.E. 1992. Functional morphology of marine multicellular algae. Kyiv: Nauk. Dumka. 280 p. [Хайлов К.М., Празукин А.В., Ковардаков С.А., Рыгалов В.Е. 1992. Функциональная морфология морских многоклеточных водорослей. Київ: Наук. думка. 280 с.].
Kubryakova E.A., Kubryakov A.A., Stanichny S.V. 2018. Impact of winter cooling on water vertical entrainment and intensity of phytoplankton bloom in the Black Sea. Phys. Oceanogr. 34(3): 206–222. https://doi.org/10.22449/1573-160X-2018-3-191-206
Lovenkova E.A., Polonskiy A.B. 2005. Climatic characteristics of upwelling near the Crimean coast and their variability. Meteorology and Hydrology. 5: 44–52. [Ловенкова Е.А., Полонский А.Б. 2005. Климатические характеристики апвеллинга у побережья Крыма и их изменчивость. Метеорология и гидрология. 5: 44–52].
Lyakh A.M., Bryantseva Yu.V. 2008. In: Microalgae of the Black Sea: problems of biodiversity conservation and biotechnological use. Sevastopol: ECOSY-Hydrophysics. Pp. 281–291. [Лях А.М., Брянцева Ю.В. 2008. Формулы для вычисления объемов и поверхностей микроводорослей, находящихся в коллекции ИнБЮМ. In: Микроводоросли Черного моря: проблемы сохранения биоразнообразия и биотехнологического использования. Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика. С. 281–291].
Margalef R. 1958. Information Theory in Ecology. General Systems. 3: 36–71.
Mikaelyan A.S., Kubryakov A.A., Silkin V.A., Pautova L.A., Chasovnikov V.K. 2018. Regional climate and patterns of phytoplankton annual succession in the open waters of the Black Sea. Deep Sea Res. Pt I. 142: 44–57. https://doi.org/10.1016/j.dsr.2018.08.001
Minicheva G.G. 1998. Morphofunctional bases of marine phytobenthos formation: Dr. Sci. (Biol.) Abstract. Sevastopol. 32 p. [Миничева Г.Г. 1998. Морфофункциональные основы формиро-вания морского фитобентоса: Автореф. дис… д-ра биол. наук. Севастополь. 32 с.].
Minicheva G. 2013. Use of the Macrophytes Morphofunctional Parameters to Assess Ecological Status Class in Accordance with the EU WFD. Mar. Ecol. J. 22(3): 5–21.
Minicheva G.G., Tuchkovenko Yu.S., Bolshakov V.N., Zotov A.B., Rusnak Ye.M. 2013. Reaction of algae communities of the north-western part of the Black Sea to local, regional and global factors. Algologia. 23(1): 19–36. [Миничева Г.Г., Тучковенко, Ю.С., Большаков В.Н., Зотов А.Б., Руснак Е.М. 2013. Реакциа альгосообществ северо-западной части Черного моря на локальные, региональные и глобальные факторы. Альгология. 23(1): 19–36]. https://doi.org/10.15407/alg23.01.019
Minicheva G.G., Bolshakov V.N., Kalashnik E.S., Zotov A.B., Marinets A.V. 2018. Assessment of the reactions of algal communities to influence of climatic factors in the N-W Black Sea ecosystem. Algologia. 28(2): 121–135. [Миничева Г.Г., Большаков В.Н., Калашник Е.С., Зотов А.Б., Маринец А.В. 2018. Оценка реакции альгосообществ черноморских экосистем на воздействие климатических факторов. Альгология. 28(2): 121–135]. https://doi.org/10.15407/alg28.02.121
Minicheva G.G., Zotov A.B., Bolshakov V.M., Калашнік К.С., Маринець Г.В., Швець Г.В. 2015. Autotrophic surfaces - a phytoindication tool for monitoring aquatic ecosystems. Sci. Not. Ternop. Nat. Ped. Univ. Ser. Biol. 3–4(64): 470–473. [МінічеваГ.Г., ЗотовА.Б., БольшаковВ.М., Калашнік К.С., Маринець Г.В., Швець Г.В. 2015. Автотрофні поверхні - інструмент фітоіндикації для моніторингу водних екосистем. Наук. зап. Терноп. нац. пед. ун-ту. Сер. Біол. 3-4(64): 470–473].
Murzov S.A. 1994. Structure and seasonal dynamics of heterotrophic nanoplankton of the Black Sea. Heterotrophic nanoplankton of the Black Sea: PhD (Biol.) Abstract. Sevastopol. 24 p. [Мурзов С.А. 1994. Структура и сезонная динамика гетеротрофного нанопланктона Черного моря. Гетеротрофный нанопланктон Черного моря: Автореф. дис. … канд. биол. наук. Севастополь. 24 с.].
Radchenko I.G., Kapkov V.I., Fedorov V.D. 2010. A Practical Guide to Collecting and Analyzing Samples of Marine Phytoplankton: A Study Guide for Biological University Students. Moscow: Mordvintsev. 60 p. [Радченко И.Г., Капков В.И., Федоров В.Д. 2010. Практическое руководство по сбору и анализу проб морского фитопланктона: Учебно-методическое пособие для студентов биологических специальностей университетов. M.: Мордвинцев. 60 с.].
Serikova I.M., Bryantseva Yu.V., Tokarev Yu.N., Stanichniy S.V., Vasilenko V.I. 2016. Response of Phytoplankton of the Sevastopol Coastal zone to Climate Peculiarities of the years 2009–2012. Hydrobiol. J. 52(1): 39–48. https://doi.org/10.1615/HydrobJ.v52.i1.40
Vedernikov V.I., Nezlin N.P., Zernova V.V. 1983. In: Seasonal changes in the Black Sea plankton. Moscow: Nauka. Pp. 34–55. [Ведерников В.И., Незлин Н.П., Зернова В.В. 1983. О количественном развитии мелких жгутиковых водорослей в прибрежных водах северо-восточной части Черного моря. В кн.: Сезонные изменения черноморского планктона. М.: Наука. С. 34–55].
Vinogradova L.A., Voloshina G.V., Semenova S.N. 1979. Size-functional groups and flow patterns of matter in the plankton of the North Sea. Trudy AtlantNIRO (Kaliningrad). 78: 3–16. [Виноградова Л.А., Волошина Г.В., Семенова С.Н. 1979. Размерно-функцио-нальные группы и схемы потока вещества в планктоне Северного моря. Труды АтлантНИРО (Калининград). 78: 3–16]. https://doi.org/10.1109/MSPEC.1979.6368265
Water Framework Directive (Directive 2000/60/EC of the European Parliament and of the Council establishing a framework for Community action in the field of water policy). Official J. (OJ L 327) on 22 December 2000.
