» » Дафнии заселяют альпийские озера, ставшие более продуктивными

Дафнии заселяют альпийские озера, ставшие более продуктивными


Дафнии заселяют альпийские озера, ставшие более продуктивными

Ветвистоусый рачок Daphnia galeata, проникший в озера, в которых ранее отсутствовал. Изображение с сайта www.natur.cuni.cz


Что определяет расширение круга местообитаний, в которых начинает встречаться тот или иной вид организмов? Изменение условий, ставших более пригодными для данного вида, или же генетические изменения самих организмов? На примере ветвистоусого рачка Daphnia galeata, который стал обитать в озерах северных предгорий Альп, удалось экспериментально показать, что основная причина его появления на новом месте — повышение продуктивности данных озер и улучшение кормовой базы. Однако некоторую роль, по-видимому, всё же сыграл естественный отбор в популяциях самих дафний.

Расселение видов в новые районы и освоение ими новых местообитаний в последнее время происходит особенно часто, и во многих случаях оказывается прямо или косвенно связанным с усилением хозяйственной деятельности человека. Так, в послевоенной Европе использование всё большего количества минеральных удобрений привело к тому, что многие озера изменили свой статус, превратившись из олиготрофных (бедных элементами минерального питания, характеризующихся низкой продукцией и биомассой фитопланктона) в эвтрофные (богатые элементами минерального питания, характеризующиеся высокой продукцией и биомассой фитопланктона). Вслед за изменением «трофности» озера (см. Trophic state index), а оно выражается прежде всего в возрастании продукции фитопланктона, нередко меняется и видовой состав его потребителей — зоопланктона. Известно, что есть виды планктонных ракообразных, способные хоть и медленно, но расти и размножаться при малом количестве пищи, а есть виды, растущие и размножающиеся только при высокой концентрации пищи.

Пример вида, освоившего новые места обитания, — планктонный ветвистоусый рачок Daphnia galeata, который стал встречаться в озерах, расположенных в северных предгорьях Альп, хотя раньше обитал только в озерах, расположенных с южной стороны Альп, более теплых, а главное — более продуктивных. Что позволило D. galeata проникнуть в новые для этого вида озера: изменившиеся условия обитания (более высокая продукция фитопланктона) или же появление новых генотипов, занимающих несколько другую экологическую нишу? Ответить на эти вопросы в ходе экспериментального исследования попытались недавно Пит Спаак (Piet Spaak) из Федерального института наук о воде (Eawag, Dubendorf, Швейцария) и двое его коллег из США. В качестве точки отсчёта они использовали данные о другом, близком, виде дафний — Daphnia longispina, который и ранее обитал в более олиготрофных озерах данного региона.


Дафнии заселяют альпийские озера, ставшие более продуктивными

Дафнии заселяют альпийские озера, ставшие более продуктивными

Daphnia longispina — вид, свойственный более олиготрофным озерам. Изображение с сайта www.photomacrography.net


Для начала авторы обследовали ряд озер, в которых были обнаружены D. galeata или D. longispina: 7 озер с северной стороны Альп и 8 — с южной (см. карту-схему). Почти во всех «южных» озерах встречается D. galeata и только в некоторых — D. longispina. В «северных» озерах наоборот: широко распространена D. longispina, но в некоторых есть и D. galeata. Выделив клоны D. galeata из 4 «северных» озер, в которые этот вид проник относительно недавно, и из 4 «южных», где он обитал и раньше, исследователи выращивали их в контролируемых лабораторных условиях, используя в качестве корма мелкие планктонные водоросли Scenedesmus obliquus, культивируемые в хемостате. Параллельно, для сравнения, в лаборатории культивировали и другой вид — D. longispina, причем также были взяты по 4 клона из «северных» и «южных» озер. После того как в лаборатории получили по крайней по четыре поколения каждого из клонов обоих видов, исследователи приступили к непосредственной оценке возможности рачков выживать и размножаться при разных уровнях обеспеченности пищей и температуре.


Дафнии заселяют альпийские озера, ставшие более продуктивными

Дафнии заселяют альпийские озера, ставшие более продуктивными

Расположение обследованных озер в Альпах. На круговых диаграммах показано относительное обилие D. galeata (черным цветом), D. longispina (серым цветом) и других видов дафний (точки на белом фоне). Квадраты вокруг диаграмм показывают озера, из которых были взяты рачки для получения культуры: сплошными тонкими линиямиD. galeata; линиями из точекD. longispina. Изображение из обсуждаемой статьи в Proc. R. Soc. B.


Представителей всех клонов обоих видов стали выращивать при двух разных концентрациях корма (того же Scenedesmus): одна соответствовала «олиготрофным» условиям, то есть малому количеству пищи (концентрация водорослей, оцененная в углероде, составляла 0,3 мг C/л), другая — «эвтрофным» условиям, большому количеству пищи (концентрация водорослей — 0,9 мг C/л). Все эксперименты осуществляли при двух разных температурах (16°C и 22°C) и все возможные варианты в четырех повторностях (в результате всего было поставлено 256 опытов). Для характеристики ответа каждой популяции (точнее — определенного клона D. galeata или D. longispina, происходящего из «северных» или «южных» озер) использовали такие показатели, как величина кладки (среднее число яиц, отложенных самкой в выводковую сумку), размер тела рачка при достижении половозрелости и скорость роста молодых особей.

Результаты экспериментов подтвердили ожидания авторов. Клоны D. galeata, происходящие как от «северных», так и «южных» популяций, могли дорасти до половозрелости и поддерживать достаточный уровень плодовитости только в тех вариантах опыта, где имитировались «эвтрофные» условия. По всей видимости, проникновение D. galeata в озера, расположенные к северу от Альп, стало возможным только тогда, когда изменился их трофический статус, после того как в них повысилась продукция фитопланктона. При этом клоны D. galeata, происходящие из «северных» озер, показывали более быстрый рост молоди и больший размер кладки по сравнению с видами, происходящими из «южных» озер. То есть элемент генетической составляющей присутствовал, а в популяциях D. galeata, заселяющих новые местообитания, шел естественный отбор.

Любопытно, что вид, используемый для сравнения, D. longispina, способный расти и размножаться при низкой концентрации корма (олиготрофные условия), будучи помещен в условия обилия пищи, также демонстрировал увеличение всех показателей (плодовитости, размера тела и скорости роста молоди). Эксперименты показали, что D. longispina не уступает в этих условиях D. galeata. Отмечаемые же иногда случаи исчезновения D. longispina из озер, ставших продуктивными, видимо, не могут трактоваться как вытеснение вследствие конкуренции с D. galeata.

Источник: Piet Spaak, Jennifer Fox, Nelson G. Hairston, Jr. Modes and mechanisms of a Daphnia invasion // Proc. R. Soc. B. 2012. Published ahead of print April 18, 2012.

См. также:
Размножаться лучше на сытый желудок — популярный синопсис к статье: Л. В. Полищук, Я. Файферберг. «Динамика массы тела дафний в свете теории жизненных стратегий: анализ с использованием метода вкладов» // «Журнал общей биологии». Том 67, номер 1, 2006. С. 23–36.

Алексей Гиляров


08 декабрь 2019 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Веслоногие рачки могут взлетать, спасаясь от хищников

Американские ученые в статье под названием «Планктон достигает новых высот, спасаясь от хищников» описали способность двух видов веслоногих рачков выпрыгивать из воды и пролетать значительные

Древние марсианские озера по солености сравнили с японским супом мисо

Уровень соли на Марсе в местах, где предположительно могли быть древние озера, достаточно умеренный для существования живых организмов. К такому выводу пришли японские ученые, которые сравнили

Что известно ученым о метановых озерах Титана?

Титан, пожалуй, одна из самых очаровательных лун, вращающихся вокруг Сатурна сегодня. И это несмотря на то, что газовый гигант обладает самым большим количеством спутников в Солнечной системе. ...

Почему болото засасывает?

Болото, которое засасывает называется трясинным. Оно способно затягивать только живые объекты. Трясина образуется на основе озер зарастанием зеленым ковром мха и водорослей, не во всех болотах.

Загадки Медвежьих озер

Казалось бы, что может быть загадочным в Подмосковье? Однако отправляясь в путешествие в Московскую область, следует приготовиться к тому, что можно увидеть НЛО или услышать рычание из Медвежьего

В центре Сахары 250 тысяч лет назад было гигантское озеро

С помощью радара, установленного на шаттле, удалось узнать, что в центре Сахары некогда существовали несколько больших озер. Особо отмечается одно, получившее название озеро Тушка. По своим размерам
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Существует 50% вероятность того, что мы живем в симуляцииВремя эластично: почему на вершине горы время идет быстрее, чем на пляже?На МКС найдено место утечки воздуха. Что дальше?Почему птицы летают клиномКрупнейшая озоновая дыра зафиксирована над Антарктидой11 живописных мест на планете, раскрашенных самой осеньюКаким будет мир с населением 10 миллиардов человек?Самые красивые города на воде