БИОГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ИСТОРИЯ ДОННОЙ ФАУНЫ АРКТИЧЕСКОГО БАССЕЙНА.
,1 1, 2, 1, 2, 1, 1, 1, 1
1 Институт океанологии им. РАН, E-mail: *****@***ru; *****@***ru; *****@***ru; *****@***ru; *****@***ru; *****@***ru
2 Московский государственный университет им. , E - mail: *****@***ru; *****@***msu. ru
Биогеографическая история Арктики и Северной Атлантики предоставляет уникальные возможности для исследования фундаментальной экологической проблемы, связанной с выявлением характера и скорости фаунистических изменений в периоды глобальных климатических, геоморфологических и гидрологических преобразований. За сравнительно короткий период, начиная с плиоцена и по настоящее время, в Северном Ледовитом океане произошла неоднократная смена периодов глобального оледенения и потепления, мощных регрессий и трансгрессий, почти полной геоморфологической изоляции Северного Ледовитого океана и, напротив, открытия широких проливов. Одновременно с периодами оледенения и потепления, чередуются периоды отступление многочисленных таксонов на юг и глобальных миграций морских животных с юга на север; или периоды общего угнетения фауны северных морей и вспышек видообразования. Актуальность указанной проблемы еще более увеличилась в последние десятилетия по причине современных климатических изменений, наблюдаемых в северных широтах.
Как первый шаг на пути изучения биогеорафической истории Арктики была заложена база данных по составу и распространению арктической донной фауны. Эта база сформирована совместно с сотрудниками Зоологического Института (ЗИН) РАН. В настоящее время в базу включено около 5000 видов животных с привязкой по морям. На портале ЗИН РАН созданы сайты по проекту на русском и английском языках (http://www. zin. ru/projects/arccoml). Информация на сайтах извлекается интерактивно из реляционных баз данных. На основе базы данных была построена оригинальная схема биогеографического районирования Норвежского моря.
Проведена оценка относительной роли фаун разного происхождения в формировании современной донной фауны Арктики. Для этого арктические виды были разнесены по своему происхождению на четыре группы: северного тихоокеанского, северного атлантического, глубоководного антаркического и местного (автохтонного) происхождения. Результаты подсчетов показаны ниже в виде таблицы на примере морских звезд. Из расчетов следует, что во всех исследованных мелководных районах (< 300 м) доля видов, расселявшихся из Северной Пацифики больше, чем доля видов Атлантического происхождения. В то же время, в глубоководных районах (> 1000 м) возрастает доля видов, расселившихся из Атлантики. Характер распространения таксонов в настоящем и прошлом указывает на то, что тихоокеанские виды расселялись преимущественно вдоль американского (а не азиатского) побережья Арктики.
Моря (<300 м) и глубоководные бассейны ( > 1000 м) | Число видов | ||||||
Всего | Общие с Сев. Атлантикой и/или Сев. Пацификой | Сев. Пациф. или Сев. Атл. происхождения | |||||
Атл + Пац | Атл | Пац | Атл | Пац | Неясно | ||
Норвежское | 45 | 12 25% | 26 58% | 1 2% | 18 40% | 21 47% | 6 13% |
Баренцево | 38 | 13 34% | 18 47% | 1 3% | 7 18% | 23 61% | 8 21% |
Белое | 10 | 4 40% | 4 40% | 0 | 1 10% | 7 70% | 2 20% |
Карское | 23 | 9 39% | 10 43% | 0 | 6 26% | 14 61% | 3 13% |
Лаптевых | 15 | 6 37% | 7 44 % | 0 | 4 25% | 9 56% | 3 19% |
Восточно-Сибирское | 16 | 8 50% | 5 31% | 1 6% | 2 12% | 11 69% | 3 19% |
Чукотское | 18 | 4 22% | 4 22% | 9 50% | 1 6% | 15 83% | 2 11% |
Западная Канада (< 300 м) | 14 | 7 50% | 4 29% | 1 7% | 3 21.4% | 9 64.3% | 2 14.3% |
Гудзонов залив (< 300 м) | 14 | 9 64.3% | 2 14.3% | 0 | 1 7% | 11 79% | 2 14.3% |
Норвежско-Гренл. бассейн | 14 | 5 36% | 8 57% | 0 | 5 36% | 6 43% | 2 14% |
Центральный Аркт. бассейн | 6 | 1 17% | 4 66% | 0 | 3 50% | 3 50% | 0 |
Всего | 58 | 14 24% | 29 50% | 8 14% | 21 36% | 32 55% | 5 9% |
На примере голотурий, морских лилий и морских ежей проведен более детальный биогеографический анализ фауны глубоководного (антарктического) происхождения. Характерной особенностью этой группы является широкое расселение вселенцев по всем глубоководным районам Арктики и сильная морфологическая изменчивость по глубине, свидетельствующая о ранних этапах видообразования. У стебельчатых морских лилий Bathycrinus carpenteri описаны морфологические отличия абиссальных особей от батиальных, которые еще недостаточны для отнесения к разным таксонам. Морские ежи Pourtalesia jeffreysi различаются в Арктике на два подвида – батиальный и абиссальный. Видообразование путем изоляции по глубине наиболее четко выражено у арктических голотурий рода Elpidia. Показано, что в Арктику из Северной Атлантики проник один вид этого рода, который в результате изоляции популяций по глубине образовал три эндемичных арктических вида. Наиболее близкий к атлантическому предку Elpidia belyaevi широко распространен в батиали Арктики. Вид E. heckeri обособился от предкового вида в абиссали, а вид E. glacialis - в сублиторальной и верхней батиальной зонах. Близкое родство арктических видов и их высокая морфологическая изменчивость свидетельствуют о сравнительно недавней колонизации родом Elpidia Северного Ледовитого океана. У всех трех родов начало новым формам или видам дали нижнебатиальные вселенцы, от которых затем морфологически обособились как более глубоководные, так и более мелководные популяции.
Морфологическая изменчивость по глубине у видов атлантического происхождении проявляет иные тенденции: исходными для образования новых форм служили наиболее мелководные сублиторальные популяции. Расселение из мелководья на глубины одновременно с видовой радиацией в районе Северо-Восточной Атлантики и Норвежского моря показано на примере морских ежей рода Echinus. Прослежены постепенные изменение морфологии по мере увеличения глубины, которые приводят к формированию ювенильного облика наиболее глубоководных форм.
Видообразование в Арктике путем изоляции по глубине связано с реализаций разных адаптивных стратегий. Так, батиальные представители морских ежей Pourtalesia jeffreysi отличаются от абиссальных более глубоким зарыванием в грунт, соответственно, более медленными темпами передвижения и питанием более глубоко залегающей в грунте органикой.
На текущем этапе продолжаются работы по детальному изучению относительной роли фаун разного происхождения в разных районах Арктики и на разных глубинах.
Работа частично финансировалась грантом РФФИ 08-05-00470-а.
