Трофические характеристики зоопланктона и зообентоса в различных водных массах в западной части Чукотского моря по данным δ¹⁵N и δ¹³С

Для сравнения трофических характеристик пелагических и донных сообществ у зоопланктона и зообентоса в западной части Чукотского моря был исследован изотопный состав углерода и азота (δ13С и d15N) в трех различных водных массах. Основная акватория южной части моря (южнее 71о с.ш.) находилась под влиянием беринговоморских водных масс с относительно высокими значениями δ13С и низкими d15N. В северных районах преобладали холодные арктические воды, а западная часть акватории была под влиянием распресненных восточносибирских вод, приносимых прибрежным Сибирским течением, в которых отмечено значительное уменьшение величин δ13С и увеличение значений d15N на 1–3 ‰. Выявленные устойчивые различия в изотопном составе углерода между зоопланктоном и бентосными беспозвоночными в южной части Чукотского моря показали, что донные организмы базируются в основном на донной пищевой цепи и влияние органического вещества из пелагиали незначительно. В югозападной части Чукотского моря, которая находилась под влиянием водных масс из Восточно-Сибирского моря, все бентосные беспозвоночные характеризовались минимальным насыщением тяжелым углеродом 13С, сопоставимым с таковым у зоопланктона, что, с одной стороны, указывает на зависимость бентоса от продукции из пелагиали, с другой — свидетельствует об увеличении доли терригенного органического вещества. В северной части Чукотского моря роль первичных планктонных и бентосных продуцентов в наших исследованиях до конца не выяснена и необходимы дополнительные исследования. Тем не менее мы больше склоняемся к мысли, что основным источником органического вещества в донном сообществе является продукция из пелагиали, среди которой преобладает взвешенное органическое вещество от продукции ледовых водорослей.

1. Бродский К.А., Вышкварцева Н.В., Кос Е.С., Мархасева Е.Л. Веслоногие ракообразные (Copepoda: Calanoida) морей СССР и сопредельных вод : моногр. — Л. : Наука, 1983. — Т. 1. — 358 с.

2. Волков А.Ф., Murphy J. Планктон и питание рыб в Чукотском и северной части Берингова моря // Бюл. № 2 реализации «Концепции дальневосточной бассейновой программы изучения тихоокеанских лососей». — Владивосток : ТИНРО-центр, 2007. — С. 70–80.

3. Гейнрих А.К. О питании морских копепод бореальной и тропической областей Тихого океана // Тр. ИОАН СССР. — 1963. — Т. 71. — С. 60–71.

4. Горбатенко К.М. Трофодинамика гидробионтов в Охотском море : автореф. дис. … д-ра биол. наук. — Владивосток : ТИНРО-центр, 2018. — 47 с.

5. Горбатенко К.М., Кияшко С.И., Лаженцев А.Е. и др. Бенто-пелагические трофические связи в ихтиоцене шельфовой зоны западной части Берингова моря по данным анализа содержимого желудков и стабильных изотопов углерода и азота // Изв. ТИНРО. — 2008. — Т. 153. — С. 283–294.

6. Горбатенко К.М., Кияшко С.И., Лаженцев А.Е. и др. Донно-пелагические связи в глубоководной части Охотского моря по данным стабильных изотопов С и N // Изв. ТИНРО. — 2015. — Т. 183. — C. 200–216. DOI: 10.26428/1606-9919-2015-183-200-216.

7. Горбатенко К.М., Кияшко С.И., Лаженцев А.Е. и др. Трофические отношения и бентопелагические связи на западнокамчатском шельфе по данным анализа содержимого желудков и стабильных изотопов 13С и 15N // Изв. ТИНРО. — 2013. — Т. 175. — C. 3–25.

8. Кузнецова Н.А., Слабинский А.М. Гидробиологические исследования в западной части Берингова и Чукотского морей и тихоокеанских водах Командорских островов в 2007 г. по программе «BASIS» // Бюл. № 2 реализации «Концепции дальневосточной бассейновой программы изучения тихоокеанских лососей». — Владивосток : ТИНРО-центр, 2007. — С. 282–293.

9. Ломакина Н.Б. Эуфаузииды Мирового океана (Euphausiacea) : моногр. — Л. : Наука, 1978. — 222 с.

10. Одинцов В.С., Кияшко С.И. Вариации изотопного состава углерода и азота крабов Chionoecetes opilio (Fabricius, 1788) и Hyas coarctatus Leach, 1816 (Crustacea: Decapoda) на шельфе Чукотского моря // Биол. моря. — 2018. — Т. 44, № 1. — С. 51–57.

11. Орлов А.М., Бензик А.Н., Ведищева Е.В. и др. Рыбохозяйственные исследования в Чукотском море на НИС «Профессор Леванидов» в августе 2019 г.: некоторые предварительные результаты // Тр. ВНИРО. — 2019. — Т. 178. — С. 206–220. DOI: 10.36038/2307-3497-2019-178-206-220.

12. Орлов А.М., Савин А.Б., Горбатенко К.М. и др. Биологические исследования в российских дальневосточных и арктических морях в трансарктической экспедиции ВНИРО // Тр. ВНИРО. — 2020. — Т. 181. — С. 102–143. DOI: 10.36038/2307-3497-2020-181-102-143.

13. Пономарева Л.А. Весовая характеристика эвфаузиид Японского моря // ДАН СССР. — 1954. — Т. 99, № 1. — С. 169–171.

14. Раймонт Д. Планктон и продуктивность океана. Т. 2 : Зоопланктон : в 2-х частях. Ч. 1 : моногр. : пер. с англ. — М. : Агропромиздат, 1988а. –– 544 с.

15. Раймонт Д. Планктон и продуктивность океана. Т. 2 : Зоопланктон : в 2-х частях. Ч. 2 : моногр. : пер. с англ. — М. : Агропромиздат, 1988б. –– 356 с.

16. Сиренко Б.И., Гагаев С.Ю. Необычное обилие макробентоса и тихоокеанские вселенцы в Чукотском море // Биол. моря. — 2007. — Т. 33, № 6. — С. 399–407.

17. Сиренко Б.И., Денисенко С.Г., Гагаев С.Ю. Донные сообщества восточной части Восточно-Сибирского моря и пролива Лонга // Экосистемы и биоресурсы Чукотского моря и сопредельных акваторий. — М. : ЗИН РАН, 2009. — С. 231–237.

18. Фигуркин А.Л., Слабинский А.М. Океанологические условия и планктон южной части Чукотского моря летом 1997–2010 гг. // Вопр. промысл. океанол. –– 2012. –– Т. 1, вып. 9. –– С. 134–152.

19. Харламенко В.И., Кияшко С.И., Родькина С.А., Имбс А.Б. Идентификация источников пищи морских беспозвоночных из сообщества сублиторальных песков по составу жирных кислот и стабильных изотопов // Биол. моря. — 2008. — Т. 34, № 2. — С. 115–123.

20. Barton M.B., Moran J.R., Vollenweider J.J. et al. Latitudinal dependence of body condition, growth rate, and stable isotopes of juvenile capelin (Mallotus villosus) in the Bering and Chukchi Seas // Polar Biol. — 2017. — Vol. 40, Iss. 7. — P. 1465–1466. DOI: 10.1007/s00300-016-2041-8.

21. Belkin I.M. Rapid warming of Large Marine Ecosystems // Prog. Oceanogr. — 2009. — Vol. 81, Iss. 1–4. — P. 207–213. DOI: 10.1016/j.pocean.2009.04.011.

22. Cahoon L.В., Cooke J.E. Benthic microalgal production in Onslow Bay, North Carolina, U.S.A. // Mar. Ecol. Prog. Ser. — 1992. — Vol. 84. — P. 185–196.

23. Cooney R.T., Coyle K.O. Trophic implications of cross-shelf copepod distributions in the southeastern Bering Sea // Mar. Biol. — 1982. — Vol. 70. — P. 187–196.

24. Dunton K.H., Goodall J.L., Schonberg S.V. et al. Multi-decadal synthesis of benthic-pelagic coupling in the western Arctic: role of cross-shelf advective processes // Deep-Sea Res. II. — 2005. — Vol. 52, Iss. 24–26. — P. 3462–3477. DOI: 10.1016/j.dsr2.2005.09.007.

25. France R.L. Carbon-13 enrichment in benthic compared to planktonic algae: foodweb implications // Mar. Ecol. Prog. Ser. — 1995. — Vol. 124. — P. 307–312.

26. Fry B., Sherr E.B. 13C measurements as indicators of carbon flow in marine and freshwater ecosystems // Contrib. Mar. Sci. — 1984. — Vol. 27. — P. 13–47.

27. Grebmeier J.M. Studies of pelagic-benthic coupling extended onto the Soviet continental shelf in the northern Bering and Chukchi Seas // Cont. Shelf Res. — 1993. — Vol. 13. — P. 653‒668.

28. Grebmeier J.M., McRoy C.P., Feder H.M. Pelagic-benthic coupling on the shelf of the northern Bering and Chukchi Seas. I. Food supply source and benthic biomass // Mar. Ecol. Prog. Ser. — 1988. — Vol. 48. — P. 57–67.

29. Grebmeier J.M., Whitledge T.E., Codispoti L.A et al. Arctic Systems Science Ocean–Atmosphere Ice Interactions, Western Arctic Shelf–Basin Interactions (SBI). Science Plan : ARCSS/OAII Report. — Norfolk : Old Dominion University, 1998. — № 7. — 65 p.

30. Hill V., Cota G. Spatial patterns of primary production on the shelf, slope and basin of the Western Arctic in 2002 // Deep-Sea Res. II. — 2005. — Vol. 52, Iss. 24–26. — P. 3344‒3354. DOI: 10.1016/j.dsr2.2005.10.001.

31. Hobson K.A., Fisk A., Karnovsky N. et al. A stable isotope (δ13С, δ15N) model for the North Water food web: implications for evaluating trophodynamics and the flow of energy and contaminants // Deep-Sea Res. II. — 2002. — Vol. 49, Iss. 22–23. — P. 5131–5150. DOI: 10.1016/S0967-0645(02)00182-0.

32. Hobson K.A., Welch H.E. Determination of trophic relationship within a high Arctic marine food web using δ13C and δ15N analysis // Mar. Ecol. Prog. Ser. — 1992. — Vol. 84. — P. 9–18. DOI: 10.3354/meps084009.

33. Iken K., Bluhm B., Dunton K. Benthic food-web structure under differing water mass properties in the southern Chukchi Sea // Deep-Sea Res. II. — 2010. — Vol. 57, Iss. 1–2. — P. 71–85. DOI: 10.1016/j.dsr2.2009.08.007.

34. Iken K., Bluhm B.A., Gradinger R. Food web structure in the high Arctic Canada Basin: evidence from δ13C and δ15N analysis // Polar Biol. — 2005. — Vol. 28, № 3. — P. 238–249. DOI: 10.1007/s00300-004-0669-2.

35. Jackson A.L., Inger R., Parnell A.C., Bearhop S. Comparing isotopic niche widths among and within communities: SIBER — Stable Isotope Bayesian Ellipses in R // J. Animal Ecol. — 2011. — Vol. 80, Iss. 3. — P. 595–602. DOI: 10.1111/j.1365-2656.2011.01806.x.

36. McTigue N.D., Dunton K.H. Trophodynamics and organic matter assimilation pathways in the northeast Chukchi Sea, Alaska // Deep-Sea Res. II. — 2014. — Vol. 102. — P. 84–96. DOI: 10.1016/j.dsr2.2013.07.016.

37. McTigue N.D., Dunton K.H. Trophodynamics of the Hanna Shoal Ecosystem (Chukchi Sea, Alaska): Connecting multiple end-members to a rich food web // Deep-Sea Res. II. — 2017. — Vol. 144. — P. 175–189. DOI: 10.1016/j.dsr2.2017.08.010.

38. Melnikov I.A., Kolosova E.G., Welch H.E., Zhitina L.S. Sea ice biological communities and nutrient dynamics in the Canadian Basin of the Arctic Ocean // Deep-Sea Res. I. — 2002. — Vol. 49, Iss. 9. — P. 1623–1649. DOI: 10.1016/S0967-0637(02)00042-0.

39. Morris D.J., O’Connell M.T., Macko S.A. Assessing the importance of terrestrial organic carbon in the Chukchi and Beaufort seas // Estuarine, Coastal and Shelf Science. — 2015. — Vol. 164. — P. 28–38. DOI: 10.1016/j.ecss.2015.06.011.

40. Post D.M. Using stable isotopes to estimate trophic position: models, methods, and assumptions // Ecology. — 2002. — Vol. 83, № 3. — P. 703–718.

41. Takai N., Mishima Y., Yorozu A., Hoshika A. Carbon sources for demersal fish in the western Seto Inland Sea, Japan, examined by δ13C and δ15N analyses // Limnol. Oceanogr. — 2002. — Vol. 47, Iss. 3. — P. 730–741. DOI: 10.4319/LO.2002.47.3.0730.

42. Tatara K. Relation between the primary production and the commercial fishery production in the fishing ground utilization of the primary production by the boat fishery // Bull. Nansei Reg. Fish. Res. Lab. — 1981. — Vol. 13. — P. 111–133 (in Japanese with English abstract).

43. Walsh J.J., McRoy C.P., Coachman L.K. et al. Carbon and nitrogen cycling within the Bering/Chukchi Seas: Source regions for organic matter effecting AOU demands of the Arctic Ocean // Prog. Oceanogr. — 1989. — Vol. 22, № 4. — P. 277–359.