Донно-пелагические связи гидробионтов в Карском море по данным δ15N и δ13С и питания рыб

Для сравнения трофических характеристик в пелагических и донных сообществах в тканях рыб, а также у зоопланктона и зообентоса в Карском море был изучен изотопный состав углерода и азота (δ¹³С и δ¹⁵N). На исследованной акватории у гидробионтов наблюдаются относительно низкие значения δ¹³С. На основании устойчивых различий в изотопном составе углерода между зоопланктоном и зообентосом граница между пелагическим и донным сообществами соответствует среднему содержанию δ¹³С –21,5 ‰. Значения δ¹⁵N проанализированных гидробионтов в пелагическом и донном сообществах варьировали в диапазоне от 6,4 (у двустворчатых моллюсков Serripes groenlandicus) до 16,3 ‰ (у ликода Lycodes seminudus) и занимали 3 трофических уровня, отражая элемент хищничества. Трофические связи в Карском море демонстрируют высокую степень взаимозависимости донного и пелагического сообществ, поскольку пелагические и донные рыбы в той или иной степени являются потребителями как донной, так и пелагической пищи. Содержание изотопа углерода ¹³С в тканях и исследования питания рыб показали, что около 40 % рассмотренных видов донного нектона в основном замыкаются на пелагическую пищевую сеть, обходя традиционную глубоководную. У пелагических рыб основу питания составляют пелагические объекты, хотя у доминирующего вида нектона — сайки — с увеличением размеров возрастает доля зообентоса, а у камбалы-ерша — уменьшается.

1. Арашкевич Е.Г. Характер питания копепод северо-западной части Тихого океана // Океанол. — 1969. — Т. 9, № 5. — С. 857–873.

2. Атлас кишечнополостных дальневосточных морей России / С.В. Явнов ; под ред. В.И. Чучукало. — Владивосток : Русский Остров, 2010а. — 168 с.

3. Атлас морских звезд дальневосточных морей России / С.В. Явнов ; под ред. В.А. Ракова. — Владивосток : Русский Остров, 2010б. — 240 с.

4. Горбатенко К.М. Трофодинамика гидробионтов в Охотском море : дис. … д-ра биол. наук. — Владивосток, 2018. — 468 с.

5. Горбатенко К.М., Заволокин А.В., Мерзляков А.Ю., Кияшко С.И. Трофический статус медуз (Cnidaria) Охотского моря и специфика их питания весной // Изв. ТИНРО. — 2005. — Т. 143. — С. 240–248.

6. 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.

7. Горбатенко К.М., Кияшко С.И., Лаженцев А.Е. и др. Исследование трофической структуры экосистемы пелагиали Охотского моря по изотопному составу азота и углерода в органическом веществе гидробионтов // Тез. докл. 17-го симпоз. по стабильным изотопам. — М. : ГЕОХИ, 2004. — С. 68–69.

8. Гутельмахер В.Л., Садчиков А.П., Филиппова Т.Г. Питание зоопланктона : Итоги науки и техники. Сер. общ. экол., биоценол., гидробиол. — М. : ВИНИТИ, 1988. — Т. 6. — 156 с.

9. Догель В.А. Зоология беспозвоночных : учеб. — 7-е изд., перераб. и доп. — М. : Высш. шк., 1981. — 606 с.

10. Косихина О.В. Исследование питания Chaetognatha // Экол. моря. — 1982. — Т. 11. — С. 79–83. Кузнецова Н.А. Питание и пищевые отношения нектона в эпипелагиали северной части Охотского моря : дис. … канд. биол. наук. — Владивосток : ТИНРО-центр, 2004. — 316 с.

11. Надточий В.А., Чучукало В.И., Кобликов В.Н. Питание краба-стригуна Chionoecetes opilio в Анадырском заливе Берингова моря в осенний период // Изв. ТИНРО. — 2001. — Т. 128. — С. 432–435.

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. Питание и распределение эвфаузиид Японского моря // Зоол. журн. — 1955. — Т. 34, № 1. — С. 85–97.

14. Скарлато О.А. Двустворчатые моллюски умеренных широт западной части Тихого океана : моногр. — Л. : Наука, 1981. — 480 с.

15. Токранов А.М., Толстяк А.Ф. Пищевая ниша дальневосточной наваги Eleginus gracilis (Tilesius) в прибрежных водах Камчатки // Изв. ТИНРО. — 1990. — Т. 111. — С. 114–122.

16. Турпаева Е.П. Питание и пищевые группировки морских донных беспозвоночных // Тр. ИОАН СССР. — 1953. — Т. 7. — С. 259–299.

17. Цихон-Луканина Е.А. Трофология водных моллюсков : моногр. — М. : Наука, 1987. — 175 с. Чучукало В.И. Питание и пищевые отношения нектона и нектобентоса в дальневосточных морях : моногр. — Владивосток : ТИНРО-центр, 2006. — 484 с.

18. Чучукало В.И., Шебанова М.А. Характеристика питания некоторых видов креветок в Охотском море весной 2002 г. // Изв. ТИНРО. — 2003. — Т. 138. — С. 190–196.

19. Barnes R.D. Tube-building and feeding in Chaetopterid Polychaetes // Biol. Bull. —1965. — Vol. 129, № 2. — P. 217–233.

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. 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.

22. Carey A.G. Food sources of sublittoral, bathyal and abyssal aster-oids in the northeast Pacific Ocean // Ophelia. — 1972. — Vol. 10(1). — P. 35–47.

23. Fauchald K. and Jumars P.A. The diet of worms: a study of polychaete fiding guilds // Oceanogr. Mar. Biol. Ann. Rev. — 1979. — Vol. 17. — P. 193–284.

24. 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.

25. 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.

26. Howell K.L., Pond D.W., Billett D.S.M. and Tyler P.A. Feeding ecology of deep-sea seastars (Echinodermata: Asteroidea): a fatty-acid bimarker approach // Mar. Ecol. Prog. Ser. — 2003. — Vol. 255. — P. 193–206. DOI: 10.3354/meps255193.

27. 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.

28. 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.

29. 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.

30. Jaschinski S., Hansen T., Sommer U. Effects of acidification in multiple stable isotope analyses // Limnology and Oceanography Methods. — 2008. — Vol. 6, № 1. — P. 12–15. DOI: 10.4319/lom.2008.6.12.

31. Kendall C., Silva S.R., Kelly V.J. Carbon and nitrogen isotopic compositions of particulate organic matter in four large river systems across the United States // Hydrol. Process. — 2001. — Vol. 15, № 7. — P. 1301–1346.

32. Kharlamenko V.I., Brandt A., Kiyasko S.I., Würzberg L. Trophic relationship of benthic invertebrate fauna from the continental slope of the Sea of Japan // Deep-Sea Res. II. — 2013. — Vol. 86. — P. 34–42. DOI: 10.1016/j.dsr2.2012.08.007.

33. Lovvorn J.R., Cooper L.W., Brooks M.L. et al. Organic matter pathways to zooplankton and benthos under pack ice in late winter and open water in later summer in the north-central Bering Sea // Mar. Ecol. Prog. Ser. — 2005. — Vol. 291. — P. 135–150. DOI: 10.3354/meps291135.

34. 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.

35. 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. 28–43. DOI: 10.1016/j.ecss.2015.06.011.

36. Naidu A.S., Cooper L.W., Finney B.P. et. al. Organic carbon isotope ratios (δ13C) of Arctic Amerasian continental shelf sediments // Int. J. Earth Sci. — 2000. — Vol. 89. — P. 522–532. DOI: 10.1007/s005310000121.

37. Petersen G.H., Curtis M.A. Differences in energy flow through major components of subarctic, temperature and tropical marine shelf ecosystems // Dana. — 1980. — Vol. 1. — P. 53–64.

38. Post D.M. Using stable isotopes to estimate trophic position: models, methods, and assumptions // Ecology. — 2002. — Vol. 83, Iss. 3. — P. 703–718. DOI: 10.2307/3071875.

39. 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.