Биология гребневика мнемиопсиса (Канд. биол. наук Липская Н.Я. и Лучинская Т.Н., ВНИРО) (УДК 593.8(262.5/.54))

Неизвестный для Черного моря гребневик был впервые отмечен в планктоне Судакского залива в ноябре 1982 г. (Переладов, 1987). В последующие годы гребневик был обнаружен также в других районах Черного моря и определен как Bolinopsis infundibulun (Зайцев и др., 1988). С лета 1987 г. началось массовое его развитие в Черном море, а с лета 1989 г. - и в Азовском море. Его относили к виду Mnemiopsis leidyi (Виноградов и др., 1988), а по данным В.Е. Заика и Н.Г. Сергеевой (1990) - к виду М. mccradyi. Эти виды близки по распространению и образу жизни. Противоречия в определении могут быть следствием того, что в Черное море проникли оба вида.

Мнемиопсисы распространены по Атлантическому побережью Северной Америки (примерно от 30 до 45° с.ш.). Обитают как в океанических, так и солоноватых водах при температуре от 10 до 31 °С (по данным М.В. Переладова, 1990, гребневик в Черном море встречался при 3°С) и солености от 3,4 до 20 ‰, тяготеют к прибрежным водам. Устойчивы к недостатку кислорода. Способность размножаться в широком диапазоне температур и солености позволяет им заселять районы, малопригодные для других морских животных, и не зависеть от пополнения популяции извне. Могут достигать 12-15 см в длину и массы (сырая) до 28 г (Kremer, 1979; 1982).

Питаются зоопланктоном, потребляя не только рачковый планктон, но и личинок кольчатых червей и моллюсков, икру и личинок рыб. При больших концентрациях пищи суточный рацион может превышать в несколько раз массу самого гребневика. При таком потреблении молодь гребневика способна за сутки удваивать свою массу. Это при том, что на рост идет только 10 % потребленной пищи, а 80 % составляют энергетические расходы. Продолжительность переваривания пищи при температуре 12-14 °С составляет 4-6 ч и сокращается до 0,5-1,5 ч 36 при температуре 27-31 °С (Larson, 1987). Эффективность усвоения более 70 % при низкой концентраций зоопланктона и падает до 40-50 % при высокой - 500 тыс. экз·м-3. При такой концентрации пищи многие гребневики разрушают добычу и выбрасывают ее непереваренную изо рта (Reeve, Walter, Ikeda, 1978).

Гребневики - гермофродиты, способны к самооплодотворению. Развитие прямое, из яйца выходит маленький гребневик. Крупный гребневик М. leidyi (28 г сырой массы) выметывает от 1000 до 11 000 яиц (Reeve и др., 1978). Молодь быстро растет, достигает за месяц длины 8-10 см, и, в свою очередь, приступает к размножению. М. mccradyi, начинает размножаться по достижении длины 3 см. Вместе с тем некоторые личинки длиной 1,5-2,8 мм продуцируют жизнеспособные гаметы. Возраст личинок, при котором они начинают размножаться, варьирует. По данным М. Риива и др. ,(1987), гребневик выметывает яйца на 15-й день жизни. Некоторые личинки нерестятся один раз, тогда как другие могут нереститься повторно. По окончании нереста гонады у личинок резорбируются, и они продолжают свой рост. Особи нерестившиеся в личиночном возрасте, повторно нерестятся взрослыми (Martindal, 1987). В начале лета, когда обилен мелкий зоопланктон, скорость роста и размножения гребневика такова, что обеспечивается резкое увеличение его численности. В конце лета, когда уменьшается количество зоопланктона, снижается рост и плодовитость гребневика и, значит, уменьшается численность популяции.

Мнемиопсисы обильны в конце лета по восточному побережью Северной Америки, их биомасса часто выше 1 г сухой массы на 1 м³. Суточное выделение аммония гребневиком может составлять более 1 % всех биогенов в столбе воды, это сопоставимо с выделением данного вещества всем зоопланктоном в указанное время. В теле гребневиков мало органических веществ, они быстро возвращают их в воду. В конце лета, когда наблюдается пик биомассы гребневиков, они становятся важнейшими участниками круговорота биогенов, и благодаря их усиленному питанию зоопланктоном, его выеданию значительно стимулируется рост первичной продукции (Kremer, 1976). Максимальное выедание зоопланктона мнемиопсисом составляло 5-10 % в день в целом у побережья Северной Америки, и лишь в тонком слое воды (до 5-10 м) в тех местах, где много гребневиков, в течение короткого времени они могут выедать до 50 % биомассы планктона в день. Для длительного периода и на большой акватории величина выедания значительно меньше. Американские ученые (Kremer, 1979; Larson, 1987) считают, что у берегов Северной Америки хищничество мнемиопсисов в среднем составляет около 1 % биомассы корма размером от 0,2 до 2 мм. Непосредственный вред гребневика заключается в том, что он способен поедать икру и личинок рыб. Эксперименты, в которых гребневика кормили икрой и личинками анчоуса, показали, что гребневик длиной 2-2,5 см с большей интенсивностью потребляет личинок хамсы, чем икру. В первую очередь выедались личинки с желточным мешком, т.е. самые мелкие, еще малоподвижные. По мере роста личинок хамсы с большей интенсивностью потреблялись голодающие личинки (ослабленные), чем те, которые начали питаться (Monteleone, Duguay, 1988). Имея широкий пищевой спектр - от инфузорий и науплиусов копепод до личинок рыб, гребневики совершенно не употребляют фитопланктон (Stoecker, и др., 1987).

Проникнув в Черное море, а затем и в Азовское, гребневик дал колоссальную вспышку численности. Осенью 1988 г., по данным М.Е. Виноградова и др. (1989), биомасса гребневика во много раз превосходила биомассу всего остального зоопланктона и Местных гребневиков плеуробрахий. Вся популяция мнемиопсиса обитала в верхнем слое до глубин 15-20 м. Ниже температурного скачка он, как правило, не встречался. Популяция состояла из особей размером 4-7 см и массой (сырая) до 15 г, что заметно ниже, чем у особей популяции Атлантического побережья Северной Америки. Питались гребневики копеподами, сагиттами, ноктилюкой, возможно, молодью медуз и собственной. В результате биомасса кормового планктона сократилась по сравнению с предыдущими годами в 10-30 раз, что коренным образом изменило условия нагула рыбпланктофагов, в первую очередь хамсы. В условиях низкой обеспеченности личинок хамсы пищей, а также, возможно, выедания гребневиком ее икры и личинок численность сеголетков хамсы в августе 1989 г. уменьшилась более чем в 2 раза (3,2 млрд шт. против среднемноголетней величины 8,5 млрд шт.). Наряду с резким нарастанием биомассы гребневика от весны к осени 1988 г. наблюдалось стремительное, более чем в 20 раз, снижение концентрации медузы аурелии, т.е. произошло замещение одного желетелого хищника макропланктона другим (Виноградов и др., 1988). Еще более острая ситуация сложилась в Азовском море. Биомасса зоопланктона сократилась в десятки раз, а гребневик распространился по акватории моря и обитал практически во всей толще воды - от поверхности до дна. Это отрицательно сказалось на питании рыб, и в первую очередь на популяциях хамсы и тюльки - уловы их сократились в 2-3 раза.

Чтобы предвидеть, как будет развиваться в дальнейшем структура сообщества, необходимо ответить на вопрос; способен ли мнемиопсис давать подобные вспышки у себя на родине или это уникальное явление Черноморского бассейна? По мнению ряда авторов (Reeve, и др., 1978, Mil leer, 1974, и др.), популяционные взрывы у гребневиков и вызванное этим резкое сокращение численности остального зоопланктона - нормальные явления. Способность к самооплодотворению, высокая плодовитость, способность к размножению не только взрослых особей, но и их личинок, чрезвычайно высокие скорость роста и процент (до 10 %) выживания объясняют возможность популяционного взрыва. Гребневики могут превзойти по биомассе любого своего конкурента при обилии пищи, но они не способны длительное время сохранять высокую численность. Сезонный цикл численности мнемиопсиса у восточного берега Америки характеризуется резким увеличением на несколько порядков (до 15-60 г·-3 сырой массы, или 0,6-2,4 г·м -3 сухой) в конце лета, за которым следует быстрое снижение осенью (Kremer, 1976). Гребневики как бы регулируют сами себя, поскольку не могут сохранить высокую биомассу, когда количество пищи вновь снижается до умеренного уровня. М. Риива и другие исследователи не считают гребневиков слепой ветвью пищевой цепи. Гребневики могут сбалансировать экосистему, не давая избытку копепод полностью выедать фитопланктон.

Суммируя изложенное выше, можно предположить, что численность гребневиков в Азово-Черноморском бассейне должна резко сократиться в ближайшее время. Должно установиться сбалансированное равновесие между хищником и жертвой. На снижение численности гребневиков будет оказывать влияние резкая смена температур, особенно низкие температуры зимой в Азовском море. Численность гребневика могут подавлять хищники: рыбы, медузы, некоторые виды гипериид, киленогие моллюски (Harbison и др., 1979) и паразиты, в первую очередь Edwardsia leidyi. В одном гребневике может быть до 10 крупных паразитов, которые способны свести численность гребневика до минимума (Kremer, 1976). Существуют ли враги у мнемиопсиса в Черном и Азовском морях - пока не известно.

Это любопытно

Лечат... мидии

Мысль использовать мидии в лечебной практике давно уже возникала у ученых, которые изучали жизнь полинезийских рыбаков. Они обратили внимание на то, что, несмотря на влажный климат, островитяне пожилого возраста не страдают воспалением суставов. Это было объяснено тем, что основная их пища - сырые мидии. В шотландском городе Глазго биологи и медики провели интересный эксперимент: пациентам, постоянно работающим в сырых помещениях, назначили экстрат из моллюсков. Оказалось, что в 72 случаях из 100 боли в суставах исчезли.

Страшная рыба

В прибрежных водах северной части Австралии можно встретить так называемую каменную рыбу - уродливое существо серокоричневого цвета, достигающее 30 см в длину. Эта рыба очень опасна. Яд, выделяемый ее острыми, как иголки, шипами, вызывает сильную боль у человека и часто - смерть. Эти шипы могут свободно проткнуть даже очень толстую подошву ботинка. Рыба обычно лежит неподвижно на рифах среди камней и кораллов и так сливается с окружающей средой, что ее почти невозможно заметить.

Яд из рыбы

Медики КНР научились выделять яд из шар-рыбы, внутренние органы которой весьма токсичны. Новое вещество опаснее цианидов, но вместе с тем может быть использовано как болеутоляющее средство.

Ежи любят ... железо

Известно, что некоторые разновидности морских ежей поглощают песок. Канадские ученые пришли к выводу, что эти маленькие животные используют песок для непрерывного обеспечения себя балластом, который удерживает их на морском дне. Причем они непонятно каким способом выбирают частицы песка с наибольшим весом. Было установлено, что 78 % поглощаемого ежами песка составляет окись железа, в то время как в минеральном грунте ее менее 10 %.

Секрет маскировки

Люди давно заметили, что некоторые пресмыкающиеся, рыбы, ракообразные имеют способность менять цвет кожи. Обычно речь идет о хамелеоне. Но в большей степени это присуще камбале, каракатице и осьминогу. Они меняют окраску кожи молниеносно, причем повторяют сложный рисунок дна. А как это происходит?

Цвет кожи и отдельных частей тела зависит от клеток, которые несут зерна пигмента. В одних клетках много пигмента, в других - меньше. Клетки эти подвижны.

... Выплыла камбала со светлого участка дна на покрытый зеленой растительностью - и клетки с зеленым цветом поднимаются на поверхность кожи. Ушла в глубину - коричневые клет.ки заняли место зеленых. Командует этим сложным процессом зрительный нерв: если камбале закрыть глаза, она теряет способность менять цвет.

Свои колокола

В теплых водах Мирового океана обитает немало самых диковинных рыб, в том числе и ... поющих. Оказывается, воздух, находящийся в их воздушном пузыре, переходит из камеры в камеру и вызывает вибрацию. Возникающий при этом звук похож на колокольный звон.

Марафонские проплывы ... угрей

Джим Обергренд из Саванны (США, штат Джорджия) не поверил своим глазам, обнаружив на спине угря выловленного им в Саваннской гавани, пластинку с "адресом отправителя": "Лаборатория по изучению рыб. Берлин". "Берлинец" оказался одной из 30 личинок рыб, которых выпустил в Ландверканал в черте Берлина руководитель лаборатории Альфред Эш. Угорь был пойман через 3 года и 2 мес, после того как преодолел 7500 км по рекам Шпрея, Хафаль, Эльба, Северному морю и Атлантическому океану, прежде чем добрался до Америки. Оказывается, и американские, и европейские угри мечут икру в Саргассовом море, а взрослыми становятся в пресных реках и озерах Европы и Америки.