1 Лебедев ЕА_СОШ_27. Конкурс Инструментальные исследования окружающей среды в Республике Карелия

• Название: Конкурс Инструментальные исследования окружающей среды в Республике Карелия
• Дата: 20.03.2022
• Размер: 111.69 Kb.
• Имя файла: 1 Лебедев ЕА_СОШ_27.docx
• Тип: Конкурс; #405962

Республиканский конкурс

«Инструментальные исследования окружающей среды в Республике Карелия»
СКОРОСТЬ РОСТА БРЮХОНОГОГО МОЛЛЮСКА LITTORINALITTOREA L. КАК ПРЕДСТАВИТЕЛЯ ФАУНЫ КАНДАЛАКШСКОГО И ОНЕЖСКОГО ЗАЛИВОВ БЕЛОГО МОРЯ

Лебедев Елисей Алексеевич

МОУ «Средняя школа № 27», 10 «б» класс
Руководитель Евстигнеева Евгения Владимировна

учитель биологии и химии МОУ «Средняя школа № 27»

г. Петрозаводск

2022

Содержание

Введение………………………………………………………………………...3

Глава I. Обзор литературы …………………………………………………….4

1. 
   Характеристика местообитания Littorinalittorea L. ………………….4
   
2. 
   Биология Littorinalittorea L. …………………………………………...5
   

Глава II. Материалы и методы ……………………………………………......7

Глава III. Результаты и обсуждение…………………………………………..8

Выводы ………………………………………………………………………..12

Список литературы ……………………………………………………….......13

Введение

Брюхоногие моллюски (Gastropoda) – самый многочисленный и разнообразный класс моллюсков. Представителей этого класса можно обнаружить как в пресных, так и в морских водах, а так же на суше. Это значимая группа морских беспозвоночных.

В Белом море обнаружено три вида родаLittorina: Littorinaobtusata (Linneus, 1758), L.saxsatilis (Olivi, 1792) и L.littorea (Linneus, 1758).

L.littorea является важным компонентом экосистем Белого моря. Этим моллюском питаются донные и пелагические рыбы, а так же морские птицы. Несмотря на многолетние гидробиологические исследования, биология вида Littorinalittorea является изученной недостаточно.

Работа проводилась в двух заливах Белого моря: Кандалакшском и Онежском. Причем, в Кандалакшском заливе исследования проводились в акватории заповедника.

Цель работы: изучение скорости роста LittorinalittoreaL. в акватории Белого моря.

Задачи:

1. 
   Изучить особенности местообитания моллюсков LittorinalittoreaL.,
   
2. 
   Произвести измерения высоты раковины каждого экземпляра LittorinalittoreaL. и определить возраст;
   
3. 
   Сравнить полученные значения высот раковин, полученных из разных мест обитания моллюсков.
   

Актуальность: LittorinalittoreaL. – представитель фауны брюхоногих моллюсков, обитающий на побережье Кандалакшского залива Белого моря. Имеется мало современных литературных данных об объекте исследования. Материал был собран в акватории Кандалакшского заповедника, результаты работы будут переданы в его архив.

Гипотеза: условия обитания моллюсков не влияют на их скорость роста.

Глава I. Обзор литературы

1. 
   Характеристика местообитания LittorinalittoreaL.
   

Кандалакшский залив Белого моря – один из крупнейших заливов, расположенный в Мурманской области и Республике Карелия на северо-западе Российской Федерации. Залив находится между мысом Кирбей-Наволок и Лудошный (65°58′ с. ш.; 34°43′ в. д). В пределах впадины Бассейна моря с глубинами более 200 м находится котловина с глубиной 350 м, которая является наибольшей глубиной Белого моря¹.

Кандалакшский заповедник является одним из культурных и образовательных центров российской северной орнитологической науки. Антропогенная нагрузка на природные экосистемы здесь минимальна.

Онежский залив Белого моря расположен западнее Двинского залива и отделяется от Кандалакшского Бассейном². Онежский залив больше Кандалакшского по площади, но более мелководный. Средняя глубина составляет 19 м, а максимальная – 87 м. В средней части залива можно встретить глубины не более 20 м ¹.

Littorinalittorea- это типичный литоральный моллюск. Под литоралью принято понимать зону морского дна, которая затопляется во время прилива и осушается во время отлива. Условно (по различиям в уровнях воды во время квадратуры и сизигия) выделяют три горизонта литорали: верхний горизонт, средний и нижний³. Понятно, что для организмов, которые обитают на литорали важно, сколько времени они останутся без воды во время отлива. В нашем случае это около 6 часов дважды в сутки. L.littoreaв большей степени характерна для нижнего горизонта литорали и даже сублиторали⁴.

Littorinaобычно селится в биоценозе Ascophyllumnodosum + Mytilusedulisи плотность поселений литторины может достигать 264 Экз/м² при биомассе 85 г/м². А так же литторин можно обнаружить непосредственно на каменистых и скалистых грунтах. Реже – на заиленных^5,6.

Сезонные изменения температуры и солености в мелководных частях заливов очень велики. Колебания температуры достигают 17°С на поверхности: от – 1°С зимой до +16°С летом⁷. Зимой соленость поверхностных вод может достигать 29‰ ⁸. Онежский залив подвергается сильнейшему опреснению: речной сток здесь составляет около 20% всего годового стока в Белое море. Наибольший вклад вносит река Онега, Выг, Кемь, Нива и Шуя¹.

2. 
   Биология Littorina littorea L.
   

Тип – Mollusca

Класс – Gastropoda

Отряд – Littoriniformes

Семейство – Littorinidae

Род – Littorina

Вид – Littorina littorea⁹.
Литторина обладает довольно крупной овальной раковиной, которая покрывает все тело моллюска⁵. На ней хорошо разглядываются завитки, разделённые тонким вдавленным швом. Число завитков обычно находится в пределе 5-6. Верхние обороты слабовыпуклые, плавно переходят один в другой, а последний оборот с выпуклой закруглённой периферией занимает около 0.75 высоты раковины¹⁰. Основная функция раковины - защита мягких частей тела: голову, ногу и туловище¹¹.

Устье у Littorinalittorea округлое или каплевидной формы, внутри можно обнаружить коричневые пятна⁵. Раковина закрывается тонкой роговой крышечкой, которая находится на заднем конце ноги и повторяет форму устья. Когда моллюск полностью скрывается в раковине, крышечка плотно закрывает устье, тем самым изолируя животное от внешней среды¹².

Продолжительность жизни моллюска колеблется между 4-10 годами¹³.

Littorinalittorea– раздельнополый организм^13,14,15. Представители вида Littorinalittoreaмогут размножаться в течение всего года, однако эти организмы сильно ограничены климатическими условиями¹⁶.

Впервые Littorinalittoreaнерестится в возрасте 4 лет. Принято считать, что чем выше темп роста, тем меньше возраст наступления половозрелости, так как чем интенсивнее рост, тем раньше произойдёт созревание¹⁴. Половозрелыми обычно литторины становятся при высоте раковины около 17 мм¹⁷. Икрометание у самок происходит при температуре 6-15 ◦С и продолжается около 2-3 месяцев¹⁸. Отмечено, что L. littoreaотрицательно относится к низким значениям солености воды. У моллюска наблюдается угнетение таких процессов жизнедеятельности, как дыхание, при значении солености в диапазоне от 10 до 15‰¹⁹.

Литторина, как и большинство брюхоногих предпочитает растительную пищу, преимущественно водоросли, иногда детрит^13,15. В свою очередь сама литторина является объектом питания у промысловой птицы гаги обыкновенной, которая является охраняемым видом в заповеднике.
Глава II. Материалы и методы исследования
Работа проводилась на базе Кандалакшского государственного заповедника (о. Ряшков) и в Онежском заливе (Сорокская губа – Беломорский район) в июле 2018 года.

Сбор моллюсков осуществлялся во время полного отлива руками. Особое внимание нужно было уделять тому факту, что моллюски во время отлива часто прячутся в щели между камнями и под водоросли. После сбора, литторины были зафиксированы для транспортировки в лабораторию для последующей обработки. У каждого моллюска была измерена высота раковины с помощью штангенциркуля (точность до 0,1 мм) и возраст. Определение возраста моллюска основано на методике годовых колец, которые образуются на поверхности раковины во время зимней приостановки роста²⁰.

В каждом месте обитания объекта определена температура и соленость морской воды. Соленость измерена с помощью ареометра. Тестируемой водой наполнялся мерный цилиндр объемом 1000 мл. Затем в него опускался измерительный прибор, спустя несколько минут снимались показания плотности воды. После этого значения плотности переводились в значения солености по гидрологическому справочнику²¹. Температура измерялась непосредственно в месте сбора с помощью термометра.

Математическая обработка материала производилась в среде Microsoft Office Excel 2007. Применен метод линейной регрессии, который позволяет выявить зависимость между исследуемыми признаками²², а так же метод сравнения коэффициентов уравнений регрессии с помощью критерия Стьюдента.

Глава III. Результаты и обсуждение

В рамках нашего исследования было обнаружено 295 экземпляров (таблица 1).

Таблица 1.

Место сбора моллюсков и их количество

Кандалакшский залив (о.Ряшков)	Онежский залив (губа Сорокская)
214 экземпляр	81 экземпляр
Всего: 295 экземпляров Littorina littorea L.

В каждом районе исследования было определено значение температуры и солености воды (табл.2).

Таблица 2.

Значение солености и температуры воды в каждом районе исследования

о.Ряшков		губа Сорокская
t◦C	‰	t◦C	‰
14	21,6	12,3	17,2

Примечание: t◦C – значение температуры; ‰ – значение солености воды.

Возраст и продолжительность жизни – одна из важнейших характеристик, как отдельного организма, так и популяции. Каждая наша разновозрастная выборка может многое «рассказать» исследователю об условиях, в которых она обитает (таблица 3).

Таблица 3.
Количественное соотношение возрастных группировок LittorinalittoreaL. в различных местообитаниях

Возрастной ряд	о.Ряшков	губа Сорокская
2	11	2
3	24	24
4	93	47
5	35	2
6	28	1
7	18	−
8	4	−
9	1	−

Очевидно, что наибольшее возрастное разнообразие наблюдается на острове Ряшков в Кандалакшском заливе.

Посредством регрессионного анализа было доказано, что высота раковины достоверно зависит от возраста (рис.1).


Р
У=7,3639х^0,6141
ис. 1. Результаты регрессионного анализа зависимости высоты раковины моллюска от индивидуального возраста (о.Ряшков)

В рамках нашего исследования был выбран метод построения кривых на основе зависимости высоты раковины от возраста. Ключевым моментом в оценке различий между выборками является сравнение коэффициентов регрессии с помощью критерия Стьюдента (рис. 2).



Рис.2. Модели, описывающие зависимость высоты раковины от возраста моллюска:

y=7,4x^0.6для моллюсков с о.Ряшков, y=8,4x^0.4 для моллюсков губы Сорокской.
Коэффициенты регрессии сравниваемых уравнений оказались значимы: Тэ = 27,4; Ттеор. = 1,9. Моллюски на о. Ряшков растут быстрее, чем в Сорокской губе.

Условия обитания моллюсков в Белом море очень разнятся. Остров Ряшков находится в вершине Кандалакшского залива и входит в список территорий и акваторий, охраняемых Кандалакшским заповедником. Таким образом, антропогенная нагрузка здесь минимальна. Сорокская губа, напротив, испытывает на себе прямое влияние человека, поскольку ее акватория не входит в состав ООПТ и на ее побережье находится населенный пункт – город Беломорск. Уже на основе этого можно предположить, что именно антропогенный фактор оказывает давление на жизнедеятельность моллюсков. Тем самым скорость роста угнетается.

Такие экологические факторы как температура и соленость воды, оказывают сильнейшее влияние на гидробионтов. В Сорокской губе соленость оказалась ниже, чем на острове Ряшков.

Таким образом, экологические условия оказывают сильнейшее воздействие на живые организмы – гипотеза не подтвердилась.

Выводы

1. 
   Изучили особенности местообитания моллюсков LittorinalittoreaL.,
   
2. 
   Произвели измерения высоты раковины каждого экземпляра LittorinalittoreaL. и определили возраст;
   
3. 
   Сравнили полученные значения высот раковин и оценили скорость роста гидробионтов: моллюски, обитающие в акватории губы Сорокской растут медленнее, чем моллюски с о.Ряшков в Кандалакшском заливе.
   

Список литературы

1. 
   Алимов А.Ф. Рост и возраст /Львова А.А., Макарова Г.Е., Солдатова И.Н // Методы изучения двустворчатых моллюсков. - 1990.- С.121-140.
   
2. 
   Бабков А.И., Голиков А.Н. Гидробиокомплексы Белого моря / А.И. Бабков, А.Н. Голиков. – Ленинград: Изд-во Ленинградского университета, 1984. - 94 с.
   
3. 
   Белое море. Биологические ресурсы и проблемы их рационального использования / Ред. сост. Скарлато О.А. и др. – СПб.: Изд-во Зоологического института РАН. – 1995. – Ч.1. – 250 с.
   
4. 
   Белорусцева С. Брюхоногие моллюски и их раковины / С. Белорусцева. – Северодвинск: Изд-во Свирель. – 2007. - № 10. – с.24-27.
   
5. 
   Бергер В.Я. Дыхание некоторых литоральных моллюсков в процессе акклиматизации к изменениям солёности воды / В.Я Бергер, В.В. Луканин, В.Н. Лапшин // Экология. – Свердловск: Изд-во Наука. – 1970.
   
6. 
   Голиков А.Н., Кусакин О.Г. Раковинные брюхоногие моллюски литорали морей СССР / А.Н. Голиков, О.Г.Кусакин. – Л.: Наука. – 1978. – 292 с.
   
7. 
   Зубов Н.Н. Океанологические таблицы / Н.Н. Зубов. – Л.: Изд-во гидрометеорологическое коллективное издательство. – 1957. – 403 с.
   
8. 
   Ивантер Э.В. Введение в количественную биологию: учебное пособие / Э.В. Ивантер, А.В. Коросов. – Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ. – 2011. – 302 с.
   
9. 
   Каталог биоты Беломорской Биологической станции МГУ / Ред.сост.: Чесунов А.В., Калякина Н.М., Бубнова Е.Н. – М.: Товарищество научных изданий. – 2008. – 375 с.
   
10. 
    Кузнецов В.В. Белое море и биологические особенности его флоры и фауны / В.В. Кузнецов. – М.: Изд-во Академии наук СССР. – 1960. – 322 с.
    
11. 
    Лоция Белого моря [Электронный ресурс] / Гл.1, 2, 7/ Шмелинг Г., Шилов Ю., Дракин А.- Электрон.дан. - 1964. – URL: http://parusa.narod.ru/bib/books/ws_loc.
    
12. 
    Моллюски Белого моря / Ред.сост. О.А. Скарлато. – Л: Наука. – 1987. – 328 с.
    
13. 
    Полиморфизм по окраске раковин в популяциях литорального моллюска Littorinaobtusata [Электронный ресурс] / Экологический портал. ООО «Новая экология».- Электрон.дан. – 2010-2013. - URL: http://portaleco.ru
    
14. 
    Рубинчик М.А. К биологии размножения LittorinalittoreaL. Белого моря / М.А. Рубинчик // Биология Белого моря. – М.: Изд-во МГУ. – Т.1. - 1962.
    
15. 
    Рупперт Э. Э. Зоология беспозвоночных: Функциональные и эволюционные аспекты: учебник для студ.вузов: в 4 т. Т.2. Низшие целомические животные / Эдвард Э. Рупперт, Ричард С. Фокс, Роберт Д. Барнс; пер. с англ. Т. А. Ганф, А. И. Грановича, Н. В. Ленцман, Е. В. Сабанеевой; под ред. А. А. Добровольского и А. И. Грановича. – М.: Издательский центр «Академия». - 2008. – 448 с. – с ил.
    
16. 
    Шарова И. Х. Зоология беспозвоночных. Учебник для студ. вузов / И. Х. Шарова. – М.:ВЛАДОС. - 2002. – 592 с. – с ил.
    
17. 
    Littorina littorea L. – Reproduction and longevity / Biodiversity and Conservation. – Электрон.дан. – 2014. - URL: http://www.marlin.ac.uk/reproduction.php?speciesID=3713
    

1^ Лоция Белого моря [Электронный ресурс] / Гл.1, 2, 7/ Шмелинг Г., Шилов Ю., Дракин А.- Электрон.дан. - 1964. – URL: http://parusa.narod.ru/bib/books/ws_loc.

2^ Шкляревич Г.А. Таксономическая и биогеорафическая структура литоральных беспозвоночных Кандалакшского и Онежского заливов Белого моря / Г.А. Шкляревич // Принципы экологии. – 2013. – Т2. - № 4. С. 38-55

3^ Белое море. Биологические ресурсы и проблемы их рационального использования / Ред. сост. Скарлато О.А. и др. – СПб.: Изд-во Зоологического института РАН. – 1995. – Ч.1. – 250 с.

4^ Полиморфизм по окраске раковин в популяциях литорального моллюска Littorinaobtusata [Электронный ресурс] / Экологический портал. ООО «Новая экология».- Электрон.дан. – 2010-2013. - URL: http://portaleco.ru/geneticheskie-ekskursii-na-belom-more/polimorfizm-po-okraske-rakovin-v-populjacijah-litoralnogo-molljuska-littorina-obtusata.html

5^ Моллюски Белого моря / Ред.сост. О.А. Скарлато. – Л: Наука. – 1987. – 328 с.

6^ Рубинчик М.А. К биологии размножения LittorinalittoreaL. Белого моря / М.А. Рубинчик // Биология Белого моря. – М.: Изд-во МГУ. – Т.1. - 1962.

7^ Бабков А.И., Голиков А.Н. Гидробиокомплексы Белого моря / А.И. Бабков, А.Н. Голиков. – Ленинград: Изд-во Ленинградского университета, 1984. - 94 с.

8^ Лоция Белого моря [Электронный ресурс] / Гл.1, 2, 7/ Шмелинг Г., Шилов Ю., Дракин А.- Электрон.дан. - 1964. – URL: http://parusa.narod.ru/bib/books/ws_loc.

9^ Каталог биоты Беломорской Биологической станции МГУ / Ред.сост.: Чесунов А.В., Калякина Н.М., Бубнова Е.Н. – М.: Товарищество научных изданий. – 2008. – 375 с.

10^ Голиков А.Н., Кусакин О.Г. Раковинные брюхоногие моллюски литорали морей СССР / А.Н. Голиков, О.Г.Кусакин. – Л.: Наука. – 1978. – 292 с.

11^ Белорусцева С. Брюхоногие моллюски и их раковины / С. Белорусцева. – Северодвинск: Изд-во Свирель. – 2007. - № 10. – с.24-27.

12^ Белорусцева С. Брюхоногие моллюски и их раковины / С. Белорусцева. – Северодвинск: Изд-во Свирель. – 2007. - № 10. – с.24-27

13^ Рупперт Э. Э. Зоология беспозвоночных: Функциональные и эволюционные аспекты: учебник для студ.вузов: в 4 т. Т.2. Низшие целомические животные / Эдвард Э. Рупперт, Ричард С. Фокс, Роберт Д. Барнс; пер. с англ. Т. А. Ганф, А. И. Грановича, Н. В. Ленцман, Е. В. Сабанеевой; под ред. А. А. Добровольского и А. И. Грановича. – М.: Издательский центр «Академия». - 2008. – 448 с. – с ил.

14^ Рубинчик М.А. К биологии размножения LittorinalittoreaL. Белого моря / М.А. Рубинчик // Биология Белого моря. – М.: Изд-во МГУ. – Т.1. - 1962.

15^ Шарова И. Х. Зоология беспозвоночных. Учебник для студ. вузов / И. Х. Шарова. – М.:ВЛАДОС. - 2002. – 592 с. – с ил.

16^ Littorina littorea L. – Reproduction and longevity / Biodiversity and Conservation. – Электрон.дан. – 2014. - URL: http://www.marlin.ac.uk/reproduction.php?speciesID=3713

17^ Моллюски Белого моря / Ред.сост. О.А. Скарлато. – Л: Наука. – 1987. – 328 с

18^ Кузнецов В.В. Белое море и биологические особенности его флоры и фауны / В.В. Кузнецов. – М.: Изд-во Академии наук СССР. – 1960. – 322 с.

19^ Бергер В.Я. Дыхание некоторых литоральных моллюсков в процессе акклиматизации к изменениям солёности воды / В.Я Бергер, В.В. Луканин, В.Н. Лапшин // Экология. – Свердловск: Изд-во Наука. – 1970.

20^ Алимов А.Ф. Рост и возраст /Львова А.А., Макарова Г.Е., Солдатова И.Н // Методы изучения двустворчатых моллюсков. - 1990.- С.121-140.

21^ Зубов Н.Н. Океанологические таблицы / Н.Н. Зубов. – Л.: Изд-во гидрометеорологическое коллективное издательство. – 1957. – 403 с.

22^ Ивантер Э.В. Введение в количественную биологию: учебное пособие / Э.В. Ивантер, А.В. Коросов. – Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ. – 2011. – 302 с.