Биологи ФИЦКИА УрО РАН успешно завершили участие в крупном международном проекте

Ведущие малакологи мира объединили усилия для того, чтобы выяснить в глобальных масштабах, какую роль играют искусственные и преобразованные человеком водоемы в сохранении и поддержании популяций редких, исчезающих видов мягкотелых, и может ли антропогенная водная среда заменить природную. 

В реализации масштабного международного проекта принимали участие 36 биологов из 22 стран мира: РФ, Португалии, США, Великобритании, Люксембурга, Китая, Японии, Италии, Франции, Аргентины, Бразилии, Австралии, ЮАР и ряда других. Россию представляли биологи Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лаверова Уральского отделения РАН (Архангельск). Исследовательскую группу возглавил профессор Университета Минью Роналдо Соуза (Брага, Португалия).  

Благодаря созданной международной базе данных ученые обменялись информацией о пресноводных моллюсках, населяющих водохранилища, мелиоративные сооружения, речные порты, водоемы-охладители и каналы сброса теплых вод ТЭЦ, пруды, рисовые поля и другие типы искусственных водных объектов, расположенных в различных точках планеты.

Напомним, что в мире начитывается 965 видов пресноводных моллюсков отряда унионида (беззубок, перловиц и жемчужниц). Около 45% из них находятся под угрозой исчезновения. Несмотря на то, что антропогенные среды обитания часто оказывают негативное воздействие на биоразнообразие, они могут также служить убежищами для некоторых видов. Униониды вселяются в искусственные водные сооружения через соединения с естественными водоемами либо вместе с рыбами, которые переносят личинок моллюсков (глохидий) на жабрах и на теле.

Участники проекта установили: 248 видов крупных двустворчатых моллюсков способны колонизировать созданные человеком неприродные местообитания. Такие устойчивые виды были отмечены в водоемах США, России, Юго-Восточной Азии, Южной Америки и Австралии. Таким образом, четверть видов отряда унионида могут существовать в искусственных водоемах.

Вместе с тем отмечается тенденция: подавляющее большинство видов пресноводных моллюсков способно существовать исключительно в естественных условиях. Это, например, виды, обитающие в горных ручьях с чистой водой.

– Ключевой вопрос – содержание кислорода в воде и степень чистоты воды, – комментирует глава российской группы участников проекта, директор ФИЦКИА УрО РАН, член-корреспондент РАН Иван Болотов. – Моллюски, приспособленные к горным условиям, не выносят низкого содержания кислорода и высокого содержания органики в воде. Они также требовательны к чистоте грунта. Стоячая вода, отсутствие течения, низкое содержание кислорода, накопленная в воде органика способствуют исчезновению горных видов пресноводных моллюсков. 

Наибольшую приспособленность к антропогенным водным объектам демонстрируют обитатели равнинных водоемов – рек и больших озер с достаточно грязной водой. Ученые называют такие виды «генералистами». Они способны нормально адаптироваться и встраиваться в новую экосистему, подобно людям-космополитам, легко приспосабливающимся к жизни в разных странах.   

Например, при исследовании биологами ФИЦКИА УрО РАН Беловского водохранилища в Кемеровской области в местном канале ТЭЦ была обнаружена многочисленная чужеродная фауна. Ученые назвали это явление биологической инвазии «анклавом тропиков в Сибири». Биологи предполагают, что гигантские китайские беззубки Sinanodonta lauta и Sinanodonta woodiana были завезены сюда вместе вселяемой рыбой из Казахстана. Кроме того, эти моллюски легко отвоевали экологическую нишу и наводнили Волгу. В кемеровских искусственных водоемах также живут улитки планарбеллы и ампуллярии, свойственные озерам и рекам Северной и Южной Америки. Очевидно, эти виды распространились здесь благодаря аквариумистам.

В то же время ученые отмечают, что антропогенные местообитания могут быть экологическими ловушками для моллюсков. Осушение водных объектов (например, сброс воды из канала) образовавшиеся популяции не переносят, и моллюски погибают.

Международная группа исследователей приходит к выводу о необходимости бережного отношения к антропогенным местообитаниям, в которых образуются достаточно устойчивые биоценозы и экосистемы. Вместе с тем искусственные водоемы не могут полностью заменить естественные, поэтому важным пунктом в сохранении биоразнообразия является расширение системы заповедников и нацпарков. 

В ходе реализации проекта российские исследователи из ФИЦКИА УрО РАН также обнаружили уникальное свойство вида Sinanodonta woodiana – гигантских китайских моллюсков, наводнивших Волгу. Они обладают повышенной жизнеспособностью. Эти пресноводные инвазивные беззубки оказались устойчивыми к длительному отсутствию воды и кислорода.

В Мьянме местные фермеры занимаются разведением карпа и толстолобика. Вместе с рыбами в пруды вселилась и размножилась китайская беззубка Sinanodonta woodiana, родиной которой является река Янцзы. Искусственные водоемы эксплуатировались в течение 20 лет. Когда рыбный бизнес прекратил существование, вода была спущена из прудов.

Биологи Лаверовского центра, занимавшиеся в Мьянме оценкой биоразнообразия пресноводных биоресурсов для Министерства сельского хозяйства и развития сельских районов этой страны, побывали на ферме через месяц после осушения прудов. Поверхность грунта была сухой, а более глубокий слой – слегка влажным. Однако, находящиеся в грунте моллюски были живыми. Никто не предполагал, что пресноводные моллюски могут жить в столь жестких условиях в течение месяца.

В мировой научной литературе имеются единичные примеры подобного явления, касающиеся обитателей природного водоема. Так, в Австралии в бассейне Мюррея-Дарлинга, отдельные части которого периодически пересыхают, моллюски приспособились к временному отсутствию воды. На период засухи они зарываются в грунт на 40-50 сантиметров. Затем начинаются дожди, участки водной системы вновь заполняются водой, и моллюски выбираются на поверхность.

– Пока у нас есть единственное объяснение, почему беззубки в Мьянме оказались такими живучими, – комментирует Иван Болотов. – Скорее всего, они очень плотно закрывают створку раковины, внутри которой остается вода. При этом они каким-то образом справляются с проблемой нехватки кислорода. Вероятно, моллюски перед засухой переходят к особому состоянию анабиоза.  Они могут задерживать дыхание и выдерживать кислородное голодание.

Научная статья о масштабном исследовании международной группы опубликована в журнале Global Change Biology https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.15549. Это лидирующий в мире журнал в области оценки последствий глобальных изменений на биосистемы (импакт-фактор 8.555).