Размерная и фенотипическая структура популяции Dreissena polymorpha в водоеме-охладителе ХАЭС
УДК 594.125(285.3)
А. А. Протасов, И. А. Морозовская
Институт гидробиологии НАН Украины, Киев, Украина, protasov@bigmir.net
SIZE AND PHENOTYPIC STRUCTURE
OF DREISSENA POLYMORPHA POPULATION
IN THE KHMEL’NITSKI APP BASIN-COOLER
A. A. Protasov, I. A. Morozovska
Institute of Hydrobiology of UkrainianAcademy of Scences, Kiev, Ukraine, protasov@bigmir.net
Популяция дрейссены (Dreissena polymorpha) начала формироваться в водоеме-охладителе Хмельницкой АЭС с 2002–2003 гг. после спонтанного ее вселения (Протасов, Юришинец, 2005). Моллюски быстро заселили всю акваторию, массово развились в подводящем канале АЭС, привели к значительным биологическим помехам в работе систем водоснабжения АЭС.
Водоем Хмельницкой АЭС, расположенный в северо-западной части Украины служит для охлаждения циркуляционных вод двух энергоблоков. Площадь водоема составляет около 20 км2. Конструкция водоема обеспечивает и определяет циркуляцию водных масс, которая охватывает в первую очередь его восточную, центральную и северную части. Неоднороден термический режим – наиболее высокая температура отмечалась в районе выхода из отводящего канала, в восточном районе, наименьшая – в западном, северном районах и подводящем канале. Это создает условия для разновременного оседания личинок, различной скорости роста моллюсков, то есть формирования разнородной структуры популяции. Исследованию степени разнородности характеристик популяции дрейссены в условиях водоема-охладителя посвящена данная работа.
Исследования проводили в летний период 2005 г. и по сезонам в 2006 г. Пробы бентоса отбирали с помощью дночерпателя или с рамки размером 0,5×0,5 м с помощью водолазной техники. В перифитоне наблюдение и отбор проб проводили на трансектах. При исследовании размерной структуры популяции дрейссены выделено 6 размерных групп – 1–5, 6–10, 11–15, 16–20, 21–25, 26–30 мм. Сходство рассчитывалось на основании построенных дендрограмм в программе BioDiversity Pro.
Для бентоса и перифитона установлены максимальные размеры моллюсков по всем сезонам за 2006 г. Полученные данные усредняли по районам для бентоса и перифитона без их разделения. Коэффициент формы Kv рассчитывали по формуле
Kv = ((L+h+d)/3)³/Lhd,
где L – длина, h – высота, d – толщина (ширина) раковины моллюска (Протасов, 2004).
При исследовании изменчивости дрейссены пробы отбирали в северном, южном, западном, восточном районах и в подводящем канале, на глубине от 0,8 до 8,5 м, в июле 2006 г. На каждой станции отобрано по 100 особей размером от 6 мм в соотношении размерных групп с шагом 5 мм. Всего обработано 2900 раковин моллюсков. Степень меланизации (преобладание более светлых (C) или более темных (D) участков в рисунке раковин) определяли по 7 градациям с помощью коэффициента меланизации Км (Протасов, Горпинчук, 1997).
Размерная структура популяции дрейссены свидетельствует о процессах ее роста. Преобладание малоразмерных молодых особей является предпосылкой роста популяции, сокращение и старение популяции происходит при преобладании крупных старых особей. Относительно стабильное состояние при распределении встречаемости отдельных размерных групп, которое приближается к нормальному.
В целом популяция дрейссены в охладителе ХАЭС не отличалась высокими показателями линейных размеров раковин моллюсков. Максимальный размер особей составлял в западном районе 27,6 мм, в восточном – 26,6 мм. При этом коэффициент формы Kv наибольшим был в западном районе, что связано с относительно более низкими раковинами. С глубиной максимальные размеры дрейссены снижались.
Анализ частотных распределений размерных групп показал их значительное многообразие. За весь период исследования не было обнаружено распределений с резким доминированием относительно крупных (21 мм и более) моллюсков. То есть отсутствовали распределения, характерные для «стареющих» популяций. Два других типа распределения были представлены в разной степени. За весь период исследования только в августе и феврале существенно (до 80 % численности) преобладали особи самых малых размеров 1–5 мм. Всего можно выделить восемь типов распределений. Кроме указанного с доминированием самых малых размерных групп один раз было отмечено распределение с двумя содоминантами – 1–5 и 6–10 мм. В целом малое число распределений с доминированием мелких особей свидетельствует о достаточной редкости ситуации массового оседания личинок и их доминирования по численности. Такие ситуации, вероятно, наблюдались во второй половине лета и поздней осенью. Доминирование мелких особей в феврале связанно, скорее, с медленным ростом при низких температурах, чем с недавним оседанием велигеров. Численность велигеров в планктоне в феврале составляла около 500 экз./м3, была более чем в 20 раз меньше, чем в летние месяцы. Далее типы распределений отражают смещение доминирования от размерной группы 6–10 мм к размерной группе 16–20 мм. Кроме распределений с четко выраженным доминированием одной группы отмечены немногочисленные промежуточные с содоминированием соседних размерных групп. Наибольшее число распределений (по 35 % от всех случаев) связано с доминированием групп 6–10 и 11–15 мм. Определенной приуроченности их к тому или иному сезону либо району отмечено не было. Распределение с доминированием размерной группы 6–10 мм характеризует, очевидно, состояние популяции, когда осевшие сравнительно недавно велигеры выросли до размеров этой группы, что может происходить в течение двух месяцев или даже всего летнего периода. Большее количество таких распределений отмечено в августе и октябре, что может свидетельствовать о поздневесеннем и позднелетним оседании велигеров. В средине лета в большей части исследованных районов преобладали распределения с доминированием группы 11–15 мм.
Таким образом, в водоеме существовала мозаичная структура поселений дрейссены с преобладанием того или иного типа поселений с явным преобладанием типов, характерных для устойчивого состояния популяции.
Кроме исследования типизации размерной структуры популяции дрейссены проводили изучение полового состава дрейссены в июле 2006 года. В результате исследований установлено процентное соотношение самцов и самок для каждой размерной группы по районам, а также прослежено, как изменяется доля самцов и самок в зависимости от температуры. Для размерной группы 6–10 мм прослежена тенденция снижения доли самок с увеличением глубины, в подводящем канале, южном и западном районах. Для размерной группы 11–15 мм в западном и восточном районах и в подводящем канале происходит снижение доли численности самцов с увеличением глубины. Для размерных групп 16–20 и 21–25 мм отмечено снижение доли самцов и повышение доли самок с увеличением глубины для подводящего канала. На плотине отмечено доминирование самцов размерной группы 16–20 мм (59 %), а для группы 21–25 мм – самок (80 %). Процент самцов для размерной группы 26–30 мм составил 25 %. При исследовании зависимости доли самцов от температуры для трех размерных групп (6–10, 11–15 и 16–20 мм) отмечено увеличение доли самцов размерной группы 16–20 мм с увеличением температуры.
При исследовании изменчивости дрейссены по меланизации раковины по районам отмечено, что в большинстве случаев во всех районах, как в бентосе, так и в перифитоне, преобладали моллюски с сочетанием С1D1 (одинаковое сочетание темного и светлого тона) и C1D2 (преобладание темного рисунка над светлым фоном). Общий тон окраски раковин во всех исследованных районах различался мало: рисунок в основном был серо-черный и коричнево-желтый. Интересно отметить, что в бентосе в южном районе отмечена встречаемость моллюсков темного окраса степени меланизации D2 – 56 % на глубине 3,8 и 14 % на 0,8 м. Можно предположить что, на темный цвет раковины влияют соединения железа в донных отложениях. В перифитоне высокой встречаемости моллюсков с темными раковинами в южном районе не обнаружено. Максимальные значения коэффициента меланизации отмечены для западного района на 3 м – 0,86 (бентос) и для подводящего канала на 6 м – 0,59 для перифитона. Минимальные значения этого коэффициента для бентоса и перифитона – 0,50 и 0,52.
Таким образом, в связи с небольшим периодом развития популяции, быстрым первоначальным ее ростом, отсутствием значительных градиентов условий в популяции дрейссены в охладителе только наметились тенденции формирования гетерогенной структуры.
Zoocenosis — 2007
Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали ІV Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: Вид-во ДНУ, 2007. – С. 99-101.