Состояние морских экосистем Антарктики в последние десятилетия привлекает большое внимание учёных, общественности и других заинтересованных лиц в связи с их радикальной перестройкой под влиянием изменяющегося климата и усиливающегося антропогенного воздействия. Любые новые данные о биоте Южного океана представляют потенциальный интерес для специалистов. До сих пор моря Южного океана (в том числе море Уэдделла) остаются малоизученными из-за суровых климатических условий.

Чтобы  исследовать их влияние  на структуру и пространственную организацию планктонных сообществ, в 2021–2022 годах была организована экспедиция в Южный океан (рейс №87, НИС «Академик Мстислав Келдыш»). Результаты исследования опубликованы в журнале Water.

«Жара» в Антарктиде устанавливает новые температурные рекорды.  В настоящее время Антарктика превращается из мирового «морозильника», поддерживающего низкие температуры, в источник энергии, который выделяет «тепло». Учёные разных стран предлагают несколько путей изменения Антарктики под воздействием антропогенных факторов, от таяния морского льда, обрушения шельфовых ледников и нагревания поверхности океана до исчезновения некоторых морских животных и интродукции чужеродных
видов.

Какие изменения происходят в пелагических сообществах, и какие факторы среды регулируют эти  изменения, предстояло выяснить учёным Национального научного центра морской биологии им. А.В. Жирмунского ДВО РАН в ходе экспедиции на НИС «Академик Мстислав Келдыш» в Атлантическом секторе Антарктики. Организатором экспедиции в рамках исследований экосистемы Южного океана (Атлантический сектор Антарктики) выступил Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук в район, представляющий интерес для российского промысла — бассейн Пауэлла моря Уэдделла, проливы Брансфилда и Антарктик, а также к востоку от Южных Оркнейских островов в период  «рекордно тёплого» антарктического лета 2022 г.

Основная идея экспедиции — оценка современных климатических трендов (на масштабе десятилетия) и оценка влияния этих трендов на природные комплексы Южного океана, современную биологическую продуктивность, структуру и пространственную организацию пелагических и донных экосистем Антарктики.

Исследования проводились с помощью современных орудий лова, в том числе планктонным комплексом Multinet в январе-феврале 2022 г. Всего было отобрано более 120 планктонных проб от 3000 м до  поверхности.

Основными компонентами сообществ зоопланктона в изученном регионе являлись копеподы (Calanoides acutus, Calanus propinquus, Metridia gerlachei, Oithona spp. и Rhincalanus gigas) и личинки антарктического криля (Euphausia superba). Старшим научным сотрудником Лаборатории систематики и морфологии ННЦМБ ДВО РАН Валентиной Касьян отмечена положительная тенденция увеличения вклада  мелкоразмерных копепод (т.к. Oithona spp.) в общую численность зоопланктона. Максимальная численность мелкоразмерных копепод была отмечена в водах с высокой концентрацией «мелких» гаптофитовых и динофитовых микроводорослей у Антарктического полуострова. Максимальная численность крупноразмерных  копепод и личинок криля наблюдалась в водах с высокой концентрацией «крупных» диатомовых микроводорослей Chaetoceros и Rhizosolenia к востоку от Антарктического полуострова, в районе Южных Оркнейских островов.

В настоящее время ученые разных стран наблюдают в Южном океане изменения структуры фитопланктона от преобладания «крупных» микроводорослей к «мелким». Серьёзность этой ситуации возрастает, если антропогенные процессы будут продолжаться, и в определенный момент могут стать триггером, активирующим в антарктической экосистеме механизм резкого увеличения численности и площади распространения «мелких» микроводорослей и их основных потребителей — мелкоразмерных копепод и пелагических оболочников (т.к. сальпы), вытесняя другие виды зоопланктона, в том числе промысловые (т.к. криль).

«Нами определены основные факторы среды, влияющие на стабильность сообществ зоопланктона. Так, например, высокая концентрация кислорода и хлорофилла «а» и низкая температура воды в 200-метровом слое способствуют увеличению численности яиц криля; высокая температура (>1°С) в поверхностном и 500-метровом слоях, высокая соленость в 200- и 500-метровом слоях и низкая концентрация кислорода — личинок криля; снижение солености в поверхностном слое — мелкоразмерных копепод, остракод и хетогнат; высокая температура в 200-метровом слое и низкое содержание хлорофилла «а» — сальп. Обилие  крупноразмерных копепод слабо связано с факторами среды, и увеличение их численности зависит от  биомассы фитопланктона», — прокомментировала старший научный сотрудник кандидат биологических наук Валентина Касьян.

Обеспокоенность автора вызвали низкие количественные показатели в поверхностном слое крупноразмерных копепод C. acutus, C. propinquus и M. gerlachei, являющихся кормом для пелагических рыб, морских птиц и млекопитающих у Антарктического полуострова.

Ранее данные по мезозоопланктону вместе с другими категориями планктона (фитопланктон,  макропланктон и ихтиопланктон) были получены в качестве предварительных результатов. Возможно, из-за резкого сезонного пикноклина, который образовался в результате «потепления» и распреснения поверхностных вод, копеподы не смогли подняться из «зимовочных» глубин к поверхности моря для активного питания и размножения. Как следствие, низкие количественные показатели основных компонентов зоопланктона в будущем могут способствовать деградации планктонных сообществ, а на их восстановление могут уйти столетия.

Результаты настоящих  и будущих исследований дают и будут давать бесценные данные о жизни планктонных организмов в экстремальных условиях меняющегося Южного океана. Они имеют важное практическое значение для прогнозирования долгосрочных изменений пелагических сообществ и разработки будущих программ сохранения морских экосистем Антарктики и устойчивого управления коммерческим рыболовством.

Работа выполнена в рамках госзадания Минобрнауки России по теме «Биологическое разнообразие и структура планктонных и бентосных сообществ Южного океана».

Источник: «Поиск».