Фауна максимальных глубин на примере глубоководных желобов северо-западной части Тихого океана:
пути формирования, эволюционные тенденции, границы распространения.
Грант РНФ №24-17-00321
Этот проект направлен на решение фундаментальной проблемы морской биологии и биогеографии - выявление путей формирования и эволюционных тенденций фауны глубоководных желобов. Основные задачи проекта включают выяснение филогенетических связей ключевых ультраабиссальных таксонов, характеристику особенностей распространения ультраабиссальных видов – с определением степени эндемизма фауны отдельных желобов и фаунистических связей между желобами, выявление положения вертикальной границы между абиссальной зоной и ультраабиссальной, уточнение таксономического состава фауны желобов северо-западной части Тихого океана. В эту группу входят желоба Алеутский (7679 м), Курило-Камчатский (ККЖ) (9717 м), Японский (8412 м) и Идзу-Бонинский (9810 м).
Задачи проекта решаются на примере двух важнейших в ультраабиссали групп животных – иглокожих и двустворчатых моллюсков. Эти таксоны наиболее богаты по числу видов в абиссали и ультраабиссали, разнообразны в экологическом плане и образуют многочисленные популяции в глубоководных сообществах. Основу материала составляет одна из крупнейших в мире коллекций фауны желобов, хранящаяся в ИО РАН.
Помимо фундаментального значения, исследование фауны максимальных глубин океана необходимо для оценки уязвимости изолированных глубоководных экосистем к внешним воздействиям, включая антропогенные, а также для понимания механизмов функционирования экосистем в районах с экстремальными для жизни условиями обитания. Результаты работы также будут иметь важное значение для реализации целей и основных направлений действий Российской Федерации в рамках Десятилетия ООН наук об океане.
Рис. НИС «Tan Suo Yi Hao» (КНР) (6250 т, длина 94.5 м),
судно-носитель глубоководного обитаемого аппарата «Fendouzhe» (см. ниже).
В 2024 г. при поддержке проекта проведена совместная китайско-российская экспедиция на судне «Tan Suo Yi Hao» (КНР) по исследованию Курило-Камчатского и западной части Алеутского желобов с использованием глубоководного обитаемого аппарата (ГОА) «Fendouzhe». В экспедиции приняли участии три участника проекта: Гебрук А.В. (1-й этап, 07.07-30.08), Каменев Г.М. и Минин К.В. (2-й этап, 31.07-18.08). За время этой экспедиции выполнено 31 погружение ГОА в диапазоне глубин 5633-9578 м (18 погружений в Курило-Камчатском желобе, глубины 5961-9578 м; 12 погружений в Алеутском желобе, глубины 5633-6989 м и 1 погружение в районе соединения желобов, глубина 5802 м). Получены разнообразные пробы по группам, представляющим интерес для проекта. Материалы обрабатываются.
См. Завершилась китайско-российская экспедиция с участием сотрудников ИО РАН
Рис. ГОА «Fendouzhe» (КНР), рабочая глубина 11 000 м.
Один из первых результатов проекта, полученный в 2024 году, представлен ниже.
Род Angustebranchia (Bivalvia) - эндемик ультраабиссали
Семейство двустворчатых моллюсков Lyonsiellidae (Anomalodesmata) примечательно необычным для этого класса моллюсков типом питания - его представители хищники. Это семейство широко распространено в океанах от сублиторали до ультраабиссали, достигая глубин более 10000 м. Протяженный вертикальный диапазон определяет важность группы для разработки таких проблем биоокеанологии, как выявление путей формирования фауны желобов, её родства с фауной абиссали, эволюционных тенденций и адаптаций к максимальным глубинам.
До настоящего времени в семействе Lyonsiellidae выделяли 4 рода, в том числе род Policordia Dall, Bartsch et Rehder, 1938. Предложенный в рамках этого рода подрод Angustebranchia Ivanova, 1977, объединяющий 4 ультраабиссальных вида, впоследствии был сведен в синонимы с Policordia. Одной из задач первого года проекта было обосновать родовой статус Angustebranchia на основе морфологических и молекулярных признаков. Нами была изучена историческая коллекция типовых экземпляров всех видов Angustebranchia, а также недавно полученные материалы; для сравнительного контекста были исследованы отдельные виды родов Policordia, Lyonsiella и Allogramma с применением световой и электронной сканирующей микроскопии. Впервые для Angustebranchia, для двух видов группы, были получены молекулярные данные для фрагментов генов 16S и 18S. Безусловным успехом работы стало получение молекулярных данных для типового материала A. rectangulata, собранного в 39-ом рейсе НИС «Витязь» в 1966 г.
Рис. Филогенетическая реконструкция, полученная на основе анализа частичной
последовательности гена 18S рРНК с применением Байесовского анализа;
поддержанные узлы (РР > 0.95) отмечены черной точкой.
Полученные результаты свидетельствуют о родовом статусе Angustebranchia. Мы показали, что морфологически Angustebranchia отличается от родов Policordia, Lyonsiella и Allogramma (Lyonsiellidae) комплексом признаков, включающих микроскульптуру раковины, наличие двух рядов околосифональных щупалец и щелевидную форму рта. Филогенетический анализ всего надотряда Anomalodesmata был проведен по фрагменту гена 18S и впервые включал информацию по Angustebranchia. Виды Angustebranchia, образуют кладу, сестринскую по отношению к кладе Policordia. Монофилия семейства Lyonsiellidae в составе родов Policordia, Angustebranchia, Lyonsiella и Allogramma не поддержана.
Наши данные свидетельствуют в пользу выделения семейства Policordiidae, предложенного О.А. Скарлато (1981). Однако, в соответствии с вновь полученной информацией, семейство является не монотипическим, но, наряду с родом Policordia, также включает род Angustebranchia. Роды Policordia и Angustebranchia отличаются не только морфологически и генетически, но и экологически. По нашим результатам, нижняя граница вертикального распределения рода Policordia располагается на уровне 6040 м; диапазон вертикального распределения Angustebranchia (8160-9583 м) ограничивается ультраабиссалью. Род Angustebranchia увеличивает группу эндемиков ультраабиссали среди двустворчатых моллюсков до трех родов. В эту группу, помимо Angustebranchia Ivanova, 1977, входят роды Parayoldiella Filatova, 1971 (Nuculanidae) и Ptilomyax Oliver, 2012 (Lasaeidae).
