А теперь настало рассказать, что такого интересного мне удалось найти на севере Новой Земли. Мою вышедшую статью можно найти тут – https://www.biotaxa.org/em/article/view/79838
А чтобы было понятно, придётся поподробнее рассказать что такое Баренцево море.

Дело в том, что из всех арктических морей Баренцево (наряду с морем Бофорта) – самое богатое по числу видов зверюшек, которые в нём обитают. Сильно упрощая, в юго-западной части моря (там где север Норвегии и Кольский полуостров с Мурманском) живут те же организмы, что и в других районах северной Европы, например у берегов юга Норвегии, Исландии и Англии. В северо-восточной же части моря (это как раз там, где Новая Земля, Земля Франца Иосифа и восток Шпицбергена) живут виды общие с другими арктическими морями, например Карским и морем Лаптевых. То есть в одном море есть как бы две сильно отличающиеся фауны и общий видовой состав поэтому больше. Тех зверюшек, что обитают на самом севере мы называем «арктическими», а общих с северной Европой – «бореальными».

Считается, что разные зверюшки обитают в разных частях моря из-за неравномерного распределения температуры. Действительно, мы все помним про то, что Гольфстрим подогревает Баренцево море относительно тёплой Атлантической водой, которая обеспечивает мягкий климат для Мурманска и его окрестностей. Поэтому, кстати, туристов, которые массово едут в Териберку нагло обманывают тем, что они видят Северный Ледовитый океан – у Мурманского берега чего-то арктического очень мало (немногим больше чем, где-нибудь под Питером). Берега Арктики выглядят как на фотографиях из предыдущих постов – голые каменистые, скалистые или песчаные поля, которые почти весь год покрыты мощным льдом.
🔻 #Арктика #климат

🔺 Часть 2
Вот посмотрите карту распределения придонной температуры в Баренцевом море. Внизу (там, где Кольский полуостров) сильно теплее, чем наверху. Карта взята отсюда https://academic.oup.com/icesjms/article/72/2/595/672811?login=false
🔻 #Арктика #климат

🔺 Часть 3
Тем не менее «температурная гипотеза» очень часто даёт сбои при объяснении распространения «бореальных» и «арктических» организмов в Баренцевом море. Один из примеров несоответствия фауны температуре – мелководные сообщества севера Новой Земли. В собранных в 2018 году пробах преобладали три вида – Lacuna vincta (она на картинке), Margarites helicinus и Testudinalia tessulata. Из них первый вообще не был отмечен в современной фауне Арктики (мы говорим про достоверные находки), но известен оттуда в ископаемом состоянии, а два других – встречались в некоторых местах единично. Зато все три вида очень типичны для прибрежной зоны того же Мурмана или Белого моря.
🔻 #Арктика #климат

🔺 Часть 4
На картинке показаны значения индекса Симпсона, полученные при сравнении видового состава улиток севера Новой Земли с другими районами Баренцева моря и его окрестностей. Индекс может принимать значения от нуля (в сравниваемых районах нет ни одного общего вида) до единицы (все виды в одном регионе общие с другим регионом). Красными отмечены «бореальные» районы, синим – «арктические», а зелёным – север Новой Земли.
🔻 #Арктика #климат

🔺 Часть 5
Иными словами на севере Новой Земли обитают бореальные, а не арктические улитки, хотя по данным многолетних наблюдений температура здесь самая низкая в регионе и может сравниться разве что с Землёй Франца Иосифа. Почему такое возможно? Может быть несколько причин. Во-первых вдоль побережья Новой Земли с юга на север тоже проходит течение. Хоть оно и холодное, само по себе оно может разносить организмы, из южной части Баренцева моря в северную. В этом случае оно выполняет роль транспортной магистрали для бореальных организмов, а не «обогревателя». Во-вторых, возможно, бореальные виды вообще раньше заселяли весь этот регион до последнего оледенения (то есть какие-то 150-200 тысяч лет назад). Само оледенение сделало большую часть региона непригодной для жизни, но в тех местах, докуда оно не дошло вполне могли оставаться маленькие «островки» старой фауны. Такие островки называются «рефигумы» и их существование в прошлом доказано для наземной фауны Новой Земли.

Строго говоря «температурная гипотеза» имеет не больше обоснований в объяснении распределения фауны Баренцева моря, чем все остальные, просто в самом начале исследований Баренцева моря, в 19-ом веке её стали использовать «по умолчанию» для объяснения всей обнаруживаемой неоднородности в распространении организмов. В любом случае, если верна какая-то одна гипотеза о формировании фауны Баренцева моря (температурная, рапсространение с течениями или восстановление из рефугиумов), то все они с одинаковой убедительностью объясняют значительную часть неоднородности населения региона, но всегда найдётся что-то противоречащее каждой из них в отдельности. Поэтому, вероятно, действуют сразу все три причины (и ещё какие-то другие, непроговорённые).
🔻 #Арктика #климат

🔺 Часть 6
И самый главный вопрос: зачем нам знать отчего в разных местах обитают разные улитки?
Моря постоянно меняются. Эти изменения могут быть связаны как с глобальными процессами (например изменение климата), так и с влиянием рыбного промысла, видов-выселенцев (самый известный из которых в Баренцевом море – Камчатский краб), строительства причалов и добычи нефти. Баренцево море – важный промысловый и нефтегазовый регион и чтобы прогнозировать там хозяйственную деятельность нужно понимать правила, по которым его экосистема функционирует. Например если фауна региона действительно формируется из-за единственного фактора – температуры воды, то можно прогнозировать, что при потеплении, бореальные виды (включая промысловых) станут более массовыми в типично Арктических регионах. А, если, например верна гипотеза о преобладающей роли течений, как коридора для распространения видов, то ожидать смены фауны в будущем следует при изменении направления и интенсивности течений. Если верна гипотеза восстановления фауны из рефугиумов, то нам не стоит ожидать резкий измений при некатастрофических изменениях окружающей среды, зато нужно более внимательно относится к хозяйственной деятельности в этих районах, так как существовавший сотни тысяч лет фаунистический «остров» может не восстановиться после крупного разлива нефти и другой трагедии.
#Арктика #ЗачемЭтоВсё #климат

Здравствуйте 🙂 меня зовут Иван Нехаев, я зоолог и гидробиолог. На Дне я рассказываю о своей работе, обычно в формате длинных историй. В них я пытаюсь объяснить и отрефлексировать как при помощи маленьких, почти незначимых и несвязанных находок и фактов удаётся понимать как устроены сложные экологические и биологические процессы. Истории не теряют своей актуальности по мере роста числа подписчиков, поэтому. чтобы их не потерять я собрал первые сообщения каждой из них в обновляющемся списке ниже, а также улучшил навигацию: теперь по знакам 🔺 и 🔻 ( или ⬆️ и ⬇️) вы сможете проследить историю от первого сообщения до последнего. Приятного прочтения!

Чат канала

Возникающие и пропадающие популяции

Что такое восстановительные экосистемы?

Улитки из затопленного леса в центре Северного Ледовитого океана

Восстановительные экосистемы в Беринговом море

Улитки с острова Колгуев

Климат, донная фауна и север Новой Земли + бонус

Улитка на склоне (континентальном)

Как заселяется литораль?

Необиота Сибири

Provanna и Parvaplustrum из подводного вулкана Пийпа и кто их родственники

Улитки - грибы моря?

Минорные водоёмы

Проблемы паразитов морских огурчиков

Как случайно изучили центральную Арктику

Улитоньки озёр Кольского полуострова

Тайна аватарки Дна

Двойное проникновение

Кто может постучать со Дна?

Улитоньки Мурмана

Ребристость и биологические виды

Теги Дна:
#Арктика #ДляСправки #ЗачемЭтоВсё #Климат #личное #микромоллюски #Пацифика #пресноводное #хемосинтез #програмирование #морские #экология

Пожалуйста, не забудьте поделиться Дном и его материалами с друзьями и сочувствующими. Ваши репосты – единственный способ увеличения аудитории канала 🐳

P.S. И ещё у меня есть личный канал, где я просто в формате блога пишу обо всё, что со мной происходит и пощу красивые фоточки

Не успело пройти много времени с момента моего рассказа о необычных сообществах улиток на севере Новой Земли, как у нас вышла новая статья, одновременно и связанная и не связанная с предыдущей (почитать можно здесь – https://doi.org/10.1017/S0025315422001102).

Мы нашли целую популяцию маленькой улитоньки Onoba aculeus к северу от Новой Земли, формально уже в водах Северного Ледовитого океана. Onoba aculeus – это бореальный (то есть северный, но не заходящий в Арктику) вид. Находка таких же по распространению улиток в большом количестве и послужила поводом для предшествующей истории, но в случае с онобой – «вы не понимаете это другое» (с). Дело в том, что у берегов Новой Земли мы нашли целое сообщество тепловодных мелководных моллюсков в Арктике, которое могло остаться от предшествующей эпохи, тогда как в других местах эти экосистемы исчезли из-за оледенения. Сейчас мы нашли один-единственный мелководный вид, зато в типично арктической экосистеме (то есть все остальные виды там были характерны для региона), а кроме того на необычайно большой глубине: 343 метра и температуре –0.2°C (да, у дна в Арктике она отрицательная).

Распространение морских организмов отличается не только в направлении с юга на север и с запада на восток но и от меньших глубин к большим. Причины этого могут быть разными, но сейчас нас интересуют только экологические. Прибрежные экосистемы – крайне продуктивные зоны. На освещённом солнцем дне (а такое есть до глубины 30-40 метров) очень хорошо растут водоросли которые едят очень многие морские организмы (которых, в свою очередь едят другие), это похоже на богатые заросли травы где-нибудь у ручья, а иногда даже на настоящий небольшой подводный лес. По мере увеличения глубины, солнечного света, а значит и еды становится всё меньше и если нет возможности использовать энергию хемосинтеза (об этом Дно писало здесь – https://t.me/bottom_bottom/17 и здесь https://t.me/bottom_bottom/26 и здесь https://t.me/bottom_bottom/36) то морским организмам приходится туго. То есть адаптироваться тут нужно не столько к холоду, сколько к голоду и огромному давлению (моральному – со стороны конкурентов и физическому - со стороны водной толщи). Иными словами найти мелководных улиткок на большой глубине – это примерно то же, что и обнаружить компанию из бодрых и полных сил лягушек в вызженной солнцем пустыне.

Мы не знаем, как такое стало возможно. Пока что можно уверенно говорить, что наша находка не является артефактом: мы постарались очень внимательно реконструировать весь путь судна и каждого из предметов которыми пользовались для отбора и обработки проб, чтобы исключить возможность попадания «южных» улиток на север вместе с исследовательской группой (которая базируется в тёплом порту Мурманска).

По-видимому, улитки могут попадать в Арктику с течениями (в тот район заходит холодная вода из Атлантики, несущая с собой куски водорослей и дерева с которыми могут расселяться улитки). Попадая в новые для себя места организмы обычно погибают, но если заносы случаются регулярно, то небольшое число улиток могло как-то выжить на тёмном и холодном дне и образовать «популяционный остров» (о таких Дно тоже писало – https://t.me/bottom_bottom/11), при этом непонятно могут ли там улитки размножаться или нет (все найденные нами экземпляры – взрослые, проверить наличие молоди из-за особенностей метода сбора мы не можем). Северные мелководные организмы, кстати, имеют комплекс адаптаций, которые позволяют им выживать на больших глубинах, и теоретически возможность их миграции вниз была показана в сериях экспериментов. Кроме того, считается что глубоководная фауна всего Мирового океана в принципе могла произойти от «сползших вниз» северных и арктических предков. Возможно теперь мы можем наблюдать такой процесс в природе и в реальном времени.
🔻#Арктика #микромоллюски

🔺 Часть 2
Вот так выглядят обсуждаемые Onoba aculeus. Под буквами A-B найденные на глубине в Северном Ледовитом океане, C и D – из ранее известных мест обитания на мелководьях Шпицбергена и Кольского полуострова. E – другой близкий вид – Onoba leptalea, из пробы с Onoba aculeus. У нас изначально были большие сомнения по поводу того не путаем ли мы виды оноб, поэтому обоим авторам статьи пришлось потратить немало времени на сравнение со всем доступным материалом и всестороннее исследование и ракушек и анатомии улиток.

Ну и да, хоть наша улитка и неотличима от южных сородичей, нет полной уверенности, что все они относятся к одному виду. В этом случае наша находка оказалась бы новым для науки видом, но чтобы это проверить нужно прочитать участки генов, что недоступно из-за плохого фиксатора пробы 😔 В любом случае, арктические и бореальные онобы всё равно оказываются родственниками, просто описанные выше процессы заселения имели место не сейчас, а миллион лет назад (или около того).
🔻#Арктика #микромоллюски

🔺Часть 3
А вот тут живёт Onoba aculeus. Красными линиями обведены участки побережья, где этот вид ранее был отмечен, а треугольником – новое место находки.
И ещё небольшое достижение для меня лично – очень давно хотел опубликоваться в Journal of Marine Biological Association of the UK. В то время, когда научные статьи читали преимущественно на бумаге, а не в интернете это был единственный иностранный журнал, поступавший в библиотеку мурманского института в котором я работал. Мне он казался невообразимо крутым.
#Арктика #микромоллюски

Рассматриваю сканирующие электронные микрофотографии жабр улитонек и не могу развидеть, что вот эта вот похожа на шаверму в разрезе

На этой фотографии место на подводном вулкане в Беринговом море, где было обнаружено сразу три никому ранее не известных видов улиток. Причём в хорошем качестве запечатлён именно момент забора грунта сачком подводного робота Commanche-18 (он же и сделал фотографию). Обычно даже у тех, кто изучает наземных животных (например лесных или тундряных) не всегда в нужный момент оказывается фотография места, где была собрана нужна проба, хотя, казалось бы, вообще не проблема: телефон с камерой лежит в кармане. Глубоководных же обитателей в месте с грунтом собирают тралами или дночерпателями (это такой девайс из нержавеющей стали, напоминающая ковш). То есть мы можем только догадываться о том, как выглядело не только то место, откуда их достали, но и всё окружающее дно на многие сотни километров вокруг. Но, как мы видим, бывают и исключения.

Спойлер: первая часть поста – старческое брюзжание, вторая возможно будет интересна кому-то из коллег

Изучение геномов улиточек и других зверюшек необходимо для решения очень многих вопросов, от банального определения вида, до понимания времени существования их поселений. Казалось бы, молекулярные исследования это что-то современное и технологичное, но меня в значительной степени раздражает в них именно большое количество монотонной, алгоритмичной работы, нещадно поедающей время. И ладно, если бы речь шла только о работе в лаборатории (там хотя бы бывает весело), но это касается и обработки результатов. За редким исключением программы для работы с молекулярными данными дико кривые, имеют путаную документацию, редко обновляются, а кроме того, могут принимать разные форматы данных (один формат для одного приложения, другой для другого). В общем, для того чтобы сделать какую-нибудь простую процедуру нужно бывает перегнать через два-три неинтуитивных (или даже консольных – каждое на своём языке), приложения, написанных по идеологии «одна программа – одно действие». Это, например как если бы печатать текст вы могли в одной программе, а, например для выделения курсивом существовала бы вторая, для добавления в текст таблиц - третья и т.д. Для того, чтобы сделать один финальный расчёт, обычно, нужно сделать много промежуточных, с разными настройками, наборами данных или откровенно косячных. Часы копирования данных и нажатия кнопок перерастают в скучневшие рабочие дни,а они в свою очередь – в унылые недели.

В общем, я очень ленивый человек, и мне стало откровенно невмоготу этим заниматься, когда есть куча других интересных занятий (например – писать посты в Дно). Поэтому пришлось освежить свои школьные (ну и более поздние) навыки программирования и начать писать скрипты для обработки данных. Примечательно что для многих манипуляций готовые и отлично комментированные скрипты нашлись, так что даже писать ничего не пришлось. Поэтому я, в свою очередь решил выкладывать то, что сам написал, авось пригодиться и для этого завёл аккаунт на GitHub (это такая соцсеть для программистов, где они могут мериться количеством и кривизной написанного кода). Пока что там лежит скрипт на R который берёт на вход номера из GenBank и файлы с последовательностями, а на выходе выдаёт отфильтрованное выравнивание, можно сразу по нескольким генам.

Так как среди зоологов я – эколог, а среди экологов – зоолог (в общем ни туда, ни сюда 🫣), то обработка, молекулярных данных – не единственная задача, которую я пытался решить с помощью программирования (обычно, кстати, на Python, а не на R). Поэтому будущем я планирую добавлять другие ветки, со временем обо всё расскажу 😔

А пока – вот ссылка на то, что есть https://github.com/anisus3/Phylogeny

#личное #програмирование

Процессы адаптации и появления хорошо приспособленных к какой-либо среде обитания организмов очень длительные и нудные, тем не менее пустоты в природе почти не бывает. Как только возникает какое-то специфичное местообитание, на нём тут же пытаются закрепить наиболее выносливые животные и растения из соседних зон и, зачастую, формируют уникальные экосистемы, состоящие из небольшого числа плохо приспособленных видов, тем не менее способных как-то между собой взаимодействовать. То есть появляется своего рода экологический стартап, который при редком и удачном стечении обстоятельств может вырасти во что-то продуктивное и очень крутое (Дно, кстати, уже сравнивало структуру специализированного и вновь сформированного сообществ например здесь – https://t.me/bottom_bottom/41)

Наблюдать в реальном времени формирование таких сообществ довольно проблематично, но я всё же попытался. В тех морях и океанах где приливы выражены чётко формируется особая зона - литораль, которая во время прилива заливается водой, а во время отлива – осушается.

Всего оказалось что на литорали есть три группы улиток: во-первых, это собственно литоральные обитатели, которые хорошо приспособлены для жизни между водной и воздушной стихиями на уровне физиологии, жизненных циклов и особенностей питания. Вторая группа – те, кто заходит на литораль из моря, то есть они, конечно, могут переносить все невзгоды литорали, но обычно ведут себя как читеры и прячутся под камнями, собираются в небольших лужах или просто держаться ближе к морю. А третья группа – улитки, которые заходят на литораль с земли. Это родственники привычных нам слизней и виноградных улиток, ведущие более скрытный образ жизни.
🔻 #Арктика #экология #морские #пресноводные

🔺Часть 2
Так вот, в «нормальных» условиях первая и вторая группы наиболее многочисленны. В более экстремальном местообитании доля заходящих на литораль «морских» видов (вторая группа) сильно снижается, а сами литоральные улитки часто держаться ближе к воде, то есть начинают вести себя так же «неуверенно», как и временные мигранты с моря.

Но в исследовании было ещё и место сильно отличающееся от любых других литоралек – с очень высокими приливами, но полностью пресной водой. Пресноводных (то есть речных и озёрных) улиток, которые были бы адаптированы непосредственно к литорали в наших (то есть нетропических) краях нет. Вот там зона осушки полностью была заселена только обычными пресноводными улитками, общими с соседними озёрами и реками. И там же появилась самая редкая третья «наземная» группа.

Если буквами непонятно – смотрите на прикреплённую схему
🔻 #Арктика #экология #морские #пресноводные

🔺 Часть 3
То есть в условиях где есть более приспособленная фауна, она может уживаться с «заходящей», когда условия сравнительно хорошие. В плохих же условиях организмы, имеющие адаптации пытаются вытеснить недавних вселенцев. Потому что жить в непривычной среде – стресс, жить в непривычной и некомфортной среде – большой стресс, а жить в непривычной и некомфортной среде, где с тобой конкурируют более лучше одетые приспособленные организмы – совсем большой стресс, вообще жесть. Зато когда «аборигенов» нет, их ниша тут же оказалась занятой совсем неприспособленный для этого видами, причём не одним-двумя, а сразу большим видовым комплексом.

Ещё одной особенностью изменения структуры поселений улитонек было то, что в «нормальном» местообитании было три хищных вида, причём как минимум один был типично литоральным, единственный хищник найденый в экстремальной экосистеме был зашедшим из моря, а на пресноводной литорали хищников не было вовсе. То есть более просто устроенные экстремальные сообщества не имея собственных хищников всё же могут «экспортировать» их у соседей.
🔻 #Арктика #экология #морские #пресноводные #личное

🔺 Часть 4
Вот ещё одна схема, где я попытался это изобразить.
🔻 #Арктика #экология #морские #пресноводные #личное

🔺 Часть 5
Принципиально эта схема работает и для любого другого сообщества, включая лесную полянку, которая в любом случае будет включать в свой состав и виды, которые специально адаптированы для жизни здесь и мигрантов со всех прилегающих территорий. Если таких видов нет, то экосистема может быть довольно стабильной и без приспособленных видов, но ровно до тех пор, пока последние не появятся. При этом схема масштабируема и на отдельные экологические ниши: то есть когда есть адаптированные поедатели водорослей, но нет, например хищников, роль последних будут выполнять пришлые виды.

В этой истории не будет ссылки на публикацию, я отыскал её у себя на жёстком диске в папке «недоделанное и ненужное» (тяжёлая, такая папка, кстати), когда пытался отрефлексировать где я был восемь лет чем я занимался на ранних периодах своего аспиранства. Дело в том, что каждый год я обычно ассоциирую с какими-то достижениями, освоением новых навыков и путешествиями, но несколько лет у меня как бы схлопнулись в один, вот и пришлось освежать их в памяти.
🔻 #Арктика #экология #морские #пресноводные #личное