Гидротермальная фауна Атлантического океана тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.18, доктор биологических наук в форме науч. доклада Гебрук, Андрей Викторович

• Гебрук, Андрей Викторович
• доктор биологических наук в форме науч. доклада
• 2003

Заключение диссертации по теме «Гидробиология», Гебрук, Андрей Викторович

выводы

1. Гидротермальная фауна САХ насчитывает 186 видов, в том числе, 160

5 идо в беспозвоночных и 26 видов рыб. Наибольшее видовое разнообразие наблюдается среди Mollusca (38 видов, в том числе, Gastropoda 32 и Bivalvia 6), Deca-soda (19), Coelenterata (18), Polychaeta (17), Copepoda (16). На долю этих таксонов приходится 108 видов, то есть 67.5% всей фауны.

2. Доля облигатных видов в гидротермальной фауне САХ значительно меньше, чем в мировой гидротермальной фауне: 42.5% и 82% соответственно. Цоля облигатных гидротермальных видов на САХ возрастает с глубиной: от 40.9% на глубине 865 м (Менез Гвен), чуть более 50% на глубинах 1730-2350 м [Лаки Страйк и Рейнбоу), до 65-70% в более глубоководных (более 3000 м) южных районах.

3. Гидротермальные креветки САХ питаются эктосимбиотическими бактериями. Обнаружение у креветок, как и у других гидротермальных доминантов, :имбиотических бактерий позволяет выдвинуть положение об универсальности трофической структуры глубоководных гидротермальных сообществ в Мировом экеане, в которых всегда ведущую роль играют симбиотрофные организмы.

4. У атлантических симбиотрофных батимодиол, обладающих двумя типами симбнотических бактерий - тиотрофными и метанотрофными, доля последних меняется от от 5 до 50% в зависимости от геохимичнских условий. Соответственно, меняется и роль двух типов симбиотнов в питаниии хозяев. В районе Логачев-1 (на поле «Сад Ани») основную часть углерода батимодиолы получают от метанотрофных бактерий.

5. Доминирующие на гидротермах САХ виды - креветки и батимодиолы, на личиночной стадии питаются продукцией фотосинтетического происхождения. Это свидетельствует о значительно меньшей степени энергетической «независимости» гидротермальных экосистем, чем предполагалось на этапе ранних гидротермальных исследований.

6. В гидротермальных сообществах САХ выделяется четыре основные ассоциации: с доминированием креветок R. exoculata, митилид Bathymodiolus azoricus, В. puteoserpentis и везикомиид Calyptogena aff. kaikoi. По распределению ассоциаций на гидротермальных полях САХ выделяются четыре зоны: I) зона вблизи черных дымов (Т° до 25°С), И) зона теплых сочений (Т° до 10-15 °С), III) зона отсутствия температурных аномалий, соответствующая «периферии» сообщества, и IV) зона дальней периферии. Ассоциация «R. exoculata» занимает зону черных дымов. Ассоциации батимодиол и калиптогены приурочены к зоне теплых сочений.

7. К «атлантическому» типу отнесены сообщества с доминированием только креветок Rimicaris exoculata или креветок римикарисов вместе с митилида-ми Bathymodiolus.

8. Большинство (45.6%) атлантических гидротермальных видов имеет точечный ареал. На долго видов с региональным ареалом приходится 42.6%, и с транс-океаническим - 11.8%. Доля видов с трансокеаническим распространением на САХ существенно выше, чем для мировой фауны в целом (3%).

9. Три района из 7 на САХ имеют высокую степень видового эндемизма облигатной фауны (более 15%): Лаки Страйк, Снейк Пит и Логачев. По смене широко распространенной фауны наиболее обособлен Лаки Страйк: 14 границ ареалов. По степени сходства фауны районы САХ разбиваются на две основные группы: 1) Менез Гвен, Лаки-Страйк и Рейнбоу (38-36° с.ш.), глубины 840-2350 м и 2) Брокен-Спур, ТАГ, Снейк-Пит и Логачев (29-14° с.ш.), глубины 2930-3670 м. Существующие фаунистические различия связаны, в первую очередь, с глубиной.

10. По биотическим и биоценотическим показателям на САХ выделяются четыре вертикальные зоны: 840-865 м (верхнебатиальная), 1620-1730 м (средне-батальная), 2260-2350 м (нижнебатиальна*) и глубины более 2930 м (абиссальная).

11. На глубинах около 450 м происходит значительное увеличение степени облигатности гидротермальной фауны. По степени облигатности гидротермальной фауны Мировой океан делится на две фаунистические зоны: сублиторально-верхнебатиальную (0-500 м) и батиально-абиссальную (глубины более 500 м).

12. Основные биогеографические черты гидротермальной и «негидротермальной» фаун одинаковы. Крупномасштабные черты распространения гидротермальной и негидротермальной фаун контролируются одними и теми же факторами. Среди этих факторов широтная, циркумконтинентальиая и вертикальная зональность океанической среды. Биогеографическая структура гидротермальной фауны имеет больше сходства со структурой шельфовой фауны и малую степень сходства со структурой абиссальной фауны.

Публикации по теме диссертации

Редастор в монографиях

1. Gebruk A.V., Southward Е.С., Tyler Р.А. (Guest editors). The Biogeography of the Oceans.

Advances in Marine Biology, 32. 1997. San Diego, London, Academic Press, 596 p.

2. Гебрук A.B. (Отв. ред.) Биология гидротермальных систем. 2002. Москва, КМК, 543 с.

Главы в монографиях.

3. Tyler, Р.А., Rice, A.L., Young, С.М., Gebruk A. 1996. A Walk on Deep Side: Animals in the

Deep Sea. In: C.P.Summerhayes, S.A.Thorpe (eds) Oceanography - An lllustarted Guide. London. Manson, pp. 195-211.

4. Gebruk, A.V., Galkin, S.V., Vereshchaka, A.L., Moskalev, L.I. and Southward, A.J. 1997.

Ecology and biogeography of the hydrothermal fauna of the Mid-Atlantic Ridge. Advances in Marine Biology, 32, pp. 93-144.

5. Гебрук А.В., Галкин C.B. 2002. Гидротермальный биотоп и гидротермальная фауна: общие положения. Биология гидротермальных систем (Отв. ред. А.В. Гебрук). Москва, КМК, с. 13-24.

Верещака А.Л., Гебрук А.В. 2002. Гидротермальная фауна: состав, биология, адаптации. Креветки (Decapoda, Macrura, Natantia). Биология гидротермальных систем (Отв. ред. А.В. Гебрук). Москва, КМК, с. 185-197. Гебрук А.В., Галкин С.В., Леин А.Ю. 2002.Трофическая структура гидротермальных сообществ. Биология гидротермальных систем (Отв. ред. А.В. Гебрук). Москва, КМК, с. 351-362.

Миронов А.Н., Гебрук А.В., Москалев Л.И. 2002. География гидротермальных сообществ и облигатных г идротермальных таксонов. Биология гидротермальных систем (Отв. ред. А.В. Гебрук). Москва, КМК, с. 410-455. TunniclifFe, V., Baross, J., Gebruk, A.V., Giere, О., Koschinsky. A., Reysenbach, A.L., Shank, Т., Summit, M. 2003. What are the interactions between biotic proceses at vents and physical, chemical and geological conditions? In: Halbach P.E., Tunnicliffe V., Hein J.R. (eds) Energy and Mass Transfer in Marine Hydroihermal Systems. Dahlem Workshop Report 89. Berlin, Dahlem Univ. Press, pp. 251-270. 3. Гебрук А.В., Миронов A.H. Проблемы изучения гидротемальной фауны в масштабе глобальных зон и периодов. Актуальные проблемы современной океанологии. Москва, Наука (в печати).

Статьи.

1. Кузнецов А.П., Гебрук А.В. 1991. Бактериальная симбиотрофия и строение респира-торно-пищеварительной системы у Axinopsida orbicu/ata orbiculata (Thyasiridae, Bi-valvia) из бухты Кратеной (Курильские острова). Океанология, 31(1), 162-169. I. Гебрук А.В., Пименов Н.В., Саввичев А.С. 1992. Бактериальный «огород» на ротовых конечностях креветок. Природа, 6, 37-39.

3. Пименов Н.В., Саввичев А.С., Гебрук А.В., Москалев Л.И., Леин А.Ю., Иванов М.В.

1992. Трофическая специализация креветок-брезилиид в гидротермальном сообществе ТАГ. Доклады Академии Наук, 323 (3), 567-571.

4. Crane, К., L. Johnson, В. Appelgate, R. Buck, С. Jones, Е. Gurvich, L. Moskalev, A. Gebruk,

V. Lukashin, S. Lukyanov, A. Scherbinin, V. Serova and M.Rudenko. 1992. Investigating the Reykjanes Ridge near 59°50'N with the Russian Mir submersibles. EOS Transactions of the American Geophysical Union, 73, 531.

5. Gebruk A.V., Pimenov N.V., Sawichev A.S. 1993. Feeding specialization of Bresiliidae shrimps in the TAG site hydrothermal community. Mar. Ecoi Prog. Ser. 98: 247-253. 5. Тарасов В.Г. Сорокин Ю.И., Пропп М.В., Шулькин В.М., Намсараев Б.Б., Бонч-Осмоловская Е.А., Старынин Д.А., Каменев Г.М., Фадеев В.И., Малахов В.В., Кос-мынин В.П., Гебрук А.В. 1993. Особенности структурных и функциональных характеристик морских экосистем в зонах мелководной газогидротермальной деятельности в западной части Тихого океана. Известия Академии Наук, Сер. Био.ч., 6. 914-926.

7. Гебрук А.В., Кузнецов А.П., Намсараев Б.Б., Миллер Ю.М. 1993. Роль бактериальной органики в питании глубоководных донных животных в бухте Фролиха (оз. Байкал) в условиях повышенного теплового потока. Известия Академии Наук, Сер. Биол., 6. 903-908.

3. Gebruk A.V. and L.I. Moskalev. 1993. Feeding behaviour of Bresiliidae shrimp in the TAG site hydrothermal community. Deep Sea Newsletter, 20: 23-25. Жукова H.B., Харламенко В.И., Гебрук А.В. 1991. Жирные кислоты двустворчатого моллюска Axinopsida orbiculata - потенциал для выявления симбиоза с хемоавто-трофными бактериями. Мелководные газогидротермы и экосистема бухты Кратерной (вулкан Ушишир, Курильские острова). Кн. 1. Фунщионапъные характери стики. Часть II (ред. А.В. Жирмунский, В.Г. Тарасов), с. 63-79. Владивосток, ДВС РАН.

20. Cann, J., . Gebruk A.V. (+21 co-author). 1994. Diversity of Vent Ecosystem (DOVE). A

BRIDGE Workshop Report No 24. March 19S4. Mar. Biol. Ass. Plymouth, UK. 40 pp.

21. Gebruk A.V. 1995. Hydrothermal vents in lake Baikal: large input of methane carbon int< surrounding biota. Deep Sea Newsletter, 23,15-17.

22. Gebruk, A.V., Lein, A.Y., Galkin, S.V., Miller, Y.V., Pimenov, N.V., L.I. Moskalev ant

Ivanov, M.V. 1997. Trophic Structure of the Broken Spur hydrothermal community as re vealed by stable isotope and C:H:N:S data. BRIDGE Newsletter, 12, 40-44.

23. Gebruk A.V., Moskalev L.L., Chevaldonne P., Sudarikov S.M. and Chernyaev E.S. 1997

Hydrothermal vent fauna of the Logatchev area (14°45'N, MAR): preliminary result: from the first Mir and Nautile dives in 1995. InterRIDGE News, 6(2), 10-14.

24. Леин А.Ю., Галкин C.B., Гебрук А.В., Миллер Ю.М., Пименов Н.В., Москалёв Л.И.

Иванов М.В., 1997. Роль бактериального хемосинтеза в питании сообщества живот ных активного гидротермального поля Брокен-Спур. Доклады Академии наук 357(3): 410-413.

25. Гебрук А.В., 1998. «Горячие новости» с горячих подводных источников Атлантики

Природа, 2. 72-75.

26. Tarasov, V.G., Gebruk, A.V., Shulkin, V.M., Kamenev, G.M., Fadeev, V.I., Kosmynin, V.N.

Maiakhov, V.V., Staiynin, D.A. and Obzhirov, A.I. 1998. Effect of shallow-water hydro themal venting on the biota of Matupi Harbour (Rabaul Calderu, New Britain Island Papua New Guinea). Continental Shelf Research 19(1), 79-116.

27. Mironov, A.N., Gebruk, A.V. and Moskalev, L.l. 1998. Biogeogrephical patterns of thi hydrothermal fauna: comparison with "non-vent biogeography". Cahiers de Biologie Ma rine, 39, 367-368.

28. Gebruk, A.V. and Pimenov, N.V. Stable carbon isotopes in benthic macrofauna from a mer thane seep area in the Black Sea. 1998. In: U.Luth, C.Luth and H.Thiel, eds. Methane ga. seep explorations in the Black Sea (MEGASEEBS), Project Report. Ber. Zentrum Meeres u. Klimaforsch., University of Hamburg, E., 14, 127-128.

29. Southward, A.J., Southward, E.C., Gebruk, A.V. and Kennedy, H., 1999. Studies of the faun; of the Mid-Atlantic Ridge. BRIDGE Newsletter, 16, 28-34.

30. Pond, D.W., Gebruk, A., Southward, E.C., Fallick, A.E., Bell, M.V., Southward, A.J. an<

Sargent,J.R. 1999. Highly unusual lipid metabolism enables MAR shrimp to inhabit deep water hydrothermal vents. BRIDGE Newsletter, 16, 35-37.

31. Богданов. Ю.А., Сагалевич. A.M., Вогт П.Р., Минерт Ю., Сандвор Э., Крейн К., Леи1

А.Ю., Егоров А.В., Пересыпкин В.И., Черкашев Г.А., Гебрук А.В., Гинсбург Г.Д. Войтов Д.В. 1999. Грязевой вулкан Хаакон Мосби в Норвежском море: результать комплексных исследований с глубоководных обитаемых аппаратов. Океанология 39,412-419.

32. Pimenov N.V., Sawichev A.S., Rusanov I., Lein, A.Y., Gebruk A.V. and Moskalev L.I. 1999

Microbial processes of carbon cycle as the base of the food chain of Haakon Mosby mui volcano benthic community. Geo-Marine Letters, 19 (1/2), 89-96.

33. Southward, E.C., Southward, A.J., Gebruk, A.V, et al. 1999. The creatures that live at thi vents. BRIDGE Newsletter, 17, 34-37.

34. Tyler, P., Dixon, D., Herring, P., Allen, C., Copley, J., Dixon, L., Creasey, S., Gebruk, A.

Rogers, A., Southward, A., Southward, E. Pond, D. and Van Dover, C. 1999. The Strang! tale of the vent shrimp. BRIDGE Newsletter, 17,38-41. Luth U., Luth С., Gebruk A.V. and Thiel H. 1999. Methane gas seeps along the oxic/anoxic gradient in the Black Sea: manifestations, biogenic sediment compounds, and preliminary results on benthic ecology. P.S.Z.N. Marine Ecology, 20(3-4), 221-249. i. Pond D.W., Gebruk A., Southward E.C., Southward A.J., Fallick A.E., Bell M.V. and Sargent J.R. 2000. Unusual fatty acid composition of storage lipids in the bresiliod shrimp, Rimicaris exoculata, couples the photic zone with MAR hydrothermal vent sites. Marine Ecology Progress Series,, 198, 171-179.

Smirnov A.V., Gebruk A.V., Galkin, S.V. and Shank, T. 2000. New species of holothurian (Echinodermata, Holothuroidea) from hydrothermal vent habitats. Journal of the Marine Biological Association of the U.K., 80(2), 321-328. Gebruk, A.V., Chevaldonne, P., Shank, Т., Lutz, R.A. and Vrijenhoek, R.C. 2000. Deep-sea hydrothermal vent communities of the Logatchev area (14°45'N, Mid-Atlantic Ridge): diverse biotopes and high biomass. Journal of the Marine Biological Association of the U.K., 80(3), 383-394.

Gebruk, A.V., Southward, A.J., Southward, E.C. and Kennedy, H. 2000. Food sources, behaviour and distribution of hydrothermal vent shrimps at the Mid-Atlantic Ridge. Journal of the Marine Biological Association of the U.K., 80(3), 487-499 Cherkashev G.A., Ashadze A.M., Gebruk A.V. and Krylova E.M. 2000. New fields with manifestations of hydrothermal activity in the Logatchev area (14°N, Mid-Atlantic Ridge). InterRidge News, 9(2), 26-27.

I. Леин А.Ю., Пименов H.B., Гебрук А.В., Москалев Л.И., Багиров Н.Э., Иванов М.В. 2001. Трофическая структура и состав гидротермального сообщества Рейнбоу (36° с.ш., Срединно-Атлантический хребет). Доклады РАН, 376 (1), 120-123. Tamaki К., Cherkashev G.A., and Knipovitch-2000 Scientific Party.2001. Japan-Russian cooperation at the Knipovitch Ridge in the Arctic Sea. InterRidge News, 10(1). 48-51. Southward, E.C., Gebruk, A., Kennedy, H., Southward, A. and Chevaldonne P. 2001. Differing energy sources for symbiotic bacteria of three bivalve molluscs at the Logatchev hydrothermal site (Mid-Atlantic Ridge). Journal of the Marine Biological Association of the U.K., 81(4), 655-661.

1. Гебрук А.В. 2002. Встречаемость иглокожих в гидротермальных сообществах. Бюллетень московского общества испытателей природы. Отд. Геол., 77(1): 80.

5. Gebruk A.V., Galkin S.V., Krylova Е.М., Vereshchaka A.L. and Vinogradov G.M. 2002. Hydrothermal fauna discovered at Lost City (30°N, Mid-Atlantic Ridge). InterRidge News,\\{2), 18-19.

5. Vereshchaka A.L., Galkin S.V., Gebruk A.V., Krylova E.M., Vinogradov G.M., Borowski C. and the Mir submersibles team. 2002. Biological studies using Mir submersibles at six North Atlantic hydrothermal sites in 2002. InterRidge News, 11 (2), 23-28.

7. A.V. Gebruk, E.M. Krylova, A.Y. Lein, G.M. Vinogradov, E. Anderson, N.V. Pi-menov, G.A. Cherkashev and K. Crane. Methane seep community of the Hakon Mosby mud volcano (the Norwegian Sea): Composition and trophic aspects. Sarsia (в печати).

Тезисы.

3. Gebruk A.V. 1994. Unusually strong input of methane carbon into biota of deep-water heat affected community in Froliha ay, Lake Baikal. 7th Deep Sea Biol. Symp., Inst. Mar.Biol., Crete, 1994.

9. Luth U., Gebruk A., Gulin M., Luth C. and Pimenov N. 1994. Occurence of carbonate cemented rocks and bacterial mats along oxic-anoxic gradient in a methane seep area off the Crimean coast in the Black Sea. 7th Deep Sea Biol Symp., Inst. Mar.Biol, Crete. 1994.

50. Gebruk A.V. 1995. Feeding adaptations of shrimps at hydrothermal vent sites on the Mid

Atlantic Ridge: a review. 30th European Mar. Biol. Symp., Southampton, 1995.

51. Gebruk A.V. 1996. Feeding strategies of hydrothermal vent shrimp. FARA-IR Mid-Atlantic

Ridge Symposium, Journal of Conference Abstracts, 1996, 1(2), 791-792.

52. Pimenov, N., Savvichev, A., Rusanov, I., Lein, A., Egorov, A., Gebruk, A., Moskalev, L. and

Vogt, P. 1997. Microbial processes of carbon cycle as the base of food chain of Haakon Mossby mud volcano benthic community. American Geophysical Union Spring Meeting, 27-30 May, Baltimore, MD, USA.

53. Mironov, A.N., Gebruk, A.V. and Moskalev, L.I. 1997. Global biogeographica! patterns of thi hydrothermal fauna: comparison with "non-vent biogeography". First International Symposium on Deep-Sea Hydrothermal Vent Biology, Fimchal, Madeira, Portugal, 20-24 October 1997, pp.97-98.

54. Gebruk A.B. 1998. Distribution of hydrothermal vent shrimp along the Mid-Atlantic Ridge.

BRIDGE Annual Science Progress Meeting, University of Bristol, 6-7 January 1998.

55. Gebruk A.V. 1998. Biological peculiarities of the Logatchev hydrothermal area. Extreme

Marine Environments, Plymouth, 30 March-3 April 1998.

56. Gebruk A.V., Krylova E.M., Vinogradov G.M. Anderson E. 1999. Cold seep community of the Haakon Mosby mud volcano. North-East Atlantic Slope Processes, SOC, Southampton, UK.

57. Гебрук А.В., Крылова E.M., Виноградов Г.М., Андерсон Э. 1999. Сообщество холодны> газовых высачиваний грязевого вулкана Хокон Мосбн (Норвежское море). Адаптации животных и растений к условиям Арктических морей. Тезисы докладов международного семинара, г. Мурманск, 11-13 мая 1999 г., с. 25-28.

58. Gebruk A.V., Lein, A.Y., Krylova, Е.М. 2000. Methane seep community of the Haakon

Mosby mud volcano. 9*h Deep-Sea Biology Symposium, Galway, June 2000, 25.

59. Миронов A.H., Гебрук A.B., Москалев Л.И. 2001. Почему облигатные таксоны высокого ранга не представлены в мелководных гидротермальных системах и сиповых сообществах. Геология и геофизика срединно-океанических хребтов. Материалы совещания Российского отделения проекта InterRidge. ВНИИОкеангеология, СПб,

60. Миронов А.Н., Гебрук А.В., Москалев Л.И. 2001. Эндемизм облигатной фауны гидротермальных районов. Геология и геофизика срединно-океанических хребтов. Материалы совещания Российского отделения проекта InterRidge. ВНИИОкеангеология. СПб, с. 63-64.

61. Gebruk, A.V., Southward, Е.С., Kennedy, Н., Chevaldonne, P. and Southward, A.J. 2001.

Differing energy sources for symbiotic bacteria of three bivalve molluscs at the Logatche\ hydrothermal site (Mid-Atlantic Ridge). У' International Symposium on deep-sea hydro-thermal vent biology, Brest, October 8-12, 2001.

62. Гебрук A.B. 2003.Особенности распределения гидротермальной фауны вдоль Срединно-Атлантического хребта. R-Ridge 03. Рабочее совещание Российского отделения международного проекта InterRidge, 1-3 октября 2003 г. ГЕОХИ, Москва, с.20. с.62-63.