Тихоокеанский океанологический институт имени В.И.Ильичева ДВО РАН


    Единичные случаи появления аномальных животных в планктоне морей и океанов превратились в последние годы в массовое явление в дальневосточных мо-рях. Этот феномен не может не тревожить экологов и вызывает необходимость скорейшего его изучения, так как исчезновение из морей и океанов массовых видов может привести к непредсказуемым последствиям. Любая экосистема становится тем более уязвимой, чем больше компонентов её погибает, что отмечалось неоднократно в международных программах: ЮНЕСКО, IUBS, DIVERSITAS (Адрианов, 2004). Изучение влияния антропогенных факторов (радиоактивного загрязнения) и естественной флуктуации морской среды на массовые виды зоопланктона, таких, как морские стрелки, является необходимым условием для понимания экологического состояния морей.
Тип Щетинкочелюстных (называемый также хетогната, сагитта, морские стрелки, Chaetognatha) является постоянным компонентом планктона всех океанов и морей, где соленость не опускается ниже 8‰ (Касаткина, 1982). В планктоне дальневосточных морей отмечено более 125 видов морских стрелок. Происходящие серьёзные перестройки в гидрологическом режиме морей и океанов, усиление антропогенного пресса, а также естественные флуктуации (в частности усиление геофизической ак-тивности) вносят свои большие изменения в состав фауны и морфологию животных, служащие надёжными биоиндикаторами. Стрелки удобный и яркий показатель со-стояния морской среды. Они имеют размеры от 5 до 90 мм, поэтому их легко можно видеть с помощью лупы или простого бинокуляра, не требуя ультрамикроскопиче-ского исследования. Удобны они своей простотой организации, а также тем, что их ткани по-разному реагируют на различные факторы среды.
При обследовании планктона из радиоактивного пятна бухты Чажма обнаружены нарушение симметрии тела и следующие характерные морфологические аномалии (Касаткина, Сергеев,2004; Столярова, Касаткина, 2007):
1. Наиболее часто встречающиеся аномальные отклонения морских стрелок: разрушение плавниковой пластинки по краям, между лучей. Причем, лучи остаются непо-врежденными и чаще всего их края выступают за пределами плавниковых пластинок, но иногда в результате разрушения пластинки края плавников не имеют бахромча-той каемки из свободных лучей, а выглядят как петушиный гребень. Такие отклонения встречаются у видов, обладающих густыми, многочисленными лучами в плавни-ках. Разрушение краевой мембраны у видов, не имеющих густых лучей в плавниках, приводит к тому, что широкий плавник выглядит как узкая полоска или совсем исче-зает.
2. Разрушение (истончение) базальной мембраны кожного эпителия. В этом случае щетинки и зубчики отделяются от головы. При этом, они могут быть совершенно отторгнутыми и в таком случае получается странная для представителей типа Chaetognatha картина - "лысая голова", без зубного вооружения. Такие аномальные экземп-ляры встречались среди родов Leptosagitta (L. exigua, L. icis sp.n.) и Parasagitta (P. septicoela). В результате отделения базальной мембраны кожного эпителия от мышеч-ного слоя может происходить отрыв массивного брюшного ганглия, расположенного в глубине эпителиального слоя.
    3. Деформация кишечника с уменьшением его объема, разрушение кишечного эпителия. В противоположность этому, у морских стрелок в районах с высокой степенью геофизической активности полностью сохраняются ткани кишечного и покровного эпителия (Касаткина, 1995). Разрушение кишечного эпителия не было отме-чено ни в одном из экологически неблагополучных регионов как залива Петра Великого, так и других районов Мирового океана (по данным мировой литературы).
    4. Разрушение многослойного кожного эпителия («альвеолярной ткани»), часть поверхностных клеток которого отделяется. При этом ровная поверхность эпителия нарушается, он выглядит как бы “изъеденным”. Такие отклонения встречаются у видов, обладающих хорошо развитой альвеолярной тканью.
Морфологические отклонения у стрелок из сейсмически активных районов проявляются в нарушении общей симметрии и имеют свои особенности, которые не встре-чаются у хетогнат из радиоактивного пятна бухты Чажма и при загрязнении морской воды тяжёлыми металлами:
 1. Изменения в размерах пигментного пятна глаз вплоть до полного его исчезновения.
2.  Лизис мышц и появление в области мышечного слоя в разных местах тела пузырьков с гелеобразной массой.
3. Лизис мышц приводит к отторжению частей тела, в частности, головы. Такой процесс происходит поэтапно и в планктоне можно наблюдать животных на всех ста-диях отторжения.
Интересен факт, что отторженная голова продолжает жить наряду с остальным безголовым телом и их продолжительность жизни в аквариуме такая же, как у нормаль-ных животных (Касаткина, 1995). Поскольку хетогната способны питаться растворённой органикой (Sorokin, Wyskwarzev, 1973), безголовые хетогната не только продол-жают жить, но способны даже размножаться (Касаткина, 1995). Ежегодно, с 1987 г., такие аномальные стрелки встречаются в Амурском заливе в районе, обозначенном на карте геологов, как разлом (Bezverchniy, Sushkov, 1980; Izosov, Kulinich, Mel'nichenko, 2000). Численность таких поражённых стрелок всегда была низкой (по сравне-нию с численностью аномалий в водах восточного Сахалина, где она достигает до 90 %), никогда не превышала 10 % от числа стрелок в пробе. Распределение аномаль-ных «безголовых» хетогната  связаны с зонами повышенной сейсмической активности. В зонах, где такая активность отсутствует или уменьшается, «безголовые» хетог-ната не встречаются.
Но не только морфологические аномалии животных могут свидетельствовать о глобальных экологических изменениях среды. Биологическое разнообразие, особенно-сти распространения и обилия морских гидробионтов – важнейший показатель состояния Мирового океана, что отмечено в наиболее глобальной программе «Инвентари-зация морской биоты: Census of Marine Life. CoML» (Адрианов, 2004). Фауна хетогната, список видов в определённом регионе может служить биоиндикатором на гло-бальные перемещения водных масс. В результате изучения фауны хетогната в Беринговом море был обнаружен факт полной смены мезопелагической, глубоководной фауны. Это было отмечено в 1993 году в районе западной части Берингова моря и северо-западной части Тихого океана. На смену ранее обитавшим в этом регионе видам пришли другие, ранее нигде не отмечавшиеся (Касаткина, 2001; Касаткина, Столярова, 2006). Глобальная смена фауны очевидно свидетельствует о существенных пере-стройках в системе течений и, возможно, глобальном движении глубинных водных масс. В этот же период гидрологами ТИНРО было отмечено в Беринговом море по-вышение температуры на 0.5°С на глубине 500 м. (Хен, 1997). Интересен тот факт, что именно в этот период отмечалось явление Эль-Ниньо. В тот же период в этом же регионе были отмечены массовые морфологические аномалии среди Chaetognatha (Касаткина, 1995).
Цитированная литература.
     Адрианов А.В. Журн. «Биология моря», 2004. Т. 30, № 2, с. 91-95.
    Касаткина А.П. Щетинкочелюстные морей СССР и сопредельных вод. 1982 Л., «Наука». 135 с.
    Касаткина А.П. Журн. «Докл. Акад. наук», 1995. Т. 345, N6, с. 845-847.
    Касаткина А.П. Журн. «Биология моря», 2001. Т 27, № 1, с. 27-33.
    Касаткина А.П., Сергеев А.Ф. Журн. «Биология моря», 2004. Т. 30, № 6, с. 440-446.
    Касаткина А.П., Столярова М.В. Журн. «Биология моря», 2006. Т. 32, № 3, с. 181-187.
    Столярова М.В., Касаткина А.П. Мат-лы Симп. с междунар. участием «Клеточные, молекулярные и эволюционные аспекты морфогенеза», 2007, Москва, с. 155-157.  
    Хен Г.В. В кн. «Комплексные исследования экосистем Охотского и Берингова морей», 1997. М., изд. ВНИРО, с. 64 – 67.
    Bezverchniy V.L., Sushkov N.G. Bottom Geophysical of the Sea of Japan. 1980,Vladivostok, p. 26-38.
     Izosov L.A., Kulinich R.G., Mel'nichenko Yu.I. Abstracts of the Science Inter-Congress.  2000,Vladivostok, р. 101-103.
      Sorokin J.I., Wyskwarzev D.I. Aquaculture, 1973, vol 2, p. 141-148.
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта “Конкурс ДВО РАН 2006 г." ДВО №06-III-А-07-253.