Полярный морской крылоног Limacina helicina все чаще используется в качестве биоиндикатора климатических изменений в полярных водных экосистемах. Морские организмы обычно легко распространяются благодаря течениям. В недавнем исследовании российских ученых, проведенном на примере планктонного крылоногого моллюска Limacina helicina, отображено, что даже для таких видов существуют неочевидные препятствия для расселения. Воды Гольфстрима и Лены выступают в роли природных барьеров, служащих разделением популяции арктического планктона на отдельные группы.
Три отдельные популяции
Limacina helicina обитает в арктических морях повсеместно, но генетические исследования выявили: этот вид представлен тремя отдельными популяциями. Они находятся на западе, на востоке Арктики плюс в Белом море. Последняя популяция от других вод Гольфстримом, который является теплым течением, изолирована.
Водораздел западной, восточной популяций — линия, разграничивающая водные пространства: Лаптевых, Восточно-Сибирское, формируясь за счет пресных вод, поступающих из реки Лена. Как видно из генетического теста: Limacina helicina пережила значительные изменения в ледниковый период. Ей удалось выжить после оледенения Атлантического океана с Тихим. Когда льды стали таять, моллюски начали заселяться в Арктике, идя с двух направлений.
Уникальные экосистемы
Ни один вид не смог заселить всю планету; у каждого имеется собственный географический ареал. Например, наземным животным затруднительно добраться до удаленных островов или изолированных континентов, а рыбам — пересечь границы между озерами, если они не соединены реками. В результате образуются уникальные экосистемы, такие как австралийская фауна или обитатели озера Байкал. В большинстве своем их виды в других местах планеты не водятся.
Морские магистрали и барьеры
Существуют ли препятствия для расселения организмов в открытом океане? Многие морские существа могут плавать, по крайней мере, в стадии личинок, которые могут быть унесены течением на значительные расстояния. В океане животные нередко занимают все доступные для них климатические зоны. Тем не менее и для хорошо плавающих в морской воде животных могут существовать невидимые барьеры. Это было продемонстрировано в недавнем исследовании Института океанологии РАН совместно с МГУ.
Морская бабочка
Limacina helicina достигает до 10 мм в длину, а ее цвет — темно-фиолетовый. Моллюск плавает, используя два плавника, напоминающих крылья, и из-за этого его называют «морской бабочкой». Питается микроводорослями, пропуская воду через себя. Предпочитает холодные воды, температура которых не превосходит 5 °C, особенно вблизи арктических льдов.
Лимацина обитает в арктических регионах плюс в Тихом океане, на севере. Этот моллюск очень важен для экосистемы, так как служит пищей для множества морских животных. Кроме того, лимацина способствует снижению уровня углекислого газа, содержащегося в океане. Когда моллюски погибают, их раковинки опускаются на дно, при этом они уносят с собой связанный углерод, что помогает в процессе естественного поглощения углекислого газа.
В ходе исследования был выполнен генетический анализ лимацина, который собрали из различных арктических сегментов: Земли Франца-Иосифа, также речь идет о Восточно-Сибирском море, о побережьях Шпицбергена, Аляски, о побережье Тихого океана. Генетический тест COI, материал для которого был взят у 834 особей, выявил существование трех обособленных популяций.
Расположение первой из них — западная Арктика, включая моря Баренцево, Лаптевых, Карское. Среда обитания второй — Восточно-Сибирское, Чукотское. Третья локация — Белое море. Из-за барьеров, препятствующих их распространению, лимацины не перемешиваются, несмотря на течения.
Первый барьер
Лимацины обладают чувствительностью к температурным и солевым параметрам воды. Как указано выше, им подходит холодная вода, температура которой не превышает 4–5°C. Соленость должна быть нормальной (3,4%). Эти организмы гибнут при опреснении воды до уровня ниже 2,8%. Поскольку в море Лаптевых вливается из Лены пресная вода, верхние слои водоема (до 25 м) имеют низкую соленость, не превышающую 2%. В таких условиях моллюски лимацины вынуждены перемещаться на более глубокие горизонты.
При этом такие мелководные проливы, как пролив Лаптева и пролив Санникова с глубиной, не превышающей 18 м, являются пресноводными, что делает их непроходимыми для этих организмов. На севере, где влияние Лены снижается, воды Лаптевых втягиваются под ледяной покров и уносятся течением к побережьям Канады с Гренландией, вместо того чтобы достигать Чукотки.
Барьер второй
Еще ограничение беломорской популяции лимацин ассоциировано с особенностями воды. И характерные для Лены воды, являющиеся пресными, ни при чем. Виноват Гольфстрим. Под его влиянием южный участок Баренцева моря прогревается до температуры, превышающей 6°C, что не подходит для лимацин. Поэтому в Баренцевом море они освоили только северный сегмент и с собратьями, обитающими в Белом море, не контактируют.
Усиление изоляции
Преодолев Арктику, беломорские моллюски расселились на изолированной территории. Такая изоляция способствовала формированию уникальной популяции. Однако она делает эту популяцию особенно уязвимой к климатическим изменениям, грозящим Атлантике, Баренцеву морю и повышению температуры воды в частности.
В перспективе просматривается усугубление изоляции, еще большее разделение беломорской и арктической групп. Возможно, будет поставлено под угрозу выживание в Белом море этих моллюсков. Морской чертик обитает в Белом море, словно в стеклянном сосуде, это уникальный микромир, который, к сожалению, может исчезнуть из-за глобального потепления.
Даже в бескрайних просторах океана существуют неочевидные пределы. Преграды, созданные температурой, соленостью, течениями, могут быть такими же непроходимыми, как и континенты. Планктон, подхваченный течениями, движется по океаническим маршрутам, преодолевая мало известные на сегодня барьеры.
