Изучение экологического формообразования, структуры видов и динамики популяций рыбНИР

Investigations of the ecological speciation, intraspecific structure and population dynamics of fishes

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Изучение экологического формообразования, структуры видов и динамики популяций рыб
Результаты этапа: В 2021 году продолжены комплексные исследования структуры видов, процессов экологического формообразования и разнообразия у рыб бореальной зоны. Впервые на о-ве Беринга (Командорские о-ва) обнаружена изолированная популяция северной мальмы Salvelinus malma, которая населяет р. Водопадная, отделённую от моря непреодолимым для проходных рыб водопадом. Изолированная популяция мальмы р. Водопадная является дериватом проходной мальмы, сохранившим основные определительные признаки вида, но при этом размеры рыб существенно бóльше, чем у ручьевых изолятов из других участков ареала, которые представлены мелкими особями с ювенильным обликом и небольшой продолжительностью жизни. Вероятно, возникновение изолированной популяции гольцов в р. Водопадная произошло в результате подъёма литосферного блока в нижнем течении реки во время сильного землетрясения около 9.5 тыс. лет назад. Изолированная популяция гольцов характеризуется значительным снижением показателей генетического разнообразия по сравнению с проходной мальмой Командорских о-вов. Исследовано эмбрионально-личиночное развитие гибрида между уникальными эндемичными глубоководными формами северной мальмы Salvelinus malma complex Кроноцкого озера - самками малоротого и самцами большеротого гольцов. Гибридные эмбрионы отставали в развитии и имели многочисленные аномалии развития. Смертность в позднем органогенезе и при абортивном вылуплении составила 93%, вскоре после вылупления 3.5%. Их массовая гибель приходится на период закладки осевого скелета. 7 гибридных особей (0.9%) прожили более 1 года, достигли малькового периода, не имели аномалий скелета и достоверно отличались от мальков SS меньшими числом лучей и птеригиофоров в спинном плавнике. По материалам 1997−2019 гг. изучены три формы арктического гольца из оз. Токко (северное Забайкалье), различающихся по темпу роста − крупной, мелкой и карликовой. Полученные данные свидетельствуют о значительной, но неполной репродуктивной изоляции карликовой и мелкой форм. Предполагается, что в настоящее время в связи с антропогенным воздействием, вызвавшим изменения в структуре популяции, степень их интрогрессивной гибридизации возросла. Представлены новые данные по жилому кижучу из водоёмов Камчатки и о-ва Беринга (Командорские о-ва), и по карликовым самцам кижуча из бассейна р. Коль (Западная Камчатка). Новые находки жилого кижуча указывают на более широкое, чем считалось ранее, его распространение в азиатской части ареала. Пресноводная компонента в популяциях кижуча неоднородна и представлена тремя вариантами: 1) изолированные озёрные популяции, 2) формирующие единый репродуктивный комплекс с проходными рыбами озёрно-речные особи обоих полов либо только самцы, 3) карликовые самцы, обитающие в реках, не имеющих озёр в своём бассейне. Появление и распространение резидентных форм кижуча в азиатской части ареала может быть следствием масштабных изменений климата Северной Пацифики, продолжающихся в настоящее время. Обобщены сведения о поимках микижи Parasalmo mykiss за пределами нативного ареала в Азии – в реках о-ва Сахалин, обсуждаются возможные причины распространения микижи на юге Дальнего Востока России. С целью изучения распространения выделенных по мтДНК филогенетических линий арктического гольца Salvelinus alpinus (L.) в области их контакта на севере Восточной Сибири проанализированы нуклеотидные последовательности контрольной области мтДНК гольцов из 9 заполярных популяций на участке от Енисея до Лены. На Путоране и в дельте Лены найдены гаплотипы сибирской подгруппы, ранее отмечавшиеся в других районах Восточной Сибири. Новые данные вкупе с литературными позволяют уточнить ареалы трёх филогенетических линий и границы областей их перекрывания, свидетельствуют о широкой симпатрии гаплотипов атлантической и сибирской подгрупп в водоёмах Таймырского района. Исследована макроморфология органа обоняния лунной Thalassoma lunare и шестиполосой T. hardwicke талассом. У обоих видов один вентиляционный мешок (лакримальный), он крупный и примыкает снизу к обонятельной полости, вход в него расположен на дне полости каудальнее от диска. Предложена схема вентиляции органа обоняния. Обсуждается возможность получения талассомами запаховой информации во время нахождения рыб в грунте при пережидании опасности. Определены вкусовые предпочтения и пищевое оросенсорного тестирования пищи у мраморного гурами Trichopodus trichopterus, Выяснено, что из 21 исследованной L-аминокислоты 14 имеют привлекательный вкус и только одна (тирозин) вызывает аверсивные ответы. При сравнении с жемчужным гурами T. leerii, исследованным ранее близкородственным и сходным по образу жизни видом, отмечены противоположные или несовпадающие вкусовые ответы на большинство тестированных веществ. Пищевое поведение, проявляемое гурами при тестировании пищи, имеет одни и те же особенности (предварительные касания гранул губами, многочисленные отвергания и повторные схватывания, генерация звуков), что указывает на его консервативность по сравнению с вкусовыми предпочтениями. Предполагается, что наличие лабиринтового наджаберного органа, сокращающего доступную для распределения вкусовых рецепторов площадь ротовой полости, не сказывается заметным образом на возможностях гурами дифференцированно реагировать на пищевые объекты разного вкусового качества.
2 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Изучение экологического формообразования, структуры видов и динамики популяций рыб
Результаты этапа: В 2022 году продолжены комплексные исследования разнообразия, изменчивости, микроэволюционных процессов у рыб. Работы осуществлялись по нескольким направлениям, изучены разные группы рыб – лососёвые, корюшковые, окунеобразные, а также были охвачены сообщества рыб в водохранилищах водопроводного типа. Существенное внимание было уделено изучение причинно-следственных связей между эндогенными и экзогенными факторами, обуславливающими формообразовательные и адаптационные процессы у рыб в природных ненарушенных водоёмах и в условиях антропогенной трансформации. Изучены особенности процессов жиронакопления, дифференцированного роста, особенностей пищевой ниши и их роль в формировании разнообразия миграционной стратегии у микижи Oncorhynchus (Parasalmo) mykiss Камчатки. На примере локальной популяции р. Утхолок, где сосуществуют экологические группировки микижи, различающиеся длительностью и протяжённостью морских миграций, показано, что каждой из них присущи уникальные траектории роста, содержания жира, а также пищевая ниша, оценённая по содержанию стабильных изотопов углерода и азота. Рассматривая структуру вида микижа на его ареале, следует признать, что разнообразие камчатской микижи является исключительным, тем самым возникает множество вопросов, каким образом происходит реализация потенциальных возможностей вида и формирование букета группировок с разной длительностью и протяжённостью миграций. В то же время, очевидна необходимость дальнейших исследований параметров роста, состояния среды обитания, возможности вида находить возможности компенсационного роста и жиронакопления в динамичной среде обитания, чтобы понять важнейшие факторы, определяющие высокий уровень внутривидового разнообразия камчатской микижи. Выполнены исследования особенностей анадромной миграции и внутриречного распределения проходной микижи в реках Северо-Западной Камчатки. Установлено, что темп перемещения и дальность прохода рыб вверх по течению существенно зависят от водности рек. Особенно это актуально для небольших речных систем, таких, как Квачина и Снатолваям, где в маловодные годы складываются неблагоприятные условия для движения рыб далеко вверх по течению. Это приводит к их повышенной концентрации в участках нижнего течения рек, удалённых всего на 12-20 км от устья. В случае маловодных лет подавляющее большинство зашедших из моря рыб оказываются сосредоточенными на 5-6 крупных русловых ямах. Тем самым существенно увеличиваются риски во время предзимнего и зимнего периода. В первую очередь это относиться к воздействию антропогенных факторов – незаконного вылова. В маловодные годы особо охраняемый объект – микижа оказывается в высоко уязвимом положении и фактически – беззащитной даже перед незаконным выловом даже слабой интенсивности. Напротив, дождливая осень во время хода проходной микижи существенно диверсифицирует риски, снижает угрозу изъятия рыб. Тем самым можно констатировать, что межгодовые различия в гидрологическом режиме малых рек приводят к существенным сдвигам в распределении и стратегии зимовки проходной микижи. Полученные данные позволяют более эффективно планировать и организовывать природоохранные мероприятия и, тем самым сохранять особо охраняемых вид Красной книги России. С использованием научно-исследовательского гидроакустического комплекса “NetCor” приведены результаты исследования анадромной миграции микижи в р. Квачина (Западная Камчатка) в период её осеннего захода из моря. Выявлено, что интенсивность хода рыб увеличивается в сходные периоды смежных лет (2010–2011 гг.), это указывает на цикличность миграции вида, связанную с изменениями температуры и уровня воды в реке. Для суточной динамики хода характерны два периода повышенной интенсивности миграции: первый приурочен к рассвету, второй начинается в предвечерние часы. Изучено разнообразие типов жизненной стратегии и структура популяций кунджи на Камчатке. Установлено, что на севере ареала вида популяции кунджи неоднородны. Основная роль в воспроизводстве принадлежит анадромной кундже, но в составе популяций существуют группировки, реализующие свой жизненный цикл исключительно в пресных водах. Показано, что на севере ареала у кунджи разнообразие особей с разными типами жизненной стратегии сопоставимо с таковым на юге – в бассейне Японского моря, который считается зоной экологического оптимума вида. Изучена структура популяции и особенности формирования типов жизненной стратегии у кунджи. Установлено, что дифференциация в поколении кунджи проходит в нерестовых притоках в несколько этапов и растянута на 3–4 года. Процесс начинается в первое лето жизни, когда самые быстро растущие сеголетки скатываются из нерестового притока в основное русло реки, где достигают половой зрелости к 5–6 годам жизни, формируя речной реодромный тип жизненной стратегии. Второй этап дифференциации в поколении кунджи происходит в возрасте 3+ и обусловлен различиями в темпе роста особей. Быстро растущие самцы созревают и становятся карликовыми, медленнее растущие самцы и самки смолтифицируются и формируют анадромный тип жизненной стратегии. Завершающий этап дифференциации происходит в возрасте 4+ и аналогичен таковому в возрасте 3+. Выявлено, что карликовые самцы кунджи на Камчатке размножаются только один раз в жизни. Установлено, что определяющая роль в дифференциации поколения кунджи принадлежит процессу неравномерного темпа роста отдельных рыб в разном возрасте. Изучена внутривидовая генетическая пространственная изменчивость обыкновенной малоротой корюшки. Обнаружено, что популяции малоротой корюшки из бассейнов Берингова и Японского морей имеют разные гаплотипы по исследованному участку последовательности ITS2. При этом все исследованные «берингийские» популяции имеют только один гаплотип, «японские» популяции три гаплотипа. Популяции малоротой корюшки из бассейна Охотского моря занимают промежуточное географическое положение и имеют гаплотипы и «берингийских» и «японских» популяций. Таким образом, можно говорить, что популяции Японского моря отделены от Берингова моря мутациями. Охотское море занимает промежуточное положение. В 2022 году выполнено описание ранних онтогенезов отдельных форм гольцов из озёр Леприндо, Токко, оценка степени их специализации; проведены реципрокные скрещивания самцов и самок их озёр Большое Леприндо и Токко (скрещивания между аллопатрическими формами). Молодь подращивали до возраста 2-3 года, выполнено подробное описание развития и морфогенеза. Есть основания полагать, что выявлены 2 альтернативные стратегии раннего развития: через ускоренный остеогенез мелких предличинок и личинок и соматический рост с отложенным остеогенезом для перехода на питание более крупными частями бентоса (снижение конкуренции?) для выживания большего числа молоди карликовых гольцов. Изучение развития гибридной молоди, полученной в результате реципрокных скрещиваний кБЛ и кТО показало, что гибридные личинки, перешедшие на внешнее питание демонстрируют высокую живучесть и очень низкое число аномалий. Исследована морфологическая изменчивость анабаса в трех водных объектах провинции Кханьхоа, Вьетнам: р. Кай, пруд на рисовых плантациях и пересыхающий пруд. Определен размерный, возрастной, половой состав выборок анабаса, выявлены спектры его питания. Анализ по 16 пластическим и 10 меристическим характеристикам показал отличия речных рыб по признакам, связанным с локомоцией и со строением челюстного аппарата. Выявлен высокий уровень паратипической изменчивости вида по совокупности признаков морфологии. Наиболее обособлена выборка из пересыхающего пруда из-за обитания в неблагоприятных условиях. Установлено, что в р. Кай для анабаса важную роль играет относительно крупная пища животного происхождения. Высокая экологическая пластичность вида позволяет выживать в широком спектре условий среды, включая антропогенную нагрузку и прессинг со стороны инвазионных видов. Проведены комплексные изучения гидрологического режима и динамики рыбного населения на одном из участком Истринского водохранилища. Гидрохимический мониторинг, наблюдение за уровнем воды и контроль заморных явлений за первый квартал не выявили наличие экстренных или проблемных ситуаций на акватории. Значения исследованных параметров соответствуют ожиданиям и не превышают установленных ПДК. Рекомендуется дальнейшее соблюдение сложившегося режима мониторинга для своевременного обнаружения проблем. Изменения в расположении искусственных нерестилищ позволят дополнительно повысить их эффективность, однако, ввиду непредсказуемости уровенного режима в ранневесенний период на исследуемой акватории, в дальнейшем возможны корректировки. Изучена макроморфология и вентиляция органа обоняния у шестиполосой рыбы-сержанта Abudefduf sexfasciatus - типичного представителя ихтиофауны коралловых рифов Южного Вьетнама (Южно-Китайское море). Обнаружено, что большинство выявленных различий имеет отношение к вентиляции обонятельной полости, благодаря которой молекулы сигнальных веществ, находящиеся в окружающем пространстве, попадают в орган обоняния, взаимодействуют с обонятельными рецепторами и инициируют каскад преобразований, завершающихся проявлением рыбами соответствующего поведения. Подтверждены закономерные онтогенетические изменения морфологии органа обоняния. Проведены исследования по анализу связей между генерацией звуков мраморным гурами и вкусовой привлекательностью гранул с использованием широкого спектра химических веществ, а также связь с пищевым поведением, проявляемым рыбами при реагировании на гранулы разного вкусового качества. Проведённое исследование подтвердило, что звукогенерация, наблюдаемая у гурами при питании, не зависит от вкусовых качеств пищевых объектов. Спорадичность возникновения звуков и их корреляция с проявлением рыбами одного из элементов пищевого поведения предполагает отсутствие у этих звуков сигнальной функции. Предполагается, что интенсивность звукогенерации мраморного и жемчужного гурами скорее всего не обусловлена разными размерами подопытных рыб, а отражает видовые различия между ними.
3 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. Изучение экологического формообразования, структуры видов и динамики популяций рыб
Результаты этапа: В 2023 году продолжены многолетние комплексные исследования структуры видов, процессов экологического формообразования и разнообразия у рыб бореальной, сутропической и тропической зоны. Изучена изменчивость важнейших показателей структуры популяции у микижи Parasalmo mykiss из модельных рек Северо-Западной Камчатки. Обнаружено, что на протяжении более 50 лет происходило неоднократное синхронное изменение таких параметров, как продолжительность пресноводной и морской фазы жизненного цикла, возрастной состав и повторность нереста. Выявлено, что в начале 21 века по ряду показателей локальные стада микижи выказали тенденцию к возращению к состоянию начала 70-х годов 20 века, однако в последние годы тенденции стали носить краткопериодный и разнонаправленный характер, что указывает на активные процессы адаптации и отбора в популяциях. Тот факт, что изменения важнейших биологических параметров происходят синхронно и однонаправленно указывает на универсальный характер выявленных трендов и глобальные причины их проявления, всего вероятнее – крупномасштабные климатические сдвиги в Северной Пацифике. Выявленные разнонаправленные векторы изменений биологических показателей у микижи указывают на активные и быстрые процессы локальных адаптаций, которые проявляются на уровне поколения или даже отдельных лет. Изучены процессы гаметогенеза у сельди-черноспинки из нижневолжского бассейна. Исследовали состояние гонад мигрирующей на нерест сельди-черноспинки Alosa kessleri kessleri в р. Ахтуба. Пик хода на нерест в 2021 г. зарегистрирован в третьей декаде мая при температуре воды 17–18°С. Самки и самцы имели гонады III и IV стадий зрелости. Длина тела по Смитту самок составляла в среднем 254.1 мм, масса – 178.9 г, самцов соответственно 209.9 мм и 87.5 г. Возраст подавляющего большинства самок был 3+, самцов – 2+, 3+. Гонадосоматический индекс у самок и самцов в среднем составлял соответственно 8.71 и 3.67%. Среди асинхронно развивающихся вителлогенных клеток в гонадах IV стадии зрелости выделены три разноразмерные группы, очевидно, предназначенные для вымётывания соответствующего числа порций ооцитов. Количество превителлогенных ооцитов (26.7–59.4% всех клеток на срезах) позволяет считать этих рыб полицикличными. Обнаружено, что по сравнению с периодом до строительства плотин Волжско-Камского каскада изменились многие биологические параметры проходной сельди-черноспинки, в частности, наблюдается снижение длины и массы тела, омоложение стада производителей. Как показали наши исследования, изменения затронули и репродуктивную систему производителей черноспинки. Так, ранее отмечалось, что в гонадах самок созревало до пяти порций ооцитов, наши данные говорят об их сокращении до трёх порций. При этом произошло уменьшение диаметра икринок, особенно первой порции. Вероятно, наблюдаемые изменения гаметогенеза обусловлены существенным уменьшением протяжённости миграционного пути на нерестилища. Отмеченные разными исследователями изменения структуры стада проходной сельди-черноспинки Волжского бассейна свидетельствуют о том, что в настоящее время, в начале 20-х гг. XXI века, её популяция представляет собой полностью трансформированную группировку по сравнению с таковой до масштабного гидростроительства. Полученные нами данные в полной мере подтверждают масштабные изменения и говорят о сдвигах в процессе гаметогенеза. Судя по происходящим изменениям, сейчас популяция сельди-черноспинки находится в процессе бурной адаптации к новым условиям существования в Каспийском бассейне в целом. Получены новые данные по гибридизации гольцов рода Salvelinus в реках северо-западной Камчатки. Приведены данные, подтверждающие расширение зоны гибридизации гольцов рода Salvelinus – кунджи S. leucomaenis и северной мальмы S. malma на Камчатке. Если ранее гибриды кунджа × северная мальма встречались только в р. Утхолок на северо-западе полуострова, то начиная с 2009 г. массовая гибридизация между этими видами происходит ещё в двух соседних с Утхолоком реках – Квачине и Снатолвееме. Микросателлитный анализ показал, что гибридные особи характеризуются промежуточными значениями аллельного разнообразия по сравнению с представителями родительских видов, а значения средней ожидаемой гетерозиготности гибридов выше, чем мальмы и кунджи. Результаты анализа материнского наследования у гибридных особей из р. Квачина совпадают с результатами исследований, проведёнными ранее в р. Утхолок, – у всех гибридных особей обнаружен один гаплотип, специфичный для кунджи, что указывает на то, что гибриды происходят от самок кунджи и самцов мальмы. Внешний облик и окраска гибридов кунджа × северная мальма из рек Квачина и Снатолвеем подобны таковым особей из р. Утхолок. Весьма сходные характеристики гибридных особей во всех трёх реках дают основания полагать, что механизм их появления в реках Квачина и Снатолвеем сходен с таковым в р. Утхолок – икру кунджи осеменяют карликовые самцы мальмы. В качестве возможной причины нарушения межвидовой изоляции рассматривается повышение локальной продуктивности рек в результате увеличения численности нерестовых стад горбуши Oncorhynchus gorbuscha и масштабных изменений климата Северной Пацифики. Весьма вероятно, что эти два фактора привели к улучшению условий нагула мальмы в речной период жизни и как частный результат – к росту численности созревающих в реке самцов мальмы. Получены новые сведения об уровне морфологической пластичности одного пресноводного и двух в разной степени мигрирующих морских видов рыб Вьетнама. Обитание B. gonionotus в водных объектах разного типа (река-озеро-водохранилище) отразилось на пропорциях тела, однако ввиду относительно подвижного, активного образа жизни, это влияние оказалось значительно слабее, чем было показано на примере анабаса Anabas testudineus. По всей видимости, отсутствие постоянной географической преграды между исследованными водными объектами обусловило не полную репродуктивную изоляцию. Особенно ярко это может проявляться в период дождей, когда уровень воды сильно поднимается, течение усиливается и появляются новые связи между водными объектами. На примере морских рыб S. orbicularis и N. mannusella показано, что мигрантный образ жизни может быть связан со степенью выраженности полиморфизма морфологических признаков рыб. Активно перемещающиеся сребробрюшковые практически не различаются между собой несмотря на значительное расстояние между точками взятия проб. В то же время, выборки сферамии, которая перемещаюется лишь в течение личиночной стадии, достоверно и значительно различаются по пропорциям тела. Это может говорить либо о репродуктивной изоляции рыб из исследованных выборок, либо о формировании различий в пропорциях уже после наступления мальковой стадии онтогенеза и под воздействием локальных условий среды обитания в заливе Камрань и на станции Дамбай. Изучены процессы адаптации вида-вселенца солнечного окуня Lepomis gibbosus в контрольных водоёмах полуострова Крым. Показано, что за период с 2011 по 2023 год солнечный окунь в оз. Гасфорта претерпел существенные изменения по размерно-возрастному составу популяции и целому ряду пластических и меристических признаков. Наблюденные различия между выборками свидетельствуют о текущем процессе адаптации интродуцента к климатическим и трофическим условиям среды. Его численность очень высока, а размеры за время наблюдений снизились. Вид натурализовался в водоеме и встроился в существующую экосистему, продемонстрировав высокий уровень экологической пластичности и адаптивной радиации. Дальнейшие исследования позволят выявить степень толерантности солнечного окуня к различным абиотическим факторам водной среды и определить вероятные пути расселения агрессивного вида-вселенца в водные объекты юга России. Изучен рост и особенности закладки скелетных элементов у гольцов- даватчанов из озёр Забайкалья. Представлены результаты исследования роста, последовательности закладки и особенностей развития элементов скелета, пропорций тела и меристических признаков выращенных в лабораторных условиях личинок и мальков двух карликовых форм арктического гольца Salvelinus alpinus complex из Забайкалья: с нерестом на береговом склоне (оз. Токко) и с глубоководным нерестом (оз. Большое Леприндо). Гольцы оз. Большое Леприндо демонстрируют замедленные темпы роста и морфогенеза, ретардацию закладки серии предорсалий и её смещение с личиночного на мальковый период онтогенеза, но акселерацию развития позвоночника. Отмечена высокая смертность предличинок гольцов этого озера, связанная с переходом к экзогенному питанию. Впервые обсуждена проблема перестройки раннего онтогенеза гольцов рода Salvelinus в связи с освоением глубоководного биотопа. У личинок гольцов оз. Токко закладка тел позвонков часто сопровождалась образованием аномальных костных структур внутри хорды. Феномен проникновения скелетогенных клеток в хорду, описанный у гибридов симпатрических форм гольцов, обнаружен у “чистой” формы впервые. Прослежено формирование в онтогенезе характерных морфологических черт двух форм. Выявлены раз- личия в пропорциях тела молоди, соответствующие различиям взрослых рыб. Выполнено исследование вкусовой чувствительности у разных видов цихловых рыб. Показано, что сосуществование многочисленных эндемичных цихлид достигается благодаря презиготической изоляции, в основном за счёт разных зрительных предпочтений, регулирующих выбор и взаимоотношения между зрелыми самками и самцами; различиям в их акустических и обонятельных коммуникациях; расхождению рыб разных видов по репродуктивному и иным формам поведения, по предпочитаемым биотопам и объектам питания. Установлено, что именно вкусовая рецепция является основным сенсорным механизмом, определяющим селективность питания разных видов рыб, сравнительные исследования вкусовых предпочтений у цихлид, особенно принадлежащих к одной эндемичной группе, представляют особый интерес. Такие исследования позволят понять в какой мере вкусовая рецепция обеспечивает трофическую дивергенцию у симпатрических видов рыб, насколько сходными или различающимся могут быть вкусовые предпочтения у близкородственных рыб одной или разных трофических категорий. Изучено строение обонятельного органа у амфиприонов (сем. Pomacentridae) из прибрежных вод Южного Вьетнама. Обнаружено, что у изученных нами амфиприонов в органе обоняния имеется лишь одна ноздря (монотремия), что присуще большинству других Pomacentridae в ювенильном возрасте. У всех исследованных нами видов амфиприонов отсутствует вторичная складчатость на обонятельных складках. Доказано, что у амфиприонов рост числа складок в обонятельной розетке происходит на протяжении всей их жизни по мере увеличения длины тела. Обнаружено, что совокупное число дихотомических и интеркалярных складок в обонятельной розетке отдельных особей A. polymnus может превышать число обычных складок, а у A. frenatus составлять половину общего числа складок. Возможно, эволюционный процесс в роде Amphiprion направлен на усиление разнообразия формы обонятельных складок в розетке и, как следствие, ведёт к её усложнению, изменению формы и к потере симметричности. Очевидным следствием большого числа и разнообразия складок в обонятельной розетке рыб является увеличение площади обонятельного эпителия и числа рецепторных клеток. Вполне правомерно ожидать, что у амфиприонов с такими особенностями значительно выше функциональная нагрузка на обонятельную систему, что обычно наблюдается у эврибионтных рыб, освоивших различные условия обитания и имеющих более широкий спектр взаимоотношений, коммуникаций и разнообразный поведенческий репертуар. Полученные данные не поддерживают предположение о том, что имеется связь между сложностью органа обоняния или числом складок в обонятельной розетке и эврибионтностью или специализацией амфиприонов к симбионтным актиниям.
4 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. Изучение экологического формообразования, структуры видов и динамики популяций рыб
Результаты этапа: В 2024 году продолжены многолетние комплексные исследования структуры видов, процессов экологического формообразования, дифференциации на видовом уровне организации, биологических основ поведенческого и миграционного полиморфизма у рыб бореальной, субтропической и тропической зон. С применением методов макро- и микроскопического исследований изучено состояние гонад производителей кунджи, мальмы и их гибридов из р. Утхолок (Северо-Западная Камчатка) в посленерестовый период каких-либо аномалий в строении половых желёз и их цитологическом состоянии не выявлено. В генеративной ткани семенников и яичников обнаружены половые клетки последующих генераций, что указывает на способность отнерестившихся особей к повторному созреванию и размножению на следующий год. Состояние гонад гибридных особей в полной мере соответствует таковому полицикличных лососёвых рыб (Salmonidae) и не отличается от родительских видов – кунджи и мальмы, гаметогенез у них протекает без видимых отклонений. Это свидетельствует о потенциальной способности гибридов р. Утхолок к воспроизводству и поддержанию собственной популяции, в отличие от множества других случаев межвидовой гибридизации у лососёвых рыб, описанных в литературе. На основании применения современных инструментальных методов анализа водного потока выявлено и проведено количественное описание биотопов гибридов кунджа × мальма и родительских видов в р. Утхолок (Северо-Западная Камчатка). Приведена локализация половозрелых особей после нереста в русле реки в предзимний период. Выявлены качественные различия характеристик водного потока и донного субстрата в предпочитаемых гольцами и их гибридами биотопах. Характерной особенностью распределения рыб является положение особей в водном потоке, которое обеспечивает максимальный доступ к дрифтовым частицам корма для эффективного восстановления после нереста и подготовки к зимовке. Обнаружено, что биотоп гибридов кунджа × мальма уникален и отличен от таковых у родительских видов – три группировки смогли снизить напряжённость пищевых взаимоотношений на основе пространственного распределения. Таким образом, в 2024 г. получены новые, неизвестные ранее сведения по протеканию процесса ретикулярного видообразования у гольцов рода Salvelinus в природных условиях рек Северо-Западной Камчатки. Установлено, что процесс гибридизации проходит в настоящее время, что подтверждается 1) освоением гибридами собственного уникального биотопа в экосистеме и 2) доказанным фактом фертильности гибридов, протеканием их гаметогенеза без отклонений и способностью гибридов к многократному нересту. Таким образом, есть основания полагать, что межвидовые отношения гибридов и родительских видов в р. Утхолок неантагонистические, и вероятно их устойчивое сосуществование с продолжением отбора и закрепление выработанных адаптаций. Кроме того, фертильность гибридов указывает на переход всей системы в состояние так называемого «роя гибридов». В связи с этим вероятен сценарий, когда гибриды могут перейти на следующий этап микроэволюционных процессов, приводящий их к изоляции от родительских видов. Изучена изменчивость морфологических и популяционно-генетических особенностей проходной сельди-черноспинки р. Ахтуба. На основании анализа ихтиопланктонных проб установлено, что нерест изученной черноспинки проходит в среднем течении р. Ахтуба на удалении 190–280 км от верхней границы дельты Волги. Для исследованного вида в выборках характерны стабильные значения длины и массы тела, соотношения полов, морфологических признаков. Результаты исследования 16 микросателлитных локусов ядерной ДНК и фрагментов генов СОI и Сyt b митохондриальной ДНК показывают неоднородную картину изменчивости сельди. Выявлен невысокий уровень генетического разнообразия черноспинки по микросателлитным локусам и гену СОI. В гене Сyt b выявлено девять гаплотипов, два из которых значительно отличаются от остальных, отмечены высокие оценки гаплотипического разнообразия в сочетании с низкими значениями нуклеотидного разнообразия. Изучено личиночное развитие гибрида двух глубоководных карликовых форм озёрного арктического гольца (самок оз. Даватчан и самцов оз. Большое Леприндо) в лабораторных условиях. По результатам экспериментального выращивания получен неожиданный результат. Установлено, что в гибридном потомстве жизнеспособными получено не более 20% предличинок из числа оплодотворённых яиц и развившихся до вылупления эмбрионов. Выявлено расщепление по темпу роста и развития на быстро- (15%) и медленнорастущих (85%) предличинок. Впервые для гольцов показано, что у мальков быстрорастущей группы выявлена тёмная пигментация тела, хвостового, спинного и анального плавников, в отличие от пелагической окраски мальков представителей родительских популяций. Обнаружено, что у поздних личинок и мальков медленнорастущей группы, как и у особей контрольной выборки чистой карликовой формы арктического гольца оз. Даватчан, получен необычный большеглазый (крупноглазый?) фенотип. Тем самым выявлена микроэволюционная («творческая») попытка адаптивного увеличения диаметра глазного яблока в двух глубоководных популяциях. Эксперимент по гибридизации двух глубоководных форм между самками карликов S. alpinus complex оз. Даватчан и самцами карликов S. alpinus complex оз. Большое Леприндо позволил привлечь внимание к проблеме корреляций развития различных элементов черепа при развитии и ориентации глазных яблок и продемонстрировал, как узкий диапазон температурной адаптации глубоководной формы играет «творческую» роль раннего онтогенеза в формировании иного морфотипа – пучеглазок. Изучено генетическое разнообразие обыкновенного окуня в озёрах национального парка «Себеж». Обнаружено, что размерно-возрастной состав особей в выборках значительно варьировал между исследованными локальностями. В целом, каждая выборка представлена особями нескольких возрастных классов, от 6 до 14, собранных в различных участках вблизи обозначенных точек лова, что позволяет нам считать выборки репрезентативными, и дает возможность корректной оценки генетических различий между группировками окуня из различных локальностей НП «Себежский». Установлено, что генетической дифференциации выборок окуня в пределах Себежской озерной системы нет и популяцию окуня можно рассматривать как единую, представленную общим генофондом. Таким образом, полученные результаты демонстрируют однородность генетической структуры окуня в Себежской озерной системе, свидетельствуют о высоком уровне потока генов на всей исследованной акватории и дают основание предполагать единство генофонда окуня в системе Себежских озер. Многовозрастная структура исследованной популяции и высокие оценки генетического разнообразия демонстрируют хорошее состояние популяции окуня на территории Национального парка. Изучена изменчивость биологических параметров солнечного окуня Lepomis gibbosus (Centrarchidae) – инвазивного вида рыб в водных объектах Крыма и выполнены лабораторные работы по оценке температурной и солевой толерантности вида. Проведено сравнение выборок солнечного окуня за 2021 и 2023 гг. по данным инструментального и геометрического морфометрического анализов. Показано, что их можно объединить в одну общую выборку для последующего сравнения с данными за 2011 г. (PCA, U-критерий Манна-Уитни, p>0,05). Сравнительный анализ самцов и самок методами инструментальной и геометрической морфометрии показал, что достоверные отличия практически отсутствуют. Показано, что за прошедшие 10 лет произошли существенные изменения в пропорциях тела и даже счетных признаках солнечного окуня. Так, увеличился относительный размер головы, диаметр глаза, длина основания анального плавника, длина грудных плавников. Также изменились пропорции челюстного аппарата. Указанные различия в строении тела могут являться признаками «затянутости» рыб (большая голова, вытянутое и низкое тело), то есть непропорционального, замедленного роста. Эксперимент по установлению верхнего и нижнего критических порогов температуры показал, что для солнечного окуня нижний порог температуры составил 2,3°С, а верхний – 34,4°С, что соответствует литературным данным. В термоградиентном поле рыбы предпочитали отсеки с более высокой температурой воды. Наибольшее время они проводили при температуре 29-30°С (44,3% всего времени наблюдений), при этом посещали отсеки с температурой 29 и 25°С (частота встречаемости 16,1 и 10,65%, соответственно). Выявлено, что солнечный окунь характеризуется высокой устойчивостью к факторам температуры и солености воды. Это свойство вместе с показанной возможностью вида быстро и эффективно адаптироваться к условиям обитания делает очень вероятным дальнейшее расселение вида в водных объектах России по бассейнам Черного и Азовского морей. Учитывая опыт других стран, вселение солнечного окуня может привести к серьезным последствиям для водных экосистем, вплоть до исчезновения некоторых видов. Изучено видовое разнообразие и проведена экспертная оценка соотношения видов на контрольном участке восстановленного кораллового рифа на станции Дамбай, Вьетнам. Полученные результаты свидетельствуют о значительном, часто более, чем вдвое, увеличении численности рыб на всех исследуемых акваториях. Данные 2024 г., дополнившие многолетние ряды, позволили выявить тенденцию по восстановлению и формированию новых колоний кораллов, что, вероятно, стало причиной возникновения общего тренда на рост численности рыб исследуемой акватории. Однако, разная степень благополучия кораллового рифа и антропогенной нагрузки в значительной мере влияет на темпы этого процесса. Подытожив результаты работы, можно заключить, что состояние ихтиофауны с момента начала мониторинга значительно улучшилось как по разнообразию, так и по плотности скоплений, особенно на станции Дамбай. Это говорит о пользе работ по посадке кораллов, контролю хищников, охране акватории и позволит скорректировать планы по осуществлению указанных мероприятий. Дальнейший мониторинг ихтиофауны на 12 трансектах позволит в более полной мере изучить биоразнообразие акватории, отследить изменения в рифовых сообществах, выделить важные факторы, влияющие на них, а также сформировать меры по поддержанию уже обнаруженных позитивных трендов. Исследована двигательная активность многопёровых рыб (Cladistia) при разной температуре воды. Выявлено, что у интактных рыб двигательная активность усиливается с повышением температуры в диапазоне 20–30°С. Наиболее резкий рост двигательной активности происходит при повышении температуры от 20 до 25°С – число пересечений тест-линий становится больше в 4.1 раза. Столь же сильно изменяются и все расчётные показатели двигательной активности – время, затрачиваемое на пересечение одной тест-линии, скорость плавания и проплываемое рыбой расстояние. У зрительно депривированных рыб зависимость двигательной активности от температуры иная. Частота пересечений тест-линий, совершаемых зрительно депривированными рыбами при использованных значениях температуры воды, различается слабо – не более чем в 1.4 раза. Наиболее высокая частота пересечений тест-линий наблюдается при температуре 20°С, что превышает соответствующий показатель у интактных рыб почти в 4 раза (p ˂ 0.001). Выявлено, что температура воды является важным абиотическим фактором, влияющим на двигательную активность сенегальского многопёра и, скорее всего, всех остальных современных Cladistia (14 видов) несмотря на то, что эти рыбы населяют тропические пресноводные водоёмы, в которых изменения температуры выражены в значительно меньшей степени, чем в водоёмах умеренной зоны. Выявленные различия в двигательной активности интактных и зрительно депривированных рыб указывают на то, что зрение имеет, по-видимому, весьма важное значение в поведении многопёров, а также на наличие у Cladistia сложных взаимоотношений и связей между зрением и другими сенсорными системами и мозговыми функциями, имеющими отношение к контролю и регуляции двигательных реакций и перемещений рыб в пространстве. Проведено исследование и анализ эволюционного происхождения и развития стайного поведения у рыб. Применён сравнительный подход, на основе которого показано, что типично стайные рыбы присутствуют лишь среди Teleostei и отсутствуют у более древних по происхождению рыб. В пределах Teleostei стайные виды встречаются среди разных отрядов и семейств, начиная от базальных (Elopidae, Albulidae и другие) и более продвинутых (Cyprinidae, Clupeidae, Salmonidae, Osmeridae) и заканчивая наиболее молодыми (Gasterosteidae, Centriscidae, Mugilidae, Percidae и многие другие). Они занимают разное положение на филогенетическом древе Teleostei, что даёт право говорить о множественном и независимом возникновении стайного поведения в эволюции Teleostei. Предложена гипотеза, что эволюционный путь возникновения стайности мог проходить через несколько последовательных этапов – от асоциальности к скоплениям и прото-стаям и затем к истинным эквипотенциальным стаям. Установлено, стайность не связана жёстко с эволюционным возрастом или филогенетическими отношениями таксономических групп или отдельных видов Teleostei. Возникновение стайного поведения обусловлено образом жизни рыб, прежде всего, освоением ими морской пелагиали. Поэтому возникнув, стайное поведение исчезает и вновь многократно возникает повторно и независимо не только в разных группах, но и среди близкородственных Teleostei. Проведены полевые эксперименты по оценке эффективности химических аттрактантов для лова сазана Cyprinus carpio удебными донными орудиями лова в естественном водоёме (р. Ахтуба) 19.06–05.09.2018 г. Использованы разные виды насадок. Через 2–3 сут после начала внесения прикормки количество сазана на полигоне и его улов повысились и через неделю достигли уровня, остававшегося стабильным до завершения исследования. Всего выловлено 1048 сазанов массой тела 2–14 кг, средний суточный улов составил 7.23 ± 2.13 экз. Уловы при использовании подсолнечного шрота не менялись на протяжении всего исследования (13–15% суммарного вылова), динамика уловов донками с бойлами с разными ароматизаторами различалась. С применением бойлов “Мидия” в начале исследования поймано большинство рыб, затем уловы стали снижаться и прекратились. Но начали повышаться уловы донками с бойлами “Сладкая кукуруза”, достигнув 70–75% вылова в период массового появления на водоёме рыболовов-любителей, использующих зерновые прикормки. Уловы при использовании бойлов с фруктово-ягодными ароматизаторами оставались невысокими. Рыбы, выловленные с применением разных насадок, по размерам не различались. Результаты подтверждают сведения из литературы о важной роли хеморецепции в поведении сазана. Привлечение рыб к месту лова предположительно обеспечивали запаховые вещества приманки, тогда как уловы зависели от запаховых, вкусовых и текстурных качеств насадок. Меняющаяся эффективность пищевых аттрактантов (летний сезон) указывает на пластичность хемосенсорно регулируемых предпочтений рыб.
5 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. Изучение экологического формообразования, структуры видов и динамики популяций рыб
Результаты этапа:
6 1 января 2026 г.-31 декабря 2026 г. Изучение экологического формообразования, структуры видов и динамики популяций рыб
Результаты этапа:
7 1 января 2027 г.-31 декабря 2027 г. Изучение экологического формообразования, структуры видов и динамики популяций рыб
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".