vestnik-bio-msuВестник Московского университета. Серия 16. БиологияVestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya0137-0952Lomonosov Moscow State University, School of Biologyvestnik-bio-msu-1095Research ArticleОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕRESEARCH ARTICLEСезонная динамика фитопланктона в губе Чупа (Белое море, Кандалакшский залив)Seasonal dynamics of phytoplankton in Chupa inlet (White Sea, Kandalaksha Bay)РадченкоИ. Г.RadchenkoI. G.

Радченко Ирина Георгиевна – канд. биол. наук, доц. кафедры общей экологии и гидробиологии биологического факультета

119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12

Тел.: 8-495-939-27-91

School of Biology

Leninskiye gory 1–12, Moscow, 119234

iraradchenko@yandex.ruСмирновВ. В.SmirnovV. V.

Смирнов Вячеслав Валерьевич – мл. науч. сотр.

199034, г. Санкт-Петербург, Университетская наб., д. 1

Тел.: 8-812-714-00-97

Universitetskaya nab. 1, Saint-Petersburg, 199034

electroniq.ape@gmail.comУсовН. В.UsovN. V.

Усов Николай Викторович – канд. биол. наук, науч. сотр.

199034, г. Санкт-Петербург, Университетская наб., д. 1

Тел.: 8-812-714-00-97

 

Universitetskaya nab. 1, Saint-Petersburg, 199034

nikolay.usov@gmail.comСухотинА. А.SukhotinA. A.

Сухотин Алексей Александрович – канд. биол. наук, вед. науч. сотр., зав.

199034, г. Санкт-Петербург, Университетская наб., д. 1

Тел.: 8-812-714-00-97

 

Universitetskaya nab. 1, Saint-Petersburg, 199034

alexey.sukhotin@zin.ruМосковский государственный университет имени М.В. Ломоносова, биологический факультетРоссияDepartment of General Ecology and Hydrobiology, Lomonosov Moscow State UniversityRussian FederationБеломорская биологическая станция «Картеш», Зоологический институт, Российская академия наукРоссия“Kartesh” White Sea Biological Station, Zoological Institute, Russian Academy of SciencesRussian Federation2022010320227713744Copyright © Радченко И.Г., Смирнов В.В., Усов Н.В., Сухотин А.А., 20222022Радченко И.Г., Смирнов В.В., Усов Н.В., Сухотин А.А.Radchenko I.G., Smirnov V.V., Usov N.V., Sukhotin A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik-bio-msu.elpub.ru/jour/article/view/1095

Впервые после 1994 г. в марте–ноябре 2017 г. в Белом море на разных глубинах исследована динамика структуры и обилия фитопланктона. Численность водорослей варьировала от 3,8∙106 до 3519∙106 кл/м3. Биомасса фитопланктона менялась от 0,2 до 90 мг С/м3 и, за некоторым исключением, была выше в верхних слоях толщи воды (0–5 м). Интегрированные на столб воды численность и биомасса водорослей изменялись от 0,2∙109 до 68,5∙109 кл/м2 и от 0,01 до 1,38 г С/м2 соответственно. В динамике биомассы фитопланктона выявлены два пика – в начале мая после схода ледового покрова и в начале сентября. Летний пик биомассы, регистрируемый предыдущими исследованиями в поверхностном слое воды в июле, не выявлен, что вызвано доминированием более мелких нанопланктонных празинофитовых и криптофитовых водорослей и динофлагеллят. Смена доминирующих видов, возможно, связана с общей тенденцией уменьшения вклада крупных видов и увеличения гетеротрофной составляющей в фитопланктоне в условиях более выраженной стратификации водной толщи моря, вызванной потеплением климата.

For the first time since 1994, in March–November 2017, the dynamics of the structure and abundance of phytoplankton was studied at different depths in the White Sea. The abundance of algae varied from 3.8∙106 to 3,519∙106 cells/m3. Phytoplankton biomass ranged from 0.2 to 90 mg C/m3 and, with some exceptions, was the highest in the surface layer of the water column (0–5 m). The algal abundance and biomass integrated throughout the water column varied from0.2∙109 to 68.5∙109 cells/m2 and 0.01 to 1.38 g C/m2, respectively. Two peaks of phytoplankton biomass were identified – in early May after the ice removal and in early September. The summer peak of biomass recorded by previous studies in the surface layers in July has not been observed, which was caused by the dominance of smaller nanoplankton prasinophyte and cryptophyte algae and dinoflagellates. The change of dominant species may be related to the general tendency of decrease of the contribution of large species and increase of the heterotrophic component in phytoplankton in conditions of more pronounced stratification of the water column caused by the climate warming.

Белое мореСубарктикасезонная динамикафитопланктончисленностьбиомассадоминирующие видыпотепление климатаWhite SeaSubarcticseasonal dynamicsphytoplanktonabundancebiomassdominant speciesclimate warmingОтбор проб выполнен в рамках Государственного задания Зоологического института РАН (№ 1021051402749-2). Идентификация водорослей под световым микроскопом выполнена в рамках Государственного задания МГУ имени М.В. Ломоносова часть 2 (тема № 121032300135-7). Анализ структуры фитопланктона выполнен в рамках Программы развития Междисциплинарной научно-образовательной школы Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова «Будущее планеты и глобальные изменения окружающей среды».Funding: Sampling was carried out within the framework of the State Task № 1021051402749-2 to the Zoological Institute of Russian Academy of Sciences. Identification of algae by a light microscope was performed within the framework of the State Task of Moscow State University, part 2 (topic № 121032300135-7). The analysis of samples by a scanning electron microscope was performed at the equipment of the User Facilities Center of M.V. Lomonosov Moscow State University with the financial support from the Ministry of Education and Science of the Russian Federation. The analysis of the phytoplankton structure was carried out within the framework of the Interdisciplinary Scientific and Educational School of Lomonosov Moscow State University «The Future of the planet and global environmental changes».ReferencesBindoff N.L., Cheung W.W.L., Kairo J.G. et al. Changing ocean, marine ecosystems, and dependent communities // IPCC Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate / Eds. H.-O. Pörtner, D.C. Roberts, V. Masson-Delmotte, P. Zhai, M. Tignor, E. Poloczanska, K. Mintenbeck, A. Alegría, M. Nicolai, A. Okem, J. Petzold, B. Rama, and N.M. Weyer. IPCC, 2019. P. 447–587.Bindoff N.L., Cheung W.W.L., Kairo J.G. et al. Changing ocean, marine ecosystems, and dependent communities // IPCC Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate / Eds. H.-O. Pörtner, D.C. Roberts, V. Masson-Delmotte, P. Zhai, M. Tignor, E. Poloczanska, K. Mintenbeck, A. Alegría, M. Nicolai, A. Okem, J. Petzold, B. Rama, and N.M. Weyer. IPCC, 2019. P. 447–587.Bakhmet I., Sazhin A., Maximovich N., Ekimov D. In situ long-term monitoring of cardiac activity of two bivalve species from the White Sea, the blue mussel Mytilus edulisand horse mussel Modiolus modiolus // J. Mar. Biol. Assoc. U.K. 2019. Vol. 99. N 4. P. 833–840.Bakhmet I., Sazhin A., Maximovich N., Ekimov D. In situ long-term monitoring of cardiac activity of two bivalve species from the White Sea, the blue mussel Mytilus edulisand horse mussel Modiolus modiolus // J. Mar. Biol. Assoc. U.K. 2019. Vol. 99. N 4. P. 833–840.Кокин К.А., Кольцова Т.И., Хлебович Т.В. Состав и динамика фитопланктона Карельского побережья Белого моря // Бот. журн. 1970. Т. 55. № 4. С. 499–509.Кокин К.А., Кольцова Т.И., Хлебович Т.В. Состав и динамика фитопланктона Карельского побережья Белого моря // Бот. журн. 1970. Т. 55. № 4. С. 499–509.Хлебович Т.В. Качественный состав и сезонные изменения численности фитопланктона в губе Чупа Белого моря // Сезонные явления в жизни Белого и Баренцева морей / Под ред. В.В. Хлебовича. Л.: Наука, 1974. С. 56–64.Хлебович Т.В. Качественный состав и сезонные изменения численности фитопланктона в губе Чупа Белого моря // Сезонные явления в жизни Белого и Баренцева морей / Под ред. В.В. Хлебовича. Л.: Наука, 1974. С. 56–64.Гогорев Р.М. Сезонные изменения фитопланктона губы Чупа Белого моря // Новости систем. низш. раст. 2005. Т. 38. С. 38–47.Гогорев Р.М. Сезонные изменения фитопланктона губы Чупа Белого моря // Новости систем. низш. раст. 2005. Т. 38. С. 38–47.Poole H.H., Atkins W.R.G. Photoelectric measures of submarine illumination throughout the year // J. Mar. Biol. Assoc. U.K. 1929. Vol. 16. N 1. P. 297–324.Poole H.H., Atkins W.R.G. Photoelectric measures of submarine illumination throughout the year // J. Mar. Biol. Assoc. U.K. 1929. Vol. 16. N 1. P. 297–324.Guiry M.D., Guiry G.M. AlgaeBase [Электронный ресурс] // World-wide electronic publication, National University of Ireland, Galway. 2022. URL: http://www.algaebase.org (дата обращения: 30.01.2022).Guiry M.D., Guiry G.M. AlgaeBase [Электронный ресурс] // World-wide electronic publication, National University of Ireland, Galway. 2022. URL: http://www.algaebase.org (дата обращения: 30.01.2022).Menden-Deuer S., Lessard E.J. Carbon to volume relationships for dinoflagellates, diatoms, and other protist plankton // Limnol. Oceanogr. 2000. Vol. 45. N 3. P. 569–579.Menden-Deuer S., Lessard E.J. Carbon to volume relationships for dinoflagellates, diatoms, and other protist plankton // Limnol. Oceanogr. 2000. Vol. 45. N 3. P. 569–579.Usov N.V., Khaitov V.M., Kutcheva I.P., Martynova D.M. Phenological responses of the Arctic, ubiquitous, and boreal copepod species to long-term changes in the annual seasonality of the water temperature in the White Sea // Polar. Biol. 2021. Vol. 44. N 5. P. 959–976.Usov N.V., Khaitov V.M., Kutcheva I.P., Martynova D.M. Phenological responses of the Arctic, ubiquitous, and boreal copepod species to long-term changes in the annual seasonality of the water temperature in the White Sea // Polar. Biol. 2021. Vol. 44. N 5. P. 959–976.Radchenko I., Smirnov V., Ilyash L., Sukhotin A. Phytoplankton dynamics in a subarctic fjord during the under-ice–open water transition // Mar. Environ. Res. 2021. Vol. 164: 105242.Radchenko I., Smirnov V., Ilyash L., Sukhotin A. Phytoplankton dynamics in a subarctic fjord during the under-ice–open water transition // Mar. Environ. Res. 2021. Vol. 164: 105242.Ilyash L.V., Belevich T.A., Zhitina L.S., Radchenko I.G., Ratkova T.N. Phytoplankton of the White sea // The handbook of environmental chemistry, vol. 81 / Eds. D. Barceló and A.G. Kostianoy. Berlin; Heidelberg: Springer, 2018. P. 187–222.Ilyash L.V., Belevich T.A., Zhitina L.S., Radchenko I.G., Ratkova T.N. Phytoplankton of the White sea // The handbook of environmental chemistry, vol. 81 / Eds. D. Barceló and A.G. Kostianoy. Berlin; Heidelberg: Springer, 2018. P. 187–222.Ardyna M., Mundy C.J., Mills M.M., et al. Environmental drivers of under-ice phytoplankton bloom dynamics in the Arctic Ocean // Elem. Sci. Anth. 2020. Vol. 8: 30.Ardyna M., Mundy C.J., Mills M.M., et al. Environmental drivers of under-ice phytoplankton bloom dynamics in the Arctic Ocean // Elem. Sci. Anth. 2020. Vol. 8: 30.Hodal H., Falk-Petersen S., Hop H., Kristiansen S., Reigstad M. Spring bloom dynamics in Kongsfjorden, Svalbard: nutrients, phytoplankton, protozoans and primary production // Polar Biol. 2012. Vol. 35. N 2. P. 191–203.Hodal H., Falk-Petersen S., Hop H., Kristiansen S., Reigstad M. Spring bloom dynamics in Kongsfjorden, Svalbard: nutrients, phytoplankton, protozoans and primary production // Polar Biol. 2012. Vol. 35. N 2. P. 191–203.Menden-Deuer S., Lawrence C., Franzè G. Herbivorous protist growth and grazing rates at in situ and artificially elevated temperatures during an Arctic phytoplankton spring bloom // PeerJ. 2018. 6: e5264.Menden-Deuer S., Lawrence C., Franzè G. Herbivorous protist growth and grazing rates at in situ and artificially elevated temperatures during an Arctic phytoplankton spring bloom // PeerJ. 2018. 6: e5264.Levinsen H., Nielsen T.G. The trophic role of marine pelagic ciliates and heterotrophic dinoflagellates in arctic and temperate coastal ecosystems: a cross-latitude comparison // Limnol. Oceanogr. 2002. Vol. 47. N 2. P. 427–439.Levinsen H., Nielsen T.G. The trophic role of marine pelagic ciliates and heterotrophic dinoflagellates in arctic and temperate coastal ecosystems: a cross-latitude comparison // Limnol. Oceanogr. 2002. Vol. 47. N 2. P. 427–439.von Quillfeldt C. Common diatom species in Arctic spring blooms: Their distribution and abundance // Botanica Marina. 2000. Vol. 43. N 6. P. 499–516.von Quillfeldt C. Common diatom species in Arctic spring blooms: Their distribution and abundance // Botanica Marina. 2000. Vol. 43. N 6. P. 499–516.Tiselius P., Kuylenstierna M. Growth and decline of a diatom spring bloom: Phytoplankton species composition, formation of marine snow and the role of heterotrophic dinoflagellates // J. Plankton Res. 1996. Vol. 18. N 2. P. 133–155.Tiselius P., Kuylenstierna M. Growth and decline of a diatom spring bloom: Phytoplankton species composition, formation of marine snow and the role of heterotrophic dinoflagellates // J. Plankton Res. 1996. Vol. 18. N 2. P. 133–155.Rat’kova T.N. Phytoplankton composition in the White Sea Basin in summer–autumn 1998 and 1999 // Ber. Polarforsch. 2000. Vol. 359. P. 97–109.Rat’kova T.N. Phytoplankton composition in the White Sea Basin in summer–autumn 1998 and 1999 // Ber. Polarforsch. 2000. Vol. 359. P. 97–109.Ratkova T.N., Wassmann P. Sea ice algae in the White and Barents seas: composition and origin // Polar Res. 2005. Vol. 24. N 1–2. P. 95–110.Ratkova T.N., Wassmann P. Sea ice algae in the White and Barents seas: composition and origin // Polar Res. 2005. Vol. 24. N 1–2. P. 95–110.Kraberg A., Baumann M., Durselen C.D. Coastal phytoplankton photo guide for northern European seas. München: Pfeil, Dr. Friedrich, 2010. 204 pp.Kraberg A., Baumann M., Durselen C.D. Coastal phytoplankton photo guide for northern European seas. München: Pfeil, Dr. Friedrich, 2010. 204 pp.Ilyash L.V., Zhitina L.S., Belevich T.A., Shevchenko V.P., Kravchishina M.D., Pantyulin A.N., Tolstikov A.V., Chultsova A.L. Spatial distribution of the phytoplankton in the White sea during atypical domination of dinoflagellates (July 2009) // Oceanology. 2016. Vol. 56. N 3. P. 372–381.Ilyash L.V., Zhitina L.S., Belevich T.A., Shevchenko V.P., Kravchishina M.D., Pantyulin A.N., Tolstikov A.V., Chultsova A.L. Spatial distribution of the phytoplankton in the White sea during atypical domination of dinoflagellates (July 2009) // Oceanology. 2016. Vol. 56. N 3. P. 372–381.Mousing E.A., Ellegaard M., Richardson K. Global patterns in phytoplankton community size structure – evidence for a direct temperature effect // Mar. Ecol. Prog. Ser. 2014. Vol. 497. P. 25–38.Mousing E.A., Ellegaard M., Richardson K. Global patterns in phytoplankton community size structure – evidence for a direct temperature effect // Mar. Ecol. Prog. Ser. 2014. Vol. 497. P. 25–38.Ardyna M., Arrigo K.R. Phytoplankton dynamics in a changing Arctic Ocean // Nat. Clim. Chang. 2020. Vol. 10. N 10. P. 892–903.Ardyna M., Arrigo K.R. Phytoplankton dynamics in a changing Arctic Ocean // Nat. Clim. Chang. 2020. Vol. 10. N 10. P. 892–903.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.