Сезонная динамика фитопланктона озера Кисло-Сладкое, частично изолированного от Белого моря, в период двухлетней меромиксии

Естественное или искусственное отделение водоема от материнской акватории ведет к стратификации его водной толщи и развитию вертикальной последовательности планктонных сообществ. Данные по сукцессии водорослевых сообществ единичны. В работе представлено исследование сезонной изменчивости состава и обилия микроводорослей в разных слоях водной толщи полузамкнутой лагуны под названием «Озеро Кисло-Сладкое» в 2021 г. в период устойчивой стратификации с придонной аноксией. Определены видовой состав и углеродная биомасса на разной глубине, интегрированная биомасса фитопланктона (ФП) в водном столбе (B_int). Проведен анализ сходства структуры ФП для разных слоев воды. Выявлено 53 вида и/или рода с преобладанием морских форм и 11 таксонов более высокого ранга. В период ледостава большая часть водной толщи была анаэробной, подо льдом доминировала пресноводная цианобактерия Microcystis ichthyoblabe. После схода льда максимум углеродной биомассы переместился к границе сероводородной зоны. В мае – начале июня наибольшие значения В_int определяла зеленая водоросль Chlamydomonas sp., в июне – июле – диатомовая водоросль Cyclotella choctawhatcheeana. Тип питания ФП с преимущественно автотрофного в начале сезона (март – июль) сменился на преимущественно гетеротрофный (август – октябрь). Наибольшие значения B_int отмечены в июле–сентябре (149,8 мг С/м2) при доминировании хищной динофлагелляты Oxyrrhis marina. Проведено сравнение полученных результатов с данными по водоемам подобного типа.

1. Krasnova E.D., Matorin D.N., Todorenko D.A., Belevich T.A., Pantyulin A.N., Milyutina I.A., Voronov D.A. Cryptomonad alga Rhodomonas sp. (Cryptophyta, Pyrenomonadaceae) bloom in the redox zone of the basins separating from the White sea. Microbiology. 2014;83(3):270–277.

2. Krasnova E.D., Matorin D.N., Belevich T.A., Efimova L.E., Kharcheva A.V., Kokryatskaya N.M., Losyuk G.N., Todorenko D.A., Voronov D.A., Patsaeva S.V. The characteristic pattern of multiple colored layers in coastal stratified lakes in the process of separation from the White Sea. J. Oceanol. Limnol. 2018;36(6):1962–1977.

3. Плотников А. О., Селиванова Е. А., Хлопко Ю. А., Воронов Д.А., Маторин Д.Н., Тодоренко Д.А., Краснова Е.Д. Структура и функционирование планктонных сообществ фототрофных и миксотрофных протистов в прибрежной лагуне «озеро Кисло-Сладкое» (Белое море, Карельский берег). Известия РАН. Сер. Геогр. 2022;86(6):985–1001.

4. Mindolina Y.V., Selivanova E.A., Ignatenko M.E., Krasnova E.D., Voronov D.A., Plotnikov A.O. Taxonomic composition of protist communities in the coastal stratified lake Kislo-Sladkoe (Kandalaksha bay, White sea) revealed by microscopy. Diversity. 2023;15(1):44.

5. Radchenko I.G., Aksenova V.A., Voronov D.A., Rostanets D.V., Krasnova E.D. Annual dynamics of a layered phytoplankton structure in a meromictic lagoon partially isolated from the White sea. Diversity. 2023;15(9):1009.

6. Гогорев Р.М., Ланге Е.К. Амфороидные и каналошовные пеннатные диатомовые (Bacillariophyta) реликтового озера Могильное (остров Кильдин, Баренцево море). Новости систем. низш. раст. 2019;53(1):15–38.

7. Ланге Е.К. Сообщество фитопланктона меромиктического озера Могильное (о-в Кильдин, Баренцево море). Природа морской Арктики: современные вызовы и роль науки: тезисы докл. междунар. науч. конф. (Мурманск, 10–12 марта 2010 г.). Под ред. Г.Г. Матишова. Апатиты: КНЦ РАН; 2010:127–129.

8. Klaveness D., Løvhøiden F. Meromictic lakes as habitats for protists. Algae and Cyanobacteria in Extreme Environments. Cellular Origin, Life in Extreme Habitats and Astrobiology, vol 11. Ed. J. Seckbach. Dordrecht: Springer; 2007:59–78.

9. Краснова Е.Д., Воронов Д.А., Демиденко Н.А., Кокрятская Н.М., Пантюлин А.Н., Рогатых Т.А., Самсонов Т.Е., Фролова Н.Л., Шапоренко С.И. К инвентаризации реликтовых водоемов, отделяющихся от Белого моря. Комплексные исследования Бабьего моря, полуизолированной беломорской лагуны: геология, гидрология, биота – изменения на фоне трансгрессии берегов (Труды Беломорской биостанции МГУ, т. 12). Под ред. В.О. Мокиевского, А.И. Исаченко, П.Ю. Дгебуадзе и А.Б. Цетлина. М.: Т-во науч. изд. КМК; 2016:211–241.

10. Ivanova D.A., Krasnova E.D., Voronov D.A., Radchenko I.G. Seasonal dynamics of algal flora in the stratified Kislo-Sladkoe lake partially separated from the White sea. Oceanology. 2022;62(2):207–220.

11. Радченко И.Г., Капков В.И., Федоров В.Д. Практическое руководство по сбору и анализу проб морского фитопланктона: Учебно-методическое пособие для студентов биологических специальностей университетов. М.: Мордвинцев; 2010. 60 с.

12. AlgaeBase [Электронный ресурс]. 2024. URL: http://www.algaebase.org (дата обращения: 18.02.2024).

13. Hillebrand H., Dürselen C. D., Kirschtel D. Pollingher U., Zohary T. Biovolume calculation for pelagic and benthic microalgae. J. Phycol. 1999;35(2):403–424.

14. Menden-Deuer S., Lessard E.J. Carbon to volume relationships for dinoflagellates, diatoms, and other protist plankton. Limnol. Oceanogr. 2000;45(3):569–579.

15. Nordic Microalgae and aquatic protozoa. [Электронный ресурс]. 2024. URL: http://nordicmicroalgae.org (дата обращения: 18.02.2024).

16. Clarke R.K., Gorley R.N. Primer V6: User Manual – Tutorial. Plymouth: Plymouth Marine Laboratory; 2006. 190 pp.

17. Иванова Д.А., Краснова Е.Д., Воронов Д.А., Радченко И.Г. Сезонная динамика структуры фитопланктона меромиктического озера Еловое, отделенного от Белого моря, в 2021 г. Труды XII Международной научно-практической конференции «Морские исследования и образование (MARESEDU-2023)», т. III (IV). Тверь: ООО «ПолиПРЕСС»; 2024:205–208.

18. Motylkova I.V., Konovalova N.V. Seasonal dynamics of phytoplankton in a lagoon-type lake Izmenchivoye (Southeast Sakhalin). Russ. J. Mar. Biol. 2010;36(2):86–92.

19. Motylkova I.V., Konovalova N.V. Phytoplankton dynamics in the lagoon lake Tunaycha (the southern part of the Sakhalin Island). Hydrobiol. J. 2013;49(1):30–38.

20. Мотылькова И.В., Коновалова Н.В. Структура и сезонная динамика фитопланктона лагунного озера Птичьего (Южный Сахалин). Исследования водных биологических ресурсов Камчатки и северо-западной части Тихого океана. 2018;(50):63–76.

21. Motylkova I.V., Konovalova N.V. The Composition and structure of phytoplankton in the Busse Lagoon, southeastern Sakhalin Island. Russ. J. Mar. Biol. 2021;47(5):337–345.

22. Van Leeuwe M.A., Tedesco L., Arrigo K. R., Assmy P., Campbell K., Meiners K. M., Rintalla J.-M, Selz V., Thomas D.N., Stefels J. Microalgal community structure and primary production in Arctic and Antarctic sea ice: A synthesis. Elem. Sci. Anth. 2018;6:4.

23. Leu E., Mundy C. J., Assmy P., Campbell K., Gabrielsen T. M., Gosselin M., Juul-Pederse N., Gradinger R. Arctic spring awakening – Steering principles behind the phenology of vernal ice algal blooms. Prog. Oceanogr. 2015;139:151–170.

24. 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; 2018:187–222. 25. Graham L.E., Wilcox L.W. Algae. N.Y.: PrenticeHall; 2000. 700 pp.

25. 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;164:105242.

26. Camacho A. On the occurrence and ecological features of deep chlorophyll maxima (DCM) in Spanish stratified lakes. Limnetica. 2006;25(1–2):453–478.

27. Rogozin D., Zadereev E., Prokopkin I., Tolomeev A., Barkhatov Yu., Khromechek E., Degermendzhi N., Drobotov A., Degermendzhi A. Comparative study of the stability of stratification and the food web structure in the meromictic lakes Shira and Shunet (South Siberia, Russia). Ecology of Meromictic Lakes. Ecological Studies, vol 228. Eds. R Gulati, E. Zadereev, and A. Degermendzhi. Cham: Springer; 2017:89–124.

28. Fenchel T., Bernard C., Esteban G., Finlay B.J., Hansen P.J., Iversen N. Microbial diversity and activity in a Danish fjord with anoxic deep water. Ophelia. 1995;43(1):45–100.

29. Roberts E.C., Wootton E.C., Davidson K., Jeong H.J., Lowe C.D., Montagnes D.J. Feeding in the dinoflagellate Oxyrrhis marina: linking behaviour with mechanisms. J. Plankton Res. 2011;33(4):603–614.

30. Buric Z., Kiss K.T., Acs E., Vilicic D., Mihalic K.C., Caric M. The occurrence and ecology of the centric diatom Cyclotella choctawhatcheeana Prasad in Croatian estuary. Nova Hedwigia. 2007;84(1–2):135–154.