Особый гидрологический режим поспособствовал образованию новых видов лососей на Камчатке и Чукотке

Особый гидрологический режим поспособствовал образованию новых видов лососей на Камчатке и Чукотке.

29.09.2020

К такому выводу пришли участники исследований пресных водоёмов дальневосточного севера. В экспедиции, главная цель которой – выяснение механизмов эволюции лососевых рыб, приняли участие сотрудники Всероссийского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии, Российской академии наук и Кроноцкого заповедника. Специалисты обследовали ранее неизученные озёра севера Камчатского края и Чукотки и обнаружили там реликтовых рыб.

В течение года в нескольких озёрах континентальной Чукотки работали автономные станции. Они измеряли и записывали температуру и уровень воды. Каждая станция состояла из серии измерительных устройств, расположенных на разной глубине с интервалом от 3 до 8 метров. Цель учёных – понять, насколько годовой цикл условий среды обитания рыб в арктических озёрах отличается от цикла озер умеренного климатического пояса Камчатки. Полученные данные позволят раскрыть экологические механизмы, инициирующие и поддерживающие эволюционное расхождение новых видов рыб внутри единой экосистемы.  

Исследователи обнаружили, что в бессточных горных озерах Чукотки, где обитают эндемичные лососевые рыбы (виды, которые не встречаются больше нигде), наблюдаются плавные годовые колебания уровня воды. Максимум отмечается в августе, минимум – в конце мая, перед началом таяния снега. Такие озёра отличаются от сточных горных водоёмов, где резкий подъём и спад регистрируется только в июне, во время половодья. Даже в самых северных озерах обнаружен интенсивный летний прогрев поверхностных слоев воды. 

В сентябре – начале октября эти слои остывают и опускаться вниз, что приводит к полному перемешиванию воды, даже в водоемах глубже 100 м. К началу ноября на озерах встает лед, а поверхностные слои остывают. Из-за того, что вода имеет максимальную плотность при четырех градусах цельсия, холодная вода перестает опускаться на дно. В результате зимой поверхностные воды оказываются холоднее, чем на дне. В июне, после того как озеро вскрылось ото льда, поверхностные воды снова начинают прогреваться, плотность воды растёт, и она начинает тонуть, что приводит ко второму за год перемешиванию. Такой гидрологический режим известен под названием димектического.

Выяснилось, что по уровневому и температурному режиму изолированные арктические озера Чукотки очень близки озерам Камчатки. В обоих случаях годовой цикл приводит к стабильным последовательным пикам биомассы корма сначала на дне (бентос), а затем в толще воды (планктон). По мнению исследователей, именно стабильный, ежегодно повторяющийся димектический режим стал универсальным фактором, запустившим разделение предковой формы рыб на новые специализированные виды. Хотя изначальные виды на Чукотке и Камчатке разные, в изолированных озерах они неизменно разделяются на пары потребителей донного и планктонного корма. Это происходит потому, что молодь рыб, переходящая на внешнее питание с запозданием, вынуждена кормиться не бентосом, а планктоном. В результате эта рыба позже созревает и начинает нереститься позже, чем бентосоядная. Так в паре новых форм возникает устойчивая репродуктивная изоляция. 

«В восточной Арктике есть два озера заслуживающие особое внимание Кроноцкое и Эльгыгытгын. Они отличаются по возрасту и гидрологическому режиму. Первое – относительно молодой димиктический водоем, который возник около 12 тысяч лет назад. Возраст второго озера – 3.2 миллиона лет, оно относится к мономиктическим водоёмам, то есть вода в нём перемешивается сверху вниз в течение одного периода каждый год. Однако и там, и там активно происходила эволюция лососевых рыб. Сравнение путей и глубины специализации рыб в этих водоёмах – важная задача эволюционной биологии», – сообщил Григорий Маркевич, участник экспедиции, научный сотрудник ФГБУ «Кроноцкий государственный заповедник». 

Обработка данных чукотской экспедиции продолжается, и учёных наверняка ждут новые открытия. Исследования реализуются при поддержке Фонда президентских грантов (проект № 20-1-032864) и автономной некоммерческой организации «Камчатский природоохранный центр «Особая территория».