МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
им. М.В. Ломоносова Биологический факультет
На правах, рукописи
ИЛЬИН Игорь Николаевич
Экология океанического обрастания
03.00.16 - экология 03.00.18 - гидробиология
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук
Москва 2003
Работа выполнена в Институте проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова Российской академии наук
Ведущая организация: Российский университет дружбы народов
Официальные оппоненты:
доктор биологических наук, профессор В.Н. Безносов,
доктор биологических наук, профессор А. А. Нейман,
доктор биологических наук Л.А.Пономарева
Защита состоится 13 ноября 2003 г в 15 ч. 30 мин. на заседании Диссертационного совета Д 501.001.55 в Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова по адресу: 119992 Москва, Ленинские горы, МГУ, биологический факультет, 389 аудитория.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке биологического факультета МГУ.
Автореферат разослан октября 2003 г.
Ученый секретарь Совета Кандидат биологических наук Н.В.Карташева | |
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследований. Вторая половина 20 в. характеризуется усилением темпов освоения человеком Мирового океана. Чрезвычайно увеличились использование и соответствующие исследования его биологических ресурсов. Соответственно, знание экологических закономерностей жизнедеятельности океанических организмов и сообществ приобретает все большее значение.
Прибрежное морское обрастание хорошо исследовано. Исключительно велико его практическое значение. Так, оно усиливает коррозию гидротехнических сооружений, снижает скорость судов и увеличивает потребление ими топлива, искажает показания или выводит из строя измерительную аппаратуру. С другой стороны, организмы прибрежного обрастания -биофильтраторы воды, сырье для промышленности, пища для животных и человека, биоиндикаторы среды обитания.
Иное положение наблюдалось до последнего времени в исследованиях океанического обрастания. Методологии его изучения не было. В публикациях часто отсутствовала видовая принадлежность организмов. Корректные данные об океаническом обрастании до 70-х годов 20 века были, как правило, единичными и (или) фрагментарными. Практически были неизвестны хорология видов Lepadidae, закономерности их развития, большинство функционально важных для них факторов среды. Представления об океаническом обрастании, в частности, о его экосистемах, были основаны почти исключительно на материалах изучения плавающих объектов (судов, организмов, плавника) с сообществами, как правило, неизвестного (часто прибрежного) происхождения и развития. Об обрастании фиксированных объектов бьшо лишь незначительное количество малоинформативных данных при почти полном отсутствии корректных сведений о лимитирующих факторах среды.
К середине 20 века были почти полностью исчерпаны возможности экологических исследований океанического обрастания, большую часть которых невозможно проводить с помощью изучения плавающих объектов. Соответственно этому общее представление об океаническом обрастании или отсутствовало, или господствовало мнение о маловажности, незначительности и даже о полной невозможности поселения обрастателей вне прибрежья (см., например, /Зенкевич, 1956/). Показательно, что даже в более позднем и весьма информативном обзоре по Lepadomorpha /Зевина, 1981, 1982/ сведения непосредственно об экологии Lepadidae (в значительной мере И.Н.Ильина с соавторами) занимают одну страницу.
Цель и основные задачи исследований. Целью работы являлось выявление закономерностей структуры, развития и характеристик сообществ океанического обрастания. В соответствии с этой целью были поставлены следующие основные задачи:
- изучить его качественный и количественный состав, скорость роста обрастателей;
- исследовать лимитирующие океаническое обрастание факторы среды и выявить срединих функционально-важные;
- изучить закономерности его вертикального и горизонтального распределения;
- разработать концептуальное представление об океаническом обрастании, в частности,для моделирования его сообществ и прогнозирования его образования и развития,
- разработать экологическое обоснование снижения вредоносности обрастания;
- обосновать возможность культивирования Lepadidae;
- обосновать применение их в качестве биоиндикаторов;
- для решения названных задач разработать комплекс методик изучения обрастания.
Основные защищаемые положения. Предметом защиты являются следующие положения:
Сообщества океанического обрастания характеризуются: 1. олигомикстностью, 2. подавляющим преобладанием в них видов Lepadidae с очень большой скоростью роста, 3. важнейшей ролью в них хищников, 4. сравнительной несложностью сообществ, 5. большой обособленностью, сочетающейся с невозможностью их автономного развития, 6. большой пространственно-временной изменчивостью, 7. возможностью существования в большей части Мирового океана, 8. резким возрастанием в последние десятилетия количества сообществ и взаимодействия между ними.
Развитие океанического обрастания определяет комплекс закономерностей и функционально важных факторов среды, в значительной мере выявленных или (и) исследованных нами. Для Lepadidae этими факторами являются: 1. особенности и глубина нахождения субстрата, 2. температура, соленость и скорость тока воды, 3. макро-, мезо- и микрогеографические факторы, 3. временные и антропогенные факторы, 4. циркуляция водных объемов, содержащих циприсов Lepadidae, 5. внугри- и межвидовые отношения в биоценозах.
Полученные результаты могут быть использованы для рациональной эксплуатации гидротехнических объектов, для культивирования Lepadidae, для применения их в качестве биологических индикаторов вод.
Предлагаемый комплекс методик изучения океанического обрастания определяется разработанной автором методологией, обоснованной проведенными исследованиями.
Научная новизна и теоретическая значимость полученных результатов В работе впервые: 1. сформировано концептуальное представление об океаническом обрастании; 2. установлена возможность возникновения за короткий (2-4 недели) срок большого по биомассе и плотности обрастания Lepadidae; 3. установлена его хорологическая структура; 4. рассмотрены лимитирующие и определены функционально важные для него факторы среды; 5. выявлены основные закономерности развития Lepadidae.
Практическое значение проведенных исследований. 1. Разработан комплекс методов и приспособлений для синхронных исследований океанического обрастания и факторов среды; 2. проведенные исследования позволяют прогнозировать океаническое обрастание Lepadidae в различных условиях; 3. показана возможность большой вредоносности обрастания в пелагиали; 4. обоснованы мероприятия, снижающие эту вредоносность; 5. предложено и обосновано культивирование Lepadidae; 6. показана возможность использования Lepadidae для биоиндикации вод и их динамики.
Апробация работы. Основные материалы диссертации были представлены на международных, всесоюзных, общероссийских совещаниях:
'2 всесоюзный симпозиум по биологическим повреждениям и обрастаниям материалов, изделий и сооружений', Москва, 1972; 'Роль организмов в биокоррозии и биоповреждениях различных типов материалов, применяемых на море', Одесса, 1972; 'Биокоррозия, биоповреждения, обрастания', Батуми, 1974; 'Биокоррозия, биоповреждения, обрастания', Киев, 1976; '1 съезд советских океанологов', Москва, 1977; '4 съезд ВГБО', Киев, 1981; '2 всесоюзный съезд океанологов', Ялта, 1982; '1 конференция по биоповреждениям', Абовян, 1983; '38 научная сессия НТОРЭС', Москва, 1983; 'Применение методов теории информации для повышения эффективности и качества сложных радиоэлектронных систем'. Таганрог, 1984; 'Природная среда и биологические ресурсы морей и океанов', Ленинград, 1984; 'Морская коррозия и обрастание', Батуми, 1984; '40 научная сессия НТОРЭС', Москва, 1985; 'Методы оптимального синтеза сложных систем и их приложения в инженерной экологии', Черноголовка, 1985, "3 конференция Защита судов от коррозии и обрастания', Калининград, 1986; '3 конференция по биоповреждениям', Донецк, 1987; '3 съезд советских океанологов, 1987; 'Системология и ее приложения в системотехнике и экологию), Черноголовка, 1987; 'Защита материалов и изделий от атмосферной, биологической коррозии и тропикостойкость материалов и изделий', Минск, 1989. 'Всесоюзное совещание по морскому обрастанию и биокоррозии', Владивосток, 1989, 'Биоповреждения в промышленности', Пенза, 1994; 'Биологические проблемы экологического материаловедения', Пенза, 1995; 'Экологические проблемы стойкости техники и материалов', Адлер, 1996; 'Современные методы и средства океанологических исследований', Москва, 1997; 1998; 1999; 'Научные чтения памяти профессора А.А.Браунера', Одесса, Украина, 2000; а также на сессиях Научного совета по биоповреждениям РАН (Москва, 1972-1991), Ученых советах ИОРАН и ИПЭЭ (Москва, 1972, 1983, 1997), коллоквиумах ИОРАН и ИПЭЭ (Москва, 1971-2001), коллоквиумах Российско-вьетнамского научно-исследовательского центра (Москва, Сайгон, 1987-1992) и др.
Публикация результатов исследований. Основные материалы диссертации опубликованы в 59 работах.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 280 страницах машинописного текста и состоит из введения, 6 глав, заключения, приложения и списка использованной литературы. Диссертация включает 39 таблиц и 24 рисунка. Список литературы содержит 251 названия на русском языке и 259 - на иностранных языках.
|