Экологический журнал "Волна" № 34-35

Одна часть обитателей Байкала размножается в течение всего года, другая (прежде всего виды, живущие на мелководьях) предпочитает определённый сезон. Недавно впервые получены данные о сезонном характере размножения у эндемичных байкальских моллюсков — байкалиид. Как минимум у нескольких литоральных (прибрежных) видов из родов Maackia, Parabaikalia и др. время массовой откладки яйцевых капсул и выхода из них молоди приурочено к двум сезонам: к концу весны и к концу лета–началу осени. Хотя при этом размножение полностью не прекращается в течение всего года. Чем это может быть обусловлено?

Авторы статьи считают, что на размножение моллюсков влияет количество доступной им пищи. Масса органического вещества, приносимого в Байкал с водами его притоков, возрастает во время весенних и летних паводков. Микрофитобентос — микроскопические донные водоросли — даёт два пика численности и биомассы: сначала в подлёдный период, в феврале, а затем — уже летом (в июле). К периодам относительного богатства пищи и приурочен массовый выход из кладок молодых улиток, питающихся микрофитобентосом и растительным детритом, принесённым реками. В другие сезоны невольно приходится «поститься». Наконец, байкальский фитопланктон тоже имеет два максимума в своём развитии: весенний подлёдный (апрель–май) и осенний (сентябрь). После окончания вегетации водоросли опускаются в придонные слои и также входят в состав пищи моллюсков.

Подобная «забота» байкальских брюхоногих о своих детях, конечно, неосознанная. Детей, как известно, надо кормить, и в условиях напряжённости пищевых взаимоотношений в экосистеме озера моллюски приобретают ритм размножения, соответствующий смене времён года. Можно добавить, что по такой же схеме (с максимумами весной и в конце лета–начале осени) размножаются ракообразные, обитающие в толще вод Байкала: знаменитая эпишура и бокоплав-макрогекутопус. Так что, получается, для байкальских беспозвоночных весна не только пора любви, но и усиленного питания.

Хотели — как лучше, получилось — …

Ставшее пословицей высказывание бывшего главы правительства очень удачно характеризует ту «медвежью услугу», которую оказал человек баргузинской популяции омуля. В своё время эта популяция, заходящая на нерест в реку Баргузин, была сильно подорвана. Благодаря принятым мерам охраны и запрету промыслового лова среднее число рыб-производителей в Баргузине с 1970 г. и до середины 1980-х гг. достигало 470 тыс. Все три известные в Байкале морфоэкологические группы омуля (прибрежная, пелагическая и придонно-глубоководная) были хорошо представлены в составе омулёвых стад, поднимавшихся в Баргузин. Средняя плодовитость рыб достигала 11 тыс. икринок.

В 1981 г. началось искусственное воспроизводство омуля на Баргузинском рыбоводном заводе. Дело вроде бы благое; известно, что аналогичные заводы на Селенге и на Большой Речке внесли огромный вклад в восстановление омулёвых запасов Байкала.

Но на Баргузине в течение нескольких лет проявился эффект, совершенно противоположный ожидавшемуся. Благодаря деятельности завода изменилась структура стада: в нём стал резко преобладать прибрежный омуль (90%) при очень незначительной доле остальных двух морфоэкологических групп. И вот итог: в 1987–1998 гг. численность баргузинского стада снизилась практически в три раза — среднее число приходящих на нерест рыб составило лишь 160 тыс. особей. Более чем на четверть снизился их вес, средняя плодовитость упала до 7 тыс. икринок. Так вступил в действие генетический механизм, приводящий к снижению плодовитости и ухудшению других биологических показателей искусственно воспроизводимых животных, если это воспроизводство сопровождается ликвидацией их природного внутрипопуляционного разнообразия.

Это серьёзный урок на будущее. Если не считаться с законами популяционной генетики, то искусственное рыборазведение может не увеличить, а уменьшить рыбные запасы, а затраченные на него средства окажутся выброшенными на ветер.

Странники из адских пучин

Наибольшие глубины Байкала до сих пор изучены довольно слабо и сулят биологам множество интересных открытий. Недавно был открыт новый для науки вид рачков-бокоплавов, добытый с глубины 1635 м совместной российско-бельгийской экспедицией. Вид был назван Echiuropus bekmanae в память об известном байкальском гидробиологе Маргарите Юльевне Бекман. Внешне он выглядит невзрачно по сравнению со многими другими байкальскими бокоплавами, ярко раскрашенными или несущими разнообразное «вооружение» на теле. Размеры особей нового вида — всего 6–13 мм; тело у него гладкое и нежное, никак не окрашено; только узкие, неправильной формы глаза содержат рассеянный красный пигмент.

Наименьшая глубина, на которой найдены рачки этого вида, — 792 м. Выяснено, что, странствуя по ровному ложу байкальского глубоководья, они могут как минимум на метр подниматься над поверхностью дна. Питаются они детритом, но при случае не брезгуют падалью. Это и помогло выявить обитателя глубин, долго «прятавшегося» от учёных: он был пойман на приманку из подтухшей рыбы с помощью специальной ловушки, всплывающей в нужный момент по акустическому сигналу, подаваемому с борта судна.

Когда свет белый не мил

Об опасности загрязнения водной среды тяжёлыми металлами написано огромное количество литературы. Однако при обсуждении данной темы речь идёт большей частью о возможности накопления этих загрязнителей в пищевых цепях при переходе с одного уровня на другой. Но есть ещё одна сторона проблемы, которая ярко высветилась (в прямом и переносном смысле) при экспериментальных работах с байкальским фитопланктоном. Объектами исследования послужили синезелёные, криптофитовые и жёлтозелёные водоросли, собранные в поверхностных слоях воды Байкала.

В яркие солнечные дни фитопланктон, как это ни парадаксально, существенно снижает интенсивность фотосинтеза. При сильном освещении повреждается фотосинтетическая система водорослей в результате нарушения структуры составляющих её белков. Этот процесс, называемый фотоингибированием, обратим: при уменьшении интенсивности освещения разрушенные белки синтезируются заново, и фотосистема восстанавливается.

Однако оказалось, что в присутствии даже небольших концентраций ионов тяжёлых металлов —меди, цинка, свинца — фотоингибирование проявлялось гораздо сильнее, чем в чистой воде. И что важно, байкальский фитопланктон оказался чувствителен к воздействию меди даже в концентрациях, близких к предельно допустимым (ПДК) для рыбохозяйственных водоёмов.

Было выяснено, что тяжёлые металлы «не вмешиваются», когда яркий свет нарушает фотосинтетическую систему клеток, но затем блокируют её восстановление. С повышением концентрации загрязнителя этот процесс усиливался, и, например, при концентрации меди 50 мкг/л водоросли вообще теряли способность восстанавливать свой повреждённый фотосинтетический аппарат.

Вывод служит предупреждением: в случае загрязнения поверхностных вод Байкала тяжёлыми металлами даже на уровне узаконенных ПДК (а это может стать реальностью, если в его бассейне будут построены обогатительные комбинаты) даже обычный дневной свет станет активным повреждающим фактором, снижающим активность фотосинтеза фитопланктона. Как следствие снизится первичная продукция экосистемы озера; это неизбежно «ударит» по следующим уровням пищевой пирамиды и, в конечном итоге, по запасам промысловых рыб и нерпы, для которых могут настать голодные времена.

Нестабильность и эволюционный расцвет несовместимы.

Бурную эволюцию, которую претерпел животный и растительный мир байкальских вод, одни исследователи связывают с двумя важными предпосылками: длительностью существования озера и относительным постоянством условий обитания в нём, несмотря даже на серьёзные климатические изменения в регионе. Другие же считают, что, напротив, толчками, или импульсами, видообразования послужили именно происходившие геологические и климатические изменения, связанные с частичным или даже почти полным вымиранием видов, населявших Байкал на предыдущем этапе.

Вряд ли стоит ожидать завершения этой дискуссии в ближайшем будущем. Но если обратиться к наземной фауне, обитающей в Прибайкалье, то чаша весов скорее склонится в пользу стабильности среды обитания как условия, необходимого для эндемичной эволюции.

У птиц обособление эндемичных подвидов определяется, в числе прочего, сроками существования ландшафтов. На примере фауны птиц Прибайкалья И.В. Фефелов показывает, что современная структура их ареалов не вполне соответствует длительности существования Байкала. Очевидно, в четвертичный период условия обитания птиц в регионе неоднократно и очень существенно менялись. Это касается прежде всего водных птиц. Для них богатые жизнью мелководья Байкала, а также другие высокопродуктивные водоёмы, вероятно, представляли «критический ресурс». Благоприятные для этих видов биотопы исчезали чаще, чем биотопы других видов. Но и среди степных и лесостепных птиц практически отсутствуют виды, которые имели бы в Байкальском регионе центр своего ареала. В нём практически не формируются популяционные ядра. Хотя при этом в Прибайкалье существуют (постоянно или периодически) рефугии для лесных и горных видов.

Таким образом, птицам в наших краях «повезло» куда меньше, чем гидробионтам Байкала. Изменчивые условия региона представляют большое препятствие для видообразования и формирования местных эволюционных единиц даже у оседлых птиц. Возможно, считает автор, эта же причина снижает и темпы эволюции видов, и возраст даже немногих местных подвидов, имеющихся в Прибайкалье, в среднем может оказаться больше, чем у аналогичных подвидов в более благоприятных ландшафтно-климатических условиях.