1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Доклады Российской академии наук. Науки о жизни
  4. T. 508, № 1, 2023

Доклады Российской академии наук. Науки о жизни, 2023, T. 508, № 1, стр. 79-83

НАХОДКА ПОГОНОФОР (ANNELIDA, SIBOGLINIDAE) В ЖЕЛОБЕ СВЯТОЙ АННЫ (КАРСКОЕ МОРЕ) В РАЙОНЕ ДИССОЦИАЦИИ ГАЗОГИДРАТОВ

Н. Н. Римская-Корсакова 1, Н. П. Карасева 1, А. А. Осадчиев 2, член-корреспондент РАН И. П. Семилетов 3, М. М. Ганцевич 1, *, Д. А. Юрикова 1, 4, академик РАН В. В. Малахов 1

1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Москва, Россия

2 Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук
117997 Москва, Россия

3 Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук
690041 Владивосток, Россия

4 Центр морских исследований МГУ
Москва, Россия

* E-mail: mgantsevich@gmail.com

Полный текст (PDF)

Аннотация

В желобе Святой Анны на глубинах 539 и 437 м обнаружены представители погонофор (Annelida, Siboglinidae), жизнедеятельность которых обеспечивается симбиотическими хемоавтотрофными бактериями, окисляющими метан и сероводород. Находка погонофор свидетельствует о высоких концентрациях метана, которые могут возникать в результате диссоциации донных газогидратов под влиянием притока теплой атлантической воды, проникающей в Карское море вдоль желоба Святой Анны.

Ключевые слова: погонофоры, метан, газогидраты, желоб Святой Анны, Карское море, потепление Арктики, Siboglinidae

Погонофоры – морские кольчатые черви семейства Siboglinidae, которые характеризуются полной редукцией пищеварительного тракта. Жизнедеятельность погонофор полностью обеспечивается за счет симбиотических хемоавтотрофных бактерий, окисляющих сероводород и метан [1–3]. Это позволяет рассматривать сибоглинид в качестве организмов-индикаторов подводных месторождений нефти и газа [4, 5].

Моря российского сектора Арктики рассматриваются как регион с колоссальными запасами нефти, газа и газогидратов [6–10]. При этом Карское море превосходит все другие моря российской Арктики по ресурсам углеводородов [11, 12]. Фауна погонофор Карского моря до последнего времени оставалась практически неизученной. Лишь в 2020 г. два вида погонофор были найдены в Енисейском заливе Карского моря, причем оба оказались новыми для науки [13–15].

В ходе гидробиологических работ в 86-м рейсе научно-исследовательского судна “Академик Мстислав Келдыш” погонофоры были обнаружены в южной части желоба Святой Анны на двух станциях (рис. 1).

Рис. 1.

Находки погонофор в Карском море. 1, 2 – находки в желобе Святой Анны; 3, 4 – находки в Енисейском заливе. Пунктиром показаны географические границы Карского моря.

Координаты станций и дата сбора приведены в табл. 1.

Таблица 1.

Станции, на которых были обнаружены погонофоры

Номер
станции 		Северная
широта, ° 		Восточная
долгота, ° 		Глубина, м Дата сбора
7249 77.0001 70.0021 539 22.10.2021
7250 77.4999 68.9953 437 22.10.2021

Отбор проб донных осадков осуществляли с помощью дночерпателя “Океан” с площадью раскрытия 0.25 кв. м. После поднятия дночерпателя на палубу пробы осадков промывали через сито с размером ячеи 0.15 мм. Разбор проб осуществляли с применением бинокулярных микроскопов Микмед (Россия), Olympus SZX (Япония). Фотографирование организмов произведено с помощью окулярной насадки LabCam (iDuOptics, США) для Iphone6S (Apple, США). Для дальнейшего изучения материал был зафиксирован в 96%-ном этаноле.

На станции 7249 на глубине 539 м было обнаружено 3 трубки, в двух из которых были обнаружены живые черви. На станции 7250 на глубине 437 м было обнаружено две трубки без червей. Найденные организмы принадлежат к двум видам подсемейства Frenulata. Ниже дается краткое описание найденных экземпляров. Детальное морфологическое описание, результаты молекулярно-генетического анализа и определение видовой принадлежности будут даны в отдельной публикации.

Frenulata gen. sp. 1 – это единственный экземпляр, найденный в пробе, взятой на станции 7249. Трубка длиной 18 см и диаметром около 0.2 мм полупрозрачная, белесо-желтого цвета, лишена кольчатости по всей длине (рис. 2, tu). Фрагмент червя длиной 6 см. Головная лопасть коническая (рис. 2, cl). Имеется единственное щупальце (рис. 2, te). Позади уздечки отчетливо видна белая железистая полоса (рис. 2, gp). Передняя часть метасомы несет два ряда дорсальных папилл (рис. 2, pa). По осoбенностям морфологии найденный экземпляр близок к роду Siboglinum, однако отличается строением трубки, полностью лишенной кольчатости.

Рис. 2.

Frenulata gen. sp. № 1. Обозначения: cl – головная лопасть, gp – железистые пятна, pa – папиллы, te – щупальце, tu – трубка. Масштаб 1 мм.

Frenulata gen. sp. 2. – две трубки в пробе, взятой на станции 7249, и две трубки в пробе, взятой на станции 7250. Трубки длиной до 17 см, диаметром 0.15–0.2 мм. Трубки с явственной кольчатостью (рис. 3, tu). В одной из трубок из пробы, взятой на станции 7249, обнаружен фрагмент червя длиной 5 см. Головная лопасть короткая, остро-коническая (рис. 3, cl). Имеется два щупальца (рис. 3, te). Уздечка явственная, ниже уздечки на дорсальной стороне имеются железистые пятна (рис. 3, br, gp). На спинной стороне метасомы проходит два ряда папилл (рис. 3, pa). В трубке обнаружены две личинки. По особенностям морфологии найденный экземпляр похож на представителей рода Nereillinum, хотя у последнего нет двух рядов дорсальных папилл на метасоме (вместо этого имеются ряды многоклеточных желез).

Рис. 3.

Frenulata gen sp. № 2. Обозначения: br – уздечка, остальные обозначения как на рис. 2. Масштаб 1 мм.

Погонофоры обнаружены пока только в двух районах Карского моря. Один из них – это район Енисейского залива между о. Сибирякова и западным берегом полуострова Таймыр (рис. 1). Crispabrachia yenisey обнаружена на глубине 28 м [13, 15], тогда как Galathealinum karaense – на глубине 25 м [14]. Место находки двух видов погонофор в Енисейском заливе находится в районе с высокими концентрациями метана, который продуцируется в процессе деградации вечной мерзлоты под влиянием речного стока [16].

Потепление климата Арктики приводит к диссоциации газогидратов не только в прибрежной зоне, но также в глубоководных впадинах [17, 8, 18 ]. Как показывают гидрологические исследования, теплая и соленая атлантическая вода поступает через пролив Фрама в центральную впадину Северного Ледовитого океана и, далее, вдоль желоба Святой Анны проникает в Карское море [19, 20]. Существующие модели показывают, что проникновение теплой воды в желоб Святой Анны вызывает значительную диссоциацию донных газогидратов [18]. Образующийся при этом поток метана служит источником, обеспечивающим жизнедеятельность погонофор.

Список литературы

  1. Schmaljohann R., Flügel H.J. Methane-oxidizing bacteria in Pogonophora // Sarsia. 1987. V. 72. P. 91–98.

  2. Naganuma T., Elsaied H.E., Hoshii D., Kimura H. Bacterial endosymbioses of gutless tube-dwelling worms in non hydrothermal vent habitats // Marine Biotechnology. 2005. V. 7. P. 416–428.

  3. Lösekann T., Robador A., Niemann H., Knittel K., Boetius A., Dubilier N. Endosymbioses between bacteria and deep-sea siboglinid tubeworms from an Arctic cold seep (Haakon Mosby mud volcano, Barents Sea) // Environmental Microbiology. 2008. V. 10. P. 3237–3254.

  4. Карасева Н.П., Ганцевич М.М., Обжиров А.И., Шакиров Р.Б., Старовойтов А.В., Смирнов Р.В., Малахов В.В. Сибоглиниды (Annelida, Siboglinidae) как возможные индикаторы углеводородов на примере Охотского моря // ДАН. 2019. Т. 486. № 1. С. 127–130.

  5. Karaseva N., Gantsevich M., Obzhirov A., Shakirov R., Starovoitov A., Smirnov R., Malakhov V. Correlation of the siboglinid (Annelida: Siboglinidae) distribution to higher concentrations of hydrocarbons in the Sea of Okhotsk // Marine Pollution Bulletin. 2020. V. 158. 111448.

  6. Gautier D.L., Bird K.J., Charpentier R.R., Grantz A., Houseknecht D.W., Klett T.R., Moore T.E., Pitman J.K., Schenk C.J., Schuenemeyer J.H., Sørensen K., Tenny-son M.E., Valin Z.C., Wandrey C.J. Assessment of Undiscovered Oil and Gas in the Arctic // Science. 2009. V. 324. P. 1175–1179.

  7. Spencer A.M., Embry A.F., Gautier D.L., Stoupakova A.V., Sørensen K. Chapter 1. An overview of the petroleum geology of the Arctic // Geological Society, London, Memoirs. 2011. V. 35. P. 1–15.

  8. Max M.D., Johnson A.H., Dillon W.P. Natural Gas Hydrate – Arctic Ocean Deepwater Resource Potential. SpringerBriefs in Energy. 2013. P. 1–113.

  9. Дмитриевский А.Н., Еремин Н.А., Шабалин Н.А., Кондратюк А.Т., Еремин А.Н. Состояние и перспективы традиционного и интеллектуального освоения углеводородных ресурсов Арктического шельфа // NefteGas.RU Offshore. 2017. № 1. С. 32–42.

  10. Dmitrieva D., Romasheva N. Sustainable Development of Oil and Gas Potential of the Arctic and Its Shelf Zone: The Role of Innovations // Journal of Marine Science and Engeneering. 2020. V. 1003.

  11. Ананьев В. До арктического шельфа у России “руки не доходят” // Oil & Gas Journal. 2010. Май. С. 38.

  12. Каминский В.Д., Черных А.А., Медведева Т.Ю., Супруненко О.И., Суворова Е.Б. Карское море – перспективный полигон для изучения и освоения углеводородных ресурсов // NefteGaz.RU. Offshore. 2020. № 5 (101). С. 82–89.

  13. Римская-Корсакова Н.Н., Карасева Н.П., Кокарев В.Н., Симаков М.И., Ганцевич М.М., Малахов В.В. Первая находка погонофор (Annelida, Siboglinidae) в Карском море совпадает с районом высокой концентрации метана // ДАН. 2020. Т. 490. С. 101–104.

  14. Smirnov R.V., Zaitseva O.V., Vedenin A.A. A remarkable pogonophoran from a desalted shallow near the mouth of the Yenisey River in the Kara Sea, with the description of a new species of the genus Galathealinum (Annelida: Pogonophora: Frenulata) // Zoosystematica Rossica. 2020. V. 29. P. 138–154.

  15. Karaseva N.P., Rimskaya-Korsakova N.N., Ekimova I.A., Gantsevich M.M., Kokarev V.N., Kremnyov S.V., Sima-kov M.I., Udalov A.A., Vedenin A.A., Malakhov V.V. A new genus of frenulates (Annelida: Siboglinidae) from shallow waters of the Yenisey River estuary, Kara Sea // Invertebrate Systematics. 2021. V. 35. P. 857–875.

  16. Шахова Н.Е., Семилетов И.П., Бельчева Н.Н. Великие сибирские реки как источники метана на арктическом шельфе // ДАН. 2007. Т. 414. № 5. С. 683–685.

  17. Reagan M.T., Moridis G.J., Elliott S.M., Maltrud M. Contribution of oceanic gas hydrate dissociation to the formation of Arctic Ocean methane plumes // Journal of Geophysical Research. 2011. V. 116. C09014.

  18. Giustiniani M., Tinivella U., Jakobsson M., Rebesco M. Arctic Ocean Gas Hydrate Stability in a Changing Climate // Journal of Geological Research. 2013. Article ID 783969, 10 pages.

  19. Dmitrenko I.A., Rudels B., Kirillov S.A., Aksenov Y.O., Lien V.S., Ivanov V.V., Schauer U., Polyakov I.V., Coward A., Barber D.G. Atlantic water flow into the Arctic Ocean through the St. Anna Trough in the northern Kara Sea // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2015. V. 120. P. 5158–5178.

  20. Osadchiev A., Viting K., Frey D., Demeshko D., Dzhamalova A., Nurlibaeva A., Gordey A., Krechik V., Spivak E., Semiletov I., Stepanova N. Structure and Circulation of Atlantic Water Masses in the St. Anna Trough in the Kara Sea // Frontiers in Marine Sciences. 2022. V. 9: 915674.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Доклады Российской академии наук. Науки о жизни

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал