Доклады Российской академии наук. Науки о жизни, 2023, T. 509, № 1, стр. 133-136

Морские черви семейства Siboglinidae Caullery 1914 лишены рта и кишечника, их метаболизм целиком обеспечивается симбиотическими хемоавтотрофными бактериями, способными окислять метан или сероводород [1]. В восстановительных условиях в толще осадка происходит микробиологическое окисление метана с участием сульфатов, растворенных в морской воде [2]. Высокие концентрации сероводорода, возникающие в капиллярной воде морского осадка, обеспечивают жизнедеятельность сибоглинид с сульфид-окисляющими симбионтами в районах метановых просачиваний [3, 4]. Это позволяет сибоглинидам независимо от типа симбионтов использовать метан как источник энергии и делает их индикаторами углеводородных просачиваний различного генезиса [5].

Сибоглиниды – преимущественно глубоководные организмы, никогда не встречающиеся в опресненных районах Мирового океана [1, 5]. Тем не менее еще в 1962 г. вид Galathealinum arcticum был найден в приустьевом районе крупнейшей реки канадской Арктики – р. Маккензи [6]. В настоящей статье приводятся данные о находках трех других видов сибоглинид в эстуариях крупнейших рек, впадающих в арктические моря России. Цель настоящей работы – попытаться ответить на вопрос, какие особенности среды позволяют сибоглинидам обитать в приустьевых районах крупнейших арктических рек, которые характеризуются низкой поверхностной соленостью.

В ходе гидробиологических работ в 59-м, 66-м и 78-м рейсах научно-исследовательского судна “Академик Мстислав Келдыш” в 2011, 2016 и 2019 г. соответственно были сделаны находки сибоглинид в эстуариях крупнейших рек, впадающих в моря российского сектора Арктики. Пробы были собраны на илистых грунтах дночерпателем с площадью захвата 0.1 м². Названия видов, координаты мест находок, глубины и даты сборов приведены в табл. 1.

В Енисейском заливе Карского моря между о. Сибирякова и западным берегом полуострова Таймыр найдено два вида сибоглинид: Galathealinum karaense – на глубине 25 м и Crispabrachia yenisey на глубине 28 м (рис. 1). Поверхностная средняя многолетняя соленость в этом районе менее 5‰, однако, уже на глубине 10 м приближается к 30‰, а придонная соленость достигает 32.5‰ [7–9]. Как известно, основные запасы углеводородов в Мировом океане сосредоточены в виде газогидратов метана [10].

Рис. 1.

Находки сибоглинид в приустьевых участках крупнейших рек Арктики. А – р. Енисей, Б – р. Лена, В – р. Маккензи. Цифрами обозначены виды сибоглинид: 1 – Crispabrachia yenisey, 2 – Galathealinum karaense, 3 – Oligobrachia haakonmosbiensis, 4 – Galathealinum arcticum. Заточкованные области соответствуют распространению газогидратов криогенного типа (по [12, 13]).

Залежи газогидратов в Арктике подразделяются на два типа. К первому типу относятся донные газогидраты, встречающиеся на батиальных глубинах в Арктическом бассейне. Ко второму типу принадлежат газогидраты, встречающиеся вблизи побережья окраинных арктических морей и залегающие в толще многолетнемерзлых пород, затопленных в результате голоценовой трансгрессии Мирового океана [11, 12]. Под влиянием речного стока на фоне общего потепления Арктики происходит деградация газогидратов многолетнемерзлых пород. Место находки C. yenisey и G. karaense находится в районе, где концентрация метана в поверхностном слое воды достигает 130 нM, что является максимальным значением для южной части Карского моря [13].

В море Лаптевых с газогидратами многолетнемерзлых пород связана находка Oligobrachia haakonmosbiensis в приустьевом районе р. Лены (рис. 1). Поверхностная соленость в районе находки составляет менее 10‰, тогда как придонная соленость на глубине 25 м составляет 32‰ [14]. Деградация газогидратов многолетнемерзлых пород под влиянием стока р. Лены обеспечивает мощный поток метана, концентрации которого в поверхностном слое воды достигают 1000 нМ [15].

Вид Galathealinum arcticum был найден в море Бофорта в приустьевом районе р. Маккензи на глубине 36 м (рис. 1) [16]. Поверхностная соленость в приустьевых районах р. Маккензи колеблется от 1 до 10‰, тогда как на глубине более 20 м соленость превышает 31‰ [17]. Дельта реки Маккензи и прилегающие районы шельфа моря Бофорта характеризуются крупными залежами газогидратов в толще многолетней мерзлоты [18]. В условиях глобального потепления в приустьевом районе р. Маккензи так же, как в других районах Арктики, происходит диссоциация газогидратов многолетнемерзлых пород и выход метана в толщу воды и в атмосферу [19].

Таким образом, сильная стратификация по солености, характерная для эстуариев крупнейших арктических рек [9, 14, 17], обеспечивает высокую соленость на глубинах 25–36 м, где были обнаружены сибоглиниды. Высокие концентрации метана, необходимые для метаболизма сибоглинид, возникают в результате диссоциации газогидратов многолетнемерзлых пород под влиянием речного стока в условиях потепления Арктики [13, 19].