Водоросли арктических пустынь фото


Мурманское побережье находится за полярным кругом, оно достаточно холодное на протяжении всего года. Другой особенностью является то, что побережье находится под влиянием тёплого атлантического течения, идущего с запада на восток.

На суше Мурманского побережья растительность представлена тундровыми сообществами, с низким видовым разнообразием, с преобладанием лишайников и невысоких кустарничков. Тогда как в море в прибрежной зоне на преобладающих здесь твёрдых грунтах идут мощные заросли крупных бурых водорослей, формирующие настоящие подводные леса, с большим разнообразием и высокой биомассой беспозвоночных животных и водорослей.

Продолжительная зима, короткое и прохладное лето, большое количество пасмурных дней в году являются характерными чертами радиационного режима этого района.


Для данного района характерны значительные изменения фотопериода – от полярного дня (23 мая-21 июля), когда солнце не опускается ниже горизонта круглые сутки, до полярной ночи (1 декабря-13 января), когда солнце не поднимается над горизонтом. Интенсивность фотосинтетически активной радиации (ФАР) начинает увеличиваться в конце января, при появлении солнца над горизонтом после полярной ночи, и особенно быстро возрастает весной, максимум – в апреле. Интенсивность радиации, достигающей поверхности моря, существенно зависит от погодных условий. После полярной ночи первыми в активный фотосинтез включаются макроводоросли – в начале-середине февраля. Активная вегетация фитопланктона в губе Дальнезеленецкой начинается в конце апреля, т.е. примерно на два месяца позднее, чем у макроводорослей.

Дальние Зеленцы, Восточный Мурман

Среднемесячная температура воздуха изменяется от +100С в августе до –80С в феврале (по многолетним данным Дальнезеленецкой гидрометеостанции). Низкая температура воздуха (ниже 0оС) держится с ноября по март. Зимой водоросли, обитающие на литорали, подвергаются губительному воздействию отрицательных температур воздуха при постоянно дующих сильных ветрах (они обмерзают и покрываются коркой льда), а летом – иссушающему влиянию относительно высоких летних температур, что также небезопасно для обитателей литорали при сильном ветре в яркие солнечные дни.


Фукусы на литорали

Среднегодовая температура воды на поверхности составляет +3,50С, минимальная среднемесячная температура воды на поверхности наблюдается в феврале (-1,50С), максимальная (+90С) в августе. Температура воды на поверхности приобретает устойчивые положительные значения в конце марта – начале апреля. Зимой в этом районе сплошного ледяного покрова не образуется, но в холодные дни при северных и северо-восточных ветрах в кутовых частях губ может формироваться временный ледяной припай. Прикромочный лёд срывает водоросли со скал и верхушек валунов при волнении моря в штормовую погоду.

Солёность воды на поверхности составляет в среднем около 33,50/00. В начале лета при интенсивном таянии снега и льда на озёрах при увеличении материкового стока она может уменьшаться до 290/00, а осенью возрастает до 34,50/00.


Биогенные вещества накапливаются в прибрежных водах в осенне-зимний период и с апреля по август интенсивно потребляются фототрофными организмами. Водоросли могут использовать азот в форме неорганических соединений, таких как нитрат, нитрит и аммоний и в виде органических соединений (мочевина, аминокислоты). Для макроводорослей предпочтительнее использование азота в виде нитратов и аммония; фосфор обычно используется в виде ортофосфатов и органических соединений. Для района характерны закономерные сезонные изменения в содержании биогенов в морской воде в прибрежной зоне: низкие концентрации – в поздневесенний и летний периоды.

Большую роль в сезонной жизни водорослей прибрежной зоны моря в условиях слабо защищенного Мурманского побережья имеет динамика интенсивности движения воды. В районе губы Дальнезеленецкой действуют интенсивные приливо-отливные течения, приливы правильные полусуточные, высота сизигийных (наибольших) приливов достигает в губе 4,5 м. Волнение является постоянно действующим фактором на побережье, характерны шторма, особенно сильные в осенне-зимний период. Движение воды – мощный положительный фактор, регулирующий приток питательный веществ к гидробионтам и отток метаболитов, — контролирует основные процессы жизнедеятельности морских растений. Интенсивное движение воды способствует хорошему перемешиванию водных масс и поднятию биогенов с более глубоких слоёв. С другой стороны, в условиях открытого Мурманского побережья это и мощный разрушительный фактор: во время штормов срываются и выносятся на берег даже глубоко живущие макроводоросли, которые прочно прикрепляются к субстрату своими ризоидами или подошвами.


Студенческая практика на литорали Кольского залива

Вегетационный период водорослей на Мурманском побережье составляет около девяти месяцев (середина февраля – начало ноября), микроводорослей – немного короче. Продолжительность вегетационного периода определяется, в первую очередь, световым режимом и ограничено длиной полярной ночи. Свет лимитирует процессы фотосинтеза водорослей с конца октября до начала февраля. Существенное влияние на вегетацию водорослей в прибрежной зоне оказывает низкая температура воздуха и воды, которая оказывает сдерживающие влияние на развитие водорослей в конце зимы – ранней весной. Это особенно сказывается на водорослях литорали, которые подвергаются влиянию отрицательных температур воздуха. Следует подчеркнуть, что на всём своём протяжении вегетационный период водорослей на Мурманском побережье является достаточно холодным. Особенно важно, что холодной является весна – период интенсивного роста и развития микро- и макроводорослей.


***

Из арктических островов баренцевоморского региона архипелагу Земля Франца-Иосифа свойственны наиболее суровые климатические условия. Архипелаг расположен к северу от 80о с.ш. и представляет собой систему крупных и мелких островов, разделённых глубокими проливами; район характеризуется морским арктическим климатом. ЗФИ свойственны интенсивная циклоническая деятельность, крайне низкие среднегодовые и летние температуры воздуха, значительная облачность и частые туманы летом. Характерными чертами гидрологического режима являются малое количество солнечного тепла вследствие высокоширотного положения архипелага, преобладание холодных вод Арктического бассейна, небольшое поступление тёплых атлантических вод, распреснение поверхностного слоя в летний период за счёт таяния снега и льда. Ледяной покров держится в течение большей части года на всей акватории архипелага. Вегетационный период водорослей составляет здесь не более трёх месяцев.

Характерно отсутствие солнечного сияния на протяжении 245 суток в году и наличие мощного ледового покрова, который существенно снижает проникновение света в морскую среду. Солнечная радиация поступает лишь в течение полярного дня, однако и в это время интенсивность света относительно невысока, поскольку солнце не поднимается над горизонтом выше 330 в полдень.


Вегетационный период водорослей является холодным, температура воды даже летом – около 00С. Таяние снега и льда начинается в конце апреля – начале мая. В это время начинает разрушаться ледяной покров на открытых участках моря. А в сентябре вновь начинается льдообразование. Летом температура и солёность воды в поверхностном слое в прибрежной зоне могут сильно меняться, средние значения составляют -0,5…+4,50С и 33‰ и ниже.

Морской лёд местный, однолетний, в отдельные годы может встречаться многолетний лёд, принесённый из Арктического бассейна. Вследствие наличия ледников практически на всех островах Земли Франца-Иосифа в проливах архипелага встречается большое количество айсбергов и их обломков, которые могут оказывать существенное разрушительное влияние на биоту в прибрежной зоне островов.

***

В зависимости от среды обитания различают морские и пресноводные водоросли. Водоросли живут в толще воды, на поверхности дна водоёма и на различных субстратах, например, на других водорослях, а также могут жить и внутри других организмов. Выделяют три основные экологические группы водорослей: планктонные, бентосные, симбиотические. Кроме того, важное значение в условиях северных морей имеют особые группы водорослей, обитающих в экстремально холодных условиях, – снежных и ледяных биотопах.


Общим и главным признаком всех водорослей является их роль как первичных продуцентов. Путём фотосинтеза они превращают энергию солнечного излучения в химическую энергию органических соединений. Как первичные продуценты они составляют основу пищевых цепей в водных местообитаниях. Важность этой продукции можно оценить, вспомнив, что 70% поверхности Земли покрыто водой. Многие водорослевые сообщества чрезвычайно продуктивны и соперничают в этом смысле с наземными экосистемами.

В Мировом океане различают толщу воды – пелагиаль – это область распространения пелагических организмов (фитопланктона) и морское дно – бенталь, заселённую бентосными организмами (или донными). Микрофитобентос представлен микроскопическими водорослями, живущими на поверхности субстратов или проникающими даже в толщу грунта. Макрофитобентосные водоросли прикрепляются к камням и валунам, нередко и к ракушкам, другим водорослям и широко представлены только на твердых субстратах (скалы, валуны, камни).

Водоросли на валунах, фото М.В. Макарова


Фитопланктон – наиболее широко распространенная из всех экологических групп водорослей; это и понятно, поскольку Мировой океан занимает 23 поверхности нашей планеты. Фитопланктон встречается практически во всех водоёмах. Слово планктон переводится как “парящий”. Водоросли, входящие в состав планктона, имеют микроскопические размеры, это преимущественно одноклеточные, но среди них есть колониальные и нитчатые формы. Большинство планктонных форм не связано в своем существовании с берегом или дном, однако жизненный цикл некоторых мелководных форм включает бентосные покоящиеся стадии. С другой стороны, во всех группах водорослей, за исключением багрянок, имеются планктонные стадии, поэтому в прибрежной зоне хотя бы временно могут пополнять планктон зооспоры бентосных бурых и зелёных водорослей.

Бентосные водоросли могут быть макроскопическими (макрофитобентос) или представлены микроскопическими формами (микрофитобентос). Морские бентосные макроводоросли относятся к трём основным группам: бурые, красные и зелёные водоросли. В умеренных областях мощные заросли на морских побережьях с твёрдым субстратом формируют бурые водоросли, прежде всего фукусовые на литорали и ламинариевые – в верхней сублиторали.

Литораль – прибрежная зона морского дна, осушающаяся во время отлива и вновь заливаемая морской водой во время прилива. Располагается между уровнями воды в самый низкий отлив и в самый высокий прилив. При правильных полусуточных приливах (как в Мурманской области) обитатели литорали дважды в сутки меняют среду обитания, они находятся в воде в прилив и осушаются на отливе.


В разные сезоны года на протяжении суток литоральные растения и животные (на приливе и отливе) подвергаются резкой смене температуры и солёности. Они выдерживают воздействие яркого солнца в полярный день, когда при сильном ветре на солнце водоросли высыхают до абсолютно сухого состояния. А зимой в полярную ночь на отливе на незамерзающем Мурманском побережье водоросли покрываются ледяной коркой, снегом. Несмотря на столь суровые условия, имеющие место на литорали в условиях северных морей, эта зона заселена крупными бурыми, красными и зелеными водорослями, на которых и под покровом которых обитают многочисленные беспозвоночные животные и более мелкие водоросли. Обширные заросли на литорали Мурманского побережья Баренцева и побережье Белого морей формируют бурые водоросли – фукусовые, со средней биомассой до 10 кг/м2. В арктических районах приливы невысокие (не более 1 м), в полосе литорали жизнь сильно обеднена из-за льдов, присутствующих практически постоянно на протяжении года и оказывающих отрицательное воздействие на биоту.


Фото М.В. Макарова

Сублитораль – прибрежная часть океана, непосредственно примыкающая к литорали, и идёт до глубины 200 м, это зона морского дна, относящаяся к шельфу. Это наиболее богатая жизнью зона моря, в которой обитают представители практически всех крупных систематических групп морских организмов. Морские растения как фотосинтетические организмы ограничены освещённой частью моря, известной как фотическая зона. Нижняя граница фотической зоны зависит от степени проникновения света в водную среду, её средняя глубина в Мировом океане составляет около 100 м, в Баренцевом море – на глубине 50 м.

Для верхней сублиторали (это тот горизонт, где произрастают бентосные водоросли) в умеренных и холодных водах характерны мощные заросли ламинариевых (бурые водоросли), с биомассой свыше 10 кг/м2. Это настоящий подводный лес с множеством самых разных обитателей. На Мурманском побережье заросли бурых водорослей могут идти до глубины 25-30 м, отдельные экземпляры ламинарий встречаются и глубже. К сублиторали приурочены основные запасы промысловых рыб и беспозвоночных.

Морские ежи на ламинарии, фото М.В. Макарова

Супралитораль – побережье океана, расположенное выше литорали, т.е. выше уровня воды в самый высокий прилив, но подверженное эпизодическому воздействию океанических вод при нагонах, волнении и штормах. Это зона заплеска морских волн и брызг во время прибоя; в тихих заливах и бухтах она не выражена. Заселена супралитораль обычно синезелёными водорослями, лишайниками в морских северных водоёмах.

Лишайники являются примером симбиотических ассоциаций водорослей с грибами. Они широко распространены в тундровой зоне, в прибрежных арктических экосистемах. Лишайники – комплексные организмы, включающие микобионта (на 90-95% тело лишайника состоит именно из гриба) и фикобионта (водоросли). Особый интерес представляет необычная экологическая группа амфибиотических лишайников, например, на Кольском полуострове Dermatocarpon – на кромке пресных водоёмов, или Verrucaria – на морском побережье, которые развиваются в непосредственной близости от воды – в зоне брызг или на литорали, т.е. могут жить одновременно в воздушной и водной средах.

Криоводоросли – водоросли снежных и ледяных биотопов – весьма характерная группа для северных экосистем. Путешественники по Хибинам сталкиваются со снежными полями, окрашенными в красный цвет, они называют такое явление «арбузным» снегом. Красный цвет снега образуется при цветении одноклеточной зелёной водоросли – хламидомонады снежной. Характерной особенностью водорослей снежных биотопов является жизнедеятельность в небольших лужицах талой воды при температуре около 0 0С, когда на ледниках в горах много света. В случае ледяных биотопов в морской среде, например, при массовом развитии водорослей на нижней кромке льда, условия другие: здесь и низкая температура воды, и мало света, который особым образом проникает сквозь лёд по «световым каналам». Водоросли снежных и ледяных биотопов способны выдерживать промерзание клеток без нарушения жизнедеятельности, оттаивать и возобновлять вегетацию.

Лёд в море – весьма динамичный субстрат. Водоросли развиваются в лужах на таящем льду, кроме того, заселяют боковые стенки и нижнюю поверхность льдин, при этом они воспринимают нижнюю кромку как «перевёрнутое» дно. Лёд, окрашенный в бурый цвет, — это явление давно известно и описано моряками, работающими на трассе Северного морского пути. Солёность в лужицах, каналах и канальцах морского льда, где обитают микроводоросли, весьма различается. В море на ледяных биотопах доминируют морские виды, в основном диатомовые, но встречаются и другие.

***

Экологические группы микроводорослей и макроводорослей, обитающие в северных морских и пресноводных биотопах весьма разнообразны.

На литорали хорошо развит пояс фукоидов с доминирующими видами Fucus vesiculosus, F. distichus, F. serratus и Ascophyllum nodosum. В прибойных местах на литорали имеется пояс красных водорослей с доминирующими видами Palmaria palmata и Devaleraea ramentacea.

Валунная литораль      Ascophyllum nodosum     Ulothrix flacca

Fucus vesiculosus      Fucus distichus

Palmaria palmata    Fucus serratus

В сублиторали имеется мощный пояс ламинариевых с доминированием Laminaria saccharina, L. digitata и Alaria esculenta, а также Desmarestia aculeata. На открытом побережье массовым видом является Laminaria hyperborea. Верхняя граница пояса ламинарий на Мурманском побережье поднимается в нижний горизонт литорали. 

Laminaria saccharina   Laminaria saccharina на открытом береге

Alaria esculenta     Laminaria hyperborea

Chorda filum    Desmarestia aculeatа

На выходе из губ глубже пояса ламинарий имеется пояс красных водорослей.

Красные водоросли в сублиторали   Красные водоросли в сублиторали

Макроводоросли играют ведущую роль в образовании биомассы в большинстве сообществ литорали и верхней сублиторали на глубине от 0 до 20-30 м на Мурманском побережье. На долю водорослей приходится 66-96 % от общей биомассы организмов в биоценозах пояса фукоидов и ламинариевых, в поясе красных водорослей относительная биомасса водорослей снижается до 10-30 %. Наибольшая биомасса водорослей наблюдается на глубинах 0-5 м, иногда 0-10 м (в открытых частях губ), и резко снижается на глубинах свыше 15-20 м. Во внутренних частях губы, где преобладают мягкие грунты, с каменистой грядой на литорали, наблюдается постепенное снижение биомассы водорослей от литорали к 8 м глубины, что обусловлено характером распределения каменистого субстрата.

Средняя биомасса водорослей в губах Мурманского побережья сравнима с уровнем средних величин биомассы водорослей, отмечаемых для побережья Белого моря, Норвегии, Исландии, Северного моря, восточного побережья Канады.

Пик развития большинства сообществ макроводорослей на Мурманском побережье наблюдается летом; минимум – в конце осени-зимой.

Флора макроводорослей шельфа архипелага Земля Франца-Иосифа – суровых арктических островов, окружённых льдами на протяжении всего года, — насчитывает 63 вида. Видовой состав водорослей архипелага заметно беднее, чем в соседних районах Северного Ледовитого океана, находящихся под влиянием атлантических вод, например, на побережье Восточной Гренландии или Шпицбергена. Преобладающей группой по числу видов, обилию, занимаемой площади дна являются бурые (ламинариевые) водоросли.

На литорали в арктических районах растительность почти полностью отсутствует, что связано с истирающим действием льдов, а сублиторальная растительность на мелководье архипелага Земля Франца-Иосифа хорошо развита, распределение макроводорослей определяется ледовыми условиями.

Слабая освещённость из-за ледяного и снежного покрова, длительная полярная ночь, отрицательная температура воды обусловливают низкую потенциальную продукционную ёмкость среды в арктической зоне. Эти факторы ограничивают число видов, которые могут развиваться в пределах арктической зоны. Факторами, препятствующими расселению водорослей в Арктике, являются широкое распространение неблагоприятных для поселения водорослей мягких грунтов и истирающее действие подвижного льда.

 

Использование макроводорослей

 

При интенсивном исследовании и освоении прибрежных морских биологических ресурсов всё настойчивее входят в нашу жизнь и морские водоросли. Развитие аквахозяйств на побережье Баренцева и Белого морей предполагает более полное использование ресурсов макроводорослей.

Во-первых, водоросли – постоянный элемент питания человека. С древнейших времен (850 г. до н.э.) в Китае используются виды ламинарии (Laminaria) и порфиры (Porphyra). В ежедневный пищевой рацион монахов Соловецкого монастыря на Белом море входила морская капуста (ламинария). Сторонники вегетарианского питания считают, что морские водоросли в качестве морских овощей должны быть неотъемлемым компонентом диеты.

Известно около 160 съедобных водорослей (25 видов зеленых, 54 бурых, 81 красных). Считается, что растворимые углеводы морских водорослей включаются в обмен веществ, но структурные углеводы усваиваются плохо. Некоторые съедобные морские водоросли содержат до 20-30 % белка от сухого веса (например, порфира). Морские водоросли – прекрасный источник витаминов и микроэлементов.

На побережье Баренцева и Белого морей из видов, используемых в пищу, достаточно широкое распространение имеют бурые водоросли – ламинария (Laminaria saccharina, морская капуста), красные – виды порфиры (Porphyra), пальмария (Palmaria palmatа), из зелёных – ульвария (Ulvaria obscura, морской салат).

Издавна бурые водоросли использовались для получения соды и йода, но затем им на смену пришли минеральные ресурсы. При Соловецком монастыре уже в XIX веке было организовано небольшое производство йода, брома и соды из морских водорослей.

Водоросли, выброшенные на берег прибоем после штормов, применяются в качестве удобрений во всех районах с прибрежными сельскохозяйственными угодьями. Удобрения из водорослей имеют то преимущество, что в них нет семян сорняков и спор патогенных грибов. Выпускаются жидкие удобрения, полностью или частично производимые из водорослей и предназначенные для использования в тепличном хозяйстве. Они повышают всхожесть семян растений, урожайность, выносливость, устойчивость к болезням.

Альгинаты (соли альгиновой кислоты) получают из бурых водорослей. В Северной Атлантике альгинаты получают, главным образом, из ламинариевых и фукусовых водорослей. Альгинаты находят широкое применение. Они используются в текстильной и бумажной промышленности для проклеивания бумаги и придания глянца; при нанесении красок. В пищевой промышленности выявлен высокий уровень безопасности альгинатов при добавлении их в пищевые продукты.

Альгинаты используются и при выращивании растений – как вещество, скрепляющее почвенные частицы, хорошо удерживающее воду. Разработана технология применения альгинатов для восстановления растительного покрова в условиях Крайнего Севера, например, на отвалах использованной руды.

Фукоидан – полисахарид, который извлекают из фукусовых водорослей, он образует вязкие растворы, обладающие коллоидными свойствами. Растворы фукоидана обладают антикоагулянтной и антитромботическая активностью, иммуномодулирующим действием, антиопухолевыми свойствами.

В Баренцевом и Белом морях имеются значительные запасы ламинариевых и фукусовых водорослей, которые можно использовать для извлечения альгинатов и фукоиданов.

Каррагинаны – группа веществ, получаемых из красных водорослей. В Северной Атлантике в промышленном масштабе они извлекаются из видов хондрус (Сhondrus), фурцеллярия (Furcellaria), филлофора (Phyllophora). Каррагинаны используются в пищевой и фармацевтической промышленности как эмульгаторы и стабилизаторы, как клеящее вещество в текстильном производстве.

Запасы водорослей, которые добываются для извлечения каррагинанов, весьма ограничены в Баренцевом и Белом морях.

Агар – желирующее вещество, которое получают из ряда видов красных водорослей, в том числе из анфельции (Ahnfeltia). Основное использование агара – в микробиологии в качестве универсальной среды для выращивания микроорганизмов.

Первоначально он использовался для приготовления желе из фруктов и овощей. Агар используется для изготовления кондитерских изделий – леденцов, мармелада, которые благодаря агару ломаются ровно и не выглядят тягучими и липкими. Агароза используется в хроматографии для выделения и очистки биологических макромолекул (вакцин, гормонов, ферментов). Агар и агароза применяются в электрофорезе, при генном картировании, выделении фрагментов ДНК.

В Белом море обширные заросли агарофита Ahnfeltia plicata имеют промысловое значение. Агар из анфельции отличается высоким качеством. На Мурманском побережье этот вид встречается редко.

Водоросли все шире применяются в косметике. Альгинаты используются как эмульгаторы и стабилизаторы в кремах, мылах, шампунях, зубных пастах, масках, лосьонах. Альгинатные гели безопасны, легко наносятся на кожу и хорошо переносятся, способствуя размягчающему и увлажняющему действию крема с их добавками. Они активируют и стабилизируют пену при использовании мыла и шампуня. В зубных пастах альгинаты играют роль загустителей, делая пасту мягкой и тягучей. В лосьонах для волос альгинаты покрывают волосы, позволяя легко делать прическу, и придают волосам шелковистость и внешний блеск. Агаровые гели используются в таких препаратах как дезодорантные палочки, крем для загара, крем для лечения дерматитов.

Есть все основания считать, что водоросли арктических регионов будут находить и иные применения, чтобы сделать нашу жизнь более здоровой.

DSC08237-2.jpg

Автор: Елена Васильевна Шошина, доктор биологических наук, заведующая кафедрой биологии Мурманского государственного технического университета.

По материалам учебного пособия: «Шошина Е. В., Макаревич П. Р. Морская ботаника». – Мурманск: Изд-во МГТУ, 2016. – 176 с.

Фотографии М.В. Макарова.

Источник: goarctic.ru

Площадь российского сегмента арктических территорий составляет около 9 млн кв.км. Из них суше принадлежит всего порядка 2,2 миллионов квадратных километров, остальную площадь составляют моря и Северный Ледовитый океан. Распространенность участков суши на большой площади позволяет Арктике захватывать несколько природных зон, каждая из которых обладает своими характерными особенностями климата и растений — от самых северных территорий ледяных арктических пустынь, где может выжить весьма ограниченный список представителей флоры, до тундр и лесотундр, отличающихся куда большим видовым разнообразием.

Какие растения есть в Арктике

Самая северная природная зона высоких широт — арктические пустыни. К ним относится немалая часть островных арктических территорий. Основой ландшафта этой местности является снег, лед и каменные россыпи. Земля получает очень скудное количество солнечной энергии — менее 400 мДж/м2, также характерно малое количество осадков — 200-400 мм, преимущественно твердых, высокая, до 85% влажность и сильные ветры. Все это не способствует развитию богатого видового разнообразия.

Растительный покров имеет разреженный, очаговый характер — доминирующие в данной местности лишайники и мхи предпочитают укрытые от ветров участки и покрывают  1-3% почв в зоне ледяных пустынь и  до 65% на границе тундр. Растительный мир Арктики скуден на севере арктических пустынь — здесь обитают преимущественно лишайники — кладония (Cladonia thomsonii и др), нефрома (Nephroma parile), пармелия (Parmelia fraudans, Parmelia saxatilis) и другие, гипновые и сфагновые мхи.

Высшие образцы флоры немногочисленны и произрастают на укрытых от холодных ветров, удобренных участках (птичьи базары, норы лемминга). Несложно перечислить названия растительного мира Арктики этой зоны: здесь растут лисохвост альпийский, камнеломка снежная, лютик арктический, щучка арктическая, мак полярный, осот, мятлик, крупка, звездчатка, полярная ива. Они все редко достигают более 3-5 см в высоту.
Optimized-P1080337

Отдельно можно выделить такие растения Арктики, как водоросли, которые занимают подводные площади северных морей и Ледовитого океана и насчитывают до 150 видов. Некоторые из подводных разновидностей в Арктике имеют хозяйственное значение. Например, бурые водоросли ламинарии, которые мы знаем под названием «морская капуста», обитают в Арктике.
Тундровые природные зоны располагаются южнее, в более мягких климатических условиях — преимущественно на прибрежных материковых территориях, и список растений Арктики здесь куда шире. Наряду со мхами и лишайниками, такими, как ягель, или олений мох (как понятно из названия, являющийся основным кормом северного оленя), тут распространены высшие растения — от известных по арктической пустыне лисохвоста, камнеломки, злаковых, до кустарничков — водяники и других. Распространены здесь также кустарники карликовой березы, ивы, ольхи.

Среди кустарничков встречаются и такие, что имеют хозяйственное значение — части растений и ягоды брусники, морошки пригодны для еды, используются в медицине и косметологии.

Все, что произрастает в Арктике этой зоны, отличается невысоким ростом, кустарники стелющиеся, корневая система слабо углублена в землю. Эти особенности растений Арктики обусловлены климатическими условиями — вечной мерзлотой под тонким слоем почвы и сильными ветрами, которые повреждают переносимыми массами снега ветви, выглядывающие из-под снегового покрова.

Есть растения в Арктике, которые поднимаются выше кустарников, они относятся к зоне лесотундр — узкой полоски на границе тундр и лесов. Особенность растительного мира Арктики этой природной зоны — наличие разреженных, но самых настоящих лесов. Арктические растения — травы, кустарнички, кустарники, мхи и лишайники здесь соседствуют с сибирской и даурской березой, лиственницей, елью. Вечная мерзлота, ветра и суровый климат объясняют разреженный характер растущих здесь деревьев.

Широко представлены среди арктических растений грибы — от многочисленных микроскопических видов, представляющих интерес разве что для специалистов, до макромицетов, известных нам как съедобные (или несъедобные) грибы, они растут в Арктике преимущественно в зонах тундр и лесотундр.

Водоросли арктических пустынь фото

Список редких растений Арктики

Одна из особенностей этого сурового, неуютного, но прекрасного и весьма многообещающего в плане хозяйственной деятельности человека края — обилие редких и эндемичных растений в Арктике, сочетающаяся с крайне слабой устойчивостью экосистем к влиянию внешних воздействий. Низкие температуры, крайне малая доля солнечной радиации, достающаяся этим зонам, обуславливают низкую продуктивность местной флоры. Затягивать рану в растительном покрове, оставленную гусеницами трактора, земля будет годами или десятилетиями. Сильное влияние на растительный мир оказывают и экологические факторы — загрязнение вод, почв, воздуха, которое происходит вследствие расположения в регионе добычи и переработки различных ископаемых, в том числе токсичных (никель), загрязнение ареала отходами хозяйственной деятельности человека.

В Красные книги России и отдельных регионов занесены такие названия, как:

  • мак полярный;
  • кастиллея арктическая;
  • жабрица густоцветковая (порезник арктический);
  • голокучник дриоптерисовый;
  • несколько видов кладонии;
  • кизильник киноварно-красный;
  • осока каменная;
  • крупка ледниковая;
  • мятлик сизый и укороченный;
  • лютик щпицбергенский;
  • лен северный;
  • ледяной лютик;
  • камнеломки жестколистная и дернистая;
  • ива миртовидная;
  • тимьян эвенкийский — эндемик;
  • мелколепестник сложный;
  • сердечник пурпуровый.

К примеру, такие растения, как солнцецвет арктический и одуванчик турьемысский, произрастают только на Турьем мысу, являющемся частью Кандалакшского заповедника. Также на территории только одного этого заповедника произрастают венерин башмачок, надбородник безлистный и еще более 20 видов растений, охраняемых на территории области или страны в целом.

Остров Врангеля характеризуется даже не отдельными охраняемыми растениями, а целыми растительными сообществами реликтового характера, относящихся к древним плейстоценовым, которые охраняются и изучаются сотрудниками заповедника. Кроме того, Арктика невероятно богата эндемиками, они встречаются как в животном мире, так и среди сосудистых растений, лишайников, мхов.

Источник: xn—-8sbbmfaxaqb7dzafb4g.xn--p1ai

Видовой состав диатомовых водорослей, живущих в толще арктических льдов, достоверно различается в разных морях Российской Арктики. Отмечены два региона с высоким сходством комплексов ледовых диатомей: 1) Чукотское, Восточно-Сибирское моря и море Лаптевых, 2) Карское и Белое море. Сходство объясняется циркуляцией поверхностных вод и дрейфом льдов. Однако диатомеи разных акваторий в пределах одного моря могут отличаться значительно больше, чем отличаются друг от друга моря в целом. Сравнительный анализ диатомей ледовых биоценозов всех морей Российской Арктики был проведен впервые. Всего зарегистрировано 567 таксонов диатомей.

Ледяной покров арктических морей только на первый взгляд кажется безжизненным. На самом деле в толще льда обитают разнообразные организмы, приспособленные к передвижению в узких межкристаллических пространствах: водоросли и морские беспозвоночные животные – ракообразные, многощетинковые черви, нематоды и пр., – криофлора и криофауна.

Отличительной особенностью фитоценоза морских льдов является преобладание диатомей над другими группами водорослей. Доля первичной продукции криофлоры составляет в среднем 26% от суммарной продукции арктических морей – ключевого компонента всех пелагических и бентосных трофических цепей океана. Порой водорослей во льду так много, что они окрашивают слои льда, особенно нижнюю его сторону, в желто-коричневый или кирпичный цвет. Важную роль играет ледовая флора и в глобальном цикле углерода, в том числе в поглощении СО2 из атмосферы.

Сотрудники кафедры гидробиологии биологического факультета МГУ Людмила Васильевна Ильяш и Людмила Сергеевна Житина проанализировали видовой состав водорослей, обитающих в толще морского льда или на его нижней поверхности. В работе использовался как собственный материал, так и литературные данные. Были рассмотрены ледовые фитоценозы Белого, Баренцева, Карского, Восточно-Сибирского, Чукотского морей, моря Лаптевых и Бассейна Северного Ледовитого океана.

Из 567 таксонов ледовых диатомовых водорослей (ЛДВ) 445 таксонов принадлежали к пеннатным, а 122 – к центрическим диатомеям (о пеннатных и центрических диатомеях см.: Л. Медлин, П. Симс. Почти бессмертны и всегда молоды). Рассматривались только водоросли, определенные до вида. Преобладание пеннатных диатомовых характерно для флоры льда: они лидировали по видовому разнообразию во всех исследованных морях. По мнению И.А.Мельникова, в состав ледовых биоценозов входят в основном пеннатные, бентические виды диатомей, ведущие прикрепленный образ жизни и встречающиеся не в толще воды, а на литорали арктических морей (подробнее см. здесь ). Наименьшая доля пеннатных диатомовых (при общем их доминировании) была отмечена в Белом море. Дело в том, что в Белом море отсутствуют паковые, многолетние льды, есть же только сезонные. Когда такой молодой сезонный лед образуется на открытой воде, в него более или менее случайно попадают планктонные формы, живущие в норме в поверхностных водах, и среди них как раз – большое количество центрических диатомовых.

В составе ЛДВ были обнаружены пресноводные виды водорослей, их доля в среднем равнялась 18%. Остается пока открытым вопрос: насколько жизнеспособны такие водоросли в биотопе льдов. Во-первых, пресноводные водоросли могут заноситься в моря речным стоком. Так, наиболее весом их вклад в ЛДВ Карского моря, в которое впадают Енисей, самая полноводная река Сибири, и весьма полноводная Обь. В данном случае пресноводные виды, оторванные от основных ареалов, могут составлять стерильную область выселения, т.е. водоросли живут какое-то время в море, но не самовоспроизводятся. Во-вторых, развитие пресноводных диатомей, возможно, является следствием потепления климата: таяния морского льда и опреснения поверхностных вод Арктики. Тогда вегетация и размножение пресноводного фитопланктона может иметь характер устойчивого тренда.

Несмотря на то, что между всеми морями Арктики, а также Бассейном Северного Ледовитого океана нет выраженных границ, и эти акватории представляют собой единую систему, связанную течениями, видовой состав ЛДВ всех морей и Бассейна достоверно отличается между собой. Это может объясняться и исторически сложившейся специфичностью видовой композиции, и физическими особенностями самого льда: уровнем солености, содержанием биогенных элементов, световыми условиями и т.д.

Как правило, водоросли, лидировавшие в каком-либо море, встречались и в остальных морях, но максимального обилия они достигали не везде. Можно выделить пеннатную диатомею Nitzschia frigida, которая входила в доминирующую группу ЛДВ всех морей. Судя по всему, Nitzschia frigida является эврибионтом, т.е. способна существовать в широком диапазоне природных условий, и умеет проявлять высокие конкурентные способности.

Иногда видовой состав диатомовых водорослей отдельных районов моря может отличаться гораздо сильнее, чем отличаются между собой моря в целом. Если речь идет о расстояниях в масштабе нескольких метров, то наибольшее значение имеет освещенность. На изменчивость криофлоры в масштабе десятков метров – сотен километров влияют соленость, содержание биогенных элементов, скорость нарастания льда, состав криофауны, поедающей водоросли. Условиями, определяющими видовую изменчивость ЛДВ в масштабе тысяч километров, являются поверхностные течения и, соответственно, дрейф льдов. Так, две группы высокого сходства ЛДВ: моря Чукотское – Восточно-Сибирское – Лаптевых и Карское – Белое определяются циркуляцией тихоокеанских вод – в первом случае и атлантических – во втором.

Авторы статьи показали, в том числе математически, недостаточную изученность криофлоры арктических морей. Необходимость дальнейших исследований диктуется не только неполнотой знаний об этом регионе, но также и происходящими там изменениями. Общее потепление климата, наблюдаемое с начала 80-х годов прошлого века, делает арктические экосистемы особенно уязвимыми. По некоторым данным, зимнее потепление в высоких широтах ожидается на 40% больше, чем глобальное. Следующее из этого сокращение площади многолетних льдов приведет к перестройке низшей, базовой трофической структуры океана, фитопланктона, что неизбежно отразится на всех звеньях трофической сети, включая рыб, птиц и млекопитающих.

Источник: elementy.ru

Вы наверное удивитесь, если мы скажем вам, что в Арктике есть… леса. Да-да, самые настоящие Но не простые, а подводные! В основном их формируют заросли бурых морских водорослей, которые до сих пор изучены довольно скудно. Одна только канадская часть Арктики составляет 10% от общей протяженности береговых линий в мире, но мы до сих пор почти ничего не знаем о растительности, что скрыта под водой. Это важно, потому что из-за глобального изменения климата крупные массивы водорослей постепенно исчезают — однако в Арктике, которая нагревается сильнее всех остальных регионов, тепло может оказать совершенно противоположный эффект.

В настоящее время заросли ламинарии можно встретить практически на всем арктическом побережье. Самая длинная водоросль вытянулась на целых 15 метров, а самая большая глубина, на которой удалось обнаружить ламинарию — 60 метров. Многие исследователи удивляются тому, как хорошо эти морские растения чувствуют себя в суровом арктическом климате. Все это возможно благодаря сложному механизму адаптации, который позволил водорослям приспособиться и к низким температурам, и к длительным (до полугода) периодам темноты, и даже к тому, чтобы расти под толстой коркой льда. Более того: в регионах, богатых питательными веществами, они достигают самых высоких показателей среди всех известных экосистем Земли!

Водоросли под водой функционируют так же, как деревья на суше. Они создают среду обитания для множества иных организмов, затеняя свет и смягчая силу течения. В них находят убежище свыше 350 разновидностей живых существ (на одном растении могут обитать до 100 000 беспозвоночных), причем многие рыбы, птицы и млекопитающие напрямую зависят от этих «арктических лесов». Кроме того, заросли водорослей помогают сохранять береговые линии, поскольку по время штормов заметно снижают уровень волн — это замедляет эрозию прибрежной почвы.

Изменение климата, как мы уже говорили, не может не сказаться на этой экосистеме. По мере того, как нагревается вода и тает морской лед, возникает все более комфортная среда для размножения донных растений. Генетический анализ доказал, что большинство современных водорослей вновь «покорили» Арктику совсем недавно — прошло всего 8000 лет после последнего ледникового периода, а они уже массово мигрировали из Атлантического океана и успешно приспособились к новым условиям. Сейчас большинство из водорослей в Арктике выживает при температурах, которые ниже их оптимума, а потому нагрев воды неизбежно повлечет за собой увеличение всех численных показателей роста этих морских «деревьев».

Но не все так прекрасно, как может показаться. Таяние вечной мерзлоты и разрушение арктического побережья приводит к тому, что в прибрежные воды попадает огромное количество осадков. Они блокируют свет, что ограничивает рост растений. Сток с тающих ледников также увеличивает мутность воды, что мешает расти молодым водорослям. К сожалению, из-за труднодоступности региона ученые не могут точно сказать, как именно изменяются леса ламинарии и чего стоит ждать в ближайшем будущем.

Источник: www.PopMech.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.