Школа «Юных геологов» Краснодарского края при Муниципальном бюджетном образовательном учреждении дополнительного образования детей Центр «Парус» г. Краснодара и общественной туристско-геолого-экологической организация «Тэтис» продолжает вести научно-исследовательскую работу по изучению геологии, биологии, экологии родного края. Исследовательская работа – это не только работа с литературой, но и полевые выезды, экскурсии, в ходе которых расширяется научный и культурный кругозор, прививаются основы техники безопасности и главные навыки полевой работы геологов [1-3].
Полевые работы проходили вдоль побережья Азовского и Черного морей. Первый маршрут проходил от Бейсугского лимана, Ясенской косы, у хутора Морозовского и города Приморско-Ахтарска. Второй маршрут проходил на севере Таманского полуострова у горы Тиздар, на южном берегу Азовского моря. Третий маршрут проходил на западе Таманского полуострова, на побережье Керченского пролива у косы Тузла. По всем этим маршрутам были собраны коллекции раковин моллюсков различной формы.
Было проведено описание геологических разрезов четвертичных (голоценовых) отложений и собрана коллекция двустворчатых моллюсков, как голоценовых, так и современных, для выяснения условий обитания в зависимости от изменений экологических факторов.
Двустворчатые моллюски наиболее распространенные обитатели морей, окружающих наш край, они являются фильтраторами и резко откликаются на изменение и загрязнение окружающей среды. Актуальность темы основана на том, что наблюдение за сменой комплексов моллюсков может дать ответ на причины экологических изменений.
Цель работы: сопоставить раковины моллюсков Азовского и Черного морей, для выяснения условий обитания, в зависимости от экологических факторов. Для выполнения этой цели были поставлены задачи:
1. Изучить двустворчатые моллюски по литературе.
2. Определить моллюски, сфотографировать и описать комплексы моллюсков по каждому маршруту.
3. Найти отличительные черты комплексов моллюсков Азовского и Черного морей.
4. Выяснить зависимость появления и изменения моллюсков от внешних условий обитания.
5. Определить экологические факторы, влияющие на изменение раковин моллюсков.
Материал и методы исследования
Азовское и Черное моря омывают западные границы Краснодарского края, они являются остаточными бассейнами древнего океана Тетиса, который на протяжении палеозоя и мезозоя покрывал нашу территорию. В кайнозое, а именно в конце верхнего мела, границы океана Тетис начали сокращаться и появился Кавказский остров, который разделил бассейн на нашей территории на две части. На юге от Кавказского острова остался глубоководный бассейн, который превратился в Черное море. На севере от Кавказских поднятий сохранился мелководный бассейн Предкавказья, расположенный на южной окраине Скифской плиты, который с олигоценового времени сокращался в размерах и превратился в Азовское море. В настоящее время Азовское и Черное моря соединяются между собой через Керченский пролив. Берега морей покрыты современными и четвертичными осадками, только на Таманском полуострове в береговых обрывах выходят более древние породы неогена. Глубина Азовского моря небольшая, только на юге акватории достигает 11 метров. Глубина Черного моря достигает 2 км в центральной части акватории. Берега Азовского моря сложены глинистыми и песчаными породами с прослоями ракушечников [4-6].
Берега Черного моря большей частью размывают древние отложения Кавказских поднятий, только на Таманском полуострове сохранились осадки четвертичных пород, представленных глинами, суглинками с прослоями раковин моллюсков.
Камеральные работы проходили в несколько этапов. Для выполнения первой задачи на помощь пришла литература [4-6]. Оказалось, что двустворчатые моллюски относятся к классу Bivalvia (лат. Bi – два, дважды; valva – створка) [4, с. 67], они являются обитателями водоемов, имеют раковину, состоящую из двух равных или неравных створок. По способу дыхания жабрами, обычно свисающими в виде пластин, их называют пластинчатожаберными. Существуют названия моллюсков по передвижению: так как у них нога клиновидной или топоровидной формы, их именуют иногда топороногими. Нервная система располагается в ноге, и головы у них нет, их называют безголовыми. Двустворки являются фильтраторами: рот расположен на переднем конце мягкого тела, куда вместе с током воды поступает пища. Двустворки могут питаться лишь органическим детритом и различными микроорганизмами, перетирая их. Все внутренние органы заключены внутри двух лопастей мантии мягкого тела. Лопасти мантии могут полностью или частично срастаться на заднем конце, образуя вытянутые трубчатые сифоны: нижний – вводной и верхний – выводной. Через вводной сифон, жаберный, или дыхательный, вода поступает к жабрам и далее ко рту. Недалеко от выводного сифона находится анальное отверстие. Мантия выделяет раковину, состоящую из трех слоев: наружного органического и двух внутренних известковых: призматического и пластинчатого. Форма створок может изменяться от округлой, овальной до прямоугольной, конической. У большинства двустворчатых моллюсков раковина равностворчатая, т.е. правая и левая створки равны между собой, у меньшинства раковина неравностворчатая, т.е. одна из створок больше или меньше другой. Раковина может быть гладкой, и в этом случае на ней имеются только линии нарастания. Обычно наружная поверхность несет разнообразную скульптуру. К элементам скульптуры относятся различно ориентированные ребра, складки, бугорки; иногда присутствует киль или перегиб. У зарывающихся форм скульптура отсутствует.
Двустворки обитают на дне (бентосные организмы) в бассейнах с различной соленостью вод и различной температурой, предпочитая прибрежно-мелководные участки. Они чутко реагируют на изменение среды: солености, температуры, глубины, характера грунта, по отношению к которым выделяются различные экологические типы. Двустворки, живущие на поверхности грунта, медленно передвигаются по нему или могут с помощью ноги совершать прыжки [4, с. 272].
Многие представители перешли к неподвижному образу жизни. Они свободно лежат на дне, устрицы цементируются, а мидии прикрепляются ко дну. Неподвижные формы могут образовывать поселения, получившие название «банки». Некоторые двустворки за счет ритмичного открывания и закрывания створок приспособились к перемещению в придонной толще воды. Другие двустворки зарываются в рыхлые и илистые грунты либо приспосабливаются к сверлению прочных пород или дерева: камнеточцы и древоточцы [6].
Решение второй задачи – определение раковин моллюсков до вида – было выполнено с помощью Пинчук Т.Н., палеонтолога, к.г-м.н., доцента геологического факультета Кубанского госуниверситета.
В результате определения собранной коллекции были составлены списки раковин трех комплексов моллюсков:
1. На берегу Азовского моря у хутора Морозовского у Ясенской косы встречены раковины моллюсков: Сardium (Cerastoderma) edule lamarcki Reeve, Solen vagina pontica Mil, Cerastoderma lamarcki lamarcki (ориг.), Paruicardium exiguum (ориг.), Modiolus adriaticus, Chione (Clausinella) gallina corrugatula (Siem), Gastrana fragilis, Сorbula (Lentidium) mediterranec maeotica, Pholas (Pholas) dactyius L., Thracia papyracea (Poli), содержащий 11 видов.
2. На берегу Бейсугского лимана распространены моллюски: Solen vagina pontica Mil., Mytilaster lineatus, Pholas (Pholas) dactyius L., Thracia papyracea (Poli) с большим зубом, Сorbula (Lentidium) mediterranec maeotica, Cardium (Cerastoderma) edule lamarcki Reeve, Cardium (Paruicardium) exiguum, Hypanis plicatys relictys (Mil)., комплекс имеет 8 видов.
3. На берегу Черного моря у косы Тузла встречены моллюски: Mytilus galloprouincilis, Мytilaster lineatus, Оstrea edulis, Сhlamys (Flexopesten), Glabra pontica, Аrcopsis (arcopsis) lastea, Рaphia (Polititapes) discrapans discrapans, Аbra milashuichi Nivessk, Solen vagina pontica, Pholas (Pholas) dactylus, Cardium (Paruicardium) exiguum, из 10 видов [7-9].
Коллекции видов сфотографированы и сопоставлены по маршрутам, чтобы яснее видеть изменения в строении раковин, их размерах, толщине раковин, цвете и других признаках. Например, вид Pholas dactilys из Азовского и Черного морей отличается размерами и различной свертываемостью раковин. Черноморские раковины этого вида на 3 см больше в длину, чем азовские (рис. 1).
Во всех трех комплексах встречаются раковины моллюсков одних видов, но есть и отличия. Наибольшее количество видов имеет комплекс Азовского моря на косе Ясенской, где соленость моря около 7‰. Бейсугский лиман имеет несколько пониженную соленость, около 5‰, и здесь встречено только 8 видов, появился Mytilaster lineatus, не встреченный в первом комплексе. В черноморском комплексе 5 видов не обитают в Азовском море, что связано тоже с повышенной соленостью у мыса Тузла (до 12‰).
Рис. 1. Виды раковин Pholas dactilys, Solen vagina pontica Азовского и Черного морей: а) Pholas dactilys (Азовское море); б) Pholas dactilys (Черное море); в) Solen vagina pontica (Азовское море); г) Solen vagina pontica (Черное море)
Рис. 2. Раковины Азовского моря: а) Corbula (Lentidium) mediterranes; б) Cеrastoderma lamarckii
Рис. 3. Раковины Черного моря: а) Cardium (Paruicardium) exiguum; б) Mytilus galloprouincilis; в) Рaphia (Polititapes) discrapans discrapans; г) Аrcopsis (arcopsis) lastea
Рис. 4. Редкие раковины: а) Mytilaster lineatus (Азовское море); б) Thracia papyracea (Азовское море); в) Pholas dactilus (Черное море); г) Abra milachichi (Азовское море)
Стенки раковин черноморских видов толще, чем азовских, размеры раковин некоторых видов в Азовском море больше, чем в Черном; вероятно, это связано с химическим составом придонных осадков, так как моллюски – фильтраты и строят свою раковину из химических элементов, полученных в илах. Где выше концентрация известкового состава в илах, тем толще и крепче раковины.
Выявлены 4 вида, распространенные во всех комплексах, что указывает на их приспособляемость к разной солености при разных условиях жизни [10; 11].
В количественном отношении в Азовском море преобладают раковины видов Cеrastoderma lamarckii и Corbula (Lentidium) mediterranes (рис. 2).
Большинство изученных двустворок ведут прикрепленный и зарывающийся образ жизни, к временно плавающим относятся представители рода Cardium, к свободно лежащим – рода Cerastoderma [8; 9; 12].
В Черном море наиболее многочисленны виды: Cardium (Paruicardium) exiguum, Mytilus galloprouincilis, Рaphia (Polititapes) discrapans discrapans, Аrcopsis (arcopsis) lastea (рис. 3).
В Азовском море редко встречены раковины представителей родов Mytilaster lineatus и Thracia papyracea (рис. 4 а, б).
В Черном море редко встречены раковины видов: Pholas dactilus и Abra milachichi (рис. 4 в, г).
Результаты исследования и их обсуждение
Появление азово-черноморской фауны двустворчатых моллюсков имеет широкую историю, большинство видов связано с миграцией моллюсков из Средиземного моря и постепенным приспособлением к пониженной солености Черного моря, это такие роды, как Ostrea. В то же время много представителей из Каспийского бассейна, которые обитают в Азовском море и лиманах, с пониженной соленостью. Изменения раковин моллюсков от влияния внешних условий обитания проявляются в размерах, окраске, скульптуре раковин. В то же время они как фильтраты резко погибают при наличии неорганических загрязнений, что указывает на экологические изменения в районе обитания. Моллюски, как и бактерии, хорошо перерабатывают илистые и загрязненные смеси органического состава (например, нефти), что способствуют очищению воды и дна и установлению безвредной экологической обстановки [13].
В настоящее время Черное море соединяется со Средиземным через Эгейское и Мраморное моря. Азовское море соединяется с Черным через Керченский пролив, а с Каспийским морем не имеет связи. Но так было не всегда. В разные периоды четвертичного времени моря превращались в озера. В другие времена соединялись между собой [14].
По стратиграфической шкале четвертичных отложений внутренних морей России видны этапы трансгрессий и регрессий. Моллюски, обитающие сейчас в азово-черноморском бассейне, имеют связи с древними мигрантами из Каспийского и Средиземного морей.
В карангатское время была обширная трансгрессия с подъемом уровня воды, все моря соединялись, моллюски мигрировали из Средиземного моря в Черное, из Черного в Азовское и из Азовского моря в Каспийское (рис. 5а) [15].
Рис. 5. Трансгрессия и регрессия Азовского, Черного, Каспийского морей [15]: а) трансгрессия; б) регрессия
Диапазон солености найденных видов в Азовском и Черном морях (по Л.А. Невесской, 1965 г.)
|
Виды моллюсков |
Азовское море |
Бейсугский лиман |
Черное море |
Диапазон солености, ‰ |
|
Сardium (Cerastoderma) edule lamarcki Reeve Solen vagina pontica Mil, Cerastoderma lamarcki lamarcki (ориг.), Modiolus adriaticus, Chione (Clausinella) gallina corrugatula (Siem), Gastrana fragilis, Сorbula (Lentidium) mediterranes maeotica Pholas (Pholas) dactyius L., Thracia papyracea (Poli), Mytilaster lineatus, Cardium (Paruicardium) exiguum, Hypanis plicatys relictys (Mil). Mytilus galloprovuincilis, Оstrea edulis, Сhlamys (Flexopesten), Glabra pontica, Аrcopsis (arcopsis) lastea, Рaphia (Polititapes) discrapans discrapans, Аbra milashuichi Nivessk |
+ + + + + + + + + + + |
+ + + + + + + |
+ + + + + + + + + + + + |
2,5-13 5-25 5-25 12-17 10-15 12-35 14-30 17-18 5-17 7-35 7-14 5-18 5-35 9-14 17-18 17-18 17-18 12-14 12-28 |
В послекарангатское время была регрессия, в результате которой Азовское и Черное моря сократили свои территории, а Каспийское море, наоборот, расширило свои границы за счет приноса речных вод и резко опреснилось. В этот период происходила миграция каспийской фауны в Черное море через проливы Маныч и Азов (рис. 5б) [15].
В голоценовое время связь с Каспийским морем прервалась, но моллюски, пришедшие из него, живут до настоящего времени в устье рек Дон, Бейсуг в опресненных лиманах. В то же время моллюски из Средиземного моря приспособились к черноморским условиям и стали их постоянными жителями. В таблице представлены встреченные виды по диапазону солености их обитания.
Выводы
В результате проделанной работы были выполнены задачи по изучению двустворчатых моллюсков по литературе. Определены моллюски до вида. Сфотографированы наиболее распространенные и редкие виды Азовского и Черного морей. Описаны комплексы моллюсков по трем маршрутам. Выявлены отличительные черты комплексов моллюсков Азовского и Черного морей по размерам раковин и количественному составу. Выяснены появления и изменения моллюсков в зависимости от внешних условий обитания. В целом поставлена цель по сопоставлению раковин моллюсков Азовского и Черного морей, для выяснения условий обитания, в зависимости от экологических факторов, к которым в главном относятся абиотические факторы: температура, соленость, газовый режим, динамика вод, характер грунта, глубина, и биотические факторы: обеспеченность пищей, конкуренция за места обитания, хищники. Комплексы моллюсков Черного и Азовского морей резко изменяются из-за внешних абиотических факторов и показывают нам изменение экологической обстановки в бассейне. Изменение экологии бассейнов Черного и Азовского морей имеет большое значение в прикладных исследованиях по изучению не только двустворчатых моллюсков, но и других морских организмов. Необходимо проводить мониторинг состава, численности, продуктивности и других параметров, влияющих на развитие жизни бассейнов в целом.