Засоление пресной воды — глобальная экологическая проблема, связанная с повышением концентрации солей в водных экосистемах. Зачастую это результат антропогенного воздействия, включая добычу природных ресурсов, сельское хозяйство и использование антигололедных реагентов на дорогах. Соли проникают в близлежащие водоемы через грунтовые воды и стоки, что негативно влияет на экосистемы, качество воды и биоразнообразие. Повышенная соленость оказывает влияние на все звенья водной экосистемы, в том числе на планктонных рачков, которые важны для самоочищения воды и служат кормом для рыб.
Чаще всего развитие популяций планктонных рачков в северных широтах циклично. Летом для них типично быстрое размножение, когда самочки каждые несколько дней рожают живых потомков. К осени они меняют стратегию размножения и образуют покоящиеся яйца в защитной хитиновой капсуле. В ней находится эмбрион на ранних стадиях развития в заторможенном состоянии. Весной из яиц вылупляются молодые рачки, и популяция повторяет цикл сезонного развития. Такие яйца устойчивы к различным неблагоприятным условиям, к которым относится повышение солености воды. Считается, что накопившиеся на дне водоема запасы покоящихся яиц — это своеобразная страховка от вымирания. Они позволяют рачкам восстановиться после нормализации условий.
Ученые ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» вместе с коллегами оценили влияние повышенной солености и возраста покоящихся яиц на выживаемость и плодовитость самок одного из широко распространенных видов планктонных рачков — Moina macrocopa. В эксперименте использовались уровни засоления воды, не выходящие за критические значения для выживания животных и вылупления покоящихся яиц.
Специалисты отметили существенную разницу в интенсивности вылупления покоящихся яиц разного возраста. Из более старых, 4-летних яиц рождалось меньше особей, чем из более свежих, 1-летних яиц. Исследователи пришли к выводу, что запасы старых яиц имеют меньшее значение для восстановления популяции рачков. При этом использованные в экспериментах уровни солености не влияли на успех вылупления покоящихся яиц.
Однако соленость отражалась на выживаемости вылупившихся рачков. При солености 3,5 граммов на литр выживаемость животных резко снижалась как для молодых, так и для старых яиц. Самки, вылупившиеся в условиях повышенной солености, имели более короткую продолжительность жизни, сниженную скорость роста, производили меньше кладок и потомков.
«Мы предполагаем, что эмбрион чувствителен к действию повышенной солености на ранней стадии развития. Фактор стресса — соленость, присутствующий при вылуплении самок, влияет на жизненный цикл рачков. Самки живут в два раза меньше и производят меньше потомства. Еще одним важным результатом является то, что мы продемонстрировали разницу в успешности вылупления покоящихся яиц разного возраста. К тому же самки из старых яиц более чувствительны к солёности. Наши результаты ставят под сомнение часто предполагаемую способность банков покоящихся яиц обеспечивать выживание природных популяций рачков при временном засолении водоема и последующем восстановлении качества воды.В исследовании также принимали участие специалисты Государственного природного заповедника «Хакасский». Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда и Красноярского краевого фонда науки.
При небольшой солености из покоящихся яиц рачки все еще вылупляются, однако живут и размножаются существенно хуже, чем в пресной воде. В результате запасы покоящихся яиц истощаются. Это может оказаться критичным для сохранения биоразнообразия в условиях глобальной тенденции засоления природных экосистем», — пояснила научный сотрудник Института биофизики СО РАН кандидат биологических наук Татьяна Сергеевна Лопатина.
