Аннотация результатов, полученных в 2022 году
Проведены исследования потоков биотического вещества в экосистемах малых водоемов лесостепной зоны России, в верховьях р. Хопер на территории и в окрестностях Государственного природного заповедника Приволжская лесостепь (Колышлейский район, Пензенская область). Для анализа количественного состава вещества в трофических потоках водоемов были получены данные о биомассе и продукции рыб и личинок амфибий в разных местообитаниях. На первом этапе была установлена структура сообществ низших позвоночных по численности. В бобровых прудах доминировали верховка Leucaspius delineatus (40%), головастики озерной лягушки Pelophylax ridibundus (34%), личинки обыкновенного тритона Lissotriton vulgaris (20%). В контрольных местообитаниях – русловых ямах – также преобладала верховка (75%), обыкновенный голец Barbatula barbatula (19%), личинок амфибий не было найдено. В пойменных водоемах доминировали головастики чесночницы Pelobates vespertinus (74%), личинки обыкновенного тритона (13%). Рыбы практически отсутствовали, найден лишь один вид – золотой карась Carassius carassius (2%). Численность верховки составляла в среднем 20.4 экз./м2 в русловых ямах и 10.4 экз./м2 в бобровых прудах. Средняя биомасса была 4.1 г/м2 в русловых местообитаниях, и 3.9 г/м2 в прудах. Продукция верховки в исследованных водоемах достигала 0.22 г/м2*сутки. Средняя численность обыкновенного гольца в русле была выше, чем в бобровых прудах (5.5 и 1.3 экз./м2, соответственно). Это же было характерно для его биомассы – 6.1 и 1.5 г/м2, соответственно. Продукция гольца составляла 0.05 г/м2*сутки. Средняя биомасса головастиков чесночницы в исследованных водоемах составила 25 г/м2. Суммарная масса всех головастиков в пойменных водоемах – 35051 г. Продукция головастиков достигала 1.7 г/м2*сутки. С помощью предыдущих оценок численности сеголеток, выходящих из воды после окончания метаморфоза, установлен поток вещества, который переносится чесночницами. В 2022 году этот поток составил 1331 г/год (влажный вес) или 257 г/год (сухой вес). В процессе своего метаморфоза чесночницы суммарно переносили из воды в прибрежные экосистемы 0.65 г/год эйкозапентаеновой и докозагексаеновой кислоты, которые особенно важны для наземных позвоночных, т.к. эффективно образуются в основном в водных экосисемах. Была оценена численность и биомасса ужей Natrix natrix, обитающих в пойменных водоемах р. Хопер. Всего на участке площадью 6000 м2 относительная численность ужей составляла не менее 8 особей/га. Средний вес годовалых особей не имел различий между полами, и колебался от 10 до 11.1 г. Вес взрослых самок колебался в пределах от 55.1 до 89.4 г, самцов от 32.5 до 84.1 г. На основе полученных ранее данных и собранного в 2022 году материала, была посчитана биомасса зообентоса модельного бобрового пруда, и оценена интенсивность вылета амфибиотических насекомых из данного водоема. Общая интенсивность вылета насекомых из прудовой экосистемы составила 12.10±1.11 экз./м2 в сутки, интенсивность выноса биомассы – 49.23±6.17 мг/м2 в сутки. Наиболее значительна и равнозначна в выносе биомассы из прудовой экосистемы роль двукрылых и поденок (70.3%). Потери вторичной продукции зообентоса в сыром весе составили 32%. Для исследований спектра питания головастиков амфибий был проанализирован состав жирных кислот в головастиках озерной лягушки из двух типов местообитаний – бобровых прудов и пойменных водоёмов. Предварительный статистический анализ показал наличие различий в составе ПНЖК в биомассе головастиков из разных местообитаний. Это доказывает биотопическую изменчивость пищевых предпочтений головастиков лягушек и указывает на различия трофических сетей самих водоемов. Суммарные концентрации жирных кислот были в бобровых прудах выше, чем в пойменных водоемах (4.64±1.34 и 3.83±1.16 мг/г сырого веса, соответственно). Достоверные различия между двумя местообитаниями обнаружены для большинства ПНЖК. В частности, в биомассе головастиков из пойменных водоемов достоверно выше концентрации кислот-маркеров бактерий (15-17BFA, 17:0, 18:1n-7). В головастиках из бобровых прудов обнаружены более высокие концентрации кислот маркеров цианобактерий, высших растений (18:2n-6, 18:3n-3) и диатомовых водорослей (20:5n-3), однако эти различия не были достоверными.

Аннотация результатов, полученных в 2023 году
Была установлена роль различных абиотических факторов (глубина, водный режим, зарастание, температура воды, рН, содержание растворенного в воде кислорода), влияющих на различные водные организмы в малых водоемах лесостепной зоны России (бобровых прудах, пойменных водоемах, русловых ямах) и выявлены биотопические различия в их распределение. Были получены новые данные о сезонной и межгодовой динамике этих абиотических характеристик в разнотипных водоемах. Были установлены пищевые предпочтения модельного вида рыб – верховки Leucaspius delineates – в разных местообитаниях, по данным полученным традиционным методом (по содержанию кишечников). По частоте встречаемости компонентов питания преобладали наземные равнокрылые (29.6%), планктонные ракообразные (29.5%) и личинки двукрылых (26.6%). При этом, в разных водоемах пищевые предпочтения были разными. В реке чаще всего в кишечниках обнаруживались ракообразные (39.3%), в бобровых прудах – двукрылые (61.5%). Таким образом, наши результаты показывают, что после запруживания реки бобрами, спектр питания верховки меняется, она переходит с бентосной пищи на зоопланктон, который в бобровых прудах отличается большей численностью и биомассой. Помимо этого, получены данные по содержанию полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) в биомассе верховок. Суммарное содержание жирных кислот составило – 22.1±6.44 мг/г сырой массы, концентрации эйкозопентаеновой кислоты (ЭПК) – 2.2±0.59 мг/г сыр. массы, докозогексаеной кислоты ДГК – 2.1±0.30 мг/г сырой массы, что является относительно высоким показателем для рыб отряда Карпообразных. Была проведена количественная оценка биотического переноса из водных экосистем в наземные на примере насекомых, амфибий и рептилий. Средняя величина потока вещества (сырая масса), выносимого из воды на сушу сеголетками остромордой лягушки (Rana arvalis), составляла 0.19 г/м2 в год. На основе использования метода повторных отловов была установлена абсолютная численность обыкновенных ужей Natrix natrix, обитающих в системе пойменных водоемов, а также половозрастная структура популяции. Биомасса взрослых ужей была оценена в 657 г/га, прирост ужей составлял 260 г/га в год. На основе сравнения видов с коротким (остромордая лягушка) и продолжительным (чесночница Палласа) развитием была оценена роль длительности метаморфоза для накопления ПНЖК личинками амфибий. Различия между выборками этих видов были в наибольшей степени обусловлены различиями в уровнях 18:4n-3 и ∑16PUFA (сумма 16-атомных ПНЖК) (маркёры микроводорослей) с одной стороны, и 24:1 (маркёры высших растений) и С18-20 мононенасыщенных ЖК (продукты синтеза de novo у животных), с другой стороны. Кроме того, по второй размерности обнаружены существенные отличия между головастиками остромордой лягушки Rana arvalis с одной стороны, и головастиками и сеголетками чесночницы Палласа Pelobates vespertinus, с другой стороны, в наибольшей степени вызванные различиями в уровнях 12:0 и 18:4n-3 в их биомассе, а также, 16:1n-7 и 20:5n-3 (ЭПК), синтезируемых диатомовыми водорослями. Жирная кислота 18:4n-3, имевшая относительно высокий уровень в головастиках и сеголетках P. vespertinus и отсутствовавшая в ужах, является маркером криптофитовых и хризофитовых водорослей. Суммарное содержание ЭПК+ДГК у сеголетков обоих видов, а также у обыкновенного ужа было достоверно выше, чем у головастиков, что свидетельствует о накоплении этих незаменимых ПНЖК в биомассе амфибий при метаморфозе, а также в биомассе ужей, как консументов высшего уровня по отношению к амфибиям. Использование жирных кислот в качестве биомаркеров (более высокие уровни незаменимой линолевой кислоты 18:2n-6) показало, что сеголетки остромордой лягушки R. arvalis в своем рационе имеют большую долю наземной пищи, чем сеголетки чесночницы Палласа P. vespertinus. Отличия по маркерам возможно связаны с развитием этих двух видов, которое различается сроками и продолжительностью. Получены первые данные о влиянии ключевого вида – евразийского (речного) бобра Castor fiber на потоки вещества внутри пойменных водоемов. Созданные бобрами микроместообитания (каналы) отличались от незатронутых роющей деятельностью частей водоемов большей глубиной, меньшей степенью зарастания и более высоким уровнем растворенного кислорода. Это влияло на метаморфоз земноводных, так как приводило к перераспределению головастиков и влияло на темпы их развития.