Species composition of the microalgal community in sea ice and under-ice water in bays of Russky Island (Peter the Great Bay, Sea of Japan)
##plugins.themes.ibsscustom.article.main##
Google Scholar
##plugins.themes.ibsscustom.article.details##
Abstract
Sea ice can serve as a habitat for microalgae which can adapt to its unique conditions and successfully reproduce in it. This paper continues the analysis of material obtained for the first time from sea ice in two bays of Russky Island (the Sea of Japan) in 2020–2021 aimed at studying layer-by-layer distribution of the qualitative and quantitative composition of inhabiting microalgae. The taxonomic analysis allowed for identifying 87 species of microalgae from 48 genera and 7 phyla. The maximum species richness was characteristic of the Bacillariophyta phylum (57–100% of the species number in an ice layer). Algal flora of sea ice and under-ice water was formed mainly by benthic cosmopolites. The composition of dominant species varied depending on year, bay, and depth of an ice layer; the prevailing species were Chaetoceros socialis f. radians, Cylindrotheca closterium, Navicula septentrionalis, Nitzschia frigida, Thalassiosira gravida, T. nordenskioeldii, and Plagioselmis sp. Species composition varied most significantly between years of the study. Differences in species composition were also noted between bays and biotopes, as well as depending on the position of the layer in the ice column.
Authors
References
Барабанщиков Ю. А., Тищенко П. Я., Семкин П. Ю., Волкова Т. И., Звалинский В. И., Михайлик Т. А., Сагалаев С. Г., Сергеев А. Ф., Тищенко П. П., Швецова М. Г., Шкирникова Е. М. Сезонные гидролого-гидрохимические исследования бухты Воевода (Амурский залив, Японское море) // Известия ТИНРО. 2015. Т. 180. С. 161–178. [Barabanshchikov Yu. A., Tishchenko P. Ya., Semkin P. Yu., Volkova T. I., Zvalinsky V. I., Mikhailik T. A., Sagalaev S. G., Sergeev A. F., Tishchenko P. P., Shvetsova M. G., Shkirnikova E. M. Seasonal hydrological and hydrochemical surveys in the Voevoda Bay (Amur Bay, Japan Sea). Izvestiya TINRO, 2015, vol. 180, pp. 161–178. (in Russ.)]. https://doi.org/10.26428/1606-9919-2015-180-161-178
Барабанщиков Ю. А., Тищенко П. Я., Семкин П. Ю., Михайлик Т. А., Косьяненко А. А. Условия образования лечебных грязей в бухте Воевода (Амурский залив, Японское море) // Известия ТИНРО. 2018. Т. 192. С. 167–176. [Barabanshchikov Yu. A., Tishchenko P. Ya., Semkin P. Yu., Mikhailik T. A., Kosyanenko A. A. Conditions of forming for therapeutic mud in the Voevoda Bay (Amur Bay, Japan Sea). Izvestiya TINRO, 2018, vol. 192, pp. 167–176. (in Russ.)]. https://doi.org/10.26428/1606-9919-2018-192-167-176
Бегун А. А., Орлова Т. Ю., Звягинцев А. Ю. Фитопланктон Амурского залива Японского моря в районе г. Владивостока // Альгология. 2003. Т. 13, № 2. С. 204–215. [Begun A. A., Orlova T. Yu., Zvyagintsev A. Yu. Phytoplankton of Amur Bay in the Sea of Japan near Vladivostok. Al’gologiya, 2003, vol. 13, no. 2, pp. 204–215. (in Russ.)]. https://elibrary.ru/ahnogo
Бегун А. А., Звягинцев А. Ю., Масленников С. И. Фитопланктон в районе очистных сооружений г. Владивостока (Амурский залив, Японское море) // Научные труды Дальрыбвтуза. 2011. Т. 24. С. 3–12. [Begun A. A., Maslennikov S. I., Zvyagintsev A. Yu. Phytoplankton in treatment facilities area near Vladivostok (Amurskii Bay, Japan Sea). Nauchnye trudy Dal’rybvtuza, 2011, vol. 24, pp. 3–12. (in Russ.)]. https://elibrary.ru/oirajb
Бойченко Т. В., Христофорова Н. К., Емельянов А. А. Микробная индикация загрязнения поверхностных вод бухты Новик (остров Русский, залив Петра Великого, Японское море) // Известия ТИНРО. 2019. Т. 198. С. 186–194. [Boychenko T. V., Khristoforova N. K., Emelyanov A. A. Microbial indication of pollution for the surface waters in the Novik Bay (Russky Island, Peter the Great Bay, Japan Sea). Izvestiya TINRO, 2019, vol. 198, pp. 186–194. (in Russ.)]. https://doi.org/10.26428/1606-9919-2019-198-186-194
Буйницкий В. Х. Морские льды и айсберги Антарктики. Ленинград : Изд-во ЛГУ, 1973. 256 с. [Buinitskii V. Kh. Morskie l’dy i aisbergi Antarktiki. Leningrad : Izd-vo LGU, 1973, 256 p. (in Russ.)]
Звалинский В. И., Марьяш А. А., Стоник И. В., Швецова М. Г., Сагалаев С. Г., Бегун А. А., Тищенко П. Я. Продукционные и гидрохимические характеристики льда, подлёдной воды и донных осадков эстуария реки Раздольной (Амурский залив, Японское море) в период ледостава // Биология моря. 2010. Т. 36, № 3. С. 186–195. [Zvalinsky V. I., Maryash A. A., Shvetsova M. G., Sagalaev S. G., Tishchenko P. Y., Stonik I. V., Begun A. A. Production and hydrochemical characteristics of ice, under-ice water and sediments in the Razdolnaya River estuary (Amursky Bay, Sea of Japan) during the ice cover period. Biologiya morya, 2010, vol. 36, no. 3, pp. 186–195. (in Russ.)]. https://elibrary.ru/ouiphz
Коновалова Г. В. Динофлагелляты (Dinophyta) дальневосточных морей России и сопредельных акваторий Тихого океана. Владивосток : Дальнаука, 1998. 300 с. [Konovalova G. V. Dinoflagellyaty (Dinophyta) dal’nevostochnykh morei Rossii i sopredel’nykh akvatorii Tikhogo okeana. Vladivostok : Dal’nauka, 1998, 300 p. (in Russ.)]
Коновалова Г. В., Орлова Т. Ю., Паутова Л. А. Атлас морского фитопланктона Японского моря. Ленинград : Наука, 1989. 160 с. [Konovalova G. V., Orlova T. Yu., Pautova L. A. Atlas morskogo fitoplanktona Yaponskogo morya. Leningrad : Nauka, 1989, 160 p. (in Russ.)]
Кузнецов Л. Л. Хлорофиллы и первичная продукция микроводорослей, связанных со льдом Амурского залива Японского моря // Биология моря. 1980. № 5. С. 72–74. [Kuznetsov L. L. Chlorophylls and primary production of microalgae connected with ice of the Amur Bay (Sea of Japan). Biologiya morya, 1980, no. 5, pp. 72–74. (in Russ.)]
Мельников И. А. Экосистема арктического морского льда. Москва : АН СССР, 1989. 192 с. [Mel’nikov I. A. Ekosistema arkticheskogo morskogo l’da. Moscow : AN SSSR, 1989, 192 p. (in Russ.)]
Мельников И. А., Бондарчук Л. Л. К экологии массовых скоплений колониальных диатомовых водорослей под арктическим дрейфующим льдом // Океанология. 1987. Вып. 2. С. 317–321. [Mel’nikov I. A, Bondarchuk L. L. To the ecology of the mass aggregations of colonial diatom algae under the arctic drifting sea ice. Okeanologiya, 1987, iss. 2, pp. 317–321. (in Russ.)]
Мельниченко Н. А., Тювеев А. В., Лазарюк А. Ю., Савченко В. Г., Кустова Е. В. Особенности формирования вертикальной структуры льда в бухте Новик (о-в Русский) по данным ЯМР и МРТ // Вестник Дальневосточного отделения Российской академии наук. 2017. № 4 (194). С. 70–80. [Mel’nichenko N. A., Tyuveev A. V., Lazaryuk A. Yu., Savchenko V. G., Kustova E. V. Particular features of forming sea ice vertical structure in the Novik Bay (the Russian Island) by NMR and MRT. Vestnik Dal’nevostochnogo otdeleniya Rossiiskoi akademii nauk, 2017, no. 4 (194), pp. 70–80. (in Russ.)]. https://elibrary.ru/zndttz
Мельниченко Н. А., Тювеев А. В., Лазарюк А. Ю., Савченко В. Г., Харламов П. О., Юрцев А. Ю., Марьина Е. Н. Вертикальное распределение содержания рассола, температуры и солёности в припайных льдах бухты Новик (о-в Русский) залива Петра Великого // Вестник Дальневосточного отделения Российской академии наук. 2014. № 5 (177). С. 32–38. [Mel’nichenko N. A., Tyuveev A. V., Lazaryuk A. Yu., Savchenko V. G., Kharlamov P. O., Yurtsev A. Yu., Mar’yina E. N. Vertical distribution of brine content, temperature and salinity in land fast ice of the Novik Bay (Russky Island) of Peter the Great Bay. Vestnik Dal’nevostochnogo otdeleniya Rossiiskoi akademii nauk, 2014, no. 5 (177), pp. 32–38. (in Russ.)]. https://elibrary.ru/tndocn
Орлова Т. Ю., Стоник И. В., Шевченко О. Г. Флора микроводорослей планктона Амурского залива Японского моря // Биология моря. 2009. Т. 35, № 1. С. 48–61. [Orlova T. Yu., Stonik I. V., Shevchenko O. G. Flora of planktonic microalgae of Amursky Bay, Sea of Japan. Biologiya morya, 2009, vol. 35, no. 1, pp. 48–61. (in Russ.)]. https://doi.org/10.1134/S106307400901009X
Пономарёва А. А. Структура и динамика фитопланктона в бухте Парис (залив Петра Великого, Японское море) : дис. … канд. биол. наук : 03.02.10. Владивосток : ННЦМБ ДВО РАН, 2017. 171 с. [Ponomareva A. A. Struktura i dinamika fitoplanktona v bukhte Paris (zaliv Petra Velikogo, Yaponskoe more). [dissertation]. Vladivostok : NNTsMB DVO RAN, 2017, 171 p. (in Russ.)]. https://elibrary.ru/zqepgn
Радченко И. Г., Капков В. И., Федоров В. Д. Практическое руководство по сбору и анализу проб морского фитопланктона : учебно-методическое пособие для студентов биологических специальностей университетов. Москва : Мордвинцев, 2010. 60 с. [Radchenko I. G., Kapkov V. I., Fedorov V. D. Prakticheskoe rukovodstvo po sboru i analizu prob morskogo fitoplanktona : uchebno-metodicheskoe posobie dlya studentov biologicheskikh spetsial’nostei universitetov. Moscow : Mordvintsev, 2010, 60 p. (in Russ.)]
Рябушко Л. И. Диатомовые водоросли верхней сублиторали северо-западной части Японского моря : дис. … канд. биол. наук : 03.00.18. Севастополь, 1986. 244 с. [Ryabushko L. I. Diatomovye vodorosli verkhnei sublitorali severo-zapadnoi chasti Yaponskogo morya. [dissertation]. Sevastopol, 1986, 244 p. (in Russ.)]
Рябушко Л. И., Бегун А. А. Диатомовые водоросли микрофитобентоса Японского моря : в 2 т. Симферополь ; Севастополь : Н.Оріанда, 2015. Т. 1. 288 с. [Ryabushko L. I., Begun A. A. Diatoms of Microphytobenthos of the Sea of Japan : in 2 vols. Simferopol ; Sevastopol : N.Orianda, 2015, vol. 1, 288 p. (in Russ.)]. https://repository.marine-research.ru/handle/299011/7924
Стоник И. В. Качественный и количественный состав фитопланктона бухты Золотой Рог Японского моря // Известия ТИНРО. 2018. Т. 194. С. 167–174. [Stonik I. V. Qualitative and quantitative composition of phytoplankton in the Golden Horn Bay, Japan Sea. Izvestiya TINRO, 2018, vol. 194, pp. 167–174. (in Russ.)]. https://doi.org/10.26428/1606-9919-2018-194-167-174
Усачёв П. И. Микрофлора полярных льдов // Труды Института океанологии. 1949. Т. 3. С. 216–259. [Usachev P. I. Mikroflora polyarnykh l’dov. Trudy Instituta okeanologii, 1949, vol. 3, pp. 216–259. (in Russ.)]
Христофорова Н. К., Бойченко Т. В., Емельянов А. А., Попова А. В. Микробиологический контроль состояния вод бухты Новик (залив Петра Великого, Японское море) // Известия ТИНРО. 2017. Т. 189. С. 121–130. [Khristoforova N. K., Boychenko T. V., Emelyanov A. A., Popova A. V. Microbiological control of the water condition in the Novik Bay (Peter the Great Bay, Japan Sea). Izvestiya TINRO, 2017, vol. 189, pp. 121–130. (in Russ.)]. https://doi.org/10.26428/1606-9919-2017-189-121-130
Христофорова Н. К., Дёгтева Ю. Е., Бердасова К. С., Емельянов А. А., Лазарюк А. Ю. Химико-экологическое состояние вод бухты Новик (остров Русский, зал. Петра Великого, Японское море) // Известия ТИНРО. 2016. Т. 186. С. 135–144. [Khristoforova N. K., Degteva Yu. E., Berdasova K. S., Emelyanov A. A., Lazaryuk A. Yu. Chemical and ecological state of the waters in the Novik Bay (Russky Island, Peter the Great Bay, Japan Sea). Izvestiya TINRO, 2016, vol. 186, pp. 135–144. (in Russ.)]. https://doi.org/10.26428/1606-9919-2016-186-135-144
Шевченко О. Г., Тевс К. О., Шулькин В. М. Комплексный мониторинг фитопланктона в мелководной бухте залива Петра Великого (Японское море): динамика хлорофилла «а» и биогенных элементов // Известия ТИНРО. 2020. Т. 200, вып. 1. С. 141–154. [Shevchenko O. G., Tevs K. O., Shul’kin V. M. Integrated monitoring of phytoplankton in a shallow inlet of Peter the Great Bay (Japan Sea): Dynamics of chlorophyll a and nutrients. Izvestiya TINRO, 2020, vol. 200, iss. 1, pp. 141–154. (in Russ.)]. https://doi.org/10.26428/1606-9919-2020-200-141-154
Юрикова Е. А., Бегун А. А. Количественная структура сообщества микроводорослей морского льда (остров Русский, залив Петра Великого, Японское море) // Морской биологический журнал. 2022. Т. 7, № 2. С. 98–112. [Yurikova E. A., Begun A. A. Quantitative structure of the sea ice microalgae community (Russky Island, Peter the Great Bay, Sea of Japan). Marine Biological Journal, 2022, vol. 7, no. 2, pp. 98–112. (in Russ.)]. https://doi.org/10.21072/mbj.2022.07.2.08
Identifying Marine Phytoplankton / T. R. Carmelo (Ed.). San Diego, CA : Academic Press, 1997, 874 p. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-693018-4.X5000-9
Clarke K. R., Gorley R. N. PRIMER version 7: User Manual / Tutorial. Plymouth, UK : PRIMER-E, 2015, 296 p.
Clarke K. R., Warwick R. M. Change in Marine Communities: An Approach to Statistical Analysis and Interpretation. 2nd edition. Plymouth : PRIMER-E, 2001, 176 p.
Ewert M., Deming J. W. Sea ice microorganisms: Environmental constraints and extracellular responses. Biology, 2013, vol. 2, iss. 2, pp. 603–628. https://doi.org/10.3390/biology2020603
Hoppenrath M., Elbrächter M., Drebes G. Marine Phytoplankton: Selected Microphytoplankton Species from the North Sea Around Helgoland and Sylt. Stuttgart : E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung, 2009, 264 p.
Kauko H. M., Olsen L. M., Duarte P., Peeken I., Granskog M. A., Johnsen G., Fernández-Méndez M., Pavlov A. K., Mundy Ch. J., Assmy Ph. Algal colonization of young Arctic sea ice in spring. Frontiers in Marine Science, 2018, no. 5, art. no. 199 (20 p.). https://doi.org/10.3389/fmars.2018.00199
Leu E., Mundy Ch. J., Assmy Ph., Campbell K., Gabrielsen T. M., Gosselin M. Arctic spring awakening – steering principles behind the phenology of vernal ice algal blooms. Progress in Oceanography, 2015, vol. 139, pp. 151–170. https://doi.org/10.1016/j.pocean.2015.07.012
Olsen L. M., Laney S. R., Duarte P., Kauko H. M., Fernández-Méndez M., Mundy Ch. J., Rösel A., Meyer A., Itkin P., Cohen L., Peeken I., Tatarek A., Róźańska-Pluta M., Wiktor J., Taskjelle T., Pavlov A. K., Hudson S. R., Granskog M. A., Hop H., Assmy Ph. The seeding of ice algal blooms in Arctic pack ice: The multiyear ice seed repository hypothesis. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, 2017, vol. 122, iss. 7, pp. 1529–1548. https://doi.org/10.1002/2016JG003668
Ratkova T. N., Wassmann P. Sea ice algae in the White and Barents seas: Composition and origin. Polar Research, 2005, vol. 24, no. 1–2, pp. 95–110. https://doi.org/10.3402/polar.v24i1.6256
Ryabushko L. I., Balycheva D. S., Bondarenko A. V., Zheleznova S. N., Begun A. A., Stonik I. V. Different aspects of studying a diatom Cylindrotheca closterium (Ehrenberg) Reimann et Lewin, 1964 in natural and laboratory conditions. Marine Biological Journal, 2019, vol. 4, no. 2, pp. 52–62. https://doi.org/10.21072/mbj.2019.04.2.06
Semkin P., Tishchenko P., Pavlova G., Barabanshchikov Yu., Tishchenko P., Shvetsova M., Shkirnikova E., Fedorets Yu. O2 and CO2 responses of the synaptic period to under-ice phytoplankton bloom in the eutrophic Razdolnaya River estuary of Amur Bay, the Sea of Japan. Journal of Marine Science and Engineering, 2022, vol. 10, iss. 12, art. no. 1798 (17 p.). https://doi.org/10.3390/jmse10121798
Sorokin Y. I., Konovalova G. V. Production and decomposition of organic matter in a bay of the Japan Sea during the winter diatom bloom. Limnology and Oceanography, 1973, vol. 18, iss. 6, pp. 962–967. https://doi.org/10.4319/lo.1973.18.6.0962
Utermöhl H. Zur Vervollkommnung der quantitativen Phytoplankton-Methodik. Internationale Vereinigung für theoretische und angewandte Limnologie: Mitteilungen, 1958, vol. 9, iss. 1, pp. 1–38. https://doi.org/10.1080/05384680.1958.11904091
Van Leeuwe M. A., Tedesco L., Arrigo K. R., Assmy Ph., Campbell K., Meiners K. M. Microalgal community structure and primary production in Arctic and Antarctic sea ice: A synthesis. Elementa: Science of the Anthropocene, 2018, vol. 6, art. no. 4 (25 p.). https://doi.org/10.1525/elementa.267
