Using the vertical sounding method for recording bioluminescence in the Antarctic sector of the Atlantic Ocean

Аннотация

Биолюминесценция — существенный элемент функционирования пелагического сообщества, что связано с важнейшей экологической ролью света в жизни гидробионтов, в том числе в формировании их пространственной неоднородности. Свечение морских гидробионтов — это проявление их жизнедеятельности в форме электромагнитного излучения в видимой области спектра, кинетические закономерности которого тесно связаны с механизмом порождающих их химических реакций и процессов метаболизма. Глобальное потепление, охватившее и Атлантический сектор Антарктики, вызвало серьёзные структурно-функциональные изменения пелагического сообщества, которые отражаются на морской биолюминесценции — экспрессивном показателе состояния среды. Целью работы было изучить возможность применения метода многократного вертикального зондирования гидробиофизическим комплексом «Сальпа-М» с одновременной фиксацией биофизических и гидрологических параметров на одной станции для исследования структуры и протяжённости полей свечения антарктических вод. В статье представлены метод изучения структурных характеристик биолюминесценции и материалы, полученные во время 79-й антарктической экспедиции на НИС «Академик Мстислав Келдыш». Суть метода зондирования состоит в подъёме (или опускании) батифотометра «Сальпа-М» с постоянной скоростью в заданном слое [обычно это верхний продуктивный (0–200 м) или фотический (0–100 м) слой] в дрейфе судна. Планктонные биолюминесценты, вносящие основной вклад в формирование биолюминесцентного потенциала пелагиали, высвечиваются, как правило, только при раздражении. Именно поэтому движущийся с постоянной скоростью батифотометр создаёт стандартный уровень их механического раздражения, что позволяет корректно сравнивать результаты измерений вертикальной структуры поля биолюминесценции, выполняемых в разных регионах и при различных погодных условиях (качка, ветровой снос и т. д.). В работе представлен набор данных об интегральном биолюминесцентном сигнале на разных горизонтах. На 18 гидрографических станциях в исследуемой акватории Атлантического сектора Антарктики были получены первичные данные интенсивности биолюминесценции, значений температуры, электропроводности и фотосинтетически активной радиации. В статье рассмотрен важный вопрос, который связан с изменением биолюминесценции морской воды в Атлантическом секторе Антарктики, изученной методом вертикального зондирования на разных уровнях с помощью биолюминесцентного зонда. При исследовании биолюминесценции выполняли определение вертикальной изменчивости свечения в верхнем продуктивном слое в связи с особенностями распределения планктона. В результате было установлено, что свечение антарктических вод в фотическом слое этого района происходит в пределах от 8,4 × 10⁻¹² до 104,42 × 10⁻¹² Вт·см⁻²·л⁻¹. Пики биолюминесценции (до 104 × 10⁻¹² Вт·см⁻²·л⁻¹) фиксировали под термоклином на глубине 45 м в зонах концентрации сальп Salpa thompsoni Foxton, 1961 вблизи гидрологического фронта, на расстоянии около 6–7 миль по обе стороны от него. Показано, что метод вертикального зондирования в антарктических водах даёт возможность экспресс-регистрации полей и структуры скопления светящихся организмов.

Ключевые слова: интенсивность биолюминесценции, Атлантический сектор Антарктики, фотический слой, вертикальное зондирование, планктон