Использование метода вертикального зондирования для регистрации биолюминесценции в антарктическом секторе Атлантического океана
| dc.contributor.author | Мельник, Л. А. | |
| dc.contributor.author | Мельник, А. В. | |
| dc.contributor.author | Машукова, О. В. | |
| dc.contributor.author | Мельников, В. В. | |
| dc.date.accessioned | 2023-12-04T10:24:32Z | |
| dc.date.available | 2023-12-04T10:24:32Z | |
| dc.date.issued | 2023 | |
| dc.description | Bioluminescence is an essential element in the functioning of the pelagic community, which is associated with the key ecological role of light in the life of hydrobionts, inter alia in the formation of their spatial heterogeneity. The luminescence of marine hydrobionts is a manifestation of their vital activity in the form of electromagnetic radiation in the spectrum visible area, and its kinetic patterns are closely related to mechanism generating their chemical reactions and metabolic processes. Global warming, which undoubtedly has affected the Atlantic sector of Antarctica, caused serious structural and functional alterations in the pelagic community with repercussion on marine bioluminescence, an expressive indicator of environmental conditions. We aimed at studying the possibility of using the method of multiple vertical sounding by the hydrobiophysical complex “Salpa-M,” with simultaneous capture of biophysical and hydrological parameters at one station, to investigate the structure and length of fields of luminescence in Antarctic waters. The paper provides the technique for analyzing structural characteristics of bioluminescence, as well as material obtained during the 79th Antarctic expedition onboard the RV “Akademik Mstislav Keldysh.” The core of the sounding method is raising (or lowering) the bathyphotometer “Salpa-M” at a constant speed in a given layer [usually, it is the upper productive (0–200 m) or the photic (0–100 m) layer] in the RV’s drift. Planktonic bioluminescent organisms, which are the main contributors to the formation of the bioluminescent potential of the pelagial, mostly illuminate when stimulated. Therefore, a bathyphotometer moving at a constant speed creates a standard level of the mechanical stimulation of bioluminescent organisms, and this allows to compare correctly the results of measurements for the vertical structure of the field of bioluminescence carried out in different areas and under various weather conditions (rolling, wind drift, etc.). The paper presents a fairly large data set of the integral bioluminescent signal at different horizons. Primary data on bioluminescence intensity, temperature values, electrical conductivity, and photosynthetically active radiation were obtained at 18 hydrographic stations in the studied water area of the Atlantic sector of Antarctica. The article considers an important issue related to the change in seawater bioluminescence in the Atlantic sector of Antarctica studied by the vertical sounding at different levels with a bioluminescent probe. When investigating bioluminescence, its vertical variability in the upper productive layer was determined in relation to features of plankton distribution. As a result, it was found out that the luminescence of Antarctic waters in the photic layer of this area occurs within the range from 8.4 × 10−12 to 104.42 × 10−12 W·cm−2·L−1. Bioluminescence peaks (up to 104 × 10−12 W·cm−2·L−1) were recorded under the thermocline at a 45-m depth in the areas of concentration of the salp Salpa thompsoni Foxton, 1961 near the hydrological front, at a distance of about 6–7 miles on either its side. It is shown that the method of vertical sounding in Antarctic waters allows expressing the fields and the structure of aggregations of luminescent organisms. | |
| dc.description.abstract | 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. | |
| dc.identifier.citation | Мельник Л. А., Мельник А. В., Машукова О. В., Мельников В. В. Использование метода вертикального зондирования для регистрации биолюминесценции в антарктическом секторе Атлантического океана // Морской биологический журнал. 2023. Т. 8, № 4. С. 64-73. | |
| dc.identifier.doi | 10.21072/mbj.2023.08.4.05 | |
| dc.identifier.other | УДК: 57.087:591.148(269.4) | |
| dc.identifier.other | DOI: 10.21072/mbj.2023.08.4.05 | |
| dc.identifier.uri | https://repository.marine-research.ru/handle/299011/13538 | |
| dc.language.iso | ru | |
| dc.subject | интенсивность биолюминесценции, Атлантический сектор Антарктики, фотический слой, вертикальное зондирование, планктон | |
| dc.subject | bioluminescence intensity, Atlantic sector of Antarctica, euphotic zone, vertical sounding, plankton | |
| dc.title | Использование метода вертикального зондирования для регистрации биолюминесценции в антарктическом секторе Атлантического океана | |
| dc.title.alternative | Using the vertical sounding method for recording bioluminescence in the Antarctic sector of the Atlantic Ocean | |
| local.creator.alternative | Melnik, L. A. | |
| local.creator.alternative | Melnik, A. V. | |
| local.creator.alternative | Mashukova, O. V. | |
| local.creator.alternative | Melnikov, V. V. | |
| oaire.citation.endPage | 73 | |
| oaire.citation.startPage | 64 |
Файлы
Контейнер файлов
1 - 1 из 1