Репродуктивные характеристики рака-отшельника Pagurus middendorffii Brandt, 1851 (Decapoda: Paguridae) из залива Петра Великого Японского моря
- Авторы: Корниенко Е.С.1
-
Учреждения:
- Национальный научный центр морской биологии им. А.В. Жирмунского (ННЦМБ) ДВО РАН
- Выпуск: Том 50, № 5 (2024)
- Страницы: 349-360
- Раздел: ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
- Статья одобрена: 02.12.2024
- Статья опубликована: 02.12.2024
- URL: https://bakhtiniada.ru/0134-3475/article/view/271879
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0134347524050039
- ID: 271879
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Изучены некоторые аспекты репродуктивной биологии широко распространенного бореального рака-отшельника Pagurus middendorffii Brandt, 1851. Образцы брали ежемесячно с ноября 2022 г. по ноябрь 2023 г. с глубины 1–3 м в б. Житкова (о-в Русский, зал. Петра Великого, Японское море). Около 38% особей P. middendorffii заражены паразитическими ракообразными. Среди здоровых особей размеры обызвествленной части карапакса (SL) самцов варьировали в диапазоне от 1.9 до 6.6 мм (в среднем 4.53±0.95), самок – от 1.9 до 5.5 мм (в среднем 3.67±0.68), яйценосных самок – от 1.9 до 5.3 мм (в среднем 3.56±0.62 мм). Соотношение самцов и самок изменялось в течение периода исследований от 0.6 до 4.0 и в среднем составило 2.2. Нерест начинался в конце октября и завершался в конце ноября, инкубационный период длился 6.5 мес., эмбриональная диапауза в развитии эмбрионов отсутствовала. Повторный нерест не обнаружен. Сравнительный анализ репродуктивных характеристик раков-отшельников из разных местообитаний показал, что изменение температурного режима отражается на сроках наступления нереста и длительности инкубационного периода, которая у одних видов значительно увеличивается из-за медленного развития эмбрионов при низких температурах, у других – благодаря появлению эмбриональной диапаузы.
Ключевые слова
Полный текст
Раки-отшельники представляют значительную часть макробентосного сообщества литорали и сублиторали. Всеядные мусорщики и детритофаги, они играют заметную роль в морских пищевых цепях и переработке питательных веществ и, благодаря особенностям своей биологии, служат экосистемными инженерами, модифицируя среду обитания и влияя на обилие и распространение других беспозвоночных. Занятая раком-отшельником пустая раковина представляет собой островок твердого субстрата для прикрепления эпибионтов в донных сообществах с мягким грунтом и защищенное пространство для целого сообщества видов (Reiss et al., 2003; Williams, McDermott, 2004). Изучение биологии и жизненного цикла этих декапод, как и других морских беспозвоночных, важно не только для сохранения их биоразнообразия, но и для построения экосистемных и экологических моделей, позволяющих оценить состояние морских ресурсов (Abucay et al., 2023). Особый интерес представляют репродуктивные характеристики обитающих в симпатрии близкородственных видов разного генезиса. Адаптируясь к местным условиям и к сезонным изменениям окружающей среды, эти виды проявляют пластичность, изменяя некоторые репродуктивные характеристики или сохраняя исходные (Корниенко, 2020, 2021). Залив Петра Великого, где обитают раки-отшельники как бореального, так и субтропического происхождения, может послужить тестовой акваторией для изучения этих адаптаций. К тому же для некоторых видов пагурид известны данные по их размножению у берегов Японии, где климат мягче, чем в Приморье. Это позволяет сравнить репродуктивные характеристики животных одного вида, обитающих в разных климатических условиях и оценить степень влияния температуры на размножение.
В зал. Петра Великого отмечены 10 видов раков-отшельников рода Pagurus (Марин и др., 2012; Марин, 2013; Марин, Корниенко, 2014; Marin, 2020). Ранее нами описаны репродуктивные характеристики теплолюбивых видов P. proximus Komai, 2000 (Kornienko et al., 2019) и P. minutus Hess, 1865 (Korn et al., 2018), для которых зал. Петра Великого является северной границей ареала, а также P. brachiomastus (Thallwitz, 1891) (Корниенко, Селин, 2019), который встречается от берегов о-ва Сахалин до Корейского полуострова (Komai et al., 2015; Jung, 2017). Эти раки-отшельники за сезон размножения производят не менее двух кладок. У P. proximus и P. brachiomastus, которые в зал. Петра Великого начинают размножаться в холодное время года, в развитии эмбрионов первой генерации появляется период покоя – эмбриональная диапауза (Корниенко, Селин, 2019; Kornienko et al., 2019); у P. minutus, нерестящегося в теплое время года, развитие идет без диапаузы (Korn et al., 2018).
Рак-отшельник Миддендорфа Pagurus middendorffii Brandt, 1851 – тихоокеанский широко распространенный бореальный вид, встречается на литорали и верхней сублиторали Берингова, Охотского и Японского морей, у Курильских о-вов и у берегов Сахалина и Хоккайдо (Кобякова, 1967; Komai et al., 2015). В конце прошлого столетия этот вид численно преобладал среди прибрежных раков-отшельников зал. Петра Великого, в разных частях залива его доля составляла от 33 до 100% от суммарных оценок обилия этих гидробионтов (Погребов, Кашенко, 1976; Волвенко, 1995). К настоящему времени численность P. middendorffii заметно снизилась, например, в зал. Восток (зал. Петра Великого) в 2014–2015 гг. она не превышала 1.3% от общей численности раков-отшельников (Селин и др., 2016), хотя в 1990-х достигала 46% (Волвенко, 1995). О размножении P. middendorffii в зал. Петра Великого известны некоторые сведения, приведенные в опубликованных в конце прошлого века работах, посвященных динамике численности, росту и продукционной биологии раков-отшельников (Лысенко, Волвенко, 1987; Волвенко, 1995). Согласно результатам исследования репродуктивной биологии P. middendorffii в зал. Хакодате (о-в Хоккайдо, Япония), этот вид за сезон нереста производит единственную генерацию потомства (Wada et al., 1995), но в зал. Петра Великого у P. middendorffi был отмечен повторный нерест (Лысенко, Волвенко, 1987; Волвенко, 1995).
Цель работы – уточнить основные репродуктивные характеристики P. middendorffii из б. Житкова (зал. Петра Великого): сроки нереста, продолжительность инкубационного периода и количество кладок, продуцируемых за сезон размножения; выяснить, присутствует ли в развитии этого рака-отшельника эмбриональная диапауза, рассмотреть адаптации, возникающие у раков-отшельников разного генезиса, обитающих в симпатрии; на основе собственных и литературных данных дать сравнительный анализ репродуктивных характеристик раков-отшельников из разных местообитаний.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Объектом исследования послужил рак-отшельник Pagurus middendorffii. Сбор материала проводили с ноября 2022 г. по декабрь 2023 г. в б. Житкова (о-в Русский, зал. Петра Великого, Японское море), в биотопе, типичном для обитания этого вида (Кобякова, 1967; Волвенко, 1995), тотально на нескольких участках площадью 2–3 га, в диапазоне глубин 1–3 м (рис. 1). Отлов животных производили сотрудники водолазного отдела ННЦМБ ДВО РАН. Пробы брали 1–2 раза в месяц, в мае отбор проб проводили трижды, чтобы не пропустить предполагаемый повторный нерест. Всего отловлено и просмотрено 1303 экз. P. middendorffii (табл. 1).
Рис. 1. Карта-схема района исследования.
Таблица 1. Даты отбора проб, половая структура и количество зараженных особей рака-отшельника Pagurus middendorffii
Дата | Здоровые особи, экз. | Зараженные особи, экз. | ||
Самки | Самцы | |||
без яиц | с яйцами | |||
22.11.2022 | 2 | 10 | 31 | 30 + 3*** |
06.12.2022 | 0 | 26 | 16 | 23 |
10.01.2023 | 1 | 9 | 19 | 12 |
16.02.2023 | 1 | 8 | 11 | 22 |
28.02.2023 | 0 | 12 | 13 | 18 |
23.03.2023 | 0 | 7 | 28 | 24 |
03.04.2023 | 0 | 12 + 1* | 25 | 23 |
18.04.2023 | 0 | 9 | 28 | 27 |
03.05.2023 | 0 | 13 | 19 | 16 |
15.05.2023 | 0 | 6 + 2** | 30 | 17 |
23.05.2023 | 5 | 3** | 32 | 17 |
07.06.2023 | 12 | 0 | 30 | 11 |
27.06.2023 | 10 | 0 | 16 | 19 |
27.07.2023 | 8 | 0 | 27 | 30 |
07.08.2023 | 26 | 0 | 49 | 11 + 1*** |
06.09.2023 | 38 | 0 | 58 | 2*** |
27.09.2023 | 45 | 0 | 37 | 63 + 1*** |
10.10.2023 | 9 | 0 | 13 | 58 + 3*** |
19.10.2023 | 3 | 3 | 13 | 25 + 1*** |
02.11.2023 | 3 | 5 | 24 | 36 + 2*** |
Итого | 163 | 121+1*+ 5** | 519 | 482 + 13*** |
Примечание. *В кладке аномальные яйца; **самки с яйцевыми оболочками на плеоподах; ***особи с паразитической изоподой на плеоне.
Пол животных определяли по расположению гонопоров (на коксоподите 5-го переопода у самцов и третьего – у самок) и наличию четырех непарных плеоподов у самок и трех – у самцов (Tudge et al., 2012). Отмечали количество зараженных особей, на плеоне которых присутствовали экстерны корнеголовых ракообразных или паразитические изоподы (табл. 1). Готовность гонады самок к нересту оценивали визуально.
Для определения сроков нереста и длительности инкубационного периода самок разделили на три категории: самки без яиц, яйценосные самки с яйцами на плеоподах и недавно завершившие вынашивание самки, у которых после выхода личинок в планктон на плеоподах еще сохранились яйцевые оболочки. Основываясь на литературных данных по эмбриологии раков-отшельников (Turra, Leite, 2007), яйценосных самок разделили на три группы в зависимости от степени развития эмбрионов в кладках. Группа 1 (начало развития) – в кладках эмбрионы от зиготы до завершения гаструляции, желток в яйце распределен равномерно. Группа 2 (продолжение развития) – в кладках эмбрионы от начала формирования зародышевого диска до появления глазного пигмента, на месте формирования зародышевого диска появляется зона свободная от желтка, которая по мере развития эмбриона увеличивается и к моменту появления неоформленного темного глазного пигмента занимает 50–70% объема яйца. Группа 3 (завершение развития) – зона свободная от желтка у эмбрионов достигает 70–95%; глазной пигмент в форме полумесяца, к моменту выхода личинок становится округлым. Выделение этих групп основывалось на том, что поздняя гаструла – это критическая точка, в которой может возникнуть остановка эмбрионального развития (эмбриональная диапауза) (Wear, 1974; Moriyasu, Lanteigne, 1998; Webb et al., 2007; Mishima, Henmi, 2008), а начало формирования зародышевого диска свидетельствует о продолжении эмбриогенеза. Вторая точка – появление глазного пигмента – указывает на скорое завершение развития (Turra, Leite, 2007).
У всех животных с помощью стереомикроскопа МБС-10 с точностью до 0.1 мм измеряли длину передней обызвествленной части карапакса (далее по тексту SL или “размер”). Результаты измерений служили основой для построения гистограмм размерного состава исследованных животных и определения зависимости индивидуальной плодовитости (ИП) от размера самок. Для определения ИП отловленных октябре – ноябре самок (41 экз.) фиксировали 70% этанолом, с помощью ножниц удаляли с плеоподов все яйца и прямым подсчетом в камере Богорова определяли количество яиц в кладке. Для аппроксимации зависимости плодовитости (Е) от размера тела (SL) использовали степенное уравнение, которое дало наиболее удовлетворительное совпадение эмпирических и расчетных данных при сравнении ряда альтернативных моделей. Статистическую обработку данных проводили с помощью прикладных программ StatgraphicsPlus 2000 и Excel 2010.
Данные о динамике температуры поверхностных вод в б. Житкова предоставлены Центром коллективного пользования филиала ННЦМБ ДВО РАН “Приморский океанариум”.
РЕЗУЛЬТАТЫ
У значительной части особей Pagurus middendorffii, исследованных за период наблюдений, на плеоне обнаружены паразитические ракообразные. Корнеголовый рак Peltogasterella gracilis отмечен у 97.37% от общего числа зараженных раков-отшельников, остальные инфицированы паразитической изоподой Athelges takanoshimensis, единично встречавшейся в августе–ноябре (табл. 1). Раки-отшельники с экстернами Rhizocephala на плеоне встречались на протяжении всего периода наблюдений, их доля от общего числа исследованных животных варьировала от 7% в январе до 68% в октябре (рис. 2а). Особи с экстернами паразита отсутствовали только в пробе за 6 сентября. Общая доля зараженных особей среди всех исследованных раков-отшельников составила 37.99%.
Рис. 2. Доля здоровых особей Pagurus middendorffii и зараженных паразитическими ракообразными (а), а также соотношение самцов и самок среди здоровых особей (б).
Среди здоровых особей соотношение самцов и самок изменялось в течение периода исследований от 0.6 в декабре 2022 г. до 4.0 в марте того же года и в среднем составило 2.2 (рис. 2б). Размеры самцов (n = 519 экз.) варьировали в диапазоне от 1.9 до 6.6 мм (в среднем 4.53±0.95 мм), самок (n = 289 экз.) – от 1.9 до 5.5 мм (в среднем 3.67±0.68 мм) и яйценосных самок – от 1.9 до 5.3 мм (в среднем 3.56±0.62 мм). Самки, как правило, были представлены особями размером от 2.3 до 5.3 мм (93%), самцы – от 2.7 до 6.3 мм (96.5%) (рис. 3).
Рис. 3. Размерный состав здоровых самцов (n = 519) и самок (n = 289) Pagurus middendorffii и доля самцов в разных размерных группах.
Индивидуальная плодовитость самок с SL от 2.5 до 4.7 мм изменялась соответственно от 343 до 1767 экз. и в среднем составила 836±400 экз. (рис. 4). Зависимость ИП самок от размера тела хорошо аппроксимируется степенным уравнением вида: F = 19.9867∙SL2.8461 (стандартная ошибка линейного коэффициента равна 1.4411, степенного – 0.1236; коэффициент детерминации 93.1%; объем выборки 41 экз.).
Рис. 4. Эмпирические точки и линия регрессии зависимости индивидуальной плодовитости Pagurus middendorffii от размера самок.
Яйценосные самки группы 1 появились во второй половине октября (табл. 1; рис. 5), яйца в кладках находились на начальных стадиях развития и были равномерно заполнены желтком. В ноябре доля яйценосных самок увеличивалась, в первых числах ноября встречались недавно отнерестившиеся самки группы 1 и самки группы 2, в яйцах которых появилось небольшое свободное от желтка пространство, свидетельствующее о начале формирования зародышевого диска. В конце ноября зародышевый диск у эмбрионов виден в кладках всех самок (группа 2). В январе–феврале большая часть яйца все еще заполнена желтком, но пространство, свободное от желтка увеличилось, к концу марта оно занимало около 50% объема яйца. У единичных самок без яиц (SL 2.5 и 2.8 мм), обнаруженных в январе и феврале (рис. 5а), гонады не видны через покровы плеона. На протяжении апреля количество желтка у эмбрионов в кладках продолжало уменьшаться. Во второй половине апреля отмечены самки группы 3, у вынашиваемых ими эмбрионов появился неоформленный темный глазной пигмент, желток занимал менее ¼ объема яйца. У одной из яйценосных самок (SL 4.9 мм) вся кладка была представлена абортивными яйцами, утратившими темную окраску. В мае все яйценосные самки входили в группу 3. К началу мая глазной пигмент приобрел форму полумесяца, у эмбрионов сформированы плеон и максиллипеды, на головогруди появились красные хроматофоры; незначительное количество желтка присутствовало в дорсальной части эмбриона. В середине мая эмбрионы полностью сформировались, глазной пигмент приобрел овальную форму. В это же время появились завершившие инкубацию самки с пустыми яйцевыми оболочками на плеоподах. В конце мая встречались только недавно выпустившие личинок самки с яйцевыми оболочками на плеоподах и самки без яиц. Наблюдение за состоянием гонад самок в мае не выявило особей, готовых к повторному нересту.
Рис. 5. Температура воды в б. Житкова (о-в Русский, Японское море) в течение периода наблюдений и соотношение разных категорий самок Pagurus middendorffii (а) и разных групп яйценосных самок (б).
С июня и до середины октября встречались только самки без яиц. В конце июля – начале августа по мере роста ооцитов и накопления в них темного желтка гонада стала видна сквозь покровы плеона и в начале сентября занимала бóльшую часть пространства внутри него.
ОБСУЖДЕНИЕ
Зараженность паразитическими ракообразными
Известно, что зараженные корнеголовыми ракообразными декаподы подвергаются паразитической кастрации и не участвует в размножении (Исаева, Шуколюк, 2007; Høeg, 1995). В зал. Петра Великого степень зараженности P. middendorffii в 1990-е годы была оценена в 4.62% (Волвенко, 1995), а в 2014–2015 гг. – 20.83% (Корниенко и др., 2018). Среди исследованных нами особей доля зараженных составила более 38%.
Согласно литературным данным, у самок декапод, зараженных корнеголовыми ракообразными, часто наблюдается значительное уменьшение размеров яичников и разрушение их стенки. Воздействие паразита может быть настолько сильным, что гонада самки-хозяина разрушается полностью (Waiho et al., 2021). У самок без яиц, отмеченных нами в январе и феврале (рис. 5), гонады не обнаруживались, хотя размеры животных и их внешняя морфология соответствовали половозрелым особям. Очевидно, что несмотря на отсутствие экстерн корнеголовых ракообразных, эти раки-отшельники уже подверглись паразитической кастрации. Вероятной причиной утраты экстерн могло стать резкое изменение внешних условий. Известно, что понижение солености, в том числе и в результате сезонных дождей, приводит к уменьшению распространенности Rhizocephala на декаподах (Reisser, Forward, 1991; Tolley et al., 2006). В нашем исследовании после обильных осадков в летние месяцы, приведших к значительному опреснению мест обитания раков-отшельников, доля особей P. middendorffii с экстернами корнеголовых ракообразных снизилась вплоть до полного отсутствия их в пробе за 6 сентября (накануне, 30 августа, в регионе за 1 сут выпала трехмесячная норма осадков). Однако в пробе от 27 сентября более чем у 40% особей P. middendorffii на плеоне появились небольшие молодые экстерны. Следовательно, отсутствие экстерн на поверхности тела еще не гарантирует отсутствия паразита внутри организма хозяина, и степень зараженности P. middendorffii может быть выше, чем указано в этой работе.
Размерные и репродуктивные характеристики. Ранее показано, что размер SL P. middendorffii из б. Витязь (зал. Посьета, Японское море) составил от 1.5 мм (осевшая молодь) до 10.1 (самцы) и 8.2 мм (самки) (Лысенко, Волвенко, 1987) В нашем исследовании максимальные значения для обоих полов заметно ниже. Однако средние значения этого показателя выше, чем у P. middendorffii из зал. Хакодате (о-в Хоккайдо), у которых SL в разных частях залива варьировал у самцов от 2.10±0.34 до 3.6±1.53 мм, а у самок – от 1.85±0.22 до 2.88±0.59 мм (Wada, 1999). Считается, что самцы раков-отшельников достигают больших, чем самки, размеров благодаря более высоким темпам роста (Fotheringham, 1976) и действию полового отбора (Asakura, 1995; Contreras-Garduño, Córdoba-Aguilar, 2006). Результаты наших исследований подтверждают эту тенденцию: самки P. middendorffii преобладали среди особей с SL от 2.5 до 3.9 мм, самцов было больше среди крупных особей, раки-отшельники размером 5.7–6.6 мм были представлены только самцами (рис. 3). Ранее показано, что в соотношении полов P. middendorffii как в зал. Петра Великого (Волвенко, 1995), так и в зал Хакодате (Wada et al., 1995) незначительно преобладали самки. В нашем исследовании во все месяцы, за исключением декабря, отмечено преобладание самцов. Снижение доли самок может быть одной из причин снижения численности P. middendorffii в зал. Петра Великого.
По результатам исследования, нерест P. middendorffii длится около месяца с середины октября (температура воды 14–15°С) до середины ноября, (температура воды 7–8°С). В отличие от обитающего в симпатрии с изучаемым раком-отшельником P. proximus, зимний нерест которого продолжается около 5 мес., с конца ноября до конца апреля (Kornienko et al., 2019), нерест P. middendorffii можно характеризовать как синхронный.
Определенные нами значения ИП самок совпадают с данными по плодовитости P. middendorffii из зал. Петра Великого, полученными в конце прошлого столетия (Волвенко, 1995). Плодовитость других видов прибрежных раков-отшельников умеренных вод соответствующего размера, например, P. proximus (см. Kornienko et al., 2019) или P. nigrofascia Komai, 1996 (Mishima, Henmi, 2008), также сопоставима с данными, полученными для P. middendorffii.
Известно, что длительность инкубационного периода во многом зависит от температуры окружающей среды. Если у тропических прибрежных видов P. brevidactylus (Stimpson, 1859) и P. criniticornis (Dana, 1852) при 25°С эмбриональное развитие длится всего около 9 сут (Turra, Leite, 2007), то у видов, обитающих в умеренных широтах, оно более продолжительное. Например, в зал. Хакодате (о-в Хоккайдо, Япония) при 21.5°С инкубационный период у P. filholi (De Man, 1887) продолжался 16 сут (Goshima et al., 1998), а у P. lanuginosus De Haan, 1849 в осенний нерестовый период, когда средняя температура воды снижалась от 19 до 12°С (по данным https://seatemperature.info/hakodate-water-temperature.html) – около 1.5 мес. (Wada et al., 2000). В этом же заливе яйценосные самки P. middendorffii встречались с ноября по март, с наибольшей частотой в декабре–феврале, инкубационный период у них длился около 4 мес. (Wada et al., 1995). По данным того же интернет-источника, среднемесячная температура воды в заливе в этот период снижалась от 12°С в ноябре до 8.4°С в марте, а в феврале могла опускаться до 4°С.
Продолжительность инкубационного периода P. middendorffii в зал. Петра Великого составила около 6.5 мес. Развитие от зиготы до завершения гаструляции проходило при температуре 14–10°С и заняло около двух недель. Следующий этап развития, от начала формирования зародышевого диска до появления неоформленного глазного пигмента, длился около 5 мес. при постепенном снижении температуры от 10–11°С в начале ноября до 0°С и отрицательных значений в январе–марте и завершался при температуре около 5°С во второй половине апреля. Финальный этап занял около 1 мес., температура воды к этому времени повысилась до 10–12°С. Диапауза в развитии эмбрионов не обнаружена, длительный инкубационный период P. middendorffii обусловлен медленными темпами эмбриогенеза. В начале и в конце инкубационного периода P. middendorffii температурные условия в зал. Петра Великого и в зал. Хакодате сопоставимы, но этап от начала формирования зародышевого диска до появления глазного пигмента у эмбрионов в зал. Петра Великого проходит при более низкой температуре, чем в зал. Хакодате, что заметно удлиняет весь процесс эмбрионального развития.
Согласно данным Волвенко (1995), P. middendorffii в зал. Петра Великого нерестится дважды, в октябре и в мае. По нашим наблюдениям, развитие яиц, отложенных в октябре, завершилось только к концу мая. В это время встречались посленерестовые самки с яйцевыми оболочками на плеоподах и самки без яиц, гонады которых не содержали зрелых ооцитов, готовых к вымету. Ни в мае, ни в июне самки с недавно отложенными яйцами не отмечены, что согласуется с данными о единственном нересте этого рака-отшельника у берегов Японии (Wada et al., 1995) и со сведениями о пелагическом периоде жизни P. middendorffii, согласно которым личинки P. middendorffii в планктоне зал. Петра Великого появляются в начале мая и присутствуют на протяжении мая–июня (Корниенко, Корн, 2016). Возможно, отсутствие повторно нерестящихся особей P. middendorffii связано с высокой степенью зараженности паразитическими ракообразными, которая исключает из процесса размножения значительную часть раков-отшельников этого вида, а также со снижением доли самок относительно самцов.
Для широко распространенного бореального вида P. middendorffii нет сведений о его размножении в Охотском и Беринговом морях. На западном побережье Тихого океана зал. Петра Великого – самый северный район, в котором изучали репродуктивные характеристики прибрежных раков-отшельников. Заливы Петра Великого и Хакодате находятся у южной границы ареала P. middendorffii (Komai et al., 2015). Сравнение репродуктивных характеристик раков-отшельников из этих местообитаний показало, что различия между ними невелики: в первом случае нерест P. middendorffii начинается позже, инкубационный период, благодаря более высокой температуре воды в зимнее время, менее продолжительный, и личинки выходят в планктон в апреле, а не в мае.
В симпатрии с P. middendorffii встречаются также теплолюбивые виды P.minutus и P. proximus. В зал. Петра Великого это самые массовые среди прибрежных видов, например, в зал. Восток в разные сезоны доля первого составила от 32.4 до 71.5%, второго – от 14.8 до 45.4% от общей численности прибрежных раков-отшельников (Селин и др., 2016). Их успешное распространение в холодных российских водах стало возможным, в том числе, и благодаря появлению связанных с размножением адаптаций. В зал. Хакодате нерест P. proximus несинхронный, начинается в январе–феврале при температуре воды около 10°С и заканчивается в июне–июле, когда температура воды достигает 21°С. За это время каждая самка вынашивает несколько кладок (Wada, Mima, 2003). Эмбриональная диапауза не отмечена. В зал. Петра Великого сезон размножения этого рака-отшельника более длительный и четко делится на зимний и летний периоды. Начавшийся в декабре при температуре около 5°С зимний несинхронный нерест длится до конца апреля, к этому времени 100% самок в популяции несут на плеоподах яйца. В развитии эмбрионов зимней генерации возникает эмбриональная диапауза, которая значительно удлиняет инкубационный период. Развитие эмбрионов возобновляется в мае, когда температура повышается до 10°С, в июне личинки синхронно выходят в планктон. Летняя генерация яиц развивается без диапаузы, инкубационный период длится меньше 1 мес., и личинки выходят в планктон несинхронно (Kornienko et al., 2019).
Другой теплолюбивый рак-отшельник, P. minutus, у берегов японского о-ва Хонсю нерестится с конца октября по апрель (Nakano et al., 2016; Yasuda et al., 2017), т. е. в наиболее холодное время года. В зал. Петра Великого его нерест приурочен к теплому летнему времени (июнь–август) (Korn et al., 2018). Значения температуры воды в период нереста в обеих популяциях близки, но в прибрежье о-ва Хонсю продолжительность нерестового периода больше, и самки вынашивают несколько кладок за сезон размножения. Сезон размножения в зал. Петра Великого ограничен тремя месяцами, в течение которых самки вынашивают две кладки. В условиях теплой осени в сентябре–октябре они могут отложить еще одну кладку, хотя маловероятно, что эмбрионы этой генерации завершат развитие.
Согласно полученным данным, в б. Житкова (зал. Петра Великого, Японское море) P. middendorffii нерестится в конце октября – ноябре, нерест синхронный, инкубационный период длится около 6.5 мес., эмбриональная диапауза в развитии отсутствует, личинки выходят в планктон в конце мая, повторный нерест не обнаружен. Возможной причиной отсутствия повторного нереста могут быть высокая степень зараженности P. middendorffii паразитическими Rhizocephala и снижение доли самок.
На основе сравнительного анализа репродуктивных характеристик раков-отшельников умеренных широт показано, что обладая разной степенью теплоустойчивости, которая во многом определяется происхождением вида, пагуриды на видовом уровне демонстрируют пластичность репродуктивных характеристик. Их сезон размножения может быть приурочен как к теплому, так и к холодному времени года. В разных местообитаниях одного вида изменение температурного режима отражается на сроках наступления нереста и длительности инкубационного периода, которая у одних видов значительно увеличивается из-за медленного развития эмбрионов при низких температурах, у других – благодаря появлению эмбриональной диапаузы, в результате чего самки производят меньше кладок за сезон размножения. Пелагические стадии – это наиболее уязвимый период жизни раков-отшельников, поэтому изменения репродуктивных характеристик, в первую очередь, направлены на обеспечение выхода личинок в планктон в наиболее благоприятное для их существования и развития время.
БЛАГОДАРНОСТИ
Автор выражает благодарность сотрудникам водолазного отдела ННЦМБ ДВО РАН, в течение года проводившим отлов животных, старшему научному сотруднику лаборатории морфологии и систематики ННЦМБ ДВО РАН Н.И. Селину за конструктивные замечания по тексту статьи, а также переводчикам и анонимным рецензентам за внимательное прочтение рукописи.
ФИНАНСИРОВАНИЕ РАБОТЫ
Данная работа финансировалась за счет средств бюджета Национального научного центра морской биологии им. А.В. Жирмунского ДВО РАН в рамках государственного задания (тема № 1021062912502-3 “Биоразнообразие Мирового океана: таксономия, штрих-кодирование, филогенетика, репродуктивная и эволюционная биология, биогеография”). Никаких дополнительных грантов на проведение или руководство данным конкретным исследованием получено не было.
СОБЛЮДЕНИЕ ЭТИЧЕСКИХ СТАНДАРТОВ
Эксперименты с животными проводились в соответствии с Руководством Национального института здравоохранения по уходу и использованию лабораторных животных (http://oacu.od.nih.gov/regs/index.htm). Проведение экспериментов одобрено Комиссией по биоэтике Национального научного центра морской биологии им. А.В. Жирмунского ДВО РАН (Протокол 3/22 от 24 августа 2022 года).
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ
Автор данной работы заявляет, что у нее нет конфликта интересов.
Об авторах
Е. С. Корниенко
Национальный научный центр морской биологии им. А.В. Жирмунского (ННЦМБ) ДВО РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: kornielena@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8060-6971
Россия, Владивосток 690041
Список литературы
- Волвенко И.В. Механизмы регуляции динамики численности и продукционная биология раков-отшельников. Владивосток: Дальнаука, 1995. 248 с.
- Исаева В.В., Шукалюк А.И. Колониальные корнеголовые ракообразные Crustacea Rhizocephala. М.: Наука, 2007. 132 с.
- Кобякова З.И. Десятиногие раки (Crustacea, Decapoda) залива Посьет (Японское море) // Биоценозы залива Посьет Японского моря. Л.: Наука, 1967. С. 230–247.
- Корниенко Е.С. Репродуктивная стратегия раков-отшельников умеренных широт // Биол. моря. 2020. Т. 46. № 5. С. 304–314. https://doi.org/10.31857/S0134347520050058
- Корниенко Е.С. Оседание личинок и репродуктивная фенология симпатрических видов раков-отшельников умеренных широт // Биол. моря. 2021. Т. 47. № 4. С. 219–227. https://doi.org/10.31857/S0134347521040082
- Корниенко Е.С., Корн О.М. Ключ к определению зоэа массовых видов раков-отшельников (Decapoda: Paguroidea) залива Восток (Японское море) // Биол. моря. 2016. Т. 42. № 5. С. 419–426.
- Корниенко Е.С., Корн О.М., Селин Н.И. Паразитофауна массовых видов прибрежных раков-отшельников залива Восток (Японское море) // Биол. моря. 2018. Т. 44. № 2. С. 80–85.
- Корниенко Е.С., Селин Н.И. Популяционные и репродуктивные характеристики рака-отшельника Pagurus brachiomastus (Thallwitz, 1892) (Decapoda: Paguridae) из залива Петра Великого Японского моря // Биол. моря. 2019. Т. 45. № 3. С. 159–170. https://doi.org/10.1134/S0134347519030082
- Лысенко В.Н., Волвенко И.В. Рост и размножение рака-отшельника Pagurus middendorffi в заливе Посьета Японского моря // Биол. моря. 1987. № 2. С. 58–59.
- Марин И.Н. Малый атлас десятиногих ракообразных России. М.: Т-во науч. изданий КМК, 2013. 145 с.
- Марин И.Н., Корн О.М., Корниенко Е.С. Раки-отшельники Pagurus parvispina Komai, 1997 и Discorsopagurus maclaughlinae Komai, 1995 (Decapoda: Paguridae) – новые виды для фауны российских вод Японского моря // Биол. моря. 2012. Т. 38. № 3. С. 257–259.
- Марин И.Н., Корниенко Е.С. Десятиногие ракообразные (Decapoda) залива Восток Японского моря // Биота и среда заповедников Дальнего Востока. 2014. № 2. С. 49–71.
- Погребов В.Б., Кашенко В.П. Донные сообщества твердых грунтов залива Восток Японского моря // Биологические исследования залива Восток. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1976. С. 63–82.
- Селин Н.И., Корниенко Е.С., Корн О.М. Видовой состав и особенности распределения раков-отшельников (Decapoda: Paguroidea) в заливе Восток Японского моря // Биол. моря. 2016. Т. 42. № 6. С. 458–464.
- Abucay L.R., Sorongon-Yap P., Kesner-Reyes K. et al. Scientific knowledge gaps on the biology of non-fish marine species across European Seas // Front. Mar. Sci. 2023. V. 10. Art. ID 1198137. https://doi.org/10.3389/fmars.2023.1198137
- Asakura A. Sexual differences in life history and resource utilization by the hermit crab // Ecology. 1995. V. 76. № 7. P. 2295–2313. https://doi.org/10.2307/1941703
- Contreras-Garduño J., Córdoba-Aguilar A. Sexual selection in hermit crabs: a review and outlines of future research // J. Zool. 2006. V. 270. № 4. P. 595–605. https://doi.org/10.1111/j.1469-7998.2006.00182.x
- Fotheringham N. Population consequences of shell utilization by hermit crabs // Ecology. 1976. V. 57. P. 570–578.
- Goshima S.K., Kawashima T., Wada S. Mate choice by males of the hermit crab, Pagurus filholi: do males assess ripeness and/or fecundity of females? // Ecol. Res. 1998. V. 13. P. 151–161.
- Høeg J.T. The biology and life cycle of the Rhizocephala (Cirripedia) // J. Mar. Biol. Assoc. U. K. 1995. V. 75. P. 517–550.
- Jung J. Systematic study of the superfamily Paguroidea (Crustacea: Decapoda: Anomura) from Korea. Ph. D./Sc. D. These. Dept. Biol. Sciences. College of Natural Sciences. Seoul. 2017.
- URL: http://s-space.snu.ac.kr/handle/10371/137154?mode=full (дата обращения: 20.02.2018)
- Komai T., Saito Y., Myorin E. A new species of the hermit crab genus Pagurus Fabricius, 1775 (Crustacea: Decapoda: Anomura: Paguridae) from shallow coastal waters in Japan, with a checklist of the East Asian species of the genus // Zootaxa. 2015. V. 3918. № 2. P. 224–238. https://doi.org/10.11646/zootaxa.3918.2.4
- Korn O.M., Kornienko E.S., Selin N.I. Population biology and reproductive characteristics of the hermit crab Pagurus minutus Hess, 1865 (Decapoda: Anomura: Paguridae) in the northern part of the species range (Peter the Great Bay, the Sea of Japan) // Mar. Biol. Res. 2018. V. 14. № 8. P. 846–855. https://doi.org/10.1080/17451000.2018.1503685
- Kornienko E.S., Selin N.I., Korn O.M. Population and reproductive characteristics of the hermit crab Pagurus proximus Komai, 2000 (Decapoda: Anomura: Paguridae) in the northern part of the species range // J. Mar. Biol. Assoc. U.K. 2019. V. 99. № 1. P. 101–109. https://doi.org/10.1017/S0025315417001679
- Marin I.N. The records of Pagurus trigonocheirus (Stimpson, 1858) (Crustacea: Decapoda: Paguridae) from the continental coasts of the Peter the Great Bay of the Sea of Japan with the list of hermit crab species from the area // Zootaxa. 2020. V. 4869. № 2. Art. ID 2. https://doi.org/10.11646/zootaxa.4869.2.7
- Mishima S., Henmi Y. Reproduction and embryonic diapause in the hermit crab Pagurus nigrofascia // Crust. Res. 2008. № 37. P. 26–34. https://doi.org/10.18353/crustacea.37.0_26
- Moriyasu M., Lanteigne C. Embryo development and reproductive cycle in the snow crab, Chionoecetes opilio (Crustacea: Majidae), in the southern Gulf of St. Lawrence, Canada // Can. J. Zool. 1998. V. 76. P. 2040–2048. https://doi.org/10.1139/z98-147
- Nakano R., Yasuda C.I., Koga T. Temporal changes in egg number and size during a single breeding season in the hermit crab Pagurus minutus // Jpn. J. Benthol. 2016. V. 71. P. 32–36 (на яп. яз.). https://doi.org/10.5179/benthos.71.32
- Reiss H., Knäuper S., Kröncke I. Invertebrate associations with gastropod shells inhabited by Pagurus bernhardus (Paguridae) – secondary hard substrate increasing biodiversity in North Sea soft-bottom communities // Sarsia. 2003. V. 88. P. 404–415. https://doi.org/10.1080/00364820310003235.
- Reisser C.E., Forward R.B.Jr. Effect of salinity on osmoregulation and survival of a rhizocephalan parasite, Loxothylacus panopaei, and its crab host, Rhithropanopeus harrisfi // Estuaries. 1991. V. 14. № 1. P. 102–106.
- Tolley S.G., Winstead J.T., Haynes L., Volety A.K. Influence of salinity on prevalence of the parasite Loxothylacus panopaei in the xanthid Panopeus obesus in SW Florida // Dis. Aquat. Org. 2006. V. 70. P. 243–250. https://doi.org/10.3354/dao070243
- Tudge C.C., Asakura A., Ahyong S.T. Infraorder Anomura MacLeay, 1838 // The Crustacea. Leiden; Boston: Brill. 2012. V. 9. Pt. B. P. 221–335.
- Turra A., Leite F.P.P. Embryonic development and duration of incubation period of tropical intertidal hermit crabs (Decapoda, Anomura) // Rev. Bras. Zool. 2007. V. 24. № 3. P. 677–686. https://doi.org/10.1590/S0101-81752007000300020
- Wada S. Environmental factors affecting sexual size dimorphism in the hermit crab Pagurus middendorffii // J. Mar. Biol. Assoc. U.K. 1999. V. 79. P. 953–954. https://doi.org/10.1017/S0025315499001150
- Wada S., Goshima S., Nakao S. Reproductive biology of the hermit crab Pagurus middendorffii Brandt (Decapoda: Anomura: Paguridae) // Crustacean Res. 1995. V. 24. P. 23–32. https://doi.org/10.18353/crustacea.24.0_23
- Wada S., Sonoda T., Goshima S. Temporal size covariation of mating pairs of the hermit crab Pagurus middendorffii (Decapoda: Anomura: Paguridae) during a single breeding season // Crustacean Res. 1996. V. 25. P. 158–164.
- Wada S., Kitaoka H., Goshima S. Reproduction of the hermit crab Pagurus lanuginosus and comparison of reproductive traits among sympatric species // J. Crustacean Biol. 2000. V. 20. № 3. P. 474–478.
- Wada S., Mima A. Reproductive characters of the hermit crab Pagurus proximus Komai, 2000 in Hakodate Bay, Southern Hokkaido, Japan // Crustacean Res. 2003. V. 32. P. 73–78. https://doi.org/10.18353/crustacea.32.0_73
- Waiho K., Glenner H., Miroliubov A. et al. Rhizocephalans and their potential impact on crustacean aquaculture // Aquaculture. 2021. V. 531. Art. ID 735876. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2020.735876
- Wear R.G. Incubation in British decapod Crustacea, and the effects of temperature on the rate and success of embryonic development // J. Mar. Biol. Assoc. U.K. 1974. V. 54. P. 745–762.
- Webb J.B., Eckert G.L., Shirley T.C., Tamone S.L. Changes in embryonic development and hatching in Chionoecetes opilio (Snow Crab) with variation in incubation temperature // Biol. Bull. 2007. V. 213. P. 67–75. https://doi.org/10.2307/25066619
- Williams J.D., McDermott J.J. Hermit crab biocoenoses: a worldwide review of the diversity and natural history of hermit crab associates // J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 2004. V. 305. № 1. P. 1–128. https://doi.org/10.1016/j.jembe.2004.02.020
- Yasuda C.I., Otoda M., Nakano R. et al. Seasonal change in sexual size dimorphism of the major cheliped in the hermit crab Pagurus minutus // Ecol. Res. 2017. V. 32. P. 347–357. https://doi.org/10.1007/s11284-017-1438-3
Дополнительные файлы








