Alien Species in the Plankton Community of the Volga-Don Shipping Canal

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

In August 2023, a study of the plankton community of the sluice chambers of the Volga-Don shipping Canal named after V.I. Lenin and adjacent territories (the Volga River near Volgograd, between the locks and in the Tsimlyansk reservoir near Kalach-on-Don) was conducted. Alien species from various biogeographic complexes have been recorded in all its components (phyto-, proto- and metazooplankton). Skeletonema subsalsum (A. Cleve) Bethge, 1928 as part of the phytoplankton is from the Ponto-Caspian complex. The marine species Leprotintinnus pellucides (Cleve, 1899) is included as part of the ciliates. 9 species from various biogeographic complexes were found in zooplankton, namely: Heterocope caspia Sars G.O., 1897, Eurytemora caspica Sukhikh & Alekseev, 2013, Cercopagis (Cercopagis) pengoi (Ostroumov, 1891) from Ponto-Caspian; Cornigerius maeoticus (Pengo, 1879) from Ponto-Azov; Calanipeda aquaedulcis Krichagin, 1873 from the Mediterranean; Thermocyclops taihokuensis, Harada, 1931 from the East Asian; American Acanthocyclops americanus (Marsh, 1893) and Moina cf. micrura Kurz, 1875 with uncertain status. It has been established that, despite the intensive mixing of water in the sluice chambers, alien species are actively developing and entering the rank of dominant ones. The proportion of dead Copepoda individuals in sluice chambers is lower than that of Cladocera. However, the abundance of Cladocera is so large that even with high mortality, they are part of the dominant complex of species, while some zooplankter individuals were in an active reproductive state. Significant abiotic factors for alien species in the the Volga-Don shipping Canal were electrical conductivity (for Heterocope caspia, Moina cf. micrura and Acanthocyclops americanus) and temperature (for Skeletonema subsalsum). For crustaceans consuming detritus, bacteria, algae, ciliates and other zooplankters, reliable correlations with the listed food resources were noted.

Full Text

Restricted Access

About the authors

N. G. Tarasova

Papanin Institute for Biology of Inland Waters, Russian Academy of Sciences

Email: muhortova-o@mail.ru
Russian Federation, Borok, Nekouzskii raion, Yaroslavl oblast

O. V. Mukhortova

Papanin Institute for Biology of Inland Waters, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: muhortova-o@mail.ru
Russian Federation, Borok, Nekouzskii raion, Yaroslavl oblast

S. V. Bykova

Samara Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences, Institute of Ecology of the Volga Basin of the Russian Academy of Sciences

Email: muhortova-o@mail.ru
Russian Federation, Samara

A. S. Semenov

Papanin Institute for Biology of Inland Waters, Russian Academy of Sciences; Russian Federal Research Institute of Fisheries and Oceanography, Atlantic Branch (“AtlantNIRO”)

Email: muhortova-o@mail.ru
Russian Federation, Borok, Nekouzskii raion, Yaroslavl oblast; Kaliningrad

Ya. V. Stroynov

Papanin Institute for Biology of Inland Waters, Russian Academy of Sciences

Email: muhortova-o@mail.ru
Russian Federation, Borok, Nekouzskii raion, Yaroslavl oblast

I. S. Mikryakova

Papanin Institute for Biology of Inland Waters, Russian Academy of Sciences

Email: muhortova-o@mail.ru
Russian Federation, Borok, Nekouzskii raion, Yaroslavl oblast

References

  1. Агамалиев Ф.Г. 1983. Инфузории Каспийского моря: систематика, экология, зоогеография. Л.: Наука.
  2. Аганесова Л.О. 2013. Длительность развития копепод Calanipeda aquaedulcis и Arctodiaptomus salinus при разном температурном режиме культивирования // Мор. экол. журн. Т. 12. № 1. С. 19.
  3. Аганесова Л.О. 2021. Размножение и развитие солоновато-водных копепод при кормлении микроводорослями разных видов // Биология моря. T. 47. № 2. С. 108.
  4. Алексеев В.Р. 2015. Надотряд Веслоногие раки – Copepoda // Определитель рыб и беспозвоночных Каспийского моря. Т. 2. Стрекающие, гребневики, многощетинковые черви, веслоногие ракообразные и мизиды. СПб.: Тов-во науч. изданий КМК. С. 39.
  5. Биологические инвазии в водных и наземных экосистемах. 2004. М.: Т-во науч. изданий КМК.
  6. Боруцкий Е.В., Степанова Л.А., Кос М.С. 1991. Определитель Calanoida пресных вод СССР. СПб.: Наука. 502 с.
  7. Быкова С.В. 2021. Структура и пространственное распределение инфузорий в планктоне водохранилищ Средней и Нижней Волги // Биология внутр. вод. № 4. С. 353. https://doi.org/10.31857/S0320965221030049
  8. Бычек Е.А. 2008. Новые виды Polyphemoidea для волжских водохранилищ // Рос. журн. биол. инвазий. № 1. С. 2.
  9. Вехов Д.А. Науменко А.Н., Горелов В.П. и др. 2014. Современное состояние и использование водных биоресурсов Цимлянского водохранилища (2009–2013 гг.) // Рыбохозяйственные исследования на водных объектах Европейской части России. СПб.: ГосНИОРХ. С. 116.
  10. Волго-Дон. 1957. Технический отчет о строительстве Волго-Донского судоходного канала им. В.И. Ленина, Цимлянского гидроузла и оросительных сооружений 1949–1952. Т. 1: Общее описание сооружений.
  11. Волошко Л.Н. 1969. Фитопланктон Нижней Волги и некоторых основных рукавов ее дельты // Гидробиол. журн. Т. 5. № 2. С. 32.
  12. Вьюшкова В.П. 1971. Находка Cornigerius maeoticus в Волгоградском водохранилище // Зоол. журн. Т. 50. № 12. С. 1875.
  13. Вьюшкова В.П., Гурова Т.В. 1968. Находка солоновато-водного рачка Calanipeda aquaedulcis Kritcz. (Copepoda, Calanoida) в Bолгоградском водохранилище // Зоол. журн. Т. 47. Вып. 11. С. 1726.
  14. Вязовиков М.И. 1956. Волго-Донской судоходный канал им. Ленина. Сталинград: Книж. изд-во.
  15. Гаврилова Н.А., Довгаль И.В. 2019. Раковинные планктонные инфузории (Ciliophora, Tintinnida) Черного и Азовского морей. Севастополь: ФИЦ ИнБЮМ. https://doi.org/10.21072/978-5-6042938-7-4
  16. Гарбер Б.И. 1951. Наблюдения за развитием и размножением Calanipeda aquaedulcis Kritsch (Copepoda: Calanoida) // Тр. Карадаг. биол. ст. 1951. Т. 2. С. 3.
  17. Дзюбан Н.А. 1962. Водохранилища как зоогеографический фактор // Тр. зонального совещания по типологии и биологическому обоснованию рыбохоз. Использования внутренних (пресноводных) водоемов южной зоны СССР. Кишинев. С. 105.
  18. Журавель П.А. 1974. Акклиматизация кормовой лимнокаспийской фауны в водохранилищах и озерах СССР. Днепропетровск: Министерство высш. и сред. спец. образования СССР. Днепропетр. гос. ун-т
  19. Копылов А.И., Туманцева Н.И. 1987. Анализ содержимого вакуолей тинтиннид и оценка их участия в потреблении продукции фитопланктона в прибрежном Перуанском районе // Океанология. Т. 27. № 3. С. 464.
  20. Корнева Л.Г. 2015. Фитопланктон водохранилищ бассейна Волги. Кострома: Костромск. печатный дом.
  21. Круглова В.М. 1962. Веселовское водохранилище. Ростов-на-Дону: Изд-во Ростов. ун-та. 115 с.
  22. Лазарева В.И. 2019. Расселение чужеродных понто-каспийских видов зоопланктона в водохранилищах Волги и Камы // Рос. журн. биол. инвазий. № 3. С. 29 (Lazareva V.I. 2019. Spreading of alien zooplankton species of ponto-caspian origin in the reservoirs of the Volga and Kama rivers // Rus. J. Biol. Invasions. V. 10. № 4. P. 328. https://doi.org/10.1134/S2075111719040040).
  23. Лазарева В.И. 2022а. Распространение некоторых понто-каспийских и чужеродных копепод (Сrustacea, Сopepoda) в планктоне водоемов бассейна реки Дон // Российский журнал биологических инвазий. №3. С. 79. https://doi.org/10.35885/1996-1499-15-3-79-98
  24. Лазарева В.И. 2022б. Трофические взаимодействия в зоопланктоне Цимлянского водохранилища (р. Дон, Россия) // Биология внутр. вод. № 3. С. 264.
  25. https://doi.org/10.31857/S0320965222030135
  26. Лазарева В.И., Сабитова Р.З. 2021. Зоопланктона Цимлянского водохранилища и канала Волга-Дон // Зоол. журн. T. 100. № 6. С. 603. https://doi.org/10.31857/S0044513421040115
  27. Лазарева В.И., Жданова С.М., Сабитова Р.З., Соколова Е.А. 2024. Зоопланктон водохранилищ р. Волги: структура, обилие и динамика // Биология внутр. вод. Т. 17. № 1. С. 151. https://doi.org/10.31857/S0320965224010136
  28. Малинина Ю.А. 2003. Современное состояние зоопланктона Волгоградского водохранилища // Экологические проблемы бассейнов крупных рек. Междунар. конф. Тольятти: Ин-т экологии волжского бассейна РАН. № 3. С. 165.
  29. Методика изучения биогеоценозов внутренних водоемов. 1975. М.: Наука.
  30. Монаков А.В. 1976. Питание и пищевые взаимоотношения пресноводных копепод. Л.: Наука.
  31. Монаков А.В. 1998. Питание пресноводных беспозвоночных. М.: Изд-во Россельхозакадемии.
  32. Монченко В.I. 1974. Щелепноротi циклопоподiбнi. Циклопи (Cyclopidae). Киев: Наук. думка. (Фауна України. Т. 27. Вип. 3).
  33. Мордухай-Болтовской Ф.Д., Дзюбан Н.А. 1976. Изменения в составе и распределении фауны Волги в результате антропогенных воздействий // Биологические продукционные процессы в бассейне Волги. Л.: Наука. С. 67.
  34. Мордухай-Болтовской Ф.Д., Ривьер И.К. 1987. Хищные ветвистоусые Podonidae, Polyphemidae, Cercopagidae и Leptodoridae фауны мира. Л.: Наука.
  35. Мухортова О.В. 2011. Некоторые особенности распределения видов-вселенцев зоопланктона в прибрежных биотопах (заросли макрофитов, галечное прибрежье) Саратовского водохранилища // Изв. Самар. науч. центра РАН. Т. 13. № 1. С. 188.
  36. Николаев И.И. 1979. Последствия непредвиденного антропогенного расселения водной фауны и флоры // Экологическое прогнозирование. М.: Наука. С. 76.
  37. Оксиюк О.П. 1973. Водоросли каналов мира. Киев: Наукова думка.
  38. Приймаченко А.Д. 1959. Фитопланктон Волги от Ярославля до Сталинграда // Тр. Ин-та биологии водохранилищ. М.: Изд-во АН СССР. Т. 2(5). С. 52.
  39. Романова Е.П. 2010. Многолетняя динамика видового обилия зоопланктона Куйбышевского водохранилища // Теоретические проблемы экологии и эволюции. Теория ареалов: виды, сообщества, экосистемы (V Любищевские чтения) // Тольятти: Ин-т экологии Волжского бассейна РАН. С. 159.
  40. Романова Е.П., Горюнова С.В., Кузнецова С.П. 2016. Многолетняя динамика инвазийных видов зоопланктона в Саратовском водохранилище // Тр. Ин-та биологии внутр. вод им. И.Д. Папанина РАН. Вып. 74(77). С. 93.
  41. Семенова А.С. 2010. Индикаторная роль зоопланктона в оценке экологического состояния Куршского залива: Дис. ... канд. биол. наук: 03.02.08. Борок. 280 с.
  42. Соболев В.П. 1956. Технический отчет о строительстве Волго-Донского судоходного канала имени В.И. Ленина, Цимлянского гидроузла и оросительных сооружений. Земляные работы. М.: Госэнергоиздат.
  43. Сухих Н. М., Лазарева В. И., Алексеев В. Р. 2020. Копепода Eurytemora caspica Sukhikh et Alekseev, 2013 (Crustacea, Calanoida) в водохранилищах рек Волги и Камы // Биология внутр. вод. № 2. С. 129. https://doi.org/10.31857/S0320965220020163
  44. Степаньянц С.Д., Хлебович В.В., Алексеев В.Р., Данелия М.Е., Петрошев В.В. 2015. Определитель рыб и беспозвоночных Каспийского моря. Т. 2. Стрекающие, гребневики, черви, веслоногие ракообразные и мизиды. СПб. М.: Тов-во научных изданий КМК.
  45. Тимохина А.Ф. 2000. Зоопланктон как компонент экосистемы Куйбышевского водохранилища. Тольятти: Ин-т экологии волжского бассейна РАН.
  46. Цельмович О.Л., Отюкова Н.Г. 2018. Содержание железа и главных компонентов солевого состава в воде волжских водохранилищ в период открытой воды 2015 г. // Тр. Ин-та биологии внутр. вод РАН. Вып. 81(84). С. 7.
  47. Цимлянское водохранилище: состоянии водных и прибрежных экосистем, проблемы и пути их решения. 2011. Ростов-на-Дону: Изд-во Юж. науч. центра РАН.
  48. Шейнин М.С. 1960. Зоопланктон Нижнего Дона, его водохранилищ и восточной части Таганрогского залива в годы зарегулированного стока // Тр. Азовского науч.-исслед. ин-та рыб. хоз-ва (АзНИИРХ). Т. 1. Вып. 1. Ростов: Книж. изд-во. С. 231.
  49. Alekseev V.R. 2021. Confusing Invader: Acanthocyclops americanus (Copepoda: Cyclopoida) and Its Biological, Anthropogenic and Climate-Dependent Mechanisms of Rapid Distribution in Eurasia // Water. V. 13. № 10. P. 1423. https://doi.org/10.3390/w13101423
  50. Balzano S., Sarno D., Kooistra W. C.F. 2011. Effects of salinity on the growth rate and morphology of ten Skeletonema strains // J. Plankton Res. V. 33. № 6. P. 937. https://doi.org/10.1093/plankt/fbq150
  51. Bereczky M.C. 1985. Fixations-und Färbungsschnellverfahren bei quantitativen ökologischen Untersuchungen von Protozoen in Binnengewässern // Archiv für Protistenkunde. Т. 129. № 1–4. P. 187.
  52. Clarke K.B. 1995. Skeletonema subsalsum (Cleve-Euler) Bethge: some accounts of its occurrence in East Anglia // Quekett J. Microscopy. V. 37. № 6. P. 476.
  53. Dolan J.R., Pierce R.W. 2013. Diversity and distributions of tintinnid ciliates // The biology and ecology of tintinnid ciliates: Models for marine plankton. Oxford: Wiley-Blackwell. P. 214.
  54. Dolan J.R., Montagnes D.J., Agatha S. et al. 2013. The biology and ecology of tintinnid ciliates: models for marine plankton. Chichester: John Wiley & Sons. https://doi.org/10.1002/9781118358092.ch10
  55. Gibson C.E., McCall R.D., Dymond A. 1993. Skeletonema subsalsum in a freshwater Irish Lake // Diatom Res. V. 8(1). P. 65.
  56. Hargraves P.E. 1981. Seasonal variations of tintinnids (Ciliophora: Oligotrichida) in Narragansett Bay, Rhode Island, U.S.A. // J. Plankton Res. V. 3. Iss. 1. P. 81. https://doi.org/10.1093/plankt/3.1.81
  57. Hasle G.R., Evensen D.L. 1975. Brackish-water and fresh-water species of the diatom genus Skeletonema Grev. I. Skeletonema subsalsum (A. Cleve) Bethge // Phycologia. V. 14(4). P. 283. https://doi.org/10.2216/i0031-8884-14-4-283.1
  58. Kotov A.A., Karabanov D.P., Van Damme K. 2022. Non- indigenous Cladocera (Crustacea: Branchiopoda): from a few notorious cases to a potential global faunal mixing in aquatic ecosystems // Water. V. 14. P. 2806. https://doi.org/10.3390/w14182806
  59. Mills E., Leach J., Carlton J.T., Secor C.L. 1993. Exotic species in the Great Lakes: a history of biotic crises and anthropogenic introductions // J. Great Lakes Res. V. 19. № 1. P. 1. https://doi.org/10.1016/S0380-1330(93)71197-1
  60. Monchenko V.I. 2008. Redescription of the Oriental Thermocyclops taihokuensis (Harada, 1931) (Copepoda: Cyclopoida) from its westernmost population // Zoology in the Middle East. V. 43. № 1. Р. 99. https://doi.org/10.1080/09397140.2008.10638274
  61. Mordukhai-Boltovskoi P.D. 1979. Composition and Distribution of Caspian Fauna in the Light of Modern Data // Int. Rev. gesamt. Hydrobiol. V. 68. № 1. P. 1.
  62. Occhipinti-Ambrogi A. 2007. Global change and marine communities: Alien species and climate change // Mar. Pollut. Bull. V. 55. P. 342. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2006.11.014
  63. Paasche E., Johansson S., Evensen D.L. 1975. An effect of osmotic pressure on the valve morphology of the diatom Skeletonema subsalsum (A. Cleve) Bethge // Phycologia. V. 14. P. 205.
  64. Petrusek A. 2002. Moina (Crustacea: Anomopoda, Moinidae) in the Czech Republic: a review // Acta Soc. Zool. Bohem. V. 66. № 3. P. 213.
  65. Pierse R.W., Turner J.T. 1993. Global biogeography of marine tintinnids // Mar. Ecol. Progress Series. V. 94(1). Р. 11. https://doi.org/10.3354/meps094011
  66. Popov A.I. 2011. Alien species of zooplankton in Saratov Reservoir (Russia, Volga River) // Rus. J. of Biol. Invasions. V. 2. P. 126. https://doi.org/10.1134/S2075111711020093
  67. Porter K.G., Feig Y.S. 1980. The use DAPI for identifying and counting of aquatic miсroflora // Limnol., Oceanogr. V. 25. № 5. P. 943. https://doi.org/10.4319/lo.1980.25.5.0943
  68. Semenova A.S., Tchougounov V.K. 2018. The Distribution of Moina micrura Kurz, 1875 (Crustacea: Moinidae) in the Russian Part of the Vistula Lagoon (Baltic Sea) // Rus. J. Biol. Invasions. № 9. P. 175. https://doi. org/10.1134/S207511171802011X
  69. Tang K.W., Gladyshev M.I., Dubovskaya O.P. et al. 2014. Zooplankton carcasses and non-predatory mortality in freshwater and inland sea environments // J. Plankton Res. V. 36. № 3. P. 597. https://doi. org/10.1093/plankt/fbu014
  70. Verity P.G., Villareal T.A. 1986. The relative food value of diatoms, dinoflagellates, flagellates and cyanobacteria for tintinnid cultures // Archiv für Protistenkunde. V. 131. P. 71.
  71. Zhikharev V., Vodeneeva E., Kudrin I. et al. 2023. The Species structure of plankton communities as a response to changes in the trophic gradient of the mouth areas of large tributaries to a Lowland Reservoir // Water. V. 15. P. 74. https://doi.org/10.3390/ w15010074

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Map-scheme of the study area and sampling stations. Δ – gateway, ◯ – stations.

Download (266KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Invasive species Skeletonema subsalsum (Bacillariophyta: Centrophyceae) (a) and Leprotintinnus pellucides (Ciliophora: Tintinnidiidae) (b, c) in the VDSK.

Download (150KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Indicators of abundance (a, c, d) and biomass (b, d, e) of invaders of the planktonic community at stations in the direction from the Volga River to the Don River. N – abundance, B – biomass; Ac.amer. – Acanthocyclops americanus, Cal.ad. – Calanipeda aquaedulcis, Cer.pen. – Cercopagis pengoi, Eu.cas. – Eurytemora caspica, Het.cas. – Heterocope caspia, Lepr. – Leprotintinnus pellucides, Moi.mic – Moina cf. micrura, Pod.tr. – Podonevadne trigona ovum, Sks. – Skeletonema subsalsum, Th.taih. – Thermocyclops taihokuensis.

Download (488KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Invasive species of Cladocera: Cercopagis (Cercopagis) pengoi (a), Moina cf. micrura (b), Podonevadne trigona ovum (c).

Download (91KB)
Indexing metadata
6. Fig.5. Invading species of Copepoda: Calanoida Calanipeda aquaedulcis (a), Eurytemora caspica (b), Heterocope caspia (c) and Cyclopoida Thermocyclops taihokuensis (d).

Download (109KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 The Russian Academy of Sciences