Год издания: 2013
Аннотация: Одними из важнейших незаменимых биохимических компонентов питания многих животных, включая человека, являются полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) семейства омега-3. Из всех организмов, наиболее эффективно синтезируют длинноцепочечные ПНЖК микроводоросли –продуценты водных экосистем. Далее ПНЖК переносятся по трофической сети к пПоказать полностьюланктонным и бентосным беспозвоночным, а затем - к рыбам. Таким образом, водные экосистемы играют в биосфере уникальную роль как основной источник незаменимых ПНЖК для наземных экосистем и человека. Однако, физиолого-биохимическая роль двух основных ПНЖК, эйкозапентаеновой (ЭПК) и докозагексаеновой (ДГК), в организмах позвоночных животных значительно различается: ЭПК посредством медиаторов нормализует деятельность сердечно-сосудистой системы, тогда как ДГК выступает ключевым компонентом мембран нервных тканей, включая ретину и синапсы нейронов. Вследствие этого, в ряде трофических взаимодействий может наблюдаться лимитирование не содержанием омега-3 ПНЖК в целом, а недостатком уникальной ДГК. Согласно, обобщенным оценкам, одним из основных путей выноса омега-3 ПНЖК на сушу является вылет амфибионтных насекомых из внутренних водоемов и эстуариев [Gladyshev, Arts, Sushchik // In: Lipids in Aquatic Ecosystems (M.T. Arts, M.T.Brett, M.J.Kainz, Eds), 2009, 179-209], начаты прямые измерения в конкретных местообитаниях [Гладышев и др.// Доклады АН, 2011а. 438, № 5, 708–710; Гладышев и др.// Доклады АН, 2011б, 441, № 2, 282–285]. Однако, исследовался лишь вылет амфибионтных насекомых с полным превращением, тогда как экспорт ПНЖК из воды на сушу может осуществляться и за счёт миграций насекомых с неполным превращением, например, полужесткокрылых (клопов). Первые практические оценки потоков ПНЖК в степных и лесостепных экосистемах выявили, что амфибионтные насекомые поставляют на сушу главным образом ЭПК, тогда как содержание ДГК в их тканях пренебрежимо мало. Является ли отсутствие ДГК характерной филогенетической чертой амфибионтных насекомых, или же обусловлено особенностями питания их личинок в пресных водоемах, а именно недостатком ДГК в пище? Для ответа на этот вопрос предлагается исследовать специфическую малоизученную группу амфибионтных насекомых, водных клопов (отр. Hemiptera), характеризующихся широким спектром питания, высокой подвижностью и миграционной активностью. Мы полагаем, что некоторые виды хищных водных клопов могут накапливать ДГК в биомассе, так как могут потреблять в водных биотопах пищу, богатую этой ПНЖК, а также иметь физиологические потребности в повышенном содержании данной кислоты. Проект предполагает проведение исследований в трех типичных зонах умеренного климатического пояса: степи, лесостепи, горной тайги, водоемы которых населены повсеместно распространенными видами водных клопов. Наряду с количественными исследованиями потока биомассы водных клопов на сушу, будут определены состав жирных кислот и количественное содержание незаменимых омега-3 ПНЖК (ЭПК и ДГК) в биомассе насекомых на стадиях водных личинок и имаго. Будет рассчитан поток органического вещества из водоемов на сушу за счет миграций водных клопов. Расчеты выполняются впервые для группы насекомых с неполным превращением и активными миграциями между водоемами и сушей в течение жизненного цикла. На основании сравнения состава и содержания ПНЖК у хищных и всеядных видов водных клопов, будет подтверждено (либо опровергнуто) предположение о возможности накопления ДГК в биомассе хищных амфибионтных насекомых, и дальнейшего ее экспорта на сушу. Поскольку ДГК необходима в первую очередь позвоночным наземным консументам, то ее содержание у клопов будет сопоставлено с таковым в тканях птиц, обитающих в прилегающих биотопах и питающихся клопами. Тем самым, будет определено экологическое значение экспорта ПНЖК с биомассой водных клопов для обеспечения омега-3 компонентами конкретных популяций наземных позвоночных животных.