OceanologyOceanology0030-15743034-5979Russian Academy of Science10.7868/S3034597925020089CHANGES IN THE COMMUNITIES IN THE SOUTHWESTERN KARA SEA AS A RESULT OF THE SNOW CRAB () INVASIONИЗМЕНЕНИЯ СООБЩЕСТВ ЮГО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ КАРСКОГО МОРЯ В РЕЗУЛЬТАТЕ ВСЕЛЕНИЯ КРАБА-СТРИГУНАRudnevaE. V.РудневаЕ. В. rudneva_e_v_noemail@ras.ruAzovskyA. I.АзовскийА. И. azovsky_a_i_noemail@ras.ruUdalovA. A.УдаловА. А. udalov_a_a_noemail@ras.ruZalotaA. K.ЗалотаА. К. zalota_a_k_noemail@ras.ruChikinaM. V.ЧикинаМ. В. chikina_m_v_noemail@ras.ruИнститут океанологии им. П.П. Ширшова РАНShirshov Institute of Oceanology of Russian Academy of SciencesИнститут океанологии им. П.П. Ширшова РАН; Московский государственный университет им. М.В. ЛомоносоваShirshov Institute of Oceanology of Russian Academy of Sciences; Lomonosov Moscow State UniversityИнститут океанологии им. П.П. Ширшова РАНShirshov Institute of Oceanology of Russian Academy of SciencesИнститут океанологии им. П.П. Ширшова РАНShirshov Institute of Oceanology of Russian Academy of SciencesИнститут океанологии им. П.П. Ширшова РАНShirshov Institute of Oceanology of Russian Academy of Sciences22112024652280290

Until recently, the Kara Sea was a relatively stable ecosystem unaffected by alien species, but in the early 21st century the Arctic shelf was invaded by the snow crab . This predator has a wide dietary range and can feed on echinoderms, especially ophiuras, molluscs, polychaetes and crustaceans. This article reports data on the study of benthic communities of the southwestern Kara Sea, based on the materials collected in 2014 and 2019 (before and after the mass appearance of the snow crab). The period of 2014–2019 was marked by significant changes in the structure of benthic communities, while abiotic parameters (near-bottom temperature, salinity and sediment characteristics) remained almost constant at the investigated stations. The most significant changes affected the megafauna. The total abundance and biomass of the megabenthos decreased, the abundance of dominant species also reduced, and the species structure became more even. Most likely, the observed transformation of the benthic communities is related to the establishment of the snow crab, the most affected were dominant benthic species, which are the main prey items of this crab.

До недавнего времени Карское море представляло собой относительно стабильную экосистему, не подверженную влиянию чужеродных видов, однако в начале XXI века на арктическом шельфе произошла инвазия краба-стригуна . Краб имеет широкий спектр питания, включающий, в частности, офиур, моллюсков, полихет и ракообразных. Нами приведены результаты исследования донных сообществ юго-западной части Карского моря на материале 2014 и 2019 гг. (до и после массового появления краба-стригуна). За период 2014–2019 гг. в структуре донных сообществ произошли значительные преобразования, при этом абиотические параметры среды (придонные температура, соленость, характер грунта) практически не изменились. Наибольшие изменения затронули метафауну. Снизились общая численность и биомасса мегабентоса, упало обилие доминирующих видов, увеличилась выравненность видовой структуры. Наиболее пострадали массовые виды бентоса, которые являются основными пищевыми объектами краба-стригуна.

Array бентосные сообщества Карское мореArray бентосные сообщества Карское мореИсследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-27-00028 (https://rscf.ru/project/23-27-00028/)Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-27-00028 (https://rscf.ru/project/23-27-00028/)Азовский А.И. Анализ многолетних рядов биологических данных: методологические проблемы и возможные подходы // Журнал общей биологии. 2018. Т. 79. № 5. С. 329–341. https://doi.org/10.1134/S0044459618050032Алексеев Г.В., Иванов Н.Е., Пиоников А.В., Балаган А.А. Изменения климата в морской Арктике в начале XXI века // Проблемы Арктики и Антарктики. 2010. № 3. С. 22–34.Галкин С.В., Вебенци А.А., Минин К.В. и др. Макробентюс северной части желоба Святой Анны и прилежащих районов Карского моря // Океанология. 2015. Т. 55. № 4. С. 677–677. https://doi.org/10.7868/S0030157415040097Джиллер П. Структура сообществ и экологическая ниша // М.: Мир. 1988. 184 с.Захаров Д.В., Матушин Н.Е., Йоргенсен Л.Л., Стрелкова Н.А. Влияние камчатского краба и краба-стригуна опилло на сообщества мегабентоса Баренцева моря // Морской биологический журнал. 2024. Т. 9. № 1. С. 32–50.Козловский В.В., Чикина М.В., Кучерук Н.В., Басин А.Б. Структура сообществ макрозообентоса юго-западной части Карского моря // Океанология. 2011. Т. 51. № 6. С. 1072–1072.Кучерук Н.В., Моисецкий В.О., Денисов Н.Е. Макробентос западной части Карского моря // Океанология. 1998. Т. 38. № 1. С. 92–101.Кучерук Н.В., Савилова Т.А. Количественная и экологическая характеристика донной фауны шельфа и верхнего склона района северо-восточного апельсина // Бюл. МОИП. Отд. биол. 1985. Т. 90. № 6. С. 70–79.Лепихина П.П., Басин А.Б., Кондрат Д.В. и др. Изменение количественных характеристик макро- и мейобентоса в заливе Благополучия с 2013 по 2020 гг. (Новая Земля, Карское море) // Океанология. 2022. Т. 62. № 2. С. 235–244. https://doi.org/10.31857/S0030157422200113Липухин Э.В., Залога А.К., Мишин А.В., Симакова У.В. Происхождение личинок краба-стригуна Chionoecetes opilio в Карском море // Океанология. 2024. Т. 64 № 2. С. 320–331. https://doi.org/10.31857/S0030157424200084Соколов, К.М., Павлов, В.А., Стрелкова, Н.А. и др. Краб-стригун опилло Chionoecetes opilio в Баренцевом и Карском морях // Мурманск: Изд-во ПИНРО. 2016. 242 с.Филатова З.А., Зенкевич Л.А. Количественное распределение донной фауны Карского моря // Тр. Всесоюз. гидробиол. общества. 1957. Т. 8. С. 3–67.Azovsky A.I., Naumov A.D., Savchenko O.N. Long-Term Dynamics of Subarctic Intertidal Macrofauna: Common Trends and the Role of Local Environment // Estuaries and Coasts. 2023. V. 46, № 3. P. 740–756. https://doi.org/10.1007/s12237-023-01177-yAzovsky A.I., Kokarev V.N. Stable but fragile: Long-term dynamics of arctic benthic macrofauna in Baydaratskaya Bay (the Kara Sea) // Polar Biology. 2019. V. 42. P. 1307–1322. https://doi.org/10.1007/s00300-019-02519-yBoudreau S.A., Worm B. Ecological role of large benthic decapods in marine ecosystems: A review // Marine Ecology Progress Series. 2012. V. 469. P. 195–213. http://www.jstor.org/stable/24876191Bray J.R., Curtis J.T. An ordination of the upland forest communities of southern Wisconsin // Ecological monographs. 1957. V. 27. № 4. P. 326–349.Burukovsky R.N., Syomin V.L., Zalota A.K. et al. Food Spectra of Snow Crabs (Chionoecetes opilio (O. Fabricius, 1788) (Decapoda, Oregonidae), Non-Indigenous Species of the Kara Sea // Oceanology. 2022. V. 61. № 6. P. 964–975. https://doi.org/10.1134/S0001437021060205Deb J.C., Bailey S.A. Arctic marine ecosystems face increasing climate stress // Environmental Reviews. 2023. V. 31. № 3. P. 403–451. https://doi.org/10.1139/er-2022-0101Denisenko N.V., Rachor E., Denisenko S.G. Benthic fauna of the southern Kara Sea. Siberian river run off in the Kara Sea/Eds. Stain R. et al Amsterdam: Elsevier Science BV, 2003. P. 213–236.Denisenko S.G., Sandler H., Denisenko N.V., Rachor E. Current state of zoobenthos in two estuarine bays of the Barents and Kara Seas // ICES Journal of Marine Science. 1999. V. 56. № Supplement. P. S187–S193. https://doi.org/10.1006/jmsc.1999.0633.Deubel H., Engel M., Fetzer I. et al. The southern Kara Sea ecosystem: phytoplankton, zooplankton and benthos communities influenced by river run-off // Proc. Mar. Sci. 2003. V. 6. P. 237–265. https://doi.org/10.1016/S1568-2692(03)80040-2Divine L.M., Bluhm B.A., Mueter F.J., Iken K. Diet analysis of Alaska Arctic snow crabs (Chionoecetes opilio) using stomach contents and δ13C and δ15N stable isotopes // Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography. 2017. V. 135. P. 124–136. https://doi.org/10.1016/j.dsr2.2015.11.009Gerasimova A.V., Filippova N.A., Lisitsyna K.N. et al. Current state of macrobenthos in the southwestern Kara Sea // Continental Shelf Research. 2021. V. 224. https://doi.org/10.1016/j.csr.2021.104452Gotelli N.J., Colwell R.K. Quantifying biodiversity: Procedures and pitfalls in the measurement and comparison of species richness // Ecology letters. 2001. V. 4. № 4. P. 379–391. https://doi.org/10.1046/j.1461-0248.2001.00230.xJorgensen L.L., Pearson T.H., Anisimova N.A. et al. Environmental influences on benthic fauna associations of the Kara Sea (Arctic Russia) // Polar Biology. 1999. V. 22. P. 395–416. https://doi.org/10.1007/s003000050435Kiselev A.D., Zalota A.K. Changes in the Diet of an Invasive Predatory Crab, Chionoecetes opilio, in the Degrading Benthic Community of an Arctic Fjord // Biology. 2024. V. 13. № 10. P. 781. https://doi.org/10.3390/biology13100781Kiyko O.A., Pogrebov V.B. Long-term benthic population changes (1920–1930s-present) in the Barents and Kara Seas // Marine pollution bulletin. 1997. V. 35. № 7–12. P. 322–332. https://doi.org/10.1016/S0025-326X(97)00113-6McCune B., Grace J., Urban D.J. Analysis of ecological communities: Gleneden Beach // Oregon: MJM Software Design. 2002.Miller A.W., Ruiz G.M. Arctic shipping and marine invaders // Nature Climate Change. 2014. V. 4. № 6. P. 413–416. https://doi.org/10.1038/nclimate2244Oug E., Sundet J.H., Cochrane, S.K.J. Structural and functional changes of soft-bottom ecosystem in northern fjords invaded by the red king crab (Paralithodes camtschaticus) // Journal of Marine Systems. 2018. V. 180. P. 255–264. https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2017.07.005Pielou E.C. The measurement of diversity in different types of biological collections // Journal of theoretical biology. 1966. V. 13. P. 131–144.Ricciardi A., Blackburn T.M., Carlton J.T. et al. Invasion Science: A Horizon Scan of Emerging Challenges and Opportunities // Trends Ecol Evol. 2017. Jun. V. 32. № 6. P. 464–474. https://doi.org/10.1016/j.tree.2017.03.007Ruiz G.M., Hewitt C. Latitudinal Patterns of Biological Invasions in Marine Ecosystems: A Polar Perspective // Smithsonian at the Poles: Contributions to International Polar Year Science edited by Krupnik, Igor, Lang, Michael A., and Miller, Scott E. 2009. P. 347–358.Spiridonov V.A., Zalota A.K. Understanding and forecasting dispersal of non-indigenous marine decapoda (Crustacea: Decapoda) in East European and North Asian waters // Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom. 2017. V. 97, № 3. P. 591–611. https://doi.org/10.1017/S0025315417000169Udalov A.A., Anisimov I.M., Basin A.B. et al. Changes in benthic communities in Blagopoluchiya Bay (Novaya Zemlya, Kara Sea): The influence of the snow crab // Biological Invasions. 2024. P. 1–19. https://doi.org/10.1007/s10530-024-03388-1Vedenin A.A., Galkin S.V., Kozlovskiy V.V. Macrobenthos of the Ob Bay and adjacent Kara Sea shelf // Polar Biology. 2015. V. 38. № 6. C. 829–844. https://doi.org/10.1007/s00300-014-1642-3Vermeij G.J., Roopnarine P.D. The coming Arctic invasion // Science. 2008. V. 321. № 5890. P. 780–781. https://doi.org/10.1126/science.11608Ware C., Berge J., Jelmeri A. et al. Biological introduction risks from shipping in a warming Arctic // Journal of Applied Ecology. 2015. V. 53. № 2. P. 340–349. https://doi.org/10.1111/1365-2664.12566Zalota A.K., Spiridonov V.A., Vedenin A.A. Development of snow crab Chionoecetes opilio (Crustacea: Decapoda: Oregonidae) invasion in the Kara Sea // Polar Biology. 2018. V. 41. № 10. P. 1983–1994. https://doi.org/10.1007/s00300-018-2337-y