Опунтиелла украшенная (Opuntiella ornate)

Опунтиелла украшенная (Opuntiella ornata) — редкая красная водоросль дальневосточных морей, известная в России из небольших участков южного Сахалина, Курильских и Командорских островов. Родовое название Opuntiella отсылает к внешнему сходству пластинок водоросли с лопастями кактуса-опунции; видовое название ornata в переводе с латыни означает «украшенная, нарядная» — намёк на эффектную окраску и характерную форму пластинок. Это типичный обитатель литоральной и сублиторальной зон холодных морей, входящий в состав богатой подводной флоры дальневосточных акваторий. Внесена в Красную книгу Российской Федерации.

Внешний вид и описание

Опунтиелла украшенная — морская красная водоросль из отдела Багрянок (Rhodophyta), семейства Каллимениевые (Kallymeniaceae). Высота слоевища (таллома) 8–25 сантиметров, в благоприятных условиях до 35. Растение образует плотные «кустики» с многочисленными пластинками, прикреплёнными к каменистому субстрату подошвой-присоской.

Слоевище состоит из ряда плоских пластинок, последовательно отрастающих друг от друга. Каждая пластинка имеет округлую, овальную или почковидную форму, диаметром 3–8 сантиметров, толщиной 0,5–1,5 миллиметра. Пластинки соединены между собой узкими «ножками» (стипитами) длиной 0,5–2 сантиметра, и весь таллом приобретает характерный «лопастной» вид — действительно напоминая ветвящийся кактус-опунцию.

Окраска — главная декоративная особенность вида. Свежая водоросль ярко-малиновая, тёмно-розовая или пурпурно-красная с заметным металлическим блеском при попадании света. На прямых солнечных лучах окраска может выгорать до желтовато-розовой. Эта характерная цветовая гамма у красных водорослей объясняется наличием в клетках пигмента фикоэритрина — белкового пигмента красного цвета, эффективно поглощающего синие и зелёные лучи, которые проникают на большую глубину в морскую воду. Это и есть причина того, что большинство красных водорослей живут глубже зелёных.

Прикрепление к субстрату — мощная подошва-присоска диаметром 0,5–1,5 сантиметра, прочно врастающая в неровности скал и каменных глыб дна. Подошва выделяет особые клейкие вещества, обеспечивающие прикрепление даже при сильном волнении и приливных течениях.

Главная диагностическая особенность вида — характерная микроанатомия пластинки. На срезе пластинки видна типичная для каллимениевых трёхслойная структура: внешние слои из мелких пигментированных клеток (кортекс), средний слой из крупных бесцветных клеток (медула) с многочисленными мелкими волокнистыми клетками — гифами. Эта особенность строения отличает каллимениевых от близких семейств красных водорослей.

Размножение бесполое и половое, со сложным жизненным циклом, характерным для всех багрянок. Половые клетки и споры формируются в специальных структурах на пластинках — цистокарпиях и тетраспорангиях, видимых при микроскопическом исследовании.

Род Opuntiella в мире насчитывает около 5 видов, преимущественно в северной части Тихого океана. На российском Дальнем Востоке — преимущественно опунтиелла украшенная.

Где обитает

Ареал опунтиеллы украшенной — северная часть Тихого океана:

• Россия — южный Сахалин (полуостров Крильон, заливы Анива и Терпения), Курильские острова (Кунашир, Итуруп, Уруп, Симушир, Парамушир — основная часть российского ареала), Командорские острова (остров Беринга), Камчатский край (юго-восточное побережье).
• Северная Япония — острова Хоккайдо и северный Хонсю.
• Корейский полуостров — северо-восточные акватории.
• Северо-восточный Китай — отдельные локалитеты.
• Северная Америка — Тихоокеанское побережье Аляски и Британской Колумбии.

Типичные местообитания — каменистые и скально-валунные участки дна в литоральной и верхнесублиторальной зонах. Глубинный диапазон — от 0 (на отливе на сильно открытых литоралях) до 12–15 метров, в очень прозрачных холодных водах изредка до 20 метров.

Главные требования к среде — чистая, хорошо аэрированная морская вода с относительно стабильным солевым составом, тёплое лето (для активного роста нужна температура воды 6–14 °C), холодная зима с возможным образованием льда у берегов. На сильно опреснённых участках вблизи устьев крупных рек не растёт.

Сопутствующие виды — другие красные и бурые водоросли холодных морей: разные виды ламинариевых (Saccharina, Laminaria), фукусовых (Fucus, Sargassum), родимений и анфельций, мелких эпифитов.

Образ жизни и экология

Опунтиелла украшенная — многолетняя водоросль с относительно длительным жизненным циклом. Активный рост приходится на тёплый период (с июня по сентябрь); зимой рост замедляется или прекращается, особенно у берегов с ледовым режимом.

Питание полностью автотрофное — за счёт фотосинтеза с использованием пигмента фикоэритрина и хлорофилла. Поглощение питательных веществ (азота, фосфора и других элементов) идёт всей поверхностью слоевища из окружающей морской воды.

Жизненный цикл сложный, с тремя сменяющимися поколениями: гаплоидным гаметофитом (мужским и женским), диплоидным карпоспорофитом (паразитирующим на женском гаметофите) и диплоидным тетраспорофитом. Это типичный для багрянок «трёхфазный» цикл со сменой ядерных фаз, известный в биологии под названием «полисифониевый тип».

Карпоспорангии (на женских гаметофитах) после слияния со сперматиями образуют карпоспоры, дающие начало диплоидным тетраспорофитам. Тетраспорофиты внешне похожи на гаметофиты, но генетически отличаются; они образуют тетраспоры, из которых вырастают новые гаплоидные гаметофиты. Этот сложный цикл и обеспечивает разнообразие генотипов в популяции.

Распространение спор и карпоспор идёт через морские течения. В верхнесублиторальной зоне течения могут перемещать споры на сотни метров и километры, что объясняет географически широкое распространение вида.

Продолжительность жизни одной особи — 4–8 лет, в стабильных условиях до 12.

Размножение и потомство

Размножение преимущественно половое — через сложный трёхфазный жизненный цикл багрянок (описан выше). Вегетативное размножение возможно через регенерацию: фрагменты пластинок, оторвавшиеся при штормах или подъёденные морскими ежами, могут прикрепляться к субстрату и давать начало новым кустам.

Прорастание спор и развитие молодого слоевища идёт в течение нескольких недель — месяцев в зависимости от температуры воды и сезона. От споры до взрослого репродуктивного куста проходит обычно 1,5–3 года.

Темпы регенерации популяции зависят от состояния морской воды, наличия подходящих каменистых субстратов и интенсивности выедания морскими ежами и моллюсками.

Сколько осталось

Точная численность опунтиеллы украшенной в России неизвестна — учёт подводных макроводорослей на большой площади технически крайне сложен. По экспертным оценкам альгологов Института биологии моря им. А.В. Жирмунского ДВО РАН и Тихоокеанского научно-исследовательского рыбохозяйственного центра (ТИНРО, Владивосток), общая биомасса вида во всех российских акваториях — десятки тонн в сыром весе, преимущественно у Курильских островов.

Это умеренная биомасса для морской водоросли, но плотность популяции в подходящих местообитаниях небольшая (5–30 кустов на квадратный метр).

Почему охраняется

Опунтиелла украшенная внесена в Красную книгу Российской Федерации с категорией 3 — «редкий вид». Также внесена в Красную книгу Сахалинской области.

Основные угрозы:

1. Загрязнение прибрежных морских вод Дальнего Востока сточными водами населённых пунктов, портов, нефтяных терминалов. Красные водоросли чувствительны к нефтепродуктам, тяжёлым металлам и другим загрязнениям.
2. Разработка прибрежных шельфов для нефтегазовых проектов (особенно сахалинские шельфовые проекты). Прокладка подводных трубопроводов, дноуглубительные работы, аварийные разливы нефти представляют серьёзную угрозу.
3. Изменение температурного режима прибрежных вод в результате климатических изменений. Опунтиелла приспособлена к холодноводным условиям; повышение температуры на 1–2 °C летом может привести к снижению фотосинтетической активности и сокращению ареала.
4. Чрезмерные сборы водорослей в коммерческих целях. Хотя сама опунтиелла не является объектом промысла, она может быть сопутствующей добычей при сборе других ценных водорослей (анфельции, ламинарии).
5. Хищничество морских ежей. Резкое увеличение численности морских ежей (в результате сокращения числа их хищников — каланов, морских звёзд) в некоторых районах ведёт к интенсивному выеданию подводной растительности, включая опунтиеллу.

Меры охраны включают занесение в национальный и региональный охранные списки, охрану основных популяций в составе морских охранных территорий — заповедника «Курильский», Командорского государственного природного биосферного заповедника, заказника «Малые Курилы». Мониторинг состояния прибрежной альгофлоры силами Института биологии моря им. А.В. Жирмунского ДВО РАН, ТИНРО (Владивосток) и Сахалинского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии.

Сохранение опунтиеллы украшенной — это сохранение биологического своеобразия прибрежных вод российского Дальнего Востока, одного из самых богатых по разнообразию водорослей регионов мира.