Біоспелеологія: що шукають біологи в печерах

Ілля Турбанов, науковий співробітник лабораторії екології водних безхребетних Інституту біології внутрішніх вод ім. І. Д. Папаніна РАН. Записала Наталія Лєскова.

Тема моїх досліджень - печерна фауна. Чи може виникнути питання: а яке відношення печери мають до біології внутрішніх вод? Саме безпосереднє! Основна частина печер – карстові, сформовані водою. Вода розчиняє вапняк і підземні води промивають величезні порожнини.

Тварини, які мешкають у печерах, поділяються на кілька екологічних груп. Є справжні жителі печер, троглобіонти - вони живуть тільки в печерах, там проходить весь їхній життєвий цикл. "Троглос" з грецької - печера, "біонт" - дослівно: живе в даному середовищі. Троглобіонти майже завжди сліпі, оскільки там, де вони мешкають, панує цілковита темрява. У них втрачено забарвлення (це називається депігментацією), воно троглобіонтам не потрібне, адже їх ніхто не бачить, а забарвлення, як і очі, — зайві енерговитрати. Їхнє життя відбувається практично на дотик, тому в них розвинені всілякі сенсорні здібності. Словом, підземні організми дуже відрізняються від наземних.

Троглобіонтний ложноскорпіон Pseudoblothrus roszkovskii. Печера Туакська, Крим.

Троглобіонтами називають тварин, які живуть у печерах поза водою. Тих, хто пов'язаний з підземними водами, називають стигобіонтами, від назви міфічної річки Стікс, що протікала в підземному царстві (у науці часто використовуються назви, які так чи інакше запозичені з античної міфології). Отже, справжні підземні тварини – троглобіонти та стигобіонти.

Неописаний вид стигобіонтних водяних віслюків Proasellus sp.Печера серпня, Кавказ.

Друга група тварин, представники якої так чи інакше пов'язані з підземним простором, — стигофіли та троглофіли, тобто ті, що використовують печери та підземні води на певних етапах свого життєвого циклу. Грецький корінь «філ» в їх назвах означає «що має схильність». Найяскравіший приклад троглофілів – це кажани. Вони фактично живуть у печерах — перечікують денні години, зимують, але частину свого життєвого циклу проводять поза печерами та харчуються теж зовні.

І третя група тварин, яких знаходять у печерах, — стигоксени та троглоксени. Тобто, відповідно до грецького слова «ксенос» — чужорідний, це тварини, що випадково потрапили в печеру, впали туди або занесені в підземні води.

Стигобіонтна креветка Xiphocaridinella jusbaschjani. Карстові джерела на річці Агура, Кавказ.

Найбільший інтерес для вчених представляють справжні печерні жителі - троглобіонти та стигобіонти. Їхня різноманітність величезна: багатоніжки, жуки, рачки. Цікаво, що ці тварини завжди мають наземні аналоги. У наших широтах найчастіше це деякі релікти. Ще Чарльз Дарвін свого часу припустив, що печерні жителі - релікти давно вимерлих фаун. Можна сказати палеонтологічний зоопарк.

Ми знаємо, що в плейстоціні відбувалися часті коливання клімату, зміна зледеніння та міжльодовиковий. Припустимо, що під час міжльодовиків, яке триває, наприклад, 50—150 тис. років, формується наземна фауна, властива більш теплому клімату. Приходить чергове заледеніння, і тваринам подітися нікуди. І деякі з них, найчастіше грунтові, починають уникати змін клімату, освоювати новий для себе простір. Так тварини опиняються у печерах.

Авторизуйтесь, щоб продовжити читання. Це швидко та безкоштовно.

Печерна фауна

Печерна фауна, або спелеофауна, - Сукупність тварин, що живуть в печерах, ущелинах і порожнечах під землею (в області життя, сукупно званої гіпогеєю). Печерна фауна значно відрізняється від наземної. Вона поділяється на кілька екологічних груп: постійні жителі, типові лише для гіпогеї (троглобіонти, троглобії або евтроглобіонти); постійні мешканці, що живуть у подібних умовах і поза гіпогеєю (троглофіли або гемітроглобіонти); жителі гіпогеї, які проводять у ній частину свого життєвого циклу, наприклад час сну або зимівлю (троглоксени або псевдотроглобіонти); тварини, що випадково потрапили в печери і загинули там (тихотроглобіонти). Печерну фауну досліджують біоспелеологія та фреатобіологія (наука про життя у підземних водах). Риби Astyanax jordani, що мешкають у мексиканських печерах Усіх мешканців печерної фауни ділять на троглобіонтів (постійні жителі печер), троглофілів (які можуть жити і на поверхні, але віддають перевагу печерам) і троглоксенам (тимчасово і випадково відвідують печери) [1] . Європейський протей – типовий троглобіонт, ендемічний мешканець підземних озер у балканських печерах Печерна нічниця – типовий троглофіл, мешканець печер півдня США та Центральної Америки Головними особливостями життя в гіпогеї є: темрява, як наслідок – немає фотосинтезуючих рослин; сталість температури - відсутність її сезонних та добових коливань; висока вологість; своєрідність джерел харчування.Внаслідок постійного перебування у темряві тварини-троглобіонти, як правило, позбавлені пігменту як непотрібного елемента адаптаційного забарвлення: мають бліде забарвлення або прозорі (деякі риби, ракоподібні, комахи), хоча й меншою мірою, ніж пелагічні (жителі морських глибин). Очі їх часто значною мірою редуковані: у хребетних вони прикриті шкірою, позбавлені лінзи або дуже мала; у членистоногих очі позбавлені пігменту, мають менше фасеток або редуковані повністю. Це різко відрізняє печерну фауну від глибоководної, що знаходиться теж у постійній темряві, серед якої зустрічаються представники з дуже добре розвиненими очима (залежно від самосвічення цих тварин). При цьому для печерних мешканців характерно посилення інших органів чуття: нюху, слуху та дотику (наприклад, у комах подовжені вусики та ноги). У мешканців великих підземних порожнин часто спостерігається подовження придатків, часом тварини збільшуються у розмірах порівняно з наземними родичами (так званий печерний гігантизм). Раніше вважалося, що всі комахи печерної фауни безкрилі. Однак у 2015 році у глибокій (980 м) печері в Хорватії виявлено вид комарів-дзвінців. Troglocladius hajdi з сімейства хірономід (Chironomidae), який поряд з довгими ногами володів і великими крилами, - це імовірно перший відомий літаючий троглобіонт. [2] Зазвичай висока вологість повітря, характерна для гіпогеї, призводить до згладжування відмінностей між сухопутними та водними тваринами. Так, при затопленнях підземних порожнин і печер сухопутні тварини здатні добувати собі їжу у воді, а водяни можуть тривалий час прожити в умовах суші.Так як температура і вологість у печерах часто залишаються незмінними протягом усього року, постійні жителі печер обходяться без зимової сплячки та товстих покривів тіла. Обмін речовин у умовах сповільнений, життєвий цикл, зазвичай, розтягнутий, характерна стала швидкість зростання, цілорічний розмноження. Основу харчової піраміди печерної фауни складають рослинні останки, що розкладаються, приносяться водою, екскременти інших тварин (наприклад, гуано кажанів) і автотрофні хемосинтезуючі бактерії (наприклад, Perabacterium spelei у печерах Франції). Багато водних жителів гіпогеї живляться донним грунтом, в якому міститься величезна кількість (до 20% за масою) бактерій. Серед птахів постійних мешканців печер немає (до троглоксенів відносяться гуахаро, сови), серед ссавців є деякі троглофільні види кажанів. До типових представників троглобіонтів і троглофілів з хребетних належать такі: серед земноводних - протей (Proteus anguinus), печерні саламандри та тритони, серед риб — Paraphoxinus , Typhlichthys та ін Серед безхребетних представлені плоскі черв'яки, кільчасті черв'яки, молюски. Головна ж маса видів посідає членистоногих, особливо у комах. Так, із жуків, наприклад, Anophthalmus, Spelaeodytes , Spelaeochlamys , Troglorrhynchus та ін; з мурах — Typhlopone; з мух - Gymnomus ; із щетинохвосток (Thysanura) - деякі Campodea, Troglodromicus ; з павукоподібних Sira, Porrhomma , Nemaspela ladae та ін; з ракоподібних - деякі - Cypris , Cyclops , Branchipus , Gammarus, Niphargus , Phreatoicus , Microcerberidae та ін; з кільчастих черв'яків — Psammoryctides ; крім того, губка (Spongilla), кілька турбеллярій та інфузорій (Vorticella). Печерні риби властиві лише гіпогеї Америки та Африки, печерні земноводні мешкають лише в Америці та Європі.Примітно, що печерні тварини Європи та Північної Америки здебільшого належать до тих самих родів, котрий іноді видам. Більшість троглобіонтів є реліктами древніх наземних фаун, значна частина водних мешканців печер мають морське походження. Наприклад, печерах Закавказзя є тропічні види ( Speocyclops ), що збереглися з третинного періоду.

Дублянський, Віктор Миколайович. Глава 10 «мешканці підземного світу». 10.2. Народження біоспелеології. // Цікава спелеологія (рус.) . - С. 165-167. Архівовано 1 грудня 2021 року.

Тронд Андерсен, Віктор Баранов, Лінн Катрін Хагенлунд, Марія Івкович, Гуннар Мікалсен Квіфте. Blind Flight? A New Troglobiotic Orthoclad (Diptera, Chironomidae) від Lukina Jama – Trojama Cave in Croatia (англ.) // PLOS ONE. - 2016-04-27. - Vol. 11, iss. 4 . - P. e0152884. - ISSN 1932-6203. - Doi: 10.1371/journal.pone.0152884. Архівовано 3 березня 2022 року.

• Печерна фауна // Енциклопедичний словник Брокгауза та Єфрона: у 86 т. (82 т. та 4 дод.). - СПб. , 1890-1907.
• Печерна фауна (Г. Шмідт, Ст Гептнер) // Велика радянська енциклопедія (перше видання), 1940, Т. 45, С. 328-329.
• Печерна фауна// Велика радянська енциклопедія (друге видання), 1955, Т. 33, С. 9.
• Печерна фауна (І. Льовушкін) // Велика радянська енциклопедія (третє видання).

Wikiwand in your browser!

Seamless Wikipedia browsing. На steroids.

Ще раз натисніть на link to Wikipedia, Вікіпедія або Wikiquote в вашому інструменті пошуку результатів, він буде показувати сучасний Wikiwand interface.

Wikiwand extension є п'ять зір, простий, з мінімальним схваленням, що потрібні для придбання вашого шикування приватного, надійного і transparentного.