ArticlePDF Available

ON THE INVASION OF THE GENUS MARENZELLERIA (POLYCHAETA, SPIONIDAE) REPRESENTATIVES INTO THE CASPIAN SEA BASIN

Authors:

Abstract

In 2018, in the bottom fauna of the Caspian Sea, single specimens of a previously unknown species of polyhaetes were discovered. Since 2019, pelagic larvae of this species have been recorded in zooplankton samples. These worms are also found in the nutrition of migratory and semi-migratory fish species. According to morphological features, this polychaete species is identified as Marenzelleria arctia , an Arctic species dominating in the Gulf of Finland and probably invaded the Caspian along the Volga-Caspian invasion corridor.
45
РОССИЙСКИЙ ЖУРНАЛ БИОЛОГИЧЕСКИХ ИНВАЗИЙ № 3, 2021
УДК 574.587:591.524.11
О ВСЕЛЕНИИ ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ РОДА MARENZELLERIA
(POLYCHAETA, SPIONIDAE) В БАССЕЙН КАСПИЙСКОГО МОРЯ
© 2021 Михайлова А.В.a, *, Попова Е.В.a, Шипулин С.В.a,
Максимов А.А.b, Плотников И.С.b, **, Аладин Н.В.b
a Волжско-Каспийский филиал ФГБНУ «ВНИРО» («КаспНИРХ»), Астрахань 414056, Россия;
b Зоологический институт РАН, Санкт-Петербург 199034, Россия;
*anna_korotenko1983@mail.ru; **igor.plotnikov@zin.ru
Поступила в редакцию 11.06.2020. После доработки 24.06.2021. Принята к публикации 31.07.2021
В 2018 г. в донной фауне Каспийского моря были обнаружены единичные экземпляры ранее здесь
не встречавшегося вида полихет. С 2019 г. в пробах зоопланктона регистрируются пелагические ли-
чинки этого вида. Эти черви также встречены в питании проходных и полупроходных видов рыб. По
морфологическим признакам данный вид полихет определён как Marenzelleria arctia – арктический
вид, доминирующий в Финском заливе и, вероятно, проникший в Каспий по Волжско-Каспийскому
инвазионному коридору.
Ключевые слова: вселенец, зообентос, Каспийское море, полихеты, Marenzelleria.
DOI: 10.35885/1996-1499-2021-14-3-45-49
Введение
Полихеты рода Marenzelleria в последние
десятилетия активно расселяются по морям
Европы. Впервые отмеченные в Северном
море в начале 1980-х гг., они проникли в Бал-
тийское море, к середине 1990-х гг. заняв всю
его акваторию вплоть до самых восточных и
северных участков [Zettler et al., 2002; Kauppi
et al., 2015]. В 2014 г. были обнаружены в
дельте Дона и Таганрогском заливе Азовско-
го моря [Сёмин и др., 2016].
Род Marenzelleria представлен пятью мор-
фологически трудноразличимыми видами
[Sikorski, Bick, 2004; Bick, 2005]. Поэтому с
самого начала возникли серьёзные пробле-
мы с определением таксономического ста-
туса вселившихся видов. Первоначально
проникшие в европейские воды полихеты
были определены как Marenzelleria wireni
Augener, 1913, позднее как североамерикан-
ский вид Marenzelleria viridis (Verrill, 1873).
Считалось, что последний вселился и в Бал-
тийское море [Zettler et al., 2002]. Однако в
ходе последующей ревизии рода балтийских
представителей рода выделили в новый вид,
также имеющий североамериканские корни,
Marenzelleria neglecta Sikorski and Bick, 2004.
Дальнейшие исследования, выполненные с
помощью молекулярных методик, показали
наличие в Балтийском море трёх представи-
телей рода [Bastrop, Blank, 2006; Blank et al.,
2008]. Кроме вышеупомянутых M. viridis и M.
neglecta был обнаружен M. arctia (Chamberlin,
1920), ранее известный только из Арктическо-
го бассейна [Сикорский, Бужинская, 1998].
В территориальных водах России (вос-
точная часть Финского залива и Калинин-
градский сектор юго-восточной Балтики)
встречены только два вида – M. neglecta и M.
arctia, которые имеют тенденцию населять
разные биотопы. M. neglecta обитает в мелко-
водных, а M. arctia в глубоководных районах
[Максимов, 2010; Кочешкова, Ежова, 2018;
Гусев, 2020]. Два морфотипа морфологиче-
ски почти идентичные описаниям M. neglecta
и M. arctia были найдены в эстуарии Дона
[Сёмин и др., 2016]. Наличие двух видов, од-
нако, не подтвердилось методами генетиче-
ского анализа, по результатам которого обе
морфы были отнесены к M. neglecta [Syomin
et al., 2017]. Такие исследования необходимы
и для Marenzelleria из Каспия, они планиру-
ются и со временем будут проведены. Пока
же мы ограничились установлением видовой
принадлежности этих червей по другим при-
знакам и до такой идентификации считаем
РОССИЙСКИЙ ЖУРНАЛ БИОЛОГИЧЕСКИХ ИНВАЗИЙ № 3, 2021
46
интересной публикацию о самом факте про-
никновения нового вида в Каспий и быстрого
занятия им экологической ниши.
Недавно M. neglecta была обнаружена в
Чёрном море у западного побережья Крыма
[Болтачева и др., 2020].
Целью настоящей работы является указа-
ние на появление нового вида многощетин-
ковых червей в бентосе Каспийского моря и
включение его в трофические связи абори-
генных видов ихтиофауны.
Материал и методика
Сбор гидробиологического материала
проводили в западной части Северного Кас-
пия во время комплексных съёмок полупро-
ходных и осетровых рыб в октябре 2018 г. на
НИС «Гидробиолог» и в октябре 2019 г. на
НИС «Исследователь Каспия» по стандарт-
ным сеткам станций, принятым ВКФ ФГБНУ
«ВНИРО» («КаспНИРХ»).
Отбор и последующую обработку проб
зообентоса осуществляли согласно методике
ВНИРО [Романова, 1983].
Пробы зообентоса в Северном Каспии
отбирали до 20-метровой изобаты. Орудием
лова являлся дночерпатель «Океан-50» с пло-
щадью захвата 0.1 м2. Содержимое дночерпа-
теля, грунт, помещали в сито с газом № 14 и
тщательно промывали. После промывки всё,
что осталось в сите: животных, остатки грун-
та – перекладывали в стеклянную тару. Весь
собранный материал фиксировали 40%-м
раствором формалина. В лабораторных усло-
виях с использованием оптических приборов
и применением определителей [Зенкевич,
Броцкая. 1937; Плавильщиков, 1950; Атлас
беспозвоночных…, 1968; Мамаев и др., 1976;
Кутикова, Старобогатов, 1977] устанавлива-
ли видовой состав зообентоса. Определение
вселившихся полихет проводили по ключам,
опубликованным в статьях Сикорского и Бик
[Sikorski, Bick, 2004; Bick, 2005]. Кроме ви-
дового состава оценивали численность и био-
массу бентосных организмов.
Полученные результаты
В ходе полупроходной съёмки в Каспий-
ском море в октябре 2018 г. сотрудниками
лаборатории гидробиологии ВКФ ФГБНУ
«ВНИРО» («КаспНИРХ») в донной фауне
были обнаружены единичные экземпляры
полихет сем. Spionidae, ранее не встречавши-
еся в пробах и не относящиеся ни к одному
из известных для Каспийского региона родов.
Впервые эти многощетинковые черви были
встречены в приглубой зоне Северного Каспия
(банка Сигнал) в квадратах 422 (44°25ʹ с. ш.,
47°55ʹ в. д.) и 440 (44°15ʹ с. ш., 47°55ʹ в. д.).
В 2019 г. количество особей нового вида
в пробах зообентоса существенно увеличи-
лось. Черви встречались в пробах с глубин
7–18 м при температурах 16–19 °C и солёно-
сти до 12.5‰. Пойманные экземпляры име-
ли длину 10–50 мм, с преобладанием мелко-
размерных особей. Черви были обнаружены
на 7 станциях в северо-западной части моря
(квадраты 383 (44°45ʹ с. ш., 49°35ʹ в. д.), 410
(44°35ʹ с. ш., 49°25ʹ в. д.), 425 (44°25ʹ с. ш.,
48°25ʹ в. д.), 442 (44°15ʹ с. ш, 48°15ʹ в. д.), 460
(44°05ʹ с. ш., 47°55ʹ в. д.), 482 (43°55ʹ с. ш.,
48°15ʹ в. д.) и 484 (43°55ʹ с. ш., 48°35ʹ в. д.))
в зоне выноса волжской струи, к востоку ко-
личество организмов в пробе быстро снижа-
лось. Наиболее массовая представленность
организма наблюдалась к октябрю 2019 г. По
морфологическим критериям вселившаяся в
Каспийское море полихета была идентифи-
цирована как M. arctia. Однако поскольку на
данный момент определение не подтверж-
дено молекулярно-генетическими исследо-
ваниями, в работе использовано написание
Marenzelleria sp. Основные диагностические
признаки, использованные при идентифика-
ции вида: форма и размеры дорзальных чув-
ствительных (нухальных) органов и количе-
ство несущих жабры сегментов.
В 2019 г. в пробах зоопланктона начали ре-
гистрировать пелагические личинки полихет
не обнаруживавшегося ранее вида. Личинки
были встречены на 18 станциях, расположен-
ных на акватории западной части Северного
Каспия.
Обсуждение
Путаница с определениями породила
скептицизм в отношении самой возможности
видовой идентификации представителей рода
47
РОССИЙСКИЙ ЖУРНАЛ БИОЛОГИЧЕСКИХ ИНВАЗИЙ № 3, 2021
Marenzelleria, которую в настоящее время ре-
комендуется проводить методами генетиче-
ского анализа. Тем не менее использование
совокупности морфологических признаков и
их меристических значений позволяет с боль-
шой долей достоверности определять этих
полихет [Кочешкова, Ежова, 2018].
По комплексу этих признаков найден-
ная в Каспийском море полихета соответ-
ствует опубликованным описаниям M. arctia
[Sikorski, Bick, 2004; Bick, 2005]. Ближайшим
к Каспию водоёмом, в котором встречается
M. arctia, является Финский залив Балтий-
ского моря. Личинки этого вида могли по-
пасть в Каспий с балластными водами судов,
идущих из Балтийского моря. В принципе,
не исключено проникновение этого вида не-
посредственно из арктического бассейна по
понто-волжско-каспийскому инвазионному
коридору. С вселением M. arctia были связа-
ны наиболее значительные изменения в бен-
тосе Финского залива. Образование мощных
популяций полихет привело к многократному
увеличению общей численности и биомассы
зообентоса, особенно на илистых грунтах,
залегающих в глубоководных участках зали-
ва. Биомасса в период 2008–2009 гг. выросла
почти в 45 раз, достигнув максимально из-
вестных для этого района величин. В тече-
ние нескольких последних лет наметилась
тенденция к некоторому снижению количе-
ственных показателей чужеродных полихет,
что типично для инвазионных видов. Как
правило, после резкой вспышки численности
популяции вселенца наблюдается некоторое
снижение и стабилизация её на более низком
уровне. Снижение количественных показате-
лей полихет привело к уменьшению их доли
в общей биомассе бентоса. Однако M. arctia
по-прежнему остаётся самым широко рас-
пространённым и одним из многочисленных
представителей макрозообентоса, продолжая
господствовать в донных сообществах на
большей части акватории залива [Максимов,
2018]. В российских водах Южной и Восточ-
ной Балтики M. arctia приурочена к относи-
тельно глубоководным, мезотрофным аквато-
риям, с солёностью выше 5‰.
Однако, в свете недавнего выделения в
Таганрогском заливе формы M. neglecta, мор-
фологически, по сути дела, идентичной опи-
санию M. arctia, весьма вероятным выглядит
проникновение указанной формы из бассей-
на Азовского моря через Волго-Донской ка-
нал; тем более, что абиотические условия в
дельте Волги и Северном Каспии сходны с
таковыми в дельте Дона и Таганрогского за-
лива [Сёмин и др., 2016; Syomin et al., 2017].
Распределение M. neglecta приурочено к мел-
ководным, эвтрофным и гипертрофным, со-
лоноватоводным бассейнам. Планируемые
нами в дальнейшем исследования молеку-
лярных признаков помогут уточнить как ви-
довую принадлежность проникшей в Каспий
Marenzelleria, так и прояснить ситуацию с ре-
гионом-донором.
Представители полихет рода Marenzelleria
одни из наиболее успешных в Балтийском
море видов-вселенцев последнего време-
ни. Впервые появившись в 1985 г., к нача-
лу 1990-х гг. полихеты колонизировали всё
Балтийское море. Они играют значительную
роль в процессах биотурбации и биоирри-
гации донных осадков, тем самым влияя на
трофический статус мелководных акваторий
[Maximov et al., 2015].
Проникновение обоих этих видов в Ка-
спий выглядит практически неизбежным,
учитывая высокую инвазионную активность
полихет р. Marenzelleria, а также интенсив-
ное судоходство по Волго-Балтийскому пути
и Волго-Донскому каналу. В целом, со вре-
менем логично ожидать воспроизведения в
Каспийском море, если в него действительно
проникли оба вида, той ситуации, которую
мы наблюдали в Финском заливе и юго-вос-
точной Балтике, а именно, разделение аквато-
рии между двумя представителями рода.
В пределах своего естественного ареа-
ла, в частности в эстуариях Енисея и Амура,
M. arctia активно используются в пищу осе-
тровыми [Грезе, 1957; Колобов и др., 2013].
Первые данные указывают на то, что новый
кормовой ресурс интенсивно осваивает-
ся аборигенными видами рыб Каспийского
моря. Поскольку вселённый в 1939 г. много-
щетинковый червь нереис Hediste diversicolor
стал важным элементом кормовой базы бен-
тосоядных видов рыб Каспия, включая осе-
тровых, уже с 1944 г., интересно проследить
РОССИЙСКИЙ ЖУРНАЛ БИОЛОГИЧЕСКИХ ИНВАЗИЙ № 3, 2021
48
развитие взаимоотношений нового вселенца
с местной фауной в современных экологиче-
ских условиях.
Колонизация нового вселенца в Каспий-
ское море, с учётом результатов инвазии
полихет р. Marenzelleria в бассейны других
водных систем, предполагает расширение
кормовой базы рыб, формирование новых
биотопов с представителями аборигенной фа-
уны и включение вселенца в процессы био-
ирригации моря.
Финансирование работы
Исследование и подготовка рукописи
выполнялись по государственному зада-
нию ФГБНУ «ВНИРО» по темам № 076-
00005-19-00, 076-00005-20-02 в рамках
государственной работы «Осуществление
государственного мониторинга водных био-
логических ресурсов во внутренних водах, в
территориальном море Российской Федера-
ции, на континентальном шельфе Российской
Федерации и в исключительной экономиче-
ской зоне Российской Федерации, в Азовском
и Каспийском морях» и частично по госу-
дарственному заданию ФГБУН ЗИН РАН по
теме № АААА-А19-119020690091-0.
Конфликт интересов
Авторы заявляют, что у них нет конфликта
интересов.
Соблюдение этических стандартов
Статья не содержит никаких исследова-
ний с участием животных в экспериментах,
выполненных кем-либо из авторов.
Литература
Атлас беспозвоночных Каспийского моря / Под. ред.
Я.А. Бирштейна, Л.Г. Виноградовой. М: Пищевая
промышленность, 1968. 430 с.
Болтачева Н.А., Лисицкая Е.В., Подзорова Д.В. Распро-
странение полихет-вселенцев в биотопах северной
части Чёрного моря // Российский журнал биологи-
ческих инвазий. 2020. № 4. С. 15–33.
Грезе В.Н. Кормовые ресурсы рыб реки Енисея и их ис-
пользование // Известия ВНИОРХ. 1957. Т. 41. С. 3–233.
Гусев А.А. Многолетняя динамика макрозообентоса в
юго-восточной части Балтийского моря: Автореф.
дис. ... канд. биол. наук. Борок: Институт биологии
внутренних вод, 2020. 26 с.
Зенкевич Л.А., Броцкая В.А. Материалы по экологии
руководящих форм бентоса Баренцева моря // Учён.
зап. МГУ. Зоол., 1937. № 3. С. 203–226.
Колобов В., Кошелев В., Шмигирилов А. и др. Данные
о питании амурского осетра Acipenser schrenckii и
калуги Acipenser dauricus в амурском лимане // Вест-
ник Астраханского гос. технического ун-та. Серия
Рыбное хозяйство. 2013. № 2. С. 67–74.
Кочешкова О.В., Ежова Е.Е. Полихеты рода Marenzelleria
(Spionidae) в Юго-Восточной Балтике (ИЭЗ РФ) //
Российский журнал биологических инвазий. 2018.
№ 2. С. 20–29.
Кутикова Л.А., Старобогатов Я.И. Определитель прес-
новодных беспозвоночных Европейской части СССР:
Планктон и бентос. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. 511 с.
Максимов А.А. Крупномасштабная инвазия Marenzelleria
spp. (Polychaeta; Spionidae) в восточной части Фин-
ского залива Балтийского моря // Российский журнал
биологических инвазий. 2010. № 4. С. 19–31.
Максимов А.А. Межгодовая и многолетняя динамика
макрозообентоса на примере вершины Финского
залива. СПб.: Нестор-История, 2018. 260 с.
Мамаев Б.М., Медведев Л.Н., Правдин Ф.Н. Опреде-
литель насекомых Европейской части СССР. М.:
Просвещение, 1976. 304 с.
Плавильщиков Н.Н. Определитель насекомых: Крат-
кий определитель наиболее обычных насекомых
Европейской части Союза ССР. М.: УЧПЕДГИЗ,
1950. 544 с.
Романова Н.Н. Методические указания к изучению
бентоса южных морей СССР. М.: ВНИРО, 1983. 14 с.
Сёмин В.Л., Сикорский А.В., Коваленко Е.П. и др. Все-
ление представителей рода Marenzelleria Mesnil, 1896
(Polychaeta: Spionidae) в дельту Дона и Таганрогский
залив // Российский журнал биологических инвазий.
2016. № 1. С. 109–120.
Сикорский А.В., Бужинская Г.Н. Род Marenzelleria
(Polychaeta, Spionidae) в морях России // Зоологиче-
ский журнал. 1998. Т. 77. № 10. С. 1111–1120.
Bastrop R., Blank M. Multiple invasions a polychaete
genus enters the Baltic Sea // Biological Invasions. 2006.
Vol. 8. P. 1195–1200.
Bick A. A new Spionidae (Polychaeta) from North Carolina,
and a redescription of Marenzelleria wireni Augener,
1913, from Spitsbergen, with a key for all species of
Marenzelleria // Helgol. Mar. Res. 2005. Vol. 59. P.
265–272.
Blank M., Laine A.O., Jürss K. et al. Molecular identication
key based on PCR/RFLP for three polychaete sibling spe-
cies of the genus Marenzelleria, and the species’ current
distribution in the Baltic Sea // Helgol. Mar. Res. 2008.
Vol. 62. P. 129–141.
Kauppi L., Norkko A., Norkko J. Large-scale species in-
vasion into a low-diversity system: spatial and temporal
distribution of the invasive polychaetes Marenzelleria
spp. in the Baltic Sea // Biol Invasions. 2015. Vol. 17.
P. 2055–2074.
Maximov A., Bonsdor E., Eremina T. et al. Context-de-
pendent consequences of Marenzelleria spp. (Spionidae:
Polychaeta) invasion for nutrient cycling in the North-
49
РОССИЙСКИЙ ЖУРНАЛ БИОЛОГИЧЕСКИХ ИНВАЗИЙ № 3, 2021
ern Baltic Sea // Oceanologia. 2015. Vol. 57. No. 4. P.
342–348.
Sikorski A., Bick A. Revision of Marenzelleria Mesnil,
1896 (Spionidae, Polychaeta) // Sarsia. 2004. Vol. 89.
P. 253–275.
Syomin V., Sikorski A., Bastrop R. et al. The invasion of
the genus Marenzelleria (Polychaeta: Spionidae) into the
Don River mouth and the Taganrog Bay: morphological
and genetic study // Journal of the Marine Biological
Association of the United Kingdom. 2017. Vol. 97. No.
5. P. 975–984.
Zettler M.L., Daunys D., Kotta J. et al. History and success
of invasion into the Baltic Sea: the polychaete Maren-
zelleria cf. viridis, development and strategies // Invasive
aquatic species of Europe. Kluwer Academic Publishers,
2002. P. 66–75.
ON THE INVASION OF THE GENUS MARENZELLERIA
(POLYCHAETA, SPIONIDAE) REPRESENTATIVES
INTO THE CASPIAN SEA BASIN
© 2021 Mikhailova A.V.a, *, Popova E.V.a, Shipulin S.Va, Maximov A.A.b,
Plotnikov I.S.b, **, Aladin N.V.b
a Volga-Caspian branch of the FSBSI “VNIRO” (“CaspNIRKh”), Astrakhan 414056, Russia;
b Zoological Institute of the Russian Academy of Sciences, St. Petersburg 199034, Russia;
*anna_korotenko1983@mail.ru; **igor.plotnikov@zin.ru
In 2018, in the bottom fauna of the Caspian Sea, single specimens of a previously unknown species of
polyhaetes were discovered. Since 2019, pelagic larvae of this species have been recorded in zooplankton
samples. These worms are also found in the nutrition of migratory and semi-migratory sh species. According
to morphological features, this polychaete species is identied as Marenzelleria arctia, an Arctic species dom-
inating in the Gulf of Finland and probably invaded the Caspian along the Volga-Caspian invasion corridor.
Key words: invader, zoobenthos, Caspian Sea, polyhaetes, Marenzelleria.
... Syomin et al. (2017) warned about the further spread of M. neglecta in the Black Sea, as well as about the possible invasion of the Caspian Sea by this species. Indeed, in April 2016, M. neglecta was first collected off the western coast of Crimea (Boltachova and Lisitskaya 2019;Boltachova et al. 2021), and in October 2018, Marenzelleria was first found in the northern part of the Caspian Sea (Mikhailova et al. 2021). Mikhailova et al. (2021) noted that Caspian worms were similar to M. arctia, but since M. neglecta was already identified by molecular methods in the neighbouring Sea of Azov, they referred them to as Marenzelleria sp., pending reliable identification by molecular analysis. ...
... Indeed, in April 2016, M. neglecta was first collected off the western coast of Crimea (Boltachova and Lisitskaya 2019;Boltachova et al. 2021), and in October 2018, Marenzelleria was first found in the northern part of the Caspian Sea (Mikhailova et al. 2021). Mikhailova et al. (2021) noted that Caspian worms were similar to M. arctia, but since M. neglecta was already identified by molecular methods in the neighbouring Sea of Azov, they referred them to as Marenzelleria sp., pending reliable identification by molecular analysis. Because Syomin et al. (2016) also identified by morphology some worms from the Don River and Taganrog Bay as M. arctia, but later, based on molecular data, re-identified them as M. neglecta, here we tentatively refer the Caspian worms to M. neglecta. ...
... Later, the species was found in the Strait of Kerch and the Taman peninsula [59] and the western coast of Crimea on the Black Sea [60,61]. In 2018-2019, M. arctia was reported in the Caspian Sea [62], and the authors do not rule out that, after genetic analysis, the species may be confirmed as M. neglecta as a result of its presence in the Sea of Azov [59], closer to the Caspian basin and with a possible pathway trough in the Volga-Don channel. ...
Article
Full-text available
Biological invasions can have major impacts on freshwater and marine ecosystems. Therefore, it is vital that non-indigenous species are accurately identified and reported when potential or confirmed invasions occur. The present study reports the first occurrence of Marenzelleria neglecta (Annelida, Spionidae) and the spread of Laonome xeprovala (Annelida, Sabellidae) in the Danube Delta–Black Sea ecosystem. Spionidae is one of the most diverse families of annelid worms and is a dominant group in terms of the number of species that have been introduced to non-native areas, while the members of Sabellidae are among the most visible polychaetes commonly found in fouling communities and are colonizing new geographic areas. Based on 20 samples collected in 2021, we provide an overview of the distribution of the investigated species and possible arrival pathways for Marenzelleria neglecta. Specimens were identified based on morphological descriptions. Both species have invasive behaviour, colonizing large areas in relatively short time periods and reaching relatively high densities (M. neglecta—1400 ind.m⁻²; L. xeprovala—40 ind.m⁻²). Due to their distribution and high abundances, the biology and ecology of these species in the Danube River–Danube Delta–Black Sea system need to be investigated further in order to assess their impact on ecosystem structure and functioning.
Article
Full-text available
Alien polychaetes belonging to the genus Marenzelleria were recorded from the mouth of the Don River and Taganrog Bay in the Sea of Azov in February–March 2014. Morphological characteristics varied greatly and matched those of two species: M. neglecta and M. arctia . Some individuals did not match the descriptions of both species. A genetic study using different sequences (primarily COI, but also 16S, 28S, cytb and nuclear histone 3a) showed that only M. neglecta was present despite some morphological mismatches. A morphological description of the species according to the new data is presented, together with a revised table of variability of the key numeric characters. Since 2014, Marenzelleria has spread swiftly and become dominant in a considerable part of the Taganrog Bay, making up to 91% of the total abundance/biomass (6800 ind. m ⁻² and 31.2 g m ⁻² , respectively). Monodominant sites were also present. Its occurrence is 100% in recent surveys. Such a sharp increase seems to be due to a lack of detritophages in the bay; this is supported by the fact that M. neglecta has not formed its specific assemblage. The community structure, if M. neglecta is excluded, is equal to that before the invasion. In the Sea of Azov itself, M. neglecta is not as abundant, but occurs up to the Strait of Kertch and at some sites in the Black Sea. Its spread further into the Black Sea seems possible, as well as into the Caspian Sea via the Volga-Don Canal.
Chapter
Full-text available
In the mid 1980s, a new polychaete appeared in coastal waters of the Baltic Sea and rapidly became an important faunistic element. The identification of this spionid as Marenzelleria cf. viridis indicated North America as the most likely area of origin. The history of invasion into the Baltic Sea is outlined. Sound taxonomic experience and competence was and is necessary to elucidate the background when dealing with bioinvasions. A review of taxonomic problems of the genus Marenzelleria is given. Based on long time series we could draw a picture on the species strategy in stressed habitats. Three coastal areas were selected to demonstrate the role of environmental factors facilitating Marenzelleria invasion in the Baltic Sea in the last decade. This review deals with the expansion and niching of an allochthonous species and its influence on the indigenous macrozoobenthos. Both the life history and physiology of Marenzelleria make it well adapted to life in brackish water conditions, occupying a niche in an environment with low species diversity.
Article
Full-text available
Marenzelleria spp. are among the most successful non-native benthic species in the Baltic Sea. These burrowing polychaetes dig deeper than most native Baltic species, performing previously lacking ecosystem functions. We examine evidence from experiments, field sampling and modelling that the introduction of Marenzelleria spp. affects nutrient cycling and biogeochemical processes at the sediment–water interface. Over longer time scales, bioirrigation by Marenzelleria spp. has the potential to increase phosphorus retention in bottom deposits because of deeper oxygen penetration into sediments and formation of a deeper oxidized layer. In contrast, nitrogen fluxes from the sediment increase. As a consequence of a decline of the phosphate concentration and/or rising nitrogen/phosphorus ratio, some Northern Baltic ecosystems may experience improvement of the environment because of mitigation of eutrophication and harmful cyanobacteria blooms. Although it is difficult to unambiguously estimate the ecosystem-level consequences of invasion, in many cases it could be considered as positive due to increased structural and functional diversity. The long-term interactions with the native fauna still remain unknown, however, and in this paper we highlight the major knowledge gaps.
Article
Full-text available
Marenzelleria is revised on the basis of material from the Arctic, North America, Europe and the Far East. Types of all species included in the genus are examined. Five species are registered. Marenzelleria neglecta sp. nov. is described from the coastal waters of the southern Baltic. Two species, M. arctia and M. wireni, occur in the Arctic, whereas M. viridis and Marenzelleria sp. A are found in coastal waters of the Atlantic. Marenzelleria neglecta occurs both in arctic and boreal estuaries. Complete description of Marenzelleria sp. A must await additional material. A generic diagnosis and a key to the species are given.
Article
Full-text available
Marenzelleria bastropi, a new species of Spionidae (Polychaeta) from the brackish water Currituck Sound, North Carolina, is described. The new species is characterized by the great number of chaetigers between the first neuro- and notopodial hooded hooks, the extension of the nuchal organ up to the end of chaetiger 2/middle of chaetiger 3 and the presence of about 60–90 branchiate chaetigers. Marenzelleria bastropi sp. nov. is closely related to M. neglecta (Sikorski and Bick, 2004) and Marenzelleria viridis (Verrill, 1873). Marenzelleria wireni Augener, 1913 is described here for the first time from western Spitsbergen. Adult specimens are investigated and compared with specimens from other areas of distribution. A key for subadult and adult specimens of all Marenzelleria species is provided.
Article
Invasive species are considered to be a major threat to both terrestrial and aquatic ecosystems worldwide due to their negative effects on biodiversity , ecosystem functioning and species interactions. This study investigates with the help of large-scale monitoring datasets the spatial and temporal distribution of a successful invader, the polychaete species complex Marenzelleria spp. Mesnil 1896 into a species-poor, brackish water ecosystem in northern Europe, the Baltic Sea. The species complex has spread throughout the entire Baltic Sea and has become a dominant member of the communities especially in deeper, hypoxia-affected areas. The dynamics of the invasion follow a boom-and-bust pattern, with abundances peaking almost simultaneously throughout the Baltic Sea in 2005–2006. Possible mechanisms behind the successful establishment are changes in hydrography and species composition. Hypothesized and observed ecological impacts are reviewed. Evidence suggests a multitude of potential, sometimes contrasting, impacts. Due to the widespread distribution and high abundances, the biology and ecology of Marenzelleria spp. in the Baltic Sea need to be investigated further in order to assess its impact on ecosystem structure and functioning.
Article
Since 1985, the nonindigenous polychaete species Marenzelleria neglecta has been found in the Baltic Sea. The species, which was introduced by ship ballast water, spreads rapidly and dominates in many habitats today. Using three gene segments of the mitochondrial DNA (16S rDNA, Cytochrom oxidase I, Cytochrom b), we investigated four populations of the western and northern Baltic Sea in a preliminary survey and compared them with four other populations from the North Sea, the Baltic Sea and from the Arctic. First, we could demonstrate the applicability of the markers to discriminate the species with certainty. Second, with M. viridis and M. arctia, we could detect two more species of the same genus, which have recently been introduced into the Baltic Sea. One of these, M. arctia, was hitherto known as an exclusive arctic member of the genus. The impact of these two recently invaded Marenzelleria species onto the autochthonous fauna needs to be evaluated in the future. The Baltic Sea as a ‘natural aquarium’ now offers the possibility to investigate sibling species simultaneously. However, correct identification and denomination of Marenzelleria species are indispensable prerequisites for all future studies. Molecular markers allow the exact identification of all Marenzelleria species and must be used whenever a classical taxonomic identification is uncertain.
Article
Studies of Marenzelleria species were often hampered by identification uncertainties when using morphological characters only. A newly developed PCR/RFLP protocol allows a more efficient discrimination of the three species Marenzelleria viridis, Marenzelleria neglecta and Marenzelleria arctia currently known for the Baltic Sea. The protocol is based on PCR amplification of two mitochondrial DNA gene segments (16S, COI) followed by digestion with restriction enzymes. As it is faster and cheaper than PCR/sequencing protocols used so far, the protocol is recommended for large-scale analyses. The markers allow an undoubted determination of species irrespective of life stage or condition of the worms in the samples. The protocol was validated on about 950 specimens sampled at more than 30 sites of the Baltic and the North Sea, and on specimens from populations of the North American east coast. Besides this test we used mitochondrial DNA sequences (16S, COI, Cytb) and starch gel electrophoresis to further investigate the distribution of the three Marenzelleria species in the Baltic Sea. The results show that M. viridis (formerly genetic type I or M. cf. wireni) occurred in the Öresund area, in the south western as well as in the eastern Baltic Sea, where it is found sympatric with M. neglecta. Allozyme electrophoresis indicated an introduction by range expansion from the North Sea. The second species, M. arctia, was only found in the northern Baltic Sea, where it sometimes occurred sympatric with M. neglecta or M. viridis. For Baltic M. arctia, the most probable way of introduction is by ship ballast water from the European Arctic. There is an urgent need for a new genetic analysis of all Marenzelleria populations of the Baltic Sea to unravel the current distribution of the three species.
Кормовые ресурсы рыб реки Енисея и их использование // Известия ВНИОРХ. 1957. Т. 41
  • В Н Грезе
Грезе В.Н. Кормовые ресурсы рыб реки Енисея и их использование // Известия ВНИОРХ. 1957. Т. 41. С. 3-233.
Материалы по экологии руководящих форм бентоса Баренцева моря // Учён. зап. МГУ. Зоол
  • Л А Зенкевич
  • В А Броцкая
Зенкевич Л.А., Броцкая В.А. Материалы по экологии руководящих форм бентоса Баренцева моря // Учён. зап. МГУ. Зоол., 1937. № 3. С. 203-226.