ИСКУССТВЕННЫЙ БИОТОП

Полезная модель относится к области рыбной промышленности, а именно к устройствам для формирования биоценозов, воспроизводства гидробионтов, обитания и нагула рыб и беспозвоночных животных, в частности, представителей криптобентической фауны.
Криптобентические животные определяются как подвижные, ведущие скрытный образ жизни водные позвоночные, либо беспозвоночные животные, имеющие малые размеры (например, длина тела криптобентических рыб во взрослом состоянии не превышает 5 см), имеющие характерные для скрытного образа жизни окраску и поведение и поддерживающие тесную связь с бентосом. (1) Среда обитания криптобентических животных - плотные скопления двустворчатых моллюсков-фильтраторов, коралловые рифы, трещины и каверны в тех или иных подводных субстратах.
Скрытный, зачастую ночной образ жизни, малые размеры и защитная окраска делают криптобентических животных труднодоступным для изучения объектом. Их роль в природных сообществах традиционно недооценивается. Трудности, связанные с корректным отбором проб и идентификацией мелких, скрытных криптобентических животных и их недолов традиционными неразрушительными техниками облова в значительной степени объясняют неточность существующих оценок и смещение количественных, качественных и прочих оценок в пользу крупных, хорошо заметных животных (1). Также малая доступность для изучения криптобентических животных приводит к недостатку информации, относящейся к их видовому составу, обилию, питанию, распределению и другим важным параметрам. Недостаток информации может привести к тому, что массовые виды животных, в силу недостатка информации, могут быть отнесены к редким, а редкие виды, действительно нуждающиеся в охране, могут быть просто не отмечены в акваториях обитания. Изучение криптобентических видов может сделать более точной оценку такой важной характеристики водоема как оценка биоразнообразия. Недостаток информации о криптобентических видах не позволяет оценить их роль в функционировании экосистем. По имеющимся данным, роль криптобентических организмов в природных сообществах может быть весьма значительной. Например, при изучении коралловых рифов было установлено то, что криптобентические рыбы могут составлять 9,7% биомассы, 50,1% всех экземпляров и 40,4% видового состава рыб в исследуемых акваториях, и могут играть заметную роль в пищевых отношениях (1).
Одним из предпочитаемых криптобентическими животными обитания (биотопов, (2)) являются плотные естественные, либо искусственные поселения двустворчатых моллюсков-фильтраторов (3).
Облов природных мест обитания с целью изучения, коллекционирования или иного использования криптобентических животных малоэффективен и зачастую разрушителен для окружающей среды. Облов с целью изучения криптобентических животных искусственных поселений двустворчатых моллюсков, например мидийных коллекторов предприятий марикультуры в процессе выращивания культивируемых объектов, приводит к повреждению обрастания коллекторов и нанесению ущерба хозяйствующим субъектам. Облов с целью изучения криптобентических животных искусственных поселений двустворчатых моллюсков, например мидийных коллекторов предприятий марикультуры во время планового изъятия товарной мидии также трудновыполним, поскольку при проведении технологических операций с мидией происходит распугивание и потеря криптобентических животных.
Однако возможно размещение в водной среде искусственно воспроизведенных мест обитания криптобентических животных (искусственных биотопов), не связанных с промышленным выращиванием двустворчатых моллюсков-фильтраторов.
Известен искусственный биотоп, описанный в авторском свидетельстве СССР №1329712 А01К 61/00 «Искусственный риф для размножения водных животных» (4). Он представляет собой полое тело, состоящее из четырех соединенных между собой элементов тороидальной формы (отслуживших свой срок автомобильных покрышек), скрепленных между собой. Водные организмы проникают в середину рифа и заходят в полости элементов, где могут размножаться и укрываться от хищников.
Недостатком этого устройства является то, что конструкция автомобильной покрышки оставляет достаточно широкий проход внутрь элементов искусственного рифа хищным рыбам, опасным для мелких организмов, каковыми являются криптобентические животные, кроме того, конструкция рифа не предусматривает создания малых защищенных пространств, близко воспроизводящих убежища, необходимые для жизни криптобентических животных. Кроме того, боковые стенки и протектор автомобильных покрышек, применяемых в рассматриваемом искусственном рифе, имеют сплошную структуру и не допускают движения сквозь них воды, переносимых ею веществ, а также движения мелких форм жизни, что создает условия, не в полной мере воспроизводящие те, что необходимы для существования криптобентических животных.
Недостатком рассматриваемого искусственного рифа является низкий коэффициент "полезного пространства" (полезным пространством считаются свободные участки в устройстве, доступные для обитания гидробионтов повтор ни к чему) относительно веса устройства, что обуславливает неприемлемо высокие затраты на его транспортировку и установку. Недостатком рассматриваемого искусственного рифа является то, что конструкция рассматриваемого искусственного рифа предполагает его установку на дне водоема и не предполагает его размещение на субстратах, располагающихся под значительным углом к поверхности воды, либо в произвольной точке водной толщи.
Значительная парусность и значительный вес затрудняют перемещение в пределах акватории, извлечение на поверхность и транспортировку рассматриваемого искусственного рифа усилиями одного человека. Кроме того, при извлечении из воды рассматриваемый искусственный риф практически полностью осушается, что приводит к бегству или гибели заселивших его животных.
Недостатком рассматриваемого искусственного рифа является использование резиновых покрышек при создании искусственного местообитания водных животных, поскольку при использовании этого материала отмечено поступление в окружающую среду вредных для водных животных химических соединений.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявленной полезной модели является искусственный биотоп, описанный в авторском свидетельстве СССР №967437, А01К 61/00 «Искусственный биотоп» (5), в котором для формирования убежища для водных организмов используются полые тела, представляющие собой камеры тороидальной формы из пластичного материала (автомобильные покрышки), имеющие по внутренней стороне сплошную прорезь, причем по одному из внешних краев камер выполнены отверстия для прохода водных животных, а в центральной полости камер размещен наполнитель из волокнистого материала.
Недостатком этой конструкции является наличие отверстий для прохода водных животных только по одному из внешних краев камер, что затрудняет миграцию водных животных и водообмен искусственного биотопа с окружающей средой.
Недостатком этой конструкции является низкий коэффициент "полезного пространства" относительно веса устройства, что обуславливает неприемлемо высокие затраты на их установку.
Недостатком рассматриваемого искусственного рифа является использование резиновых покрышек при создании искусственного местообитания водных животных, поскольку при использовании этого материала отмечено поступление в окружающую среду вредных для водных животных химических соединений.
В основу полезной модели поставлена техническая задача создания искусственного биотопа, создающего для криптобентических животных условия обитания, максимально близкие к природным. Такой биотоп должен допускать размещение без затраты значительного времени, значительных усилий и значительных средств на дне водоема, на погруженном в воду субстрате, располагающемся под произвольным углом к водной поверхности, а также в произвольной точке водной толщи. Такой искусственный биотоп должен быть пригоден для установки в произвольных акваториях, пригоден для перемещения в пределах акватории и для транспортировки между различными акваториями с минимальным воздействием на живых существ, находящихся в пределах искусственного биотопа. Такой искусственный биотоп не должен требовать дорогостоящих, либо опасных для окружающей среды материалов.
Поставленная техническая задача достигается тем, что заявленное устройство представляет собой полое тело, имеющее форму открытого сверху параллелепипеда (ящика) с решетчатыми гранями из твердого, устойчивого к коррозии биологически нейтрального пищевого пластика. Внутри полого тела размещен наполнитель, состоящий из смеси живых двустворчатых моллюсков-фильтраторов и пустых створок их раковин, открытая верхняя часть полого тела затянута сетью, например, делью рыболовной с размером ячеи 8-12 мм, закрепленной по периметру открытой верхней части полого тела с помощью проволочных закруток, веревочных узлов, либо иным способом, обеспечивающим быстрое отделение сети без применения инструментов. Указанный размер ячеи сети позволяет криптобентическим животным свободно проникать внутрь искусственного биотопа, но не допускает прохождение крупных хищных животных. Верхние углы ящика по диагонали соединены натянутыми веревками, служащими приспособлением для фиксации на заявляемом устройстве каната, цепи или иного элемента, используемого для подвешивания заявляемого устройства в толще воды.
В качестве полого тела, имеющего форму открытого сверху параллелепипеда с решетчатыми сторонами из твердого, устойчивого к коррозии биологически нейтрального материала может использоваться пластиковый ящик для пищевых продуктов, например пластиковый ящик овощной арт: 5104420, размеры, мм: 600×400×235, либо пластиковый ящик ягодный арт: 5012401, размеры, мм: 600×400×200.
В качестве наполнителя, состоящего из смеси живых двустворчатых моллюсков-фильтраторов и пустых створок их раковин, могут использоваться двустворчатые моллюски Mytilus edilus, либо Mytilus galoprovincialis и пустые створки их раковин.
В качестве сети, затягивающей открытую верхнюю часть полого тела, может использоваться рыбацкая сеть.
Благодаря равномерному распределению отверстий в решетчатых стенках и днище ящика, а также в сети, затягивающей его сверху, осуществляется свободный водообмен и свободное прохождение мелких водных животных, каковыми являются криптобентические организмы.
Наполнитель, состоящий из смеси живых двустворчатых моллюсков-фильтраторов и пустых створок их раковин, имитирует естественные, либо искусственно созданные плотные скопления живых двустворчатых моллюсков-фильтраторов, служащие убежищем для криптобентической фауны. Пустые створки раковин, входящие в состав наполнителя, соответствуют отмершим двустворчатым моллюскам-фильтраторам, непременно встречающимся в плотных естественных, либо искусственно созданных скоплениях живых моллюсков-фильтраторов и использующихся многими представителями криптобентической фауны в качестве субстрата для откладывания икры (6). Использование в составе наполнителя искусственного биотопа смеси живых двустворчатых моллюсков-фильтраторов и пустых створок их раковин позволяет наиболее полно сымитировать среду обитания организмов криптобентических животных и сделать искусственный биотоп максимально привлекательным для вышеупомянутых организмов.
В качестве компонентов наполнителя для наполнения искусственного биотопа по заявляемой полезной модели могут использоваться моллюски-фильтраторы, полученные в процессе искусственного культивирования, а также отходы такого производства (пустые раковины моллюсков-фильтраторов), что делает ненужным изъятие материалов для формирования наполнителя из окружающей среды с повреждением естественных биотопов.
В качестве наполнителя искусственного биотопа по заявляемой полезной модели могут использоваться отбракованные моллюски-фильтраторы, входящие в состав изымаемого урожая при искусственном культивировании, но не достигшие товарных размеров и, следовательно, не имеющие существенной рыночной стоимости.
В процессе эксплуатации искусственного биотопа по заявляемой полезной модели входящие в состав наполнителя живые моллюски-фильтраторы продолжают участвовать в функционировании экосистемы водоема и тем самым участвовать в мелиорации акватории. (7)
Возможна многократная эксплуатация искусственного биотопа по заявляемой полезной модели, с периодическим извлечением искусственного биотопа в воздушную среду, помещением его в лабораторные условия, анализом содержимого и последующим возвращением в водную среду. Возможность этого достигается благодаря тому, что живой компонент наполнителя искусственного биотопа по заявляемой полезной модели представляет собой двустворчатых моллюсков-фильтраторов, особенности биологии которых позволяют сохранять жизнеспособность при длительном (в масштабе часов) осушении (8), а удерживаемая слоем наполнителя влага обеспечивает выживание крипобентических животных при кратковременном извлечении искусственного биотопа в воздушную среду.
Также благодаря этим особенностям возможна транспортировка комплектного искусственного биотопа по заявляемой полезной модели на значительные расстояния в воздушной среде при переносе из акватории в акваторию, что обеспечивает удобство эксплуатации и дешевизну транспортировки.
Заявляемое устройство может быть размещено на дне водоема. Оно также может быть подвешено в толще воды, либо зафиксировано на субстрате, находящемся под произвольным углом к поверхности воды благодаря наличию приспособления для фиксации на заявляемом устройстве каната, цепи или иного элемента, используемого для подвешивания заявляемого устройства в толще воды, либо закрепления на субстрате. Используемые в качестве такового приспособления веревки перекрещиваются в точке, являющейся проекцией центра тяжести заявляемого искусственного биотопа при равномерной загрузке наполнителя. Фиксацию на заявляемом устройстве каната, цепи или иного элемента, используемого для подвешивания заявляемого устройства в толще воды, производят в точке перекрещивания вышеупомянутых веревок, таким образом заявленный биотоп выполнен с возможностью подвешивания в горизонтальном положении, что исключает смещение наполнителя внутри полого тела.
Искусственный биотоп работает следующим образом. В решетчатый ящик, выполненный из пищевого пластика, помещают наполнитель, состоящий из смеси живых двустворчатых моллюсков и их пустых раковин. Сверху ящик покрывают сетью, сеть фиксируют на ящике при помощи проволочных закруток, веревочных узлов, либо иным способом. На ящике фиксируют приспособление для подвешивания искусственного биотопа. Готовый искусственный биотоп размещают на дне водоема, либо подвешивают в толще воды, где он становится доступным для заселения криптобентическими животными. При необходимости изучения заселивших искусственный биотоп криптобентических животных искусственный биотоп извлекают из водоема.
В результате осуществления заявленной полезной модели получаем искусственный биотоп, создающий для криптобентических животных условия обитания, максимально близкие к природным, допускающий размещение без затраты значительного времени, значительных усилий и значительных средств на дне водоема, на погруженном в воду субстрате, располагающемся под произвольным углом к водной поверхности, а также в произвольной точке водной толщи, пригодный для установки в произвольных акваториях, пригодный для перемещения в пределах акватории и для транспортировки между различными акваториями с минимальным воздействием на живых существ, находящихся в пределах искусственного биотопа, не требующий дорогостоящих, либо опасных для окружающей среды материалов.
Искусственный биотоп по заявленной полезной модели был применен в акватории, прилегающей к радиобиологическому корпусу Института морских биологических исследований РАН (Черное море, город Севастополь, бухта Карантинная) в период с мая по сентябрь 2015 г. В результате применения искусственного биотопа, впервые для акватории Черного моря обнаружены несколько видов криптобентических рыб (представители семейства бычковые), а также несколько видов криптобентических ракообразных.
ЛИТЕРАТУРА И ИСТОЧНИКИ
(1) The role of cryptobenthic reef fishes in coral reef trophodynamics Martial Depczynski*, David R. Bellwood Centre for Coral Reef Biodiversity, Department of Marine Biology, James Cook University, Townsville 4811, Australia MARINE ECOLOGY PROGRESS SERIES Mar Ecol Prog Ser Vol. 256: 183-191, 2003 Published July 17 http://core.ac.uk/download/pdf/11567188.pdf
(2) Биологический энциклопедический словарь под ред. М.С. Гилярова. М., «Советская энциклопедия», 1989, 864 с.
(3) Mussel's collectors as localizing centers for the cryptobenthic fauna. E. Karpova, A. Boltachev, S. Statkevich, O. Danilyuk, I. Turbanov. Symposium Abstract Book. FABA 2014: International Symposium on Fisheries and Aquatic Sciences 25-27 September 2014 / Trabzon.
(4) Авторское свидетельство СССР №1329712, опубликовано 15.08.87, бюллетень №30
(5) Авторское свидетельство СССР №967437, опубликовано 23.10.82, бюллетень №39
(6) Бычки-вселенцы морских вод Крыма. Манило Л.Г., Болтачев А.Р., Карпова Е.П. Збiрник праць Зоологiчного музею, 2013, №44: 50-69.
(7) V.N. Eremeev, A.R. Boltachev, B.G. Aleksandrov, S.V. Alyomov, Yu.A. Zagorodnya, E.P. Karpova, L.A. Manzhos, V.V. Gubanov Biological diversity of the coastal zone of the Crimean peninsula: problems, preservation and restoration pathways. Типография ЧП Куликов A.C., Севастополь, 2012. 92 с.
(8) Биохимические адаптации морских двустворчатых моллюсков к аноксии (обзор). Фокина Н.Н., Нефедова Н.А., Немова Н.Н. Труды Карельского научного центра РАН №3. 2011. С. 121-130.