Проведен критический анализ эффективности и точности палеоэкологических реконструкций пресноводных водоемов по донным отложениям

Отложения водоемов и болот являются естественным архивом, хранящим информацию об истории формирования и развития исчезнувших и современных континентальных водных экосистем, а также об изменениях климата, антропогенного прессинга, и иных условий внешней среды. Эта информация может быть извлечена из летописи отложений с помощью разнообразных аналитических методов – химических, геологических и биологических. Последние занимают особое место в арсенале палеоэкологии, поскольку в большинстве случаев отложения, сформировавшиеся в водной среде, содержат множество остатков разнообразных живых организмов (водорослей и высших растений, простейших и беспозвоночных), населявших водоем в разные периоды его существования и захороненных в хронологической последовательности. Многие частные палеоэкологические методы, базирующиеся на анализе субфоссильных остатков той или иной группы гидробионтов (как, например, диатомовый, кладоцерный и хирономидный анализы) зародились еще в первой половине ХХ века, с тех пор развиваются и становятся все более популярными в мировой естественнонаучной практике.

В то же время, сохраняется ряд нерешенных проблем и вопросов, связанных с применимостью и эффективностью этих методов, и интерпретацией получаемых с их помощью результатов. Главным источником таких проблем являются тафономические процессы, действующие на всех этапах формирования летописи отложений, и приводящие к качественным и количественным искажениям, значительно отдаляющим комплексы субфоссильных остатков (тафоценозы) от состава исходных живых сообществ (биоценозов). Несмотря на это, проводится крайне мало исследований, направленных на выяснение закономерностей формирования тафоценозов в континентальных водоемах, что негативно отражается на качестве палеоэкологических реконструкций.

Сотрудники Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова (ИПЭЭ РАН) совместно с коллегами из Института биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина, а также Университета Баффало (США), основываясь на анализе литературы и собственных данных, опубликовали обзорную статью, в которой рассмотрели некоторые тафономические особенности разнообразных пресноводных организмов, остатки которых встречаются в отложениях континентальных водоемов и используются исследователями в качестве палеоэкологических индикаторов. 

В этой публикации авторы уделяют внимание вопросам репрезентативности субфоссильных комплексов и индикаторной значимости различных групп гидробионтов, проблемам пространственной неоднородности тафоценозов водоемов, сохранности и избирательного разрушения остатков водных организмов.

Авторы утверждают, что повышение эффективности и точности палеоэкологических реконструкций водоемов может быть достигнуто двумя взаимодополняющими путями: (1) с помощью целенаправленного и всестороннего изучения процессов и закономерностей образования озерных тафоценозов, и (2) путем совместного использования различных индикаторных групп организмов в так называемых «мульти-прокси» (multi-proxy) исследованиях. При этом, однако, отмечается, что «классические» мульти-прокси исследования, хотя и предоставляют гораздо больше палеоэкологической информации (по сравнению с отдельно применяемыми частными методами палеоэкологического анализа), имеют один существенный недостаток – они не описывают состав тафоценоза полностью, а лишь объединяют результаты нескольких специализированных методов анализа. При этом роль изучаемых индикаторных групп организмов в общей структуре тафоценоза остается неизвестной, а многие другие компоненты тафоценоза, также несущие палеоэкологический сигнал, вовсе игнорируются. Для решения этой проблемы авторы предлагают использовать метод трехуровневого альго-зоологического анализа донных отложений, разработанный советским и российским гидробиологом и карцинологом Н.Н. Смирновым (1928-2019), и позволяющий описывать структуру озерных тафоценозов как целое на уровне таксонов среднего и высокого ранга. 

“Поскольку метод Смирнова на данный момент используется только российскими исследователями, а его методика ранее публиковалась лишь в кратком виде и в русскоязычной литературе, авторы предоставили в обзоре подробный гайд, позволяющий освоить этот подход широкому кругу палеолимнологов и гидробиологов”, – рассказал главный научный сотрудник ИПЭЭ РАН чл.-корр. РАН Алексей Котов. 

Кроме того, публикация содержит ряд оригинальных фотографий субфоссильных остатков, что также может помочь читателю освоить метод комплексного анализа. Его применение, как утверждают авторы, позволяет выяснить роль каждой группы организмов в структуре тафоценоза, связать между собой первичные результаты отдельных узкоспециализированных методов анализа, а также, отчасти, избежать интерпретационных ошибок, связанных с пространственной неоднородностью тафоценозов внутри изучаемых водоемов и избирательным разрушением остатков гидробионтов. Своей публикацией исследователи надеются привлечь внимание коллег к вопросам тафономии пресноводных организмов, а также популяризовать комплексный подход к изучению прошлого континентальных водных экосистем.