Дрейссены

Дрейссены — это род двустворчатых моллюсков семейства Dreissenidae, включающий пресноводные и солоноватоводные виды, характеризующиеся способностью прикрепляться к твёрдым субстратам с помощью биссуса. Наиболее известными представителями являются дрейссена речная (Dreissena polymorpha) и дрейссена бугская (Dreissena bugensis). Дрейссены являются инвазивными видами во многих регионах мира, включая Россию, где они наносят значительный экономический и экологический ущерб.

История открытия и систематика

Первое научное описание дрейссен было сделано немецким зоологом Иоганном Фридрихом фон Брандтом в 1835 году. Типовым видом рода является Dreissena polymorpha, описанная Палласом в 1771 году как Mytilus polymorpha. Родовое название дано в честь немецкого натуралиста Иоганна Георга Дрейсса (Johann Georg Dreyss), изучавшего моллюсков в XIX веке.

Систематическое положение дрейссен долгое время оставалось дискуссионным. Традиционно их относили к семейству митилид (Mytilidae), однако молекулярно-генетические исследования конца XX — начала XXI века подтвердили выделение отдельного семейства Dreissenidae. Внутри рода выделяют от 3 до 5 видов, в зависимости от классификации. Основные виды:

• Дрейссена речная (Dreissena polymorpha) — наиболее распространённый вид, встречающийся в Европе, Азии и Северной Америке.
• Дрейссена бугская (Dreissena bugensis) — вид, эндемичный для бассейна Чёрного и Азовского морей, активно расселяющийся в последние десятилетия.
• Dreissena rostriformis — вид, обитающий в Каспийском море и его притоках.
• Dreissena caspia — вид, встречающийся в Каспийском море.
• Dreissena stankovici — вид, описанный из озера Байкал, статус которого оспаривается.

Морфология и анатомия

Раковина

Раковина дрейссен треугольно-округлая, с заострённой макушкой, смещённой к переднему краю. Длина раковины взрослых особей обычно составляет 2–4 см, редко достигая 5–6 см. Окраска варьирует от светло-жёлтой до тёмно-коричневой, часто с зигзагообразными полосами (особенно у D. polymorpha). Поверхность раковины покрыта концентрическими линиями роста. Внутренняя поверхность (перламутровый слой) белая или голубоватая.

Мягкое тело

Тело дрейссен, как и у всех двустворчатых моллюсков, состоит из ноги, мантии и внутренностного мешка. Нога у дрейссен относительно небольшая, но мускулистая, способна выделять биссусные нити. Мантия образует две складки, которые формируют сифоны — вводной и выводной. Вводной сифон служит для забора воды с взвешенными частицами пищи, выводной — для удаления отфильтрованной воды и экскрементов. Органы дыхания представлены пластинчатыми жабрами.

Биссус

Характерной особенностью дрейссен является наличие биссуса — прочных белковых нитей, выделяемых биссусной железой, расположенной в ноге. С помощью биссуса моллюски прикрепляются к твёрдым субстратам: камням, раковинам других моллюсков, гидротехническим сооружениям, днищам судов. Биссусные нити эластичны и выдерживают значительные нагрузки, что позволяет дрейссенам образовывать плотные колонии (друзы).

Жизненный цикл и размножение

Дрейссены — раздельнополые организмы. Половой зрелости достигают в возрасте 1–2 лет при длине раковины около 1 см. Размножение происходит в летний период при температуре воды выше 12–15 °C. Самки вымётывают в воду икру, самцы — сперму. Оплодотворение наружное. Плодовитость одной самки может достигать 1 миллиона яиц за сезон.

Из оплодотворённых яиц развиваются планктонные личинки — велигеры. Велигеры имеют двустворчатую раковину и ресничный венчик для плавания. Период планктонной жизни длится от 2 до 4 недель, в зависимости от температуры воды. Затем личинки оседают на дно, прикрепляются к субстрату с помощью биссуса и превращаются во взрослых моллюсков. Продолжительность жизни дрейссен составляет 3–5 лет, редко до 8 лет.

Экология и распространение

Естественный ареал

Естественным ареалом дрейссен является бассейн Чёрного, Азовского и Каспийского морей. В России они исторически обитали в реках Дон, Кубань, Волга, Урал, а также в лиманах и заливах этих морей. Дрейссены предпочитают проточные или слабопроточные водоёмы с чистой, богатой кислородом водой. Оптимальная температура для их развития — 18–25 °C. Они устойчивы к солёности воды до 10–12 промилле.

Инвазивный ареал

Начиная с XIX века дрейссены стали активно расселяться за пределы своего естественного ареала. Основными путями распространения являются:

• Судоходство — прикрепление к днищам судов и перенос с балластными водами.
• Гидротехническое строительство — перенос моллюсков с водой и грунтом при строительстве каналов, водохранилищ.
• Рыболовство и аквакультура — перенос с рыболовными снастями и оборудованием.

В результате дрейссены проникли в реки и озёра Европы (включая Великобританию, Скандинавию), Северной Америки (Великие озёра, реки Миссисипи, Святого Лаврентия), а также в некоторые регионы Азии (Китай, Япония). В России инвазивные популяции дрейссен отмечены в бассейнах рек Нева, Волхов, Северная Двина, Ока, Кама, а также в озёрах Байкал, Ладожское, Онежское.

Влияние на экосистемы

Дрейссены являются мощными фильтраторами. Одна взрослая особь способна профильтровать до 1–2 литров воды в сутки. В результате их массового развития происходит:

• Повышение прозрачности воды — за счёт удаления взвешенных частиц.
• Изменение структуры фитопланктона — подавление одних видов и стимулирование других.
• Обогащение донных отложений органическими веществами (псевдофекалии).
• Конкуренция с местными видами за пищу и пространство. Дрейссены вытесняют аборигенных двустворчатых моллюсков (например, беззубок, перловиц), а также могут влиять на популяции рыб, потребляющих зоопланктон.
• Создание новых местообитаний — друзы дрейссен служат убежищем для мелких беспозвоночных.

Экономическое значение

Ущерб

Дрейссены наносят значительный экономический ущерб, связанный с их обрастанием гидротехнических сооружений:

• Водозаборы и водопроводы — колонии дрейссен забивают трубы, решётки, фильтры, снижая пропускную способность и увеличивая затраты на очистку.
• Гидроэлектростанции — обрастание турбин, затворов, решёток водоприёмников приводит к снижению КПД и авариям.
• Судоходство — дрейссены увеличивают сопротивление корпуса судов, повышая расход топлива.
• Рыбное хозяйство — обрастание садков, сетей и другого оборудования.
• Промышленные предприятия — засорение систем охлаждения, теплообменников.

По оценкам, ежегодный ущерб от дрейссен в России составляет десятки миллиардов рублей. В США и Канаде ущерб оценивается в миллиарды долларов.

Меры борьбы

Для борьбы с дрейссенами применяются:

• Механические методы — очистка поверхностей скребками, щётками, гидроабразивная обработка.
• Химические методы — обработка воды хлором, озоном, биоцидами (например, гипохлоритом натрия).
• Термические методы — прогрев воды до 40–50 °C.
• Биологические методы — использование естественных врагов (рыбы, раки, некоторые виды водных насекомых).
• Профилактические меры — контроль балластных вод судов, установка фильтров на водозаборах, использование антиобрастающих покрытий.

Потенциальное использование

Несмотря на вред, дрейссены обладают некоторым потенциалом для использования:

• Биомониторинг — дрейссены являются чувствительными индикаторами загрязнения воды тяжёлыми металлами, пестицидами и другими токсикантами.
• Биофильтрация — в некоторых случаях дрейссены используются для очистки воды от взвешенных частиц в замкнутых системах аквакультуры.
• Производство кормов — раковины дрейссен могут быть переработаны в кормовую муку для птицы и скота.
• Получение биологически активных веществ — из тканей дрейссен выделяют соединения с антимикробной и противоопухолевой активностью.

Интересные факты

• Дрейссена речная была завезена в Великобританию в XIX веке с балластными водами судов и быстро распространилась по рекам и каналам.
• В Северной Америке дрейссены были впервые обнаружены в 1988 году в озере Эри. За несколько десятилетий они колонизировали все Великие озёра и многие реки.
• Дрейссены способны выживать в условиях сильного загрязнения воды, что делает их одними из самых устойчивых инвазивных видов.
• В некоторых регионах дрейссены используются как корм для уток и других водоплавающих птиц.
• Раковины дрейссен могут накапливать радиоактивные изотопы, что позволяет использовать их для мониторинга радиоактивного загрязнения водоёмов.

Источники

• Жизнь животных. Том 3. Беспозвоночные. Под редакцией Л. А. Зенкевича. — М.: Просвещение, 1969.
• Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий. Том 6. Моллюски. Под редакцией С. Я. Цалолихина. — СПб.: Наука, 2004.
• Карасёв Г. Л. Дрейссена в водоёмах России: экология, распространение, борьба. — М.: Наука, 2005.
• Mackie G. L., Claudi R. Monitoring and control of macrofouling mollusks in freshwater systems. — CRC Press, 2010.
• Дрейссена (Dreissena polymorpha) — инвазивный вид // Институт проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова РАН. — 2018.
• Оценка экономического ущерба от инвазивных видов в России // Министерство природных ресурсов и экологии РФ. — 2020.