Аннотация результатов, полученных в 2018 году
Глубоководная зона океана занимает более 95 % обитаемого объема биосферы. В то же время данные о структуре планктонных сообществ, вертикальном распределении зоопланктона и его запасах во всей толще воды до сих пор остаются скудными и в значительной степени противоречивыми. Главной целью проекта является анализ структуры и экологии глубоководных сообществах Атлантического океана в их взаимосвязи с абиотическими факторами среды: температурой, соленостью, плотностью, давлением, освещенностью, содержанием кислорода. В 2018 г. были рассмотрены факторы среды, которые влияют на распределение и биомассу глубоководных креветок в экваториальных, тропических и субтропических районах Атлантики. Среди рассмотренных факторов основными оказались глубина и продуктивность акватории, показателем которой является концентрация поверхностного хлорофилла, определённого спутниковыми методами. В ходе выполнения проекта было показано, что большие вертикально буксируемые планктонные сети БР превосходят в уловистости традиционные горизонтально буксируемые тралы. Сравнение 10 последовательных ловов тралом ТАКСА (Айзекса-Кидда в модификации Самышева-Асеева) и вертикальных сетных ловов показало достоверно значимые отличия в уловистости этих орудий лова. На основании этих данных обосновывается возможность использования сетей БР для оценки биомассы креветок. В первом приближении были использованы данные по концентрации хлорофилла, осреднённые за год по пятиградусным квадратам таким образом, что точка отбора проб находилась в центре квадрата. В результате были получены достоверные корреляции для log-log преобразованных величин биомассы и концентрации хлорофилла и проведён регрессионный анализ, позволяющий оценить биомассу креветок по площадям с использованием спутниковых данных по хлорофиллу. Такой анализ показал, что максимальные запасы креветок в Атлантике сосредоточены в верхней батипелагиали (52-54%) и в мезопелагиали (42-43%). Первичные оценки глобальных запасок глубоководных креветок (экстраполяция на весь Мировой океан) показали, что биомасса глубоководных креветок (1500-2000 млн. т по нашим оценкам) сравнима с общей биомассой мезопелагических рыб (1000 -15000 млн. т). В качестве второго приближения были помесячно проанализированы 36-месячные ряды данных поверхностного хлорофилла в течение трёх лет до момента взятия каждой глубоководной пробы. Этот более подробный анализ показал, что можно подобрать пространственно-временные параметры осреднения концентрации хлорофилла, позволяющие получить устойчивые корреляции для непреобразованных величин биомассы и концентрации хлорофилла и позволяющие дать в будущем на порядок более точные оценки при использовании среднемесячных осреднений хлорофилла. При анализе данных наблюдаются две важные и неожиданные особенности. Первая связана с тем, что логарифмирование биомассы не обеспечивает существенного улучшения корреляций: они лишь незначительно повышаются в батипелагиали и в столбе воды, но исчезают в мезопелагиали. Такой результат свидетельствует, по-видимому, о линейной связи между концентрацией хлорофилла и биомассой креветок, что позволяет работать в дальнейшем с непреобразованными данными и в итоге получать более точные оценки запаса креветок. Вторая особенность связана с парадоксальной закономерностью: с увеличением глубины уменьшается площадь квадрата осреднения хлорофилла, обеспечивающая наиболее сильную корреляцию. Для объяснения этого парадокса была предложена рабочая гипотеза, которая нуждается в подтверхжении данными по мезопланктону. Анализ этих данных запланирован на следующий год.

Аннотация результатов, полученных в 2019 году
Второй год выполнения проекта «Глубоководный планктон Атлантики: распределение и запасы от Субарктики до Субантарктики» посвящен влиянию различных факторов среды на пространственную структуру глубоководного зоопланктона в Антарктике/Субантарктике и в умеренных/тропических водах Атлантического океана. Целью работы коллектива был анализ распределения зоопланктона (численности, биомассы, разнообразия видов и структуры сообществ) в этих регионах, а также влияния таких факторов как глубина, гидрологическая структура (температура, соленость, гидрологические фронты) и концентрация поверхностного хлорофилла. До настоящего времени общепринятым считалось, что глубина и положение гидрологических фронтов являются наиболее важными факторами, определяющими пространственную структуру зоопланктона в полярных регионах. Однако их относительная значимость для планктонных сообществ показана коллективом на примере пролива Дрейка и Нулевого меридиана впервые. В случае пролива Дрейка глубина оказалась первостепенным фактором, определяющим количественный состав сообществ в диапазоне глубин 0-1000 м. Качественный состав зоопланктона так же зависел в первую очередь от глубины, но в топологии дендрограммы проб, полученной при кластерном анализе, было явно заметно влияние гидрологических фронтов. Кроме того, была обнаружена корреляция между концентрацией поверхностного хлорофилла и несколькими доминирующими видами. В случае Нулевого меридиана была показана неожиданно противоположная ситуация – гидрологические фронты играют заметно бОльшую роль, чем глубина. Также примечательно, что динамические струи (jets в терминологии Sokolov & Rintoul, 2009) не оказывают заметного воздействия на структуру и численность планктонных сообществ, в отличие от фронтов (fronts). Важным результатом для Нулевого меридиана стала возможность оценки биомассы зоопланктона (в том числе, глубоководного) по спутниковым картам распределения поверхностного хлорофилла. Алгоритм оценки выглядит следующим образом: Вариант 1 (положение струй АЦТ неизвестно, относительно безоблачный сезон, данные месячного осреднения спутникового хлорофилла репрезентативны). Пространственное осреднение хлорофилла: 1 х 5 градусов с точкой оценки в центре. ВременнОе осреднение хлорофилла: в течение месяца до оценки. Вариант 2 (положение струй АЦТ неизвестно, облачность не принципиальна): Пространственное осреднение хлорофилла: 2 х 10 градусов с точкой оценки в центре. Временное осреднение хлорофилла: в течение 3-х месяцев, предшествующих оценке. Вариант 3 (положение струй АЦТ известно, облачность не принципиальна): Пространственное осреднение хлорофилла: [ширина струи АЦТ] х 10 градусов со смещением на 10 градусов против течения от точки оценки. Временное осреднение хлорофилла: за месяц, отстоящий на 2 месяца до момента оценки. Существенно, что все три алгоритма позволяют получить интегральные оценки запасов планктона в Южном океане и дают близкие результаты. Например, суммарные запасы мезопланктона в Атлантическом секторе Антарктики по нашим оценкам колеблются в пределах 0.54-0.69 Гт, а во всём Южном океане 1.19-1.38 Гт. Примечательно, что для пролива Дрейка такой алгоритм найден не был. Возможная причина заключается в незавершенности сезонных миграций в момент съёмки (ранняя весна и значительная часть популяций не успела подняться в зону отбора проб). Второе возможное объяснение – относительная узость пролива Дрейка, в котором происходит сильное сужение АЦТ, слияние гидрологических фронтов и динамических струй и смешение планктонных сообществ.

Аннотация результатов, полученных в 2020 году
В результате выполнения проекта было подробно изучено распределение океанического зоопланктона, собранного нами в ходе рейсов на научно-исследовательских судах в районы Северной (Субарктика) и Южной Атлантики (Субантарктика). В Северной Атлантике на кросс-атлантическом разрезе (вдоль 60⁰ с.ш.) мы обнаружили четыре однородные по своему количественному и таксономическому составу зоны, ограниченные с запада на восток следующими акваториями: плато Роколл (~5-20⁰ з.д.); Исландский бассейн (~20-30⁰ з.д.); бассейн Ирмингера (~30-42⁰ з.д.); шельф и склона Гренландии (~42⁰ з.д. и до берегов Гренландии). Каждая из зон отличалась от соседних как средними значениями численности, биомассы и индексов разнообразия, так и таксономическим составом. Наиболее резкой была граница между зоопланктонными сообществами Исландского бассейна и бассейна Ирмингера, где проходил Субарктический фронт – граница между теплыми водами центрально-атлантического происхождения (восточная часть разреза) и холодными водами арктического происхождения (западная часть разреза). Такое зонирование этой части Атлантики было проедено впервые. В Южной Атлантике (в районе пролива Дрейка) на материале, собранном на 4-х меридиональных разрезах было изучено влияние основных гидрологических фронтов Циркумантарктического течения на зоопланктонные сообщества. Как оказалось, основным барьером, ограничивающим распространение прибрежных антарктических сообществ, является Южный фронт, действие которого прослеживается по всему отобранному столбу воды (до 300 м глубины). К югу от Южного фронта, по всей видимости, зоопланктон однороден до самого прибрежья. К северу от Южного фронта находилось однородное (по тем же критериям, что описаны выше для Северной Атлантики) сообщество вплоть до Субантарктического фронта. При этом при пересечении Полярного фронта никакого заметного влияния на структуру сообществ ни на одном из разрезов обнаружено не было. Это заключение отличается от общепринятых представлений о Полярном Фронте как о главном гидрологическом барьере Антарктики, разделяющим ее биоту. В дальнейшем предстоит выяснить, является ли это характерной чертой района пролива Дрейка, присуще ли другим приантарктическим областям, и насколько постоянно во времени. Точную площадь, занимаемую однородными по структуре зоопланктонными сообществами подсчитать затруднительно из-за того, что положение фронтов значительно меняется в зависимости от сезона и года. В ходе проекта был выработан подход к решению проблемы оценки запасов глубоководного планктона в океане. Был разработан обобщенный алгоритм для интегральной оценки биомассы основных групп глубоководного планктона для низко- и высокоградиентных областей Атлантики, основанные на связи биомассы зоопланктона с продуктивностью вод. Конкретно это проявилось в статистически значимых связях интегральной биомассы разных групп зоопланктона с концентрацией поверхностного хлорофилла «а», получаемой со спутниковых сканеров. Используя эту методологию, как для Южной, так и для Северной Атлантики были проведены расчеты запасов суммарной биомассы глубоководного планктона. Полученные оценки запасов следующие: для Северной Атлантики (Субарктики) – 0.59 Гт (мезопланктон); для Центральной Атлантики (получено по результатам предыдущих работ) – 0.07 Гт (мезопланктон) и 0.24 Гт (макропланктон); для Южной Атлантики (Субантарктики) – 0.84 Гт (мезопланктон) и 0.38 Гт (макропланктон). В итоге впервые была составлена карта распределения запасов глубоководного зоопланктона, представленная для наглядности на фоне концентрации поверхностного хлорофилла. Впервые в условиях парусной яхты были проведены глубоководные ловы зоопланктоны большой планктонной сетью (площадь входного отверстия 1 м2), получены уникальные данные, которые позволят точнее оценить биоресурсы и биоразнообразие Мирового Океана. За 26 дней отобрано 40 глубоководных проб (14 станций) до глубин 1500 м в таком районе, где давно не было и вряд ли скоро будут глубоководные экспедиции. Полученные пробы, зафиксированные в спирту, позволят не только изучить видовую структуру этого почти не исследованного района, но и провести молекулярно-генетические исследования для изучения истинного биоразнообразия, микро- и макроэволюционных процессов в Мировом океане.