Водоросли России > Водоросли Байкала > Элодея канадская

Элодея канадская

Элодея канадская (Elodea canadensis)- многолетнее подводное водное растение. Темно-зелёные полупрозрачные листья без стебля, линейно-продолговатые у основания, продолговато-ланцетные у основания, продолговатые, продолговато-яйцевидные, реже линейно-ланцетные, самые широкие в середине листа.

Верхушки листьев широкоострые или тупые, реже узкоострые, до 6-13 мм длиной и 1-4 мм шириной, в завитках по три (редко больше, иногда по два). Края листьев слегка загнуты. Лепестки менее 5 мм в длину, намного длиннее чашелистиков.

С конца 19-го века водоросль распространилась по большей части Европы и с тех пор считается инвазивным видом-неофитом на большей части Европы, за исключением Арктики и большинства островов. Это позволяет отнести вид к числу наиболее успешных чужеродных инвазий. На основании результатов лабораторных исследований, элодея канадская прижилась в 26 странах Европы, а первыми привнесёнными водорослями являются неместные элодеи Натталя и болотниковидная. А вот элодея густая редка или отсутствует на большей части территории Европы.

Из-за их морфологического сходства, сходных условий обитания и слабого роста виды элодеи часто ошибочно идентифицируются, особенно на ранних стадиях инвазии. Предполагается, что широко распространённая элодея канадская является единственным установленным видом рода Elodea. Скорее всего, элодея Натталя и другие виды элодеи были завезены в Европу в качестве аквариумных растений; однако регистрируется до сих пор большое количество ненатурализованных популяций.

В своём представленном ассортименте элодея канадская хорошо изучена с точки зрения различных аспектов: успех инвазии и связанная с этим конкурентоспособность, реакция на различные переменные среды окружающей среды, экологическая история жизни, рост в зависимости от температуры, фенотипическая пластичность, аллелопатическая активность и воздействие на местные водные сообщества.

За последние 130 лет, прошедших с момента натурализации вида в Европе, был накоплен значительный объем данных о распространении элодеи канадской. Ещё в 1937 году латвийский ботаник подчёркивал недостаток знаний о фактическом значении элодеи канадской. На протяжении более чем столетия не было опубликовано ни одной статьи о её фактическом распространении и предпочтениях среды обитания, хотя это могло бы расширить понимание ботаниками феномена вторжения и его масштабов в Балтийском регионе.

Таксономия

Американский ботаник Х. Сент-Джон выделил 17 видов рода элодея в серии работ, опубликованных в период с 1962 по 1965 год, но позже его работа оказалась неудовлетворительной. Недавние изменения в описании рода сократили число видов до пяти.

Листья морфологически сходного вида элодеи Натталя линейные или линейно-продолговатые. Верхушки листьев узкоострые или заострённые, листья в большинстве случаев уже 1,75 мм (в среднем 1,4 мм), обычно не длиннее 10 мм (в среднем 7,7 мм). Элодея Натталя отличается от элодеи канадской более узкими листьями. Листья складчатые, несколько с волнистыми краями (видны с помощью ручной линзы), вялые и бледно-зелёные.

Род Elodea является таксономически сложным в своём естественном ареале: растения отличаются разнообразием вегетативных характеристик, поэтому для точной идентификации необходимы цветки. Часто наблюдается фенотипическая пластичность и различные морфологические признаки. Все виды элодеи являются двудомными, и почти все растения, произрастающие в настоящее время в Европе, являются женскими, поэтому вероятность гибридизации ничтожно мала.

В естественной среде обитания этого вида плоды встречаются редко - вероятно, потому, что представители обоих полов редко растут вместе. В Европе почти все известные на данный момент популяции являются женскими. Размножение происходит в основном вегетативным путём.

Растения элодеи канадской отмирают зимой, а весной вновь отрастают из подземных стеблей. Ранней осенью растения дают довольно неспециализированные побеги, но размножение и расселение часто сопровождается появлением недифференцированных фрагментов. Растения быстро разлагаются, и из этих фрагментов образуются придаточные корни.

Географическое распространение в естественном ареале

Как элодея канадская, так и элодея Натталя произрастают в Северной Америке, где они широко распространены на большей части территории умеренного пояса и часто встречаются на юго-востоке Канады. Ареал элодеи Натталя более смещён к югу.

В естественной среде обитания элодея канадская обитает в основном в известковых водах. Канадский вид утвердился в Европе в 19 веке, проникнув на континент вместе с американской древесиной днищ кораблей. Другими путями интродукции в различные регионы мира могли быть обмен растительным материалом в ботанических садах, выращивание элодеи в качестве аквариумных растений, разведение рыб и непреднамеренное прикрепление к днищу транспортных средств. Фрагменты водорослей также разносятся птицами, лодками или рыболовами.

Сначала элодея канадская была завезена в Ирландию в 1836 год, по другим данным, в 1817 и 1828 годах), откуда распространилась в другие западноевропейские страны. Элодея канадская обычно встречается в Западной, Центральной и Восточной Европе. Этот вид сравнительно редко встречается в Южной Европе; в Северной Европе он простирается к северу от Ботнического залива.

Ещё в середине 19-го века элодея канадская была охарактеризована как вредоносная водная чума, которая причиняла проблемы водоёмам, рыбакам и пляжам, увеличивая толщу воды и заполняя ручьи и озера своей большой биомассой. Внимание исследователей природы, в частности, Прибалтики впервые привлёк К. Дирке в 1865 году, который упоминал о её способности к быстрому распространению и вредоносности.

История распространения в Прибалтике

Первое сообщение о элодее канадской было получено в Риге в 1872 году. Ареал распространения водорослей был связан с гаванями (Рига, Лиепая, западное побережье Балтийского моря), что позволяет предположить, что транспортировка древесины могла быть первоначальным источником появления вида. До 1900 года элодею канадскую встречали в основном в окрестностях Риги, включая Юрмалу к югу от Рижского залива, северную часть бассейна реки Лиелу и балтийское побережье на западе Латвии. К середине 20-го века этот вид был обнаружен во всех регионах Латвии, хотя населённые пункты были разбросаны.

В начале 21 века этот вид был распространён по всей Прибалтике в озёрах, ручьях и реках, также в искусственных прудах (4 %), канавах (3 %), рукавах рек (1 %), карьерных прудах (1 %) и других водоёмах (6 %). Недавно созданные искусственные пруды без растительности, а также незатенённые, выпрямленные небольшие ручьи создают подходящую среду для укоренения и быстрого распространения этого инвазивного вида - главным образом из-за отсутствия конкуренции со стороны местных водных растений. В естественных водоёмах с относительно стабильными природными сообществами экспансия элодеи канадской ограничивается другими водорослями.

Канадская элодея может за несколько лет заполнить небольшие искусственные водоёмы, образуя плотные заросли и конкурируя с местными водными видами, хотя неизвестно, способна ли она сохраниться в качестве доминирующего вида на определенном участке с течением времени. Этот вид способен выдерживать большое разнообразие условий дна водоёма (песчаный, суглинистый, щебнистый, илистый и торфянистый). В реках канадская элодея предпочитает средне-быстрые течения на песчаных или песчано-гравийных неустойчивых субстратах, где он ведёт себя как первопроходец, образуя плотные монодоминантные маты, в то время как большинство местных водорослей не могут выжить в такой динамичной среде. Исследования показывают, что канадская элодея - один из немногих водных видов, который способен доминировать в сообществах в нарушенных водотоках.

В озёрах численность элодеи ограничена более высокой конкуренцией местных видов, большой глубиной и легкодоступностью для рыб. Что касается стабильности экосистемы, то озёра обеспечивают сравнительно более устойчивые условия, чем ручьи, и, таким образом, являются более подходящими для анализа абиотических факторов.

Подобно своему естественному природному ареалу, в Юго-Восточной Азии канадская элодея преимущественно произрастает в щелочных озёрах с жёсткой водой, рН которых колеблется в пределах 6-9,5. Большая часть этих водорослей встречаются в озёрах с низким содержанием питательных веществ. В большинстве таких озёр содержание фосфора (Ptot) колеблется в пределах 0,01-0,1 мг/л, азота (Ntot) – в пределах 0,1-1 мг/л, что соответствует высокому уровню качества воды. Однако это может быть применимо только к природным, а не к созданным человеком или подвергшимся сильному антропогенному воздействию водоёмам и потокам с низким конкурентным давлением.

Хотя элодея канадская элодея прекрасно себя чувствует в озёрах с низким содержанием питательных веществ, эта водоросль переносит широкий спектр условий произрастания - от загрязнённых, богатых питательными веществами водоёмов до самых чистых водоёмов. В редких случаях этот вид был обнаружен в богатых гумусом водах, создающих, по-видимому, умеренно кислую среду, хотя и это и нетипично. Некоторые биологи отмечают, что канадская элодея способна расти в различных трофических и кислых условиях: эвтрофных, известковых или даже в солоноватых водах Ботнического залива Балтийского моря.

Приспособленность к эвтропическим водам связана со способностью очищать воду в процессе обмена веществ и накапливать как органический, так и неорганический азот. Таким образом, этот вид может быть использован для удаления питательных веществ из гиперэвтропических вод. Устойчивость к различным условиям окружающей среды в сочетании со стратегией расселения обеспечила элодее огромный успех в представленном диапазоне.

Вышеупомянутые аспекты позволяют предположить, что поведение этой водоросли отличается природными и искусственно созданными или сильно аффилированными с человеком климатическими условиями. Как «непредсказуемый» и толерантный вид, она не подходит в качестве индикатора качества воды, хотя её высокое распространение и наличие моноспецифичных видов часто связаны с антропогенным воздействием.

Элодея на Байкале

В конце 70-х годов в районе Геленгинского мелководья впервые была отмечена элодея канадская (Elodea canadensis dlichx). Вскоре после этого элодею обнаружили в южной части пролива Малое Море, в Посольском соре и в Чивыркуйском заливе. В 1981 г. элодея в проливе Малое Море, в его южной части (в мелководных заливах Мухар и Сарминский, бухтах Хужир-Нуго) образовала сомкнутые поселения со 100%-м покрытием дна. Позднее появление элодеи отмечено вдоль открытых побережий озера, где высшая водная растительность, как известно, развита слабо.

Процесс расселения элодеи из мелководных закрытых участков в более открытые прослежен в районе пос. Большие Коты (северо-западное побережье Байкала). В начале 80-х годов она была обнаружена в пирсе Байкальской биостанции (пос. Большие Коты). В 1983 г. разреженные заросли элодеи встречены за пределами пирса на глубине 3-6 метров на заиленном песке, где элодея росла вместе с харовыми водорослями. Биомасса её рядом с берегами постигла 200 г/м-, а за его пределами на открытом участке 24 г/м2. 1986 г элодея обнаружена в данном районе на глубинах до 16 метров.

Высота плетей водоросли достигала 20-25 см., площадь зарослей составила 0.5 ГА, средняя фитомасса 260 г/м. В Посольском соре элодея распространена в основном около кос, отделяющих сор от Байкала, в южной и центральной частях сора. Наиболее обильно она развита в центральной части сора, где на рыхлом грунте (черном иле) её заросли дают фитомассу до 200 г/м и проективное покрытие грунта до 75-80 %. Величина средневзвешенной биомассы составила в посольском соре 66 г/м а годовая продукция элодеи была равна 704 тонн.

Борьба с водорослями

В некоторых европейских странах практикуется борьба с видами элодеи, включая и канадскую. Биомассу можно временно сократить, удалив древостой, что уменьшит её распространение. Рекомендуется предотвратить распространение спор, создав фильтры в нижнем потоке перед проведением какой-либо механической обработки. Важно предотвратить рассасывание фрагментов после удаления, чтобы избежать их случайного попадания в другие потенциально подходящие места.

Несмотря на то, что элодее канадской приписывается сорная растительность и доминирование одного вида, что в значительной степени влияет на водные организмы как на непризнанного конкурента и производителя большой биомассы, она полностью натурализовалась в водных экосистемах России, и борьба с ней нереалистична и, скорее всего, нецелесообразна как с точки зрения сохранения, так и с экономической точки зрения.

Хотя нет никаких свидетельств присутствия других видов элодеи в водоёмах, интенсивная торговля декоративными элементами для прудов и аквариумными растениями может привести к непреднамеренному высвобождению новых высокоинвазивных растений, наиболее вероятно, элодеи Натталя или болотниковидной. История инвазий элодеи канадской демонстрирует высокую способность некоторых неместных инвазантов быстро приживаться в естественной среде, поэтому следует избегать новых интродукций опасных неместных водорослей.