Spatial Structure of Deep-Sea Pelagian Ichthiocenes in the Northern Weddell Sea (Powell Basin) and Brunsfield Strait in the Summer 2020 and 2022

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A review of the composition and structure of deep-sea pelagic ichthyocenes in the Bransfield Strait and the northern part of the Weddell Sea (Powell Basin) in the Atlantic sector of the Southern Ocean is presented. The material was received in the summer of 2020 and 2022 at 26 stations at the layers from 120–0 to 2200–0 m. 901 specimens of juveniles and adult fishes belonging to 19 species from 10 families were collected. Statistical analysis made it possible to identify 4 significantly different regions, in which the dominant ichthyocenes were located in waters of different origin. These ichthyocenes are poor in the number of identified species, but often quite numerous. Relatively shallow-water representatives of the families Bathydraconidae, Channichthyidae, Liparidae, Nototheniidae, endemic to the shelf and slope of Antarctica, dominated in the area of the Antarctic Strait and on the shelf of the Antarctic Peninsula, while in the Bransfield Strait, the abyssal basin of the Powell Basin, as well as in the pelagic zone above deep-sea ridges and trenches, bordering it from the north are meso- and bathypelagic fish from the families Mycthophidae, Bathylagidae, Gonostomatidae, Paralepididae and Scopelarchidae. Near the northern boundary of the Powell Basin, the number of caught mesobatypelagic species and their average abundance were higher than in its central part (11 vs. 7 species and 63.5 vs. 84.1 ind./100 m2). In the central part of the basin, Bathylagus antarcticus dominated, with an average share of 40% in catches and 28.8 ind./100 m2, while in its northern part Electrona antarctica dominated, with an average share of 33% in – 27.4 ind./100 m2.

About the authors

S. G. Kobyliansky

Shirshov Institute of Oceanology of Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: kobylianskysg@gmail.com
Russia, Moscow

A. V. Mishin

Shirshov Institute of Oceanology of Russian Academy of Sciences

Email: kobylianskysg@gmail.com
Russia, Moscow

А. М. Orlov

Shirshov Institute of Oceanology of Russian Academy of Sciences; A.N. Severtsov Institute of Ecology and Evolution of Russian Academy of Sciences; Tomsk State University

Email: kobylianskysg@gmail.com
Russia, Moscow; Russia, Moscow; Russia, Tomsk

N. V. Gordeeva

Shirshov Institute of Oceanology of Russian Academy of Sciences; Vavilov Institute of General Genetics of Russian Academy of Sciences

Email: kobylianskysg@gmail.com
Russia, Moscow; Russia, Moscow

R. Z. Mukhametyanov

Shirshov Institute of Oceanology of Russian Academy of Sciences

Email: kobylianskysg@gmail.com
Russia, Moscow

References

  1. Морозов Е.Г., Фрей Д.И., Полухин А.А. и др. Мезомасштабная изменчивость океана в северной части моря Уэдделла // Океанология. 2020. Т. 60. № 5. С. 663–679. https://doi.org/10.31857/S0030157420050184
  2. Морозов Е.Г., Спиридонов В.А., Молодцова Т.Н. и др. Исследования экосистемы атлантического сектора Антарктики (79-й рейс НИС “Академик Мстислав Келдыш”) // Океанология. 2020. Т. 60. № 5. С. 823–825. https://doi.org/10.31857/S0030157420050172
  3. Anderson M.E. The Origin and Evolution of the Antarctic Ichthyofauna // Fishes of the Southern Ocean. Grahamstown: J.L.B. Smith Institute of Ichthyology. Gon O., Heemstra P.C. (eds.). 1990. P. 28–33.
  4. Andriashev A.P. A general review of the Antarctic fish fauna // Biogeography and ecology of Antarctica. The Hague: Junk Publisher. 1965. P. 491–550.
  5. Carmack E.C., Foster T.D. On the flow of water out of the Weddell Sea // Deep-Sea Res. 1975. V. 22. P. 711–724. https://doi.org/10.1016/0011-7471(75)90077-7
  6. Catalán I.A., Morales-Nin B., Company J.B. et al. Environmental influences on zooplankton and micronekton distribution in the Bransfield Strait and adjacent waters //Polar Biology. 2008. V. 31. P. 691–707. https://doi.org/10.1007/s00300-008-0408-1
  7. Chunlin L., Chi Z., Yang L. et al. Age and growth of Antarctic deep-sea smelt (Bathylagus antarcticus), an important mesopelagic fish in the Southern Ocean // Deep-Sea Res. Part II. 2022. V. 201. P. 1–11. https://doi.org/10.1016/j.dsr2.2022.105122
  8. Clarke K.R., Warwick R.M. 2005. Primer-6 computer program // Natural Environment Research Council. Plymouth. 2005. (http://refhub.elsevier.com/S0079-6611(16)30145-8/h0110 01/11/2020).
  9. Collins M.A., Stowasser G., Fielding S. et al. Latitudinal and bathymetric patterns in the distribution and abundance of mesopelagic fish in the Scotia Sea // Deep-Sea Res. Part II. 2012. V.59. P. 189–198. https://doi.org/10.1016/j.dsr2.2011.07.003
  10. De Broyer C., Koubbi P., Griffths H.J. et al. (eds.), Biogeographic Atlas of the Southern Ocean. Scientifc Committee on Antarctic Research, Cambridge 2014.XII + 498 pp.
  11. Dewitt H.H., Heemstra P.C., Gon O. Nototheniidae // Fishes of the Southern Ocean. Grahamstown: J.L.B. Smith Institute of Ichthyology. Gon O., Heemstra P.C. (eds.). 1990. P. 279–331.
  12. Donnelly J., Sutton T.T., Torres J.J. Distribution and abundance of micronekton and macrozooplankton in the NW Weddell Sea: relation to a spring ice-edge bloom // Polar Biol. 2006. V. 29. P. 280–293. https://doi.org/10.1007/s00300-005-0051-z
  13. Donnelly J., Torres J.J. Pelagic fishes in the Marguerite Bay region of the West Antarctic Peninsula continental shelf // Deep-Sea Res. Part II. 2008. V. 55. P. 523–539. https://doi.org/10.1016/j.dsr2.2007.11.015
  14. Eastman J. T. The nature of the diversity of Antarctic fishes // Polar Biol. 2005. V. 28. P. 93–107. https://doi.org/10.1007/s00300-004-0667-4
  15. Gjøsaeter J., Kawaguchi K. A review of the world resources of mesopelagic fish // FAO Fish. Tech. Pap. 1980. № 193. 151 p.
  16. Greely T.M., Gartner Jr J.V., Torres J.J. Age and growth of Electrona antarctica (Pisces: Myctophidae) the dominant mesopelagic fish of the Southern Ocean // Marine Biol. 1999. V. 133. P. 145–158.https://doi.org/10.1007/s002270050453
  17. Hempel G. Antarctic marine food webs // Antarctic Nutrient Cycles. Berlin: Springer. 1985. P. 266–276.
  18. Hopkins T.L., Torres J.J. Midwater food web in the vicinity of a marginal ice zone in the western Weddell Sea // Deep Sea Res. Part A. Oceanographic Research Papers. 1989. V. 36. Is. 4. P. 543–560. https://doi.org/10.1016/0198-0149(89)90005-8
  19. Hulley P.A. Results of the research cruises of FRV “Walther Herwig” to South America. 58. Family Myctophidae (Osteichthyes, Myctophiformes) // Arch. Fischereiwiss. 1981. V. 31. P. 1–300.
  20. Huneke W.G., Huhn O., Schroeder M. Water masses in the Bransfield Strait and adjacent seas, austral summer 2013 // Polar Biol. 2016. V. 39. P. 789–798. https://doi.org/10.1007/s00300-016-1936-8
  21. Jones C.D., Koubbi P., Catalano B. et al. Mesopelagic and larval fish survey // NOAA Technical Memorandum NMFS SWFSC. 2014. V. 524. P. 28–40.
  22. Kennett J.P. Paleoceanographic and biogeographic evolution of the Southern Ocean during the Cenozoic, and Cenozoic microfossil datums // Palaeogeogr., Palaeoclimatol., Palaeoecol. 1980. V. 31. P. 123–152. https://doi.org/10.1016/0031-0182(80)90017-6
  23. Kellermann A., Kock K. H. Patterns of spatial and temporal distribution and their variation in early life stages of Antarctic fish in the Antarctic Peninsula region // In: Antarctic Ocean and resources variability. Springer Berlin Heidelberg. 1988. P. 147–159.
  24. Kellermann A., Schadwinkel S. Winter aspects of the ichthyoplankton community in Antarctic Peninsula waters //Polar Biol. 1991. V. 11. P. 117–127.
  25. Kock K.H. Antarctic fish. Key environments // Oxford: Pergamon Press. 1985. P. 173–192.
  26. Kock, K. H. Antarctic fish and fisheries // Cambridge University Press. 1992. 359 p.
  27. Krechik V.A., Frey D.I., Morozov E.G. Peculiarities of water circulation in the central part of the Bransfield Strait in January 2020 // Doklady Earth Sciences. 2021. V. 496. Pt. 1. P. 92–95. https://doi.org/10.1134/S1028334X21010116
  28. Kruskal J.B. Wish M. Multidimensional scaling (Quantitative Application in the Social Sciences). Beverly Hills: Sage Univ. Press. 1978. 96 p.
  29. Lancraft T.M., Torres J.J., Hopkins T.L. Micronekton and macrozooplankton in the open waters near Antarctic Ice Edge Zones (AMERIEZ 1983 and 1986) // Polar Biology. 1989. V. 9, № 4. P. 225–233. https://doi.org/10.1007/BF00263770
  30. Lancraft T.M., Hopkins T.L., Torres J., Donnelly J. Oceanic micronektonic/macrozooplanktonic community structure and feeding in ice covered Antarctic waters during the winter (AMERIEZ 1988) // Polar Biology. 1991. V. 11. P. 157–167. https://doi.org/10.1007/BF00240204
  31. Morozov E. G., Krechik V. A., Frey D. I. et al. Frontal Zone Between Relatively Warm and Cold Waters in the Northern Weddell Sea // Antarctic Peninsula Region of the Southern Ocean. Springer Nature. 2021. P. 31–53. https://doi.org/10.1007/978-3-030-78927-5_3
  32. Murphy E.J., Watkins J.L., Trathan P.N. et al. Spatial and temporal operation of the Scotia Sea ecosystem: a review of large-scale links in a krill centred food web // Phil. Trans. R. Soc. B. 2007. V. 362. P. 113–148. https://doi.org/10.1098/rstb.2006.1957
  33. O'Driscolla R.L., Macaulaya G.J., Gauthier S. et al. Distribution, abundance and acoustic properties of Antarctic silverfish (Pleuragramma antarcticum) in the Ross Sea // Deep Sea Res. II. 2011. V.58. P. 181–195. https://doi.org/10.1016/j.dsr2.2010.05.018
  34. Orsi A. H., Nowlin W. D., Whitworth III T. On the circulation and stratification of the Weddell Gyre // Deep-Sea Res. I. 1993. V. 40. P. 169–203. https://doi.org/10.1016/0967-0637(93)90060-G
  35. Parker M. L., Fraser W. R., Ashford J. et al. Assemblages of micronektonic fishes and invertebrates in a gradient of regional warming along the Western Antarctic Peninsula // Journal of Marine Systems. 2015. V. 152. P. 18–41. https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2015.07.005
  36. Piatkowski U., White M., Dimmler W. Micronekton of the Weddell Sea: distribution and abundance // Berichte zur Polarforschung. Alfred-Wegener-Institut für Polar-und Meeresforschung. 1990. S. 73–81.
  37. Piatkowski U., Rodhouse P.G., White M.G. et al. Nekton community of the Scotia Sea as sampled by the RMT 25 during austral summer // Mar. Ecol. Prog. Ser. 1994. V. 112. P. 13–28. https://doi.org/10.3354/meps112013
  38. Planetcаlc. Каталог онлайн калькуляторов. (https://planetcalc. Version 3.0.4170.0. 11/2022)
  39. Pusch C., Hulley P.A., Kock K.H. Community structure and feeding ecology of mesopelagic fishes in the slope waters of King George Island (South Shetland Islands, Antarctica) // Deep-Sea Res. I. 2004. V. 51. P. 1685–1708.
  40. Rembiszewski J.M., Krzeptowski M., T.B. Linkowski T.B. Fishes (Pisces) as by-catch in fisheries for krill Euphausia superba Dana (Euphausiacea, Crustacea) // Pol. Arch. Hydrobiol. 1978. V. 25. P. 677–693.
  41. Romesburg H.C. 2004. Cluster analysis for researchers // Morrisville, NC: Lulu.com. (Reprint of 1984 edition, with minor revisions.). 334 p.
  42. Saunders R.A., Collins M.A., Stowasser G., Tarling G.A. Southern Ocean mesopelagic fish communities in the Scotia Sea are sustained by mass immigration // Mar. Ecol. Prog. Ser. 2017. V.569. P. 173–185. https://doi.org/10.3354/meps12093
  43. Skóra K. E., Sosiński J. Observations on the ichthyofauna distribution in the regions of the Scotia Sea and Antarctic Peninsula //Polish Polar Research. 1983. V. 4. № 1–4. P. 49–55.
  44. Tokarczyk R. Classification of water masses in the Bransfield Strait and Southern part of the Drake Passage using a method of statistical multidimensional analysis // Polish Polar Research. 1987. V. 8. P. 333–336.
  45. Vacchi M., Pisano E., Ghigliotti L. (eds.). The Antarctic silverfish: a keystone species in a changing ecosystem. Cham: Springer International Publishing. 2017. 314 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-55893-6
  46. Wenneck T.de L., Falkenhaug T., Bergstad O.A. Strategies, methods, and technologies adopted on the R.V. G.O. Sars MAR-ECO expedition to the Mid- Atlantic Ridge in 2004 // Deep-Sea Res. II. 2008. V. 55. P. 6–28. https://doi.org/10.1016/j.dsr2.2007.09.017
  47. White M.G., Piatkowski U. Abundance, horizontal and vertical distribution of fish in eastern Weddell Sea micronekton // Polar Biol. 1993. V. 13. P. 41–53. https://doi.org/10.1007/BF00236582
  48. Wikipedia. Grtat-circle distance (https://en.wikipedia. org/w/index.php?title=Great-circle_dist.

Copyright (c) 2023 С.Г. Кобылянский, А.В. Мишин, А.М. Орлов, Н.В. Гордеева, Р.З. Мухаметьянов

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».