🔧На сайте запланированы технические работы
25.12.2025 в промежутке с 18:00 до 21:00 по Московскому времени (GMT+3) на сайте будут проводиться плановые технические работы. Возможны перебои с доступом к сайту. Приносим извинения за временные неудобства. Благодарим за понимание!
🔧Site maintenance is scheduled.
Scheduled maintenance will be performed on the site from 6:00 PM to 9:00 PM Moscow time (GMT+3) on December 25, 2025. Site access may be interrupted. We apologize for the inconvenience. Thank you for your understanding!

 

Trophic Characteristics of Bivalve Mollusks (Bivalvia) from the Shallow Shelf of the Laptev Sea

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

Bivalves (Bivalvia) are one of the main components of Arctic ecosystems, but their trophic ecology is poorly understood. This study presents the trophic characteristics of bivalves found along a submeridional transect from the Lena River delta to the northern shelf boundary during an expedition aboard the R/V Akademik Mstislav Keldysh (cruise No. 73) in the Laptev Sea in September–October 2018. Based on the abiotic characteristics of the sampling stations and the δ13C values in the soft tissues of bivalves, four groups of stations were identified: delta-proximal stations, midshelf stations, methane seep stations, and non-methane stations at the northern shelf boundary. A decrease in the influence of terrigenous organic matter carried by the Lena River runoff on the carbon isotope composition of bivalves was observed with increasing distance from the delta: delta-proximal stations (δ13C –28.1 ± 0.5‰), midshelf stations (δ13C –24.9 ± 0.3‰), and background stations near the northern shelf boundary (δ13C –22.2 ± 0.9‰). At the methane stations, the δ13C values in Bivalvia tissues were lower than at the background stations (−27.6 ± 0.5‰ and −22.2 ± 0.9‰, respectively).

About the authors

A. V Konoplina

Zhirmunsky National Scientific Center of Marine Biology, Far Eastern Branch, Russian Academy of Sciences

Email: konoplina.av@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-0857-5402
Vladivostok, Russia

S. I Kiyashko

Zhirmunsky National Scientific Center of Marine Biology, Far Eastern Branch, Russian Academy of Sciences

ORCID iD: 0000-0003-0812-1563
Vladivostok, Russia

K. A Lutaenko

Zhirmunsky National Scientific Center of Marine Biology, Far Eastern Branch, Russian Academy of Sciences

ORCID iD: 0000-0002-5946-4075
Vladivostok, Russia

T. N Dautova

Zhirmunsky National Scientific Center of Marine Biology, Far Eastern Branch, Russian Academy of Sciences

ORCID iD: 0000-0002-3112-6445
Vladivostok, Russia

References

  1. Горбатенко К.М., Кияшко С.И. Состав зоопланктона и трофический статус гидробионтов моря Лаптевых и Восточно-Сибирского моря // Океанология. 2019. Т. 59. № 6. С. 987–997.
  2. Мокиевский В.О., Цетлин А.Б., Сергиенко Л.А. и др. Экологический атлас. Море Лаптевых. 2017. 303 с.
  3. Тихонова Е.Н., Кадников В.В., Русанов И.И. и др. Метанокисляющая активность и филогенетическое разнообразие аэробных метанотрофов в поверхностных осадках моря Лаптевых // Микробиология. 2021. Т. 90. № 3. С. 304–313.
  4. Allen J.A., Morgan R.E. The functional morphology of Atlantic deep water species of the families Cuspidariidae and Poromyidae (Bivalvia): an analysis of the evolution of the septibranch condition // Philos. Trans. R. Soc. London. Ser. B. 1981. V. 294. № 1073. P. 413–546.
  5. Astrom E.K., Carroll M., Sen A. et al. Chemosynthesis influences food web and community structure in highArctic benthos // Mar. Ecol.: Prog. Ser. 2019. V. 629. P. 19–42.
  6. Ax P. Scaphopoda–Bivalvia // Multicellular animals. V. 2. The phylogenetic system of the Metazoa. Berlin; Heidelberg: Springer. 2000. P. 32–39.
  7. Baranov B., Galkin S., Vedenin A. et al. Methane seeps on the outer shelf of the Laptev Sea: characteristic features, structural control, and benthic fauna // Geo-Mar. Lett. 2020. V. 40. № 4. P. 541–557.
  8. Bauch H.A., Kassens H. Arctic Siberian shelf environments – an introduction // Global. Planet. Change. Spec. Issue. 2005. V. 48. № 1–3. P. 1–8.
  9. Bell L.E., Bluhm B.A., Iken K. Influence of terrestrial organic matter in marine food webs of the Beaufort Sea shelf and slope // Mar. Ecol.: Progr. Ser. 2016. V. 550. P. 1–24.
  10. Beninger P.G., Le Pennec M. Scallop structure and function // Dev. Aquacult. Fish. Sci. 2016. V. 40. P. 85–159.
  11. Bordeyne F., Migne A., Davoult D. Variation of fucoid community metabolism during the tidal cycle: insights from in situ measurements of seasonal carbon fluxes during emersion and immersion // Limnol. Oceanogr. 2017. V. 62. № 6. P. 2418–2430.
  12. Goericke R., Fry B. Variations of marine plankton δ13C with latitude, temperature, and dissolved CO2 in the world ocean // Global Biogeochem. Cycles. 1994. V. 8. № 1. P. 85–90.
  13. Harper E.M., Dreyer H., Steiner G. Reconstructing the Anomalodesmata (Mollusca: Bivalvia): morphology and molecules // Zool. J. Linn. Soc. 2006. V. 148. № 3. P. 395–420.
  14. Ivanov M.V., Lein A. Yu., Zakharova E.E., Savvichev A.S. Carbon isotopic composition in suspended organic matter and bottom sediments of the East Arctic seas // Microbiology. 2012. V. 81. P. 596–605.
  15. Jackson A.L., Inger R., Parnell A.C., Bearhop S. Comparing isotopic niche widths among and within communities: SIBER–Stable Isotope Bayesian Ellipses in R // J. Anim. Ecol. 2011. V. 80. № 3. P. 595–602.
  16. Kamenev G.M., Kavun V.Y., Tarasov V.G., Fadeev V.I. Distribution of bivalve mollusks Macoma golikovi Scarlato and Kafanov, 1988 and Macoma calcarea (Gmelin, 1791) in the shallow-water hydrothermal ecosystem of Kraternaya Bight (Yankich Island, Kuril Islands): connection with feeding type and hydrothermal activity of Ushishir Volcano // Cont. Shelf Res. 2004. V. 24. № 1. P. 75–95.
  17. Kokarev V.N., Vedenin A.A., Basin A.B., Azovsky A.I. Taxonomic and functional patterns of microbenthic communities on a high-Arctic shelf: a case study from the Laptev Sea // J. Sea Res. 2017. V. 129. P. 61–69.
  18. Kokarev V.N., Zalota A.K., Zuev A. et al. Opportunistic consumption of marine pelagic, terrestrial, and chemosynthetic organic matter by macrofauna on the Arctic shelf: a stable isotope approach // Peer J. 2023. V. 11. Art. ID e15595.
  19. Konoplina A.V., Dautova T.N., Kiyashko S.I. Stable carbon, nitrogen, and sulfur isotope composition of Oligobrachia haakonmosbiensis Smirnov, 2000 (Annelida: Siboglinidae) from the shallow-water Laptev Sea shelf // Reg. Stud. Mar. Sci. 2023. V. 68. Art. ID 103296.
  20. Lantuit H., Overduin P.P., Couture N. et al. The Arctic coastal dynamics database: A new classification scheme and statistics on Arctic permafrost coastlines // Estuaries Coasts. 2012. V. 35. P. 383–400.
  21. Lein A.Y., Kravchishina M.D., Politova N.V. et al. Transformation of particulate organic matter at the waterbottom boundary in the Russian Arctic seas: evidence from isotope and radioisotope data // Lithol. Miner. Resour. 2012. V. 47. P. 99–128.
  22. Lobbes J.M., Fitznar H.P., Kattner G. Biogeochemical characteristics of dissolved and particulate organic matter in Russian rivers entering the Arctic Ocean // Geochim. Cosmochim. Acta. 2000. V. 64. № 17. P. 2973–2983.
  23. McClelland J.W., Holmes R.M., Dunton K.H. et al. The Arctic Ocean Estuary // Estuaries Coasts. 2012. V. 35. P. 353–368.
  24. McClelland J.W., Holmes R.M., Peterson B.J. et al. Particulate organic carbon and nitrogen export from major Arctic rivers // Global Biogeochem. Cycles. 2016. V. 30. 5. P. 629–643.
  25. Mentaschi L., Vousdoukas M.I., Pekel J.F. et al. Global longterm observations of coastal erosion and accretion // Sci. Rep. 2018. V. 8. Art. ID 12876.
  26. Middelburg J.J., Herman P.M.J. Organic matter processing in tidal estuaries // Mar. Chem. 2007. V. 106. № 1–2. P. 127–147.
  27. Minagawa M., Wada E. Stepwise enrichment of 15N along food chains: further evidence and the relation between δ15N and animal age // Geochim. Cosmochim. Acta. 1984. V. 48. P. 1135–1140.
  28. Morton B., Machado F.M. Predatory marine bivalves: a review // Adv. Mar. Biol. 2019. V. 84. P. 1–98.
  29. Mueller-Lupp T., Erlenkeuser H., Bauch H.A. Seasonal and interannual variability of Siberian river discharge in the Laptev Sea inferred from stable isotopes in modern bivalves // Boreas. 2003. V. 32. № 2. P. 292–303.
  30. Owen G. Classification and the bivalve gill // Philos. Trans. R. Soc. London. B. 1978. V. 284. № 1001. P. 377–385.
  31. Petersen G.H. Studies on some Arctic and Baltic Astarte species (Bivalvia, Mollusca). Medd. Groenl. Biosci. Museum Tusculanum Press. 2001. V. 52. 71 p.
  32. Piffer P.R., Arruda E.P., Passos F.D. The biology and functional morphology of Macoma biota (Bivalvia: Tellinidae: Macominae) // Zoologia (Curitiba). 2011. V. 28. P. 321–333.
  33. Post D.M. Using stable isotopes to estimate trophic position: models, methods, and assumptions // Ecology. 2002. V. 83. № 3. P. 703–718.
  34. Post D.M., Layman C.A., Arrington D.A. et al. Getting to the fat of the matter: models, methods and assumptions for dealing with lipids in stable isotope analyses // Oecologia. 2007. V. 152. № 1. P. 179–189.
  35. Purchon R.D. The stomach in the Filibranchia and Pseudolamellibranchia // Proc. Zool. Soc. London. 1957. V. 129. № 1. P. 27–60.
  36. Purchon R.D. Phylogenetic classification of the Lamellibranchia, with special reference to the Protobranchia // J. Molluscan Stud. 1959. V. 33. № 5. P. 224–230.
  37. Purchon R.D. An analytical approach to a classification of the Bivalvia // Philos. Trans. R. Soc. London. B. 1978. V. 284. № 1001. P. 425–436.
  38. Purchon R.D. Classification and evolution of the Bivalvia: an analytical study // Philos. Trans. R. Soc. London. B. 1987. V. 316. № 1177. P. 277–302.
  39. Purchon R.D. The biology of the Mollusca. Elsevier. 2013. 2nd ed.
  40. Reeburgh W.S. Oceanic methane biogeochemistry // Chem. Rev. 2007. V. 107. № 2. P. 486–513.
  41. Reid R.G.B., Dunnill R.M. Specific and individual differences in the esterases of members of the genus Macoma (Mollusca: Bivalvia) // Comp. Biochem. Physiol. 1969. V. 29. № 2. P. 601–610.
  42. Reid R.G.B., Reid A. Feeding processes of members of the genus Macoma (Mollusca: Bivalvia) // Can. J. Zool. 1969. V. 47. № 4. P. 649–657.
  43. Saleuddin A.S.M. The mode of life and functional anatomy of Astarte spp. (Eulamellibranchia) // Proc. Malacol. Soc. London. 1965. V. 36. P. 229–257.
  44. Sapart C.J., Shakhova N., Semiletov I. et al. The origin of methane in the East Siberian Arctic Shelf unraveled with triple isotope analysis // Biogeosciences. 2017. V. 14. № 9. P. 2283–2292.
  45. Savvichev A.S., Rusanov I.I., Kadnikov V.V. et al. Biogeochemical activity of methane-related microbial communities in bottom sediments of cold seeps of the Laptev Sea // Microorganisms. 2023. V. 11. № 2. Art. ID 250.
  46. Shakhova N., Semiletov I., Sergienko V. et al. The East Siberian Arctic Shelf: towards further assessment of permafrost-related methane fluxes and role of sea ice // Philos. Trans. R. Soc. A. 2015. V. 373. № 2052. Art. ID 20140451.
  47. Soreide J.E., Hop H., Carroll L.M. et al. Seasonal food web structures and sympagic–pelagic coupling in the European Arctic revealed by stable isotopes and a twosource food web model //Prog. Oceanogr. 2006. V. 71. № 1. P. 59–87.
  48. Stead R.A., Thompson R.J., Jaramillo J.R. Absorption efficiency, ingestion rate, gut passage time and scope for growth in suspension- and deposit-feeding Yoldia hyperborea // Mar. Ecol. Prog.: Ser. 2003. V. 252. P. 159–172.
  49. Steinbach J., Holmstrand H., Shcherbakova K. et al. Source apportionment of methane escaping the subsea permafrost system in the outer Eurasian Arctic Shelf // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2021. V. 118. № 10. Art. ID e2019672118.
  50. Taipale S.J., Vuorio K., Brett M.T. et al. Lake zooplankton δ13C values are strongly correlated with the δ13C values of distinct phytoplankton taxa // Ecosphere. 2016. V. 7. № 8. Art. ID e01392.
  51. Taupp T., Hellmann C., Gergs R. et al. Life under exceptional conditions – isotopic niches of benthic invertebrates in the estuarine maximum turbidity zone // Estuaries Coasts. 2017. V. 40. P. 502–512.
  52. The organic carbon cycle in the Arctic Ocean / Eds R. Stein, R.W. MacDonald. Berlin; Heidelberg: Springer– Verlag. 2004. 363 p.
  53. Vetrov A., Romankevich E. Carbon cycle in the Russian Arctic seas. Berlin: Springer–Verlag. 2004. 331 p.
  54. Ward J.E., Shumway S.E. Separating the grain from the chaff: particle selection in suspension- and deposit-feeding bivalves // J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 2004. V. 300. № 1–2. P. 83–130.
  55. Yamanaka T. Shimamura S., Nagashio H. et al. A compilation of the stable isotopic compositions of carbon, nitrogen, and sulfur in soft body parts of animals collected from deep-sea hydrothermal vent and methane seep fields: variations in energy source and importance of subsurface microbial processes in the sediment-hosted systems // Subseafloor biosphere linked to hydrothermal systems: TAIGA concept. Tokyo: Springer. 2015. P. 105–129.
  56. Yonge M. The protobranchiate mollusca; a functional interpretation of their structure and evolution // Philos. Trans. R. Soc. London. B. 1939. V. 230. № 566. P. 79–148.
  57. Yonge M. On the structure and adaptions of the Tellinacea, deposit-feeding Eulamellibranchia // Philos. Trans. R. Soc. London. B. 1949. V. 234. № 609. P. 29–76.
  58. Zalota A.K., Dgebuadze P.Y., Kiselev A.D. et al. Trophic position stability of benthic organisms in a changing food web of an Arctic fjord under the pressure of an invasive predatory snow crab, Chionoecetes opilio // Biology. 2024. V. 13. № 11. Art. ID 874.
  59. Zanden M.J.V., Rasmussen J.B. Variation in δ15N and δ13C trophic fractionation: implications for aquatic food web studies // Limnol. Oceanogr. 2001. V. 46. № 8. P. 2061–2066.
  60. Zardus J.D. Protobranch bivalves // Adv. Mar. Biol. 2002. V. 42. P. 1–65.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

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».