ФЛУКТУИРУЮЩАЯ АСИММЕТРИЯ ЧЛЕНИСТОНОГИХ БИОЦЕНОЗОВ ПРАВОБЕРЕЖЬЯ РЕКИ СУРА

Будилов В. В., кандидат биологических наук, доцент кафедры зооло — гии, экологии и методики обучения биологии ГОУ ВПО «Мордовский госу- дарственный педагогический институт имени М. Е. Евсевьева»

Исайкин А. Ю., студент V курса биолого-химического факультета ГОУ ВПО «Мордовский государственный педагогический институт имени М. Е. Евсевьева»

Возможность получить интегральную характеристику качества среды, находящейся под воздействием всего многообразия физических, химических и других факторов, дают только биологические методы, т. к. именно живые организмы несут максимальную информацию об окружающей их среде оби — тания.

Из всего многообразия известных методов биоиндикационных иссле — дований (оценка биоразнообразия, бактериологические, биохимические, био- энергетические методы и пр.), пожалуй, наиболее полноценным можно счи — тать флуктуирующую асимметрию.

Флуктуирующая асимметрия является следствием несовершенства он — тогенетических процессов – неспособности организмов развиваться по точно определенным путям. Явлениями флуктуирующей асимметрии охвачены

практически все билатеральные структуры у самых разных видов живых ор-ганизмов. Все исследованные признаки обнаружили флуктуирующую асим-

метрию. Даже для тех структур, которые при общем поверхностном анализе могут быть оценены как полностью симметричные, при более тщательном рассмотрении выявляется та или иная степень выраженности флуктуирую- щей асимметрии.

Наши исследования проводились в Инзенском районе Ульяновской об-ласти в 2008 году с мая по сентябрь. За время эксперимента было отловлено свыше 1600 жуков. Целью нашей работы было выявить основные закономер — ности изменения симметрии надкрыльев Coleoptera, захода мандибул и оце — нить их взаимосвязь с половой принадлежностью.

Для фенетических исследований жесткокрылых часто используется ри — сунок надкрылий (Криволуцкий, Михальцова, Штанчаева, 1985; Чикатунов, Крюков, 1985). Для описания фенотипов введена формула, включающая обо-значение жилок надкрыльев (от A до H). На Рисунке 1 приведены комбина — ции фенов на левом надкрылье. Для правого надкрылья расположение зер — кальное (см. Рисунок 1). Вариации могут быть на любой, по счету (A – H),

 

жилке надкрылья.

Рисунок 1. Обозначения жилок на левом надкрылье

На Рисунке 2 приведена сканограмма надкрыльев Pterostichus niger

отображающая флуктуирующую асимметрию (см. Рисунок 2).

Но не только рисунок надкрыльев позволяет судить о состоянии окру-жающей среды в изучаемой местности. О стабильности популяций жестко-крылых свидетельствует левый заход мандибул. Чем выше процент захода правого жвала за левый, тем менее стабильна популяция. Причиной мутаци — онных изменений могут быть антропогенные воздействия: мутагены химиче — ской природы, радиоактивные вещества, фактор беспокойства и т. д. Из 1600 просмотренных жуков правый заход мандибул отмечался у 520 (32,5 %) осо — бей, т. е. у третьей части. Распадение популяций жужелиц на две полиморф — ные группы, легко отличаемые по заходу мандибул, может оказаться очень полезным для индикации состояния окружающей среды.

Нами была изучена корреляция между заходом мандибул, половой, ви-довой принадлежностью и наличием изменений в жилковании надкрыльев.

Рисунок 2. Сканограмма надкрыльев P. niger

Примечания к рисунку:

1. Жилка А при вершине изгибается влево и переходит в жилку В

2. Жилка В идет прямо, при вершине слегка загибается влево

3. Жилка С идет прямо, не загибается

4. Жилка D идет прямо, не загибается

5. Жилка Е идет прямо, не загибается

6. Жилка F идет прямо, при вершине слегка загибается влево

7. Жилка G идет прямо, не загибается

8.

работы было просмотрено 1600 экземпляров жуков, объединённых в 40 вы-борок.

Целью данной работы являлось изучение изменчивости цвета надкры-лий на примере полиморфного вида P. cupreus.

В процессе сравнения популяций полиморфных видов наибольшую трудность представляет работа с мультивариационной изменчивостью, осо-бенно в тех случаях, когда число морф может достигать нескольких десятков и более. Нами было выделено 7 цветовых морф надкрылий P. cupreus. Любой полиморфный вид характеризуется проявлением специфических особенно-стей формирования элементов фенотипического комплекса. В связи с этим ставилась задача выяснения и описания диапазонов изменчивости и частот встречаемости отдельных морф на основе материалов из изученных популя-ций. Изменчивость P. cupreus рассматривалась по наиболее ярко выраженно — му полиморфному признаку, такому как окраска надкрылий – жёлтая, жёлто — бурая, зелёная, серо-зелёная, голубая, серая и коричневая.

В Ельниковском района в 2008 году было исследовано 14 биотопов для изучения цветовых морф надкрылий жуков видов P. cupreus. В них домини — ровали темно-красный – 20 %, темно-зелёный – 33 %, сине-зеленые – 23 %, а

также черный и золотистый цвета. Редко встречались особи с надкрыльями металлического синего и цвета морской волны.

В Чамзинском районе нами отмечено обеднение цветового разнообра-зия надкрыльев. Встречаются лишь 4 цветовые формы – темно-красные, чер — ные, темно-зеленные и синие особи. Численность жуков с синими надкрыль- ями заметно ниже – 3 %. Жуков с надкрыльми зеленого цвета – 22 %. Черных и темно-красных особей соответственно 60 % и 52 %.

В Чамзинском районе значительно снижена яркость цветов. По сравне — нию с особями из популяций Ельниковского района, цвет надкрыльев туск- лый и темный.

Таким образом, популяции Ельниковского района отличаются более богатым морфологическим разнообразием: мы выявили 7 цветов надкрылий. В популяциях Чамзинского района выделено только 4 цвета надкрылий.

Кроме цветовых морф, было проведено исследование захода мандибул жуков. В популяциях Ельниковского района правый заход мандибул встреча — ется у 3 % особей, в популяциях Чамзинского района у 10 %. Повышение

правого захода мандибул у карабидофауны свидетельствует о нестабильно-сти популяции 9 (см. Рисунок 1).

Результаты эксперимента позволяют сделать вывод о высоком антро-погенном гнете в Чамзинском районе, что выражается наличием корреляции между антропогенной нагрузкой и морфологической поливариантностью.

Проблема диапазонов фенотипической изменчивости является одной из важнейших в понимании факторов, определяющих закономерности фор-мирования популяционной структуры, а также микроэволюционных процес — сов в целом. Известно, что виды, обладающие наибольшим внутривидовым разнообразием, в меньшей степени подвержены эволюционным изменениям.

Рисунок 1.

Причины значительных различий в реализации диапазона популяцион — ной изменчивости у разных видов лежат, вероятно, в специфике адаптивно — сти, как отдельных морф, так и всего полиморфного популяционного ком — плекса. В популяциях Ельниковского района наблюдается больший диапазон изменчивости, так как экологические условия в данном районе обычно ха- рактеризуются как «оптимум условий существования». При этом в популя — циях может реализоваться более высокий уровень полиморфности, способст — вующий лучшей специализации внутри самой популяции и более полному освоению ею экологической ниши.

Материал взят из: Актуальные проблемы биологии, экологии, методики преподавания и педагогики: — Сборник статей в рамках Всероссийской научно- практической конференции «45-е Евсевьевские чтения» (19 – 20 мая 2009 г.)