0
Экологический клуб
 
"STENUS"
 
 
 
Калужский краеведческий Интернет-портал


 
Прохорова Н.Е.   Анализ популяционно-фенетической структуры и стабильности развития жужелицы Pterostichus oblongo-punctatus F. на Северном участке ГПЗ «Калужские засеки»   / /   ИЗВЕСТИЯ КАЛУЖСКОГО ОБЩЕСТВА ИЗУЧЕНИЯ ПРИРОДЫ. Книга девятая. (Сборник научных трудов)   Под ред. С.К. Алексеева и М.Н. Сионовой   Калуга:   Издательство КГПУ им. К.Э. Циолковского   -   2009 C. 191-196.


Анализ популяционно-фенетической структуры и стабильности развития жужелицы Pterostichus oblongopunctatus F.

на Северном участке ГПЗ «Калужские засеки»

Н.Е. Прохорова

Калуга. Экологический клуб «Stenus».

Резюме: Проведен анализ фенетической структуры и флуктуирующей асимметрии жужелицы Pterostichus oblongopunctatus на Северном участке ГПЗ «Калужские засеки». Установлено, что в сосняках и ельниках Северного участка заповедника складываются благоприятные условия для развития особей P. oblongopunctatus.

Заповедники являются эталонными особо охраняемыми природными территориями, поэтому экологический мониторинг заповедников имеет особое значение. Биоиндикационные исследования имеют особое значение в оценке качества среды обитания, поскольку они выявляют сочетанный эффект многих синхронно действующих факторов. К числу наиболее обоснованных концептуально и эффективных на практике методов относятся оценка стабильности развития при помощи флуктуирующей асимметрии, а также оценка фенетической структуры популяции [Стрельцов, 2003]. При этом интегральное воздействие многих факторов хорошо отражают обитатели нижних биоценотических ярусов, в числе которых жуки жужелицы (Coleoptera, Carabidae).

Цель работы - оценка качества среды Северного участка ГПЗ «Калужские засеки» с помощью анализа фенетической структуры популяций и стабильности развития имаго жужелицы Pterostichus oblongopunctatus Fabricius, 1787.


Материал и методы

Основой для данной работы послужил материал, собранный в 1996, 1998, 1999, 2000, 2006 гг. в различных биотопах ГПЗ «Калужские засеки» (табл. 1). Для контроля использованы сборы с территории гор. Калуги (пос. Силикатный). Отлов жужелиц осуществлялся преимущественно при помощи ловушек Барбера [Тихомирова, 1975]. Всего было обработано 1273 экземпляра P оblongopunctatus. Для анализа использовались количественные морфологические признаки - число ямок в рядах на левом и правом надкрыльях [Прохорова, 2009].

Внутрипопуляционное разнообразие оценивалось при помощи индексов «среднее число морф µ» и «доля редких морф h». Было также рассчитано соотношение фенотипических классов «малоямчатых» (не больше 5 ямок на надкрылье) и «многоямчатых» (6 и более ямок на надкрылье) жуков. Это соотношение считается информативным биоиндикационным показателем [Емец, 1984].

Стабильность развития жужелиц оценивалась при помощи общепринятых показателей - частота асимметричного проявления на признак (ЧАП) и среднее относительное различие на признак (Х). Для расчета Х использовалась программа Assim Calc.


Таблица 1. Характеристика материала.

Название пробной площади

Год

Кол-во экз.

ГПЗ, Северный уч-к, широколиственный лес, 33 кв. (далее – шир. лес)

1996

25

ГПЗ, Северный уч-к, ельник (далее – ельник)

1996

25

ГПЗ, Северный уч-к, широколиственный лес, 33 кв.

1998

150

ГПЗ, Северный уч-к, сосняк-зеленомошник

1998

107

ГПЗ, Северный уч-к, ельник-2

1999

406

ГПЗ, Северный уч-к, ельник-1

1999

218

ГПЗ, Северный уч-к, сосняк-зеленомошник

1999

74

ГПЗ, Северный уч-к, ельник

2000

25

ГПЗ, Северный уч-к, широколиственный лес, 33 кв.

2000

28

ГПЗ, Северный уч-к, сосняк-зеленомошник

2000

105

ГПЗ, Южный участок, широколиственный лес

1996

25

Гор. Калуга, пос. Силикатный, луг

2006

85


Результаты и обсуждение

1. Популяционно-фенетическая структура

Результаты расчета показателей внутрипопуляционного разнообразия «µ» и «h» приведены в табл. 2.

При анализе среднего числа морф «µ» было выявлено, что наиболее богатыми по количеству выделенных фенов жужелицы являются ельники (1996, 1999, 2000 гг.), самыми бедными - широколиственный лес (1996 и 2000 гг.) и сосняк-зеленомошник (1999 г.).

Доля редких морф (h) принимает наиболее высокие значения в ельнике-2, широколиственном лесу (1998 г.) и сосняке-зеленомошнике (2000 г.).

Показатели «µ» и «h» позволяют выделить участки неблагоприятных условий окружающей среды. Чем выше среднее число морф и чем ниже доля редких морф, тем благоприятнее условия обитания для данного вида [Стрельцов и др., 1995]. Таким образом, наиболее благоприятная популяционно-фенетическая структура жужелиц наблюдается в ельниках.


Таблица 2. Показатели внутрипопуляционного разнообразия P. Oblongopunctatus.

Название выборки

«µ»

Sµ

«h»

Sh

шир. лес, 33 кв., 1996 г.

2,243

0,0688

0,103

0,0608

ельник, 1996 г.

2,577

0,2088

0,141

0,0696

шир.лес, 33 кв., 1998 г.

2,543

0,1625

0,379

0,0396

сосняк, 1998 г.

2,317

0,1302

0,253

0,0420

ельник-2, 1999 г.

2,554

0,0920

0,345

0,0236

ельник-1, 1999 г.

2,555

0,1158

0,309

0,0313

сосняк, 1999 г.

2,188

0,1230

0,189

0.0456

ельник, 2000 г.

2,516

0,2207

0,161

0,0736

шир. лес, 33 кв., 2000 г.

1,925

0,1375

0,125

0,0625

сосняк, 2000 г.

2,059

0,1358

0,314

0,0453

Южный участок, шир. лес, 1996 г.

2,290

0,1685

0,119

0,0648

Пос. Силикатный, 2006 г.

2,294

0,1324

0,259

0,0476


Интересные результаты были получены при анализе соотношения фенотипических классов «малоямчатых» (М1) и «многоямчатых» (М2) особей (рис.1). Во всех выборках доминировали многоямчатые особи, кроме поселка Силикатный, где значения М1 и М2 приближались к 50%. Максимальное значение М2 (88%) наблюдалось в ельнике (2000 г.). Изменения фенотипического состава в сторону увеличения доли малоямчатых особей в популяции жужелицы P. oblongopunctatus могут служить показателями неблагоприятных условий существования популяции данного вида (Емец, 1984). Как и следовало ожидать, на территориях не подверженных рекреационной нагрузке, доля «малоямчатых» особей низка. В антропогенно трансформированных биотопах (Силикатный) наблюдается выравнивание этих фенотипических классов.


Рис. 1. Соотношение малоямчатых (М1) и многоямчатых (М2) особей Poblongopunctatus (в %).


2. Стабильность развития жужелицы P. oblongopunctatus

Значения показателей частоты асимметричного проявления на признак (ЧАП) и среднего относительного различия на признак (Х) распределены сходным образом (табл.3). Высоких значений они достигли в выборках из широколиственного леса (1996 и 1998 гг.), ельника Северного участка заповедника (1996 и 2000 гг.) и пос. Силикатный. Минимальные значения обоих показателей отмечены для выборок ельника-1, ельника-2 и сосняка-зеленомошника (1998, 2000 гг.).

Среднее значение ЧАП для Северного участка заповедника (0,250) ниже, чем соответствующий показатель для Жиздринского участка НП «Угра» (0,283), что указывает на более благоприятные условия развития P. oblongopunctatus на Северном участке заповедника по сравнению со смежным участком национального парка. Среднее значение Х для биотопов Северного участка заповедника (0,063) ниже, чем аналогичный показатель в городской черте (пос. Силикатный).


Таблица 3. Показатели «ЧАП» и «Х» для выборок P. oblongopunctatus

Название выборки

ЧАП

Х

Ошибка Х

ГПЗ, Север. уч-к, шир. лес, 33 кв., 1996 г.

0,296

0,0749

0,0011

ГПЗ, Север.уч-к, ельник, 1996 г.

0,288

0,0822

0,0013

ГПЗ, Север. уч-к, шир.лес, 33 кв., 1998 г.

0,255

0,0610

0,0001

ГПЗ, Север.уч-к, сосняк, 1998 г.

0,209

0,0463

0,0001

ГПЗ, Север. уч-к, ельник-2, 1999 г.

0,252

0,0582

5,7083

ГПЗ, Север. уч-к, ельник-1, 1999 г.

0,226

0,0525

0,0001

ГПЗ, Север. уч-к, сосняк, 1999 г.

0,235

0,0553

0,0003

ГПЗ, Север. уч-к, ельник, 2000 г.

0,360

0,0949

0,0011

ГПЗ, Север. уч-к, шир. лес, 33 кв., 2000 г.

0,236

0,0540

0,0007

ГПЗ, Северный уч-к, сосняк, 2000 г.

0,213

0,0488

0,0002

ГПЗ, Южный участок, шир. лес, 1996 г.

0,240

0,0633

0,0010

Поселок Силикатный, 2006 г.

0,264

0,0670

0,0003


Заключение

Таким образом, наиболее оптимальная популяционно-фенетическая структура и наибольшая стабильность развития жужелицы наблюдается в ельниках и сосняке-зеленомошнике. Именно эти биотопы являются наиболее благоприятными для развития P. oblongopunctatus. В других биотопах Северного участка заповедника складываются также достаточно благоприятные для развития данного вида условия.


Литература

Емец В.М. Динамика фенотипического состава и уровня асимметрии числа ямок на надкрыльях имаго в популяции Pterostichus oblongopunctatus F. (Coleopthera, Carabidae) на рекреационной территории // Зоологический журнал.- 1984.– Т.63. – вып. 2. – С. 218-221.

Емец В.М. Устойчивость фенотипического разнообразия имаго в популяции жука-жужелицы ямчатоточечной на территории Воронежского заповедника // Зоологические исследования в заповедниках Центрального Черноземья. - Тула, 2001. - С. 161–169.

Стрельцов А.Б., Шпынов А.В., Гаркунов М.И. Организация биомониторинга в г. Калуге // Антропогенные воздействия и здоровье человека. – Калуга, 1995. – С. 11-24.

Стрельцов А.Б. Региональная система биологического мониторинга. – Калуга: Изд-во Калужского ЦНТИ, 2003. – 158 с.

Прохорова Н.Е. Популяционно-фенетический анализ выборок жужелиц Pterostichus oblongopunctatus F. (Coleoptera, Carabidae) ООПТ Калужской области. – В сборнике: Природа и история Поугорья. - 2009. -- вып. 5. – С.122-129.

Тихомирова А.Л. Учёт напочвенных беспозвоночных // Методы почвенно-зоологических исследований. – М.: Наука, 1975. – С. 73 – 81.


An analysis of the phenetic structure and developmental stability of the ground beetle Pterostichus oblongopunctatus F. in the North lot of the reserve “Kaluzhskie zaseki”


N.E. Prokhorova


Abstract: An analysis of the phenetic structure and developmental stability of a ground beetle Carabus hortensis L., 1758 is carried out in the North lot of the reserve "Kaluzhskie Zaseki". It has found that the pine- and fir-forests provide favorable conditions for the development of P. oblongopunctatus individuals.




Скачать.rar



Сайт создан при поддержке РОССИЙСКОГО ГУМАНИТАРНОГО НАУЧНОГО ФОНДА проект № 09-06-59610 а/Ц "Создание экологического Интернет-портала, как регионального компонента экологического образования"; № 10-06-59629 а/Ц"Создание региональной экологической Интернет-библиотеки"


© Авторы статей