Фенетический анализ изменчивости морфометрических признаков и жилкования крыльев в популяциях лапландского листоеда (Chrysomela lapponica)

УДК 595.768.12:575.21

О. Ю. Круглова, А. В. Ермоленко

Белорусский государственный университет, Минск, Республика Беларусь,
OksanaKruglova@mail.ru

PHENETIC ANALYSIS OF THE MORPHOMETRIC INDICES
AND NERVURATION OF CHRYSOMELA LAPPONICA POPULATIONS

O. Y. Kruglova, A. V. Ermolenko

Belarusian State University, Minsk, Belarus, OksanaKruglova@mail.ru

Изменчивость признаков обеспечивает адаптацию популяций живых организмов к действию факторов внешней среды. Размеры тела насекомых являются слабо вариабельными признаками, жестко контролируемыми естественным отбором (Новоженов, 1978). Однако в значительной мере они определяются условиями развития личинок. В связи с этим особый интерес представляет изучение изменчивости морфометрических признаков и их сравнительный анализ в разных популяциях, соседних и пространственно удаленных. Отдельное внимание следует уделять коэффициентам вариации, как самостоятельным показателям отношений в системе «среда – популяция». Структура жилкования крыла насекомых является важным морфологическим признаком. Изучение ее изменчивости позволяет выделять фены и их комплексы, которые можно использовать для характеристики популяционной структуры, выделения границ между популяциями, изучения микроэволюционных процессов и т. д.

Нами проведен сравнительный анализ фенотипической структуры двух популяций лапландского листоеда Chrysomela lapponica Linnaeus, 1758 (Coleoptera, Chrysomelidae) по особенностям изменчивости морфометрических показателей и жилкования крыльев. Материал собран из северного (Березинский биосферный заповедник, Витебская область) и центрального (окрестности СОК «Бригантина», Минская область) регионов Республики Беларусь. Сбор производился в конце мая – начале июня 2006 г., в период выхода имаго после зимовки и размножения. Объем выборок составил 167 особей – из Березинского биосферного заповедника, 145 – из окрестностей СОК «Бригантина». Изучение морфометрических показателей проводилось на основе стандартных промеров для жесткокрылых: измерялись длина и ширина переднеспинки (дпсп и шпсп соответственно), длина и ширина надкрылий (днкр и шнкр) (Новоженов, 1978).

Анализ морфометрических признаков показал, что самки лапландского листоеда больше самцов по всем четырем показателям. При сравнении выборок из исследуемых популяций обнаружены достоверные отличия между самками: особи из Березинского биосферного заповедника имели более высокие значения размерных показателей. Самцы из Березинского заповедника также отличались достоверно большей величиной дпсп и шнкр (p < 0,05), в то время как различия по дпсп и шнкр были недостоверны.

Значения коэффициентов вариации по всем показателям в обеих выборках были невысоки и не превышали 6 %. Наиболее вариабельными признаками оказались днкр (для самок из обеих популяций и самцов из окрестностей СОК «Бригантина») и дпсп (для самцов из Березинского заповедника). Почти по всем признакам (кроме дпсп) выборка из окрестностей СОК «Бригантина» имела более высокие значения коэффициентов вариации. Популяция из Березинского заповедника обитает в более влажном биотопе (краевая зона дороги, где произрастает козья ива, кормовое растение лапландского листоеда), чем популяция из окрестностей СОК «Бригантина». Повышенная влажность создает более благоприятные условия для роста ивы, а, следовательно, для роста и развития личинок Ch. lapponica, питающихся ее листьями.

Одной из важнейших характеристик популяций насекомых служит размерный состав имаго. В зависимости от длины тела особи в каждой выборке были поделены на три группы: мелкие, средних размеров и крупные. Установлено, что в выборках из каждой популяции преобладали особи средних размеров. Исключение составляет группировка самок из Березинского заповедника, в которой доминировали крупные жуки. Полученные данные свидетельствуют о благоприятных и стабильных условиях развития личинок исследуемой генерации.

В спектре изменчивости жилкования крыльев у листоедов из исследуемых выборок нами выделен 21 фен. Наибольшей изменчивостью отличалась кубитальная жилка Cua. Кроме этого выделены аберрации в строении радиальной ячейки, медиальной, кубитальной Cub и псевдокубитальной жилок. Не выявлено отклонений в структуре костальной, субкостальной и радиальной жилок, которые являются наиболее важными в функциональном плане элементами системы жилкования крыла. Дальнейший анализ проводился на основе частот фенокомплексов.

Стандартная форма жилкования доминировала в обеих выборках с частотой 73,9 % у самцов и 56,3 % у самок из Березинского заповедника и 75,0 % у самцов и 68,6 % у самок из окрестностей СОК «Бригантина». Максимальное число фенокомплексов (m = 17) выделено у самок из Березинского заповедника (по 12 морф у самцов из обеих популяций, 11 – у самок из окрестностей СОК «Бригантина»). 7 фенокомплексов (включая стандартный) были общими для выборок, остальные встречались с невысокой частотой либо у самцов, либо у самок.

Сравнение между собой совокупностей самцов и самок в каждой выборке показало, что половой диморфизм для лапландского листоеда по особенностям жилкования не характерен. Высокие значения показателя сходства r, равные 0,919 для выборки из Березинского заповедника и 0,960 – для выборки СОК «Бригантина» свидетельствует об очень высокой степени сходства самцов и самок по набору и частоте общих фенокомплексов (Животовский, 1982).

Показатель популяционного разнообразия μ дает оценку степени разнообразия фенофонда, доля редких морф h позволяет оценить структуру этого разнообразия (Животовский, 1982). В целом доля редких морф в выборках была невысока (0,44–0,55). Самки отличались от самцов в обеих выборках большим разнообразием по среднему числу фенокомплексов, о чем свидетельствуют более высокие значения μ, полученные для их совокупностей. Группировки самцов обеих популяций имели практически одинаковые степень и структуру фенетического разнообразия (значения μ и h были для них близки).

Сравнительный анализ выборок из исследуемых популяций раздельно по полу показал, что они, несмотря на удаленность популяций друг от друга, имеют очень высокий уровень сходства, о чем говорят значения показателя сходства r. Для сравниваемых совокупностей самцов он равен 0,948, для самок – 0,899. Различия же в спектре изменчивости связаны в основном с редкими фенокомплексами, частоты которых обычно подвержены резким колебаниям (Яблоков, Ларина, 1987).

При анализе изменчивости жилкования крыльев лапландского листоеда нами установлен феномен флуктуирующей асимметрии. Он проявляется в случайных ненаправленных отклонениях от билатеральной симметрии. В данном случае отмечены незначительные отличия в системе жилкования правого и левого крыльев у одной особи. Флуктуирующая асимметрия может служить важным показателем при оценки стабильности развития особей в популяциях (Захаров, 1987). Зависимости между полом и проявлением асимметрии выявлено не было. Поэтому анализ проводился по общему числу «асимметричных» особей в выборках. В целом доля жуков с отклонениями от симметрии была невелика и составила 13,2 % в выборке из Березинского заповедника и 11,7 % – из окрестностей СОК «Бригантина». Наряду с другими показателями это свидетельствует о стабильности и благополучии исследуемых популяций.


Zoocenosis — 2007
 Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали ІV Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: Вид-во ДНУ, 2007. – С. 267-269.

 

Розповісти колегам:

Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники