Репродуктивная специфика жуков-щелкунов (Elateridae) при разных типах техногенного воздействия

УДК 502.5:595.765.4

С. Д. Середюк

Институт экологии растений и животных УрО РАН, Екатеринбург, Российская Федерация,
ecom@ipae.uran.ru

REPRODUCTIVE SPECIFIC OF THE CLICK BEETLES (ELATERIDAE)
UNDER EFFECT OF DIFFERENT TECHNOGENIOUS IMPACTS TYPES

S. D. Seredjuk

Institute of Plant and Animal Ecology, Ekaterinburg, Russia, ecom@ipae.uran.ru

Известно, что геохимические аномалии среды влияют на популяционные параметры, причем эффекты, в зависимости от концентраций разных химических элементов и соединений, могут быть как сходными, так и диаметрально противоположными. Для разных систематических групп беспозвоночных и позвоночных животных было показано изменение численности, продолжительности стадий онтогенеза, продолжительности жизни и т. д. В экспериментах отмечено удлинение личиночной стадии гусениц Scotia segetum Schiff. при интоксикации медью, Ocneria dispar L. – при фумигации фтористым водородом, снижение плодовитости тлей при фумигации сернистым ангидридом, повышение плодовитости непарного шелкопряда при фумигации личинок фтористым водородом (цит. по М. Козлову, 1987). С. С. Шварцем и др. (1968) показано изменение индекса печени озерной лягушки на территориях естественных геохимических провинций, причем никель вызывает его уменьшение, а медь – увеличение. Хорошо известно, что в настоящее время естественная геохимическая мозаичность биосферы видоизменяется за счет антропогенного перераспределения различных элементов, масштабы которого позволяют говорить об искусственных геохимических аномалиях.

Представленные нами данные получены в ходе исследований, выполненных на природных популяциях, обитающих именно на таких модифицированных территориях. Рассматривали изменение некоторых репродуктивных характеристик двух видов жуков-щелкунов (Elateridae), близких по экологическим преферендумам. Это лесные виды с широким ареалом, личинки которых развиваются в почве. Исследования проводились в районах функционирования медеплавильного и алюминиевого производств в двух таепжных подзонах Урала. В условиях медеплавильного производства основными поллютантами являются сернистый ангидрид и тяжелые металлы, алюминиевого производства – фтористый водород, различные фториды и соединения алюминия.

Выполнен анализ специфики репродуктивных характеристик природных популяций Athous subfuscus (O. Muller, 1764) и Dalopius marginatus (Linnaeus, 1758), населяющих территории с разной степенью трансформированности. В соответствии с уровнем деградации фитоценозов, распределением поллютантов и по мере удаления от источника эмиссии традиционно выделяли импактную, буферную и фоновую зоны.

Анализ размерных характеристик производителей показал для популяций D. marginatus достоверное (F = 5,22; p < 0,001) увеличение длины самок (с 7,02 до 7,25 мм) в средней тайге в районе действия медеплавильного производства и некоторое снижение длины самцов. В южной тайге размеры самок изменяются мало, но существенно больше размеры самцов (от 6,69 на фоновой территории до 6,90 мм на трансформированных). В районах действия алюминиевого производства в обеих таежных подзонах достоверно уменьшается длина самок (от 7,50 мм до 7,05 в средней тайге и от 7,36 до 7,12 мм в южной) и значительно снижается длина самцов (с 6,95 до 6,68 мм) в южнотаежной подзоне.

Для другого изучаемого вида – A. subfuscus – наблюдали обратную картину: в зоне медеплавильного производства уменьшение длины самок (от 8,9 до 8,7 мм в средней тайге и от 9,0 до 8,8 мм – в южной) и увеличение размеров на территориях, модифицированных воздействием алюминиевого производства (от 8,9 до 9,3 мм в средней тайге; от 8,5 до 8,9 мм в южной) при сходном с D. marginatus снижением размеров самцов в южной тайге.

Плодовитость D. marginatus достоверно (F = 11,22; p < 0,001) уменьшается (с 36,4 до 26,1 яиц в средней тайге и с 52,4 до 31,6 – в южной) в зоне действия медеплавильного производства и возрастает (с 33,0 до 47,4 яиц) в зоне действия алюминиевого (данные только для южной тайги).

Плодовитость A. subfuscus на территории медеплавильного производства, также как и у D. marginatus, снижается (с 77,3 до 49,0 яиц в средней тайге и с 79,1 до 47,5 – в южной) и достоверно возрастает (с 75,1 до 106,0) в районе действия алюминиевого (данные только для южной тайги).

На территории, подверженной трансформации медеплавильным производством, процент незрелых яиц у D. marginatus выше на буферной территории в сравнении с фоновой в обеих таежных подзонах. При воздействии алюминиевого производства наблюдается обратная тенденция – процент незрелых яиц выше на фоновой территории.

У A. subfuscus процент незрелых яиц в средней тайге выше для популяций, населяющих трансформированные медеплавильным производством территории, что может косвенно свидетельствовать о замедлении скорости созревания. Аналогичная тенденция в районе алюминиевого производства отмечается для южнотаежных популяций трансформированных территорий, но для популяций среднетаежной подзоны наблюдается обратная картина. Для объяснения наблюдаемого феномена требуется более продолжительный период наблюдения и больший объем материала, поскольку помимо прямого химического загрязнения ведущую роль здесь, безусловно, играют зональные особенности соотношения тепла и влаги и изменение гидротермического коэффициента трансформированных территорий.

Отмечены достоверные различия в размерах яиц, связанные с природной зональностью. Для обоих видов диаметр яиц щелкунов из популяций, населяющих фоновые территории, выше в средней тайге по сравнению с южнотаежными популяциями (табл.).

Таблица. Зональные различия в размерах яиц двух видов элатерид

 

Для D. marginatus в зонах действия медеплавильного производства, наряду со снижением плодовитости, достоверно (F = 36,11; p < 0,001) уменьшается диаметр яиц (с 0,49 до 0,41 в средней тайге и с 0,46 до 0,39 – в южной), а в районах алюминиевого производства диаметр яиц уменьшается (с 0,49 до 0,40 в южной тайге), одновременно с увеличением их количества.

Для популяций A. subfuscus на территориях, модифицированных медеплавильным производством, размер яиц также достоверно (F = 11,22; p < 0,001) снижается в сравнении с фоновой территорией (от 0,44 до 0,40). При алюминиевом производстве, в популяциях, населяющих трансформированные территории, наряду с увеличением плодовитости незначитель­но возрастают и размеры яиц (от 0,42 до 0,43 в средней тайге и от 0,40 до 0,41 – в южной). Многие исследователи именно в районах алюминиевого производства регистрировали частые вспышки численности разных групп насекомых (Анисимова, 1980; Богачева, 1984).

Даже в пределах r-стратегии известны многочисленные варианты репродуктивных стратегий, как для разных систематических категорий животных, так и в пределах одной систематической группы. Это может быть увеличение плодовитости при снижении размеров яиц, либо уменьшение обоих упомянутых показателей, или, как для D. marginatus, увеличение диаметра яиц при снижении плодовитости, либо, как для вида A. subfuscus, увеличение и размеров яиц и их количества. Такой перебор различных вариантов R. H. Карlаn и W. S. Сoореr (1984) называют «адаптивной игрой в орлянку», так как в тех или иных условиях последствия разных стратегий могут быть адаптивны: мелкие яйца с увеличением их количества могут дать более разнородное потомство, крупные – повысить выживаемость и т. д. Разные варианты этих адаптивных стратегий обнаружены у двух видов рассматриваемого семейства в зависимости от характера воздействия. То есть задача выживания и воспроизводства жизнеспособного плодовитого потомства для близких видов и даже разных популяций одного вида может решаться мультиканально.

---

Zoocenosis — 2007
 Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали ІV Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: Вид-во ДНУ, 2007. – С. 294-296.