Влияние ионов меди на некоторые биохимические показатели мягких тканей Helix Lucorum

О.И. Оскольская, О.А. Шевченко
Институт биологии южных морей НАН Украины, Севастополь, Украина

Брюхоногие моллюски, обеспечивая взаимосвязь между продуцентами и консументами второго порядка, являются важнейшим звеном наземных экосистем. Применяемый в сельском хозяйстве медный купорос неизбежно попадает в ткани моллюсков и оказывает токсическое воздействие. Задачей настоящего исследования является изучение биохимического отклика Helix lucorum на различные концентрации ионов меди в поилках. Влияние Cu2+ устанавливали в остром опыте. В одноразмерные сосуды объемом 3л помещали по 6 одноразмерных особей
Н. lucorum. Первый сосуд служил контролем, и моллюски получали чистую питьевую воду. Во второй сосуд была помещена поилка с концентрацией медного купороса – 1%; в третий – 5%; в четвертый – 10%; в пятый – 15%. Два раза в день содержимое поилок меняли, восстанавливая исходные концентрации Cu2+. Опыт продолжался в течение семи дней. По окончанию эксперимента мягкие ткани подвергались биохимическому анализу. В качестве биохимических показателей избраны: АТФ-азная активность, концентрация каротиноидов и липидов. Известно, что уровень АТФ-азной активности является интегральным показателем физиологической активности организма и энергетического обмена, поэтому для оценки биохимической адаптации к воздействию медного купороса мы использовали именно этот параметр. Метод АТФ-активности можно разбить на две части. Первая часть заключается в максимальной активизации фермента с помощью добавления солей Mg2+, K+, Na+ и инкубирование при 37С0, а вторая часть направлена на развитие окраски, по плотности которой на спектрофотометре мы определяли количество фосфора. Другим интегральным показателем физиологической активности организма является содержание каротиноидов в тканях моллюсков. Удельную концентрацию каротиноидов в теле моллюсков определяли по интенсивности полос поглощения их в видимой области спектра, регестрируемым на спектрофотометре Specord UV-VIS. Так как липиды являются важным энергетическим компонентом в окислительных процессах и содержат в своём составе антиоксиданты, для оценки биохимической адаптации к воздействию медного купороса использовали этот параметр. Концентрацию липидов в тканях улиток определяли весовым методом. Увеличение уровня АТФ-активности от 0,45-в контроле до 1,35 в концинтрации CuSO4 15 % свидетельствовало о том, что Cu2+ cлужит катализатором в реакции отщепления фосфора при циклическом дефосфорилировании. Общеизвестно, что Cu2+ является одним из компонентов крови моллюсков. Увеличение концентрации раствора CuSO4 в нашем эксперименте привело к увеличению АТФ-азной активности в мягких тканях, что может быть связано с накоплением ионов меди в крови моллюсков. Можно предположить, что Cu2+ , помимо К+, Na+, Mg2+ способен катализировать активность АТФ-азы. Мы составили кривую зависимости уровня АТФ-азной активности от концентрации купрума в поилках. При минимальной концентрации Cu2+ АТФ-азная активность минимальная. Характер кривой свидетельствует о наличии прямой зависимости между АТФ-азной активностью и концентрацией купрума в поилках. Установлена тенденция снижения содержания каротиноидов в тканях моллюсков по мере увеличения концентрации CuSO4, что соответствует описанным в литературе тенденциям для стойких загрязнителей. Нами была составлена кривая зависимости наличия каротиноидов в тканях моллюсков от концентрации Cu2+ в поилках. При максимальной концентрации Cu2+ наличие каротиноидов в тканях моллюсков минимальное. В дальнейшем наблюдается понижение концентрации каротиноидов при увеличении Cu2+в поилках. Вероятно, наблюдаемая тенденция связана со снижением адаптивных биохимических возможностей моллюсков. Повышение концентрации липидов при воздействии Cu2+ можно считать адаптивной биохимической реакцией. Мы построили кривую зависимости содержания липидов от концентрации Cu2+ в поилках. При минимальной концентрации Cu2+ наличие липидов тоже минимальное. В остром опыте было определено, что моллюски начинали погибать при концентрации Cu2+ — 1% (CL min), тогда как при концентрации Cu2+ — 5% погибло 50% особей (CL 50), поэтому для уничтожения вредителей применяется раствор медного купороса порядка 1%.


Zoocenosis — 2001
 Структура і функціональна роль тваринного населення в природних та трансформованих екосистемах: Тези I міжнародної конференції, 17-20 вересня 2001. – Дніпропетровськ: ДНУ, 2001. – С. 86-88.



Особенности распространения и биоразнообразия беспозвоночных в пойменных экосистемах нижней части Правобережья Киевского водохранилища

В.Г. Надворный
Национальный педагогический университет им. М.П.Драгоманова, Киев, Украина

Создание в 1964-1966 годах Киевского водохранилища (КВ) коренным образом изменило биоразнообразие (БР), плотность (П) и особенности биотопической приуроченности (БП) различных групп беспозвоночных (Б), ранее обитавших (Крышталь, 1936, 1947, 1956; Надворный, 1978, 2001) в этом регионе.
Изучение БР, П и БП различных групп Б проводилось в 1974-200 гг. на стационарных участках СОТ НПУ «Березка» (окрестности с. Казаровичи, Киевская обл.) и во время экспедиционных обследований (от с. Глебовка до г.Вышгород, Киевская обл.) различных пойменных экосистем (ПЭ) по общепринятым методикам.
Установлено, что на БР, П и БП Б основное влияние оказывает геоморфологическая структура береговой зоны и ее высота, типы почв и их механический состав, видовой состав, возраст и проектное покрытие фитоценозов, микроклимат, интенсивный волнобой во время штормов, сильные ветры и течение, влияние антропических факторов.
Распространение Б в ПЭ КВ имеет дифузно-узловую, пространственно-временную структуру, тесно взаимосвязано и взаимозависимо от окружающих их биогеоценозов.
Вследствие сильного влияния абиотических факторов (волнобой, сильные ветры и течения) произошло максимальное разрушение береговых ПЭ (за год разрушается 116-137 см берега) в результате чего берег приобрел форму «мыс-залив-мыс…», что соответственно повлияло на БР, БП и П различных групп Б.
В ПЭ КВ выделены следующие XI эколого-фаунистических комплексов Б (ЭФКБ).
I. ЭФКБ – обитатели песчаных пляжей. Занимают небольшие участки. БР Б тут бедное Cicindela maritima, C.hybrida, Anthicus antherinus, Mermeleon europeus, Oedipoda, Tetrix, Formica, Aselidae.
II. ЭФКБ – обитатели земляной подушки на бетонной дамбе по перекачки воды из р. Ирпень в КВ (ниже с. Казаровичи). Тут обитают Opatrum sabulosum, Crypticus quisquilius, Trombaea, Acariformes, Oniscus, Formica, Aranea.
III. ЭФКБ – обитатели гранитных габионов укрепляющих берег от размыва (ниже с.Казаровичи). Тут находили Oniscus, Lycosidae, Pirata, Crypticus quisquilius, Bembidion, Amara, Agonum, Acariformes.
IV. ЭФКБ – обитатели огородно-садовых участков на дачных массивах. За 10-15 последних лет тут сформировалась специализированная фауна вредителей овощных культур Agriolimax agrestis, Phyllotreta, Pieris brasicae, P.rapae, Leptinotarsa decemlineata, Acariformes, Gryllotalpa gryllotalpa и сада Melolontha hippocastani, Antonomus pomorum, Aphidinea, Psyllinae, Tortricidae, Aporia crataegi, Curculionidae, Chrysomelidae, Hyponomenta malinellus, Cetonia.
V. ЭФКБ – обитатели невысоких (2-5 м), подмытых песчаных берегов. Частые. Тут выявлены Salticidae, Apidae, Acariformes, Parasitiformes, Chironomus, Geophilus, Cicidela.
VI. ЭФКБ – обитатели крутых (6-17 м) песчаных подмытых берегов. Массовые на участке СОТ «Березка» – с. Старые Петровцы. тут находили Aranea, Phalangidae, Salticidae, Notoxus monoceros, Muscidae, Vespidae, Anthicus.
VII. ЭФКБ – обитатели старого лиственного леса. На участке СОТ «Березка» –
с. Старые Петровцы. Тут многочисленные БР Б Eisenia, Gumbricidae, Collembola, Aranea, Acari, Carabus violaceus, C. granulatus, Tortrix viridana, Cerambyx cerdo, Aphidinea, Melolontha hippocastani, Neuroterus numismalis, Diplolenis.
VIII. ЭФКБ – обитатели соснового леса. В старых сосновых лесах находили вредителей сосны Evetria, Diprion pini, Bupalus, Huloicus, Zymantria, Aphidinea, Noctuidea, Dendrolimus, Panolis, Alammea.
IX. ЭФКБ – обитатели высокого (30-80 м), крутого подмытого песчано-глинистого коренного берега Днепра. Участок от с.Старые Петровцы до г. Вышгород. тут выделено 3 экотона. У верхней части обитают ксерофилы и ксеромезофилы, в средней – мезофилы, и в нижней, где много влаги – гигро-гидрофилы и гидрофилы. В верхней части находили Modicogryllus frontalis, Diplura, Blaps, Salticidae, Apidae, Lepismatidae; в средней – Oniscus, Lithobius, Geophilus, Julius, Formicidae, Oecanthus pellucens; в нижней – Bledius, Stenus, Paederus, Agonum, Chlaenius, Bembidion, Sccinea, Ephydridae.
X. ЭФКБ – обитатели лиственного леса произрастающего на склонах высокого (30-70 м) берега. тут выявлены Lumbicidae, Enchytraeidae, Julius, Polydesmus, Strongilosoma, Carabus granulatus, C. violaceus, Harpalus, Staphylinus erythropterus, Diplura, Collembola.
XI. ЭФКБ – обитатели оврагов и балок на участке с. Старые Петровцы – г.Вышгород. Заросли березой, ольхой, липой, злаками. По склонам находили Broscus cephalotes, Amara, Stenolophus, Modicogrillus frontalis, Strongilosoma, Polydesmus, Glomeris, Julius, Lithobius; по дну, где протекает ручей – Agonum viduum, A. marginatum, Chlaenius, Bembidion, Dyschirius, Bledius, Stenus, Philonthus, Saldula, Paederus fuscipes.
Знание БР, П и БП Б может быть использовано при проведении биоиндикации, экологического мониторинга и экологической экспертизы как в
ПЭ КВ, так и в других водохранилищах басейна Днепра.


Zoocenosis — 2001
 Структура і функціональна роль тваринного населення в природних та трансформованих екосистемах: Тези I міжнародної конференції, 17-20 вересня 2001. – Дніпропетровськ: ДНУ, 2001. – С. 85-86.



Структурные особенности сообществ афидофагов на первичных и вторичных растениях–хозяевах

И.П. Москвина, С.В. Буга
Белорусский государственный университет, Минск, Беларусь

Для простанственного распределения большинства видов тлей (Insecta: Homoptera: Aphidinea) характерна высокая степень агрегированности. Выраженная избирательность в локализации фитофагов на растении-хозяине и склонность к образованию колоний создают предпосылки для формирования относительно хорошо очерченных сообществ более или менее специализированных потребителей этих насекомых – гильдий маломобильных афидофагов. Одновременно в колониях могут присутствовать характерного облика мумии тлей, внутри или под которыми размещаются куколки первичных паразитов, наездников-афидиид (Ichneumoidea: Aphidiidae) и ос-афелинид (Chalcidoidea: Aphelinidae). Для оценки степени выраженности связи с конкретным видом тлей тех или иных энтомофагов или их эколого-систематических групп может быть использован показатель их встречаемости в колониях. Ранее проведенные нами исследования продемонстрировали, что существенное влияние на структуру складывающихся группировок афидофагов может оказывать фактор локализации агрегаций на определенных частях растения-хозяина. Очевидно, еще более значительные структурные различия должны иметь место для сообществ энтомофагов двудомных видов тлей на первичных и вторичных хозяевах. В качестве модельного для исследований был выбран один из фоновых в условиях Беларуси видов мигрирующих тлей – опыленная сливовая (сливово-тростниковая) тля (Hyalopterus pruni (Geoffr.)). Первичным хозяевами этого фитофага являются слива, алыча и другие представители рода Prunus Mill., вторичным – тростник обыкновенный (Phragmites australis (Can.) Trin. ex Steud.). Проведенные исследования показали, что при общем уровне встречаемости в колониях H. pruni хищников и мумий паразитоидов 26,20 % на первичных растениях-хозяевах они присутствовали в 21,23 % колоний, на вторичном – в 31,59 %. Общая встречаемость хищников в колониях H. pruni составляла 20,60 %. Уровень их встречаемости на Prunus spp. и Ph. australis был близок (20,42 % и 20,79 %, соответственно), а состав представленных эколого-систематических групп афидофагов почти идентичен (в колониях на косточковых регистрировались хищные жуки-щелкуны Prosternon tesselatum (L.), период лета имаго этого вида обычно завершается ко времени формирования устойчивых гемипопуляций опыленной сливовой тли на тростнике). Однако уровень встречаемости представителей отдельных групп энтомофагов в колониях H. pruni на первичных и вторичном хозяевах в значительной степени различался. На тростнике встречаемость хищных клещей в колониях была более чем в 10 раз выше, чем на косточковых (4,52 % и 0,37 % соответственно). На последних отмечались типичные растениеобитающие клещи (Anistidae и прочие), тогда как для тростника были весьма характерны краснотелковые клещи. Напротив, встречаемость хризопид (Neuroptera: Chrysopidae) на первичных хозяевах (0,59 %) более чем в 7 раз превышала таковую на вторичном (0,08 %). Встречаемость хищных личинок мух-серебрянок (Diptera: Chamaemyiidae) и комаров-галлиц (Diptera: Cecidomyiidae) на Prunus spp. (6,08 % и 9,00 %) была почти вдвое выше, чем на Ph. australis (3,41 % и 6,90 % соответственно). Примерно одинаковой (около 0,40 %) оказалась встречаемость в колониях хищных клопов-антокорид (Hemiptera: Anthocoridae). При близком уровне встречаемости кокцинеллид (Coleoptera: Coccinellidae) на косточковых и тростнике (1,61 % и 1,83 %, соответственно) в первом случае среди них абсолютно доминировала дендрофильная Adalia bipunctata (L.), тогда как на тростнике ее замещали гигрофильные Hippodamia tredecimpunctata (L.) и Anisosticta novemdecimpunctata (L.), а также более характерная для песчаных участков Coccinella quinquepunctata L. Таким образом можно заключить, что структура сообществ маломобильных энтомофагов мигрирующих тлей на первичных и вторичных растениях-хозяевах может существенно различаться.


Zoocenosis — 2001
 Структура і функціональна роль тваринного населення в природних та трансформованих екосистемах: Тези I міжнародної конференції, 17-20 вересня 2001. – Дніпропетровськ: ДНУ, 2001. – С. 83-85.



Экологические особенности мезофауны степных урбоэкосистем (на примере г. Днепропетровска)

О.В. Мирзак, В.В. Бригадиренко
Днепропетровский национальный университет, Днепропетровск, Украина

Почвенная мезофауна является неотъемлемой частью как природных, так и городских экосистем. Почвенные беспозвоночные достаточно чувствительны к механическим и физико-химическим нарушениям почвы и поэтому представляют один из динамичных и наиболее нарушаемых компонентов урбоэкосистемы. Оценка роли животных в функционировании эдафотопов возможна при проведении специальных исследований состава, обилия и жизнедеятельности животного населения. Кроме того, животных можно использовать в системах мониторинга городских почв в качестве высокочувствительных индикаторов химического и механического состава урбаноземов (Стриганова, 1997).

Исследования по изучению особенностей почвенной фауны степных урбоэкосистем проводились нами на территории г. Днепропетровска. Было выбрано 7 пробных площадей, которые наиболее полно отображают распространенные экосистемы города. Отлов производился с помощью почвенных ловушек Барбера и ручной разборки почвенных проб.

В разных типах городских экосистем общее обилие почвенных беспозвоночных варьирует в широких пределах (табл. 1). Как и следовало ожидать выше численность беспозвоночных на участках с достаточно выраженным подстилочным горизонтом (103-М, 302-М). Максимальное количество видов и их разнообразие отмечено в экотонных условиях, аналогичных опушкам естественных степных лесов, которые на территории города получили широкое распространение в виде парков с аллеями, разреженных посадок деревьев и др. (601-М, 104-М,
302-М).

Таблица 1.

Основные характеристики мезофауны урбоэкосистем г. Днепропетровска

Номер пробной площади

302-М

405-М

601-М

202-М

104-М

702-М

103-М

Суммарная численность (особей/ 10 лов.-суток)

64,7

45,1

49,2

14,3

19,0

31,3

89,1

Количество видов

29

21

30

28

25

22

11

Индекс Шеннона

1,94

1,30

2,05

1,23

1,42

1,91

0,28

Выравненность

0,400

0,296

0,417

0,257

0,306

0,429

0,082

В составе мезофауны преобладают те же виды, что и в природных экосистемах: пауки, жужелицы, муравьи, стафилины. В гумусовом горизонте доминируют дождевые черви, личинки жуков. Но вместе с тем городские почвы имеют и свои специфические комплексы беспозвоночных. Они обеднены по разнообразию групп и видов, но включают функциональные группировки, способные поддерживать почвенную структуру и регулировать баланс фитофагов и их кормовых растений.

Основными факторами, вызывающими деградацию биотических почвенных сообществ в городе являются: загрязнение почвы промышленными и бытовыми отходами; иссушение гумусового горизонта; механическое уничтожение животных транспортом и пешеходами; источники ночного освещения; отсутствие микроклиматических условий, характерных для среды обитания каждого конкретного вида. Для отдельных видов беспозвоночных лимитирующими являются специфические факторы.

Таким образом, трансформация мезофауны в городских условиях является результатом изменения всей среды обитания. Опосредованное воздействие человека (через трансформацию эдафотопа, климатопа, фито-, зоо- и микробоценоза) более выражено, чем прямое (механическое уничтожение, воздействие химических веществ).


Zoocenosis — 2001
 Структура і функціональна роль тваринного населення в природних та трансформованих екосистемах: Тези I міжнародної конференції, 17-20 вересня 2001. – Дніпропетровськ: ДНУ, 2001. – С. 82-83.



Сохранение разнообразия жалящих перепончатокрылых (Hymenoptera) в антропогенных биотопах Юго-Восточного Казахстана с помощью искусственных приманочных гнездилищ

Т.П. Мариковская, П.А. Есенбекова, В.Л. Казенас
Институт зоологии МОН РК, Алматы, Казахстан

В последние годы предгорья и низкогорья Заилийского Алатау интенсивно застраиваются дачами и осваиваются крестьянскими хозяйствами. Это приводит к значительному обеднению местной фауны полезными насекомыми, в частности жалящими перепончатокрылыми: дикими пчелами-опылителями и осами, истребляющими вредных насекомых. Исправить положение, на наш взгляд, могут меры, направленные на создание благоприятных условий для жизни этих насекомых.
Замечено, что эти насекомые почти повсюду испытывают значительную нехватку мест для своего гнездования. Помочь им можно, устраивая искусственные гнездовья.
В 1998-2001 гг. нами проведены эксперименты по привлечению жалящих перепончатокрылых к приманочным гнездовьям.
Эти гнездовья изготавливались из связанных в пучки по 20-30 штук полых стеблей растений (тростника, цикория, конопли, зонтичных) или стеблей растений, имеющих мягкую сердцевину (малины, лопуха, конского щавеля, полыни, тапинамбура и др.) длиной 20-25 см или из напиленных деревянных чурбаков с насверленными в них с помощью электродрели трубчатыми полостями (каналами) различного диаметра (от 2 до 10 мм). В стеблях с мягкой сердцевиной проделывались (протыкались) с помощью стальных стержней и прямых кусков упругой проволоки каналы различного диаметра.
Часть гнездовий изготавливалась из пустых, достаточно глубоких консервных банок и других емкостей, наполненных влажной уплотненной глиной, в которой перед окончательным высыханием проделывались стальной проволокой диаметром от 2 до 10 мм трубчатые полости длиной до 10 см.
Гнездовья размещались на приусадебных и дачных участках, прикреплялись к стенам домов и различных хозяйственных построек (с наружной стороны) на высоте от 0,5 до 2,5-3 м от земли, как правило, в местах, защищенных от попадания дождя и прямых солнечных лучей (преимущественно под козырьком крыши).
Как показали результаты опытов, многие осы и пчелы охотно заселяют эти гнездовья. Среди них наиболее многочисленны роющие осы Psenulus laevis Guss.,
P. lethifer (Shuck.), Passaloecus gracilis (Curtis), P. borealis Dahlb., P. corniger Dahlb., Trypoxylon medium Beaum., T. clavicerum Lep. et Serv., T. kolazyi Kohl, Stigmus solskyi A.Mor., осы-эвменииды Odynerus (Symmorphus) murarius L., одиночные пчелиные Eriades truncorum L., Hoplitis (Tridentosmia) tridentata Duff. et Perr., Lithurgus fuscipennis Lep., Megachile centuncularis L., M. lapponica Thorns., Megachile sp. aff. argentata F., O. cornuta Latr., O. coerulescens L., O. leucogastra F. Мог., O. jagnobensis F. Мог., O. parvula Duff. et Perr. , O. rufa L., Prosopis arenarius F. Мог.,
P. turanica F.Мог.
Встречаются также осы Trypoxylon deceptorium Antr., Pemphredon
lugubris (F.), P. inornatus Say., Mimumesa dahlbomi (Wesmael), Polemistus abnormis (Kohl), Crossocerus annulipes (Lep. et Br.), C. dimidiatus (F.), виды родов Ammoplanus, Spilomena, Lestica, Ectemnius, Chalybion, пчелы Xylocopa valga Gerst., Prosopis gibba Saund., P. vulgaris F. Мог., Ceratina cyanea Kirby и др.
Кроме того, в этих гнездовьях находят условия для своего развития многие паразитические перепончатокрылые (Ichneumonidae, Pteromalidae, Encirtidae, Chrysididae и др.), что с позиции сохранения всего биоразнообразия биогеоценоза можно рассматривать как положительное явление.
Судя по результатам экспериментов, можно дать следующие предварительные рекомендации:
1. Наилучшие результаты дает применение гнездовий, изготовленных из деревянных чурбаков с просверленными каналами, причем предпочтительно использовать трухлявую древесину. Также хорошие результаты получаются при использовании прочных стеблей растений с мягкой сердцевиной: лопуха, конского щавеля и малины.
2. Желательно, чтобы диаметр каналов (полостей) колебался в широких пределах (от 1-2 мм до 1-1,5 см), и тогда население гнездовий будет более разнообразным.
3. Помещать гнездилища рекомендуется на высоте 1-2 м на внешних стенах различных хозяйственных построек, лучше всего под козырьком крыши, чтобы не попадал дождь и прямые солнечные лучи. Можно ориентировать как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении.
4. Размещать гнездилища надо ранней весной до начала активности насекомых. (В середине апреля эти гнездовья уже могут заселяться осами и пчелами.).
5. В связи с тем, что на гнездовьях и вблизи них поселяются пауки, желательно периодически убирать (сметать) паутину.
6. На зиму гнездилища можно оставлять на том же месте.
7. С целью обогащения фауны антропогенных биотопов можно аналогичные гнездилища устанавливать в естественных биотопах, не затронутых хозяйственной деятельностью человека, а затем (через 1-2 года) переносить на территорию поселков, дачных массивов и других антропогенных биотопов.
Разведение жалящих перепончатокрылых в искусственных гнездовьях следует рассматривать лишь как один из элементов в системе мер по сохранению и обогащению энтомофауны (и всего биоразнообразия) антропогенных биотопов. Из других мер можно назвать создание источников дополнительного питания, дневных и ночных убежищ, условий для зимовки и т.д.
Изготовление и размещение искусственных гнездовий является одной из доступных форм вовлечения широких слоев населения в решение глобальной проблемы сохранения биоразнообразия на нашей планете.


Zoocenosis — 2001
 Структура і функціональна роль тваринного населення в природних та трансформованих екосистемах: Тези I міжнародної конференції, 17-20 вересня 2001. – Дніпропетровськ: ДНУ, 2001. – С. 80-82.



Антропогенное воздействие на популяционно-генетическую структуру беспозвоночных животных Москвы и Подмосковья (на примере наземных моллюсков)

В.М. Макеева
Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова, Москва, Россия
Для сохранения живой природы в современном антропогенном ландшафте необходимо понимание генетических процессов, происходящих в популяциях видов животных под воздействием человека. Это поможет разработать комплексные меры по сохранению биоразнообразия, а следовательно, и устойчивости цепей биогеоценозов, слагающих экосистемы.
Изучение динамики параметров генофонда популяций Кустарниковой улитки Bradybaena fruticum (Mull.) в условиях антропогенного ландшафта Москвы и Подмосковья производилось в ходе 25-летнего эколого-генетического мониторинга. Мониторинг начат в 1975 году и продолжается в настоящее время, охватывает
5 поколений моллюсков, для анализа использовано более 30000 экземпляров вида, изученных по признакам раковины и около 5000 экземпляров, исследованных методом электрофореза белков в полиакриламидном геле. Для анализа использованы частоты полиморфных признаков раковины и генетических маркеров аллелей эстераз.
Как показали наши исследования, в естественных условиях в формировании генетической структуры популяций ведущую роль играет естественный отбор, приводящий к адаптивным сбалансированным соотношениям частот полиморфных признаков, являющихся основой формирования устойчивости популяционной структуры во времени, т.е. в поколениях. (Величина коэффициента селекции (S) по аллелю полосатости составляет 0,190 – 0,862, по частоте аллеля В эстераз – 0,080 – 0,722.) Выявлен процесс перестройки генотипической структуры популяций в течение жизни одного поколения моллюсков (между возрастными группами), что является реальным адаптационным механизмом каждой конкретной изученной популяции к определенным условиям среды в данный момент времени.
В процессе изменения человеком генетической структуры популяций и видов главную роль играет инсуляризация, являющаяся следствием разрушения местообитаний видов. Антропогенная инсуляризация заключается в раздроблении прежде единого генофонда вида на мелкие отдельные изоляты. Антропогенная инсуляризация усиливает естественную скорость преобразования структуры популяций, часто приводя к ее резкому изменению вследствие стохастических процессов (дрейфа генов). Дрейф генов приводит к высокому уровеню гомозиготности изолятов, что фактически прекращает процесс генетической адаптации к меняющимся условиям среды. Это обусловлено тем, что условием адаптации является многообразие генотипов, детерминированное генетическим полиморфизмом. В 40 % изученных популяций нами обнаружена высокая степень гомозиготности по изученным локусам: по признакам раковины она составляет 90%, по локусу эстераз — 100 %. Большая часть этих популяций расположена в парках г.Москвы.
Таким образом, противоестественность условий городских ландшафтов состоит в том, что популяции вследствие резкого уменьшения генетического разнообразия лишены возможности реализовать свой адаптивный потенциал и неизбежно обречены на вымирание. В условиях антропогенного ландшафта Москвы неустойчивость таких мелких изолятов еще более усиливается в связи с нестабильностью условий существования. Это позволяет сделать неутешительный прогноз судьбы популяций Bradybaena fruticum на территории парков г. Москвы и антропогенного ландшафта Подмосковья, а также эктраполировать полученные данные на весь комплекс беспозвоночных животных как компонента деградирующих экосистем городских ландшафтов в целом.


Zoocenosis — 2001
 Структура і функціональна роль тваринного населення в природних та трансформованих екосистемах: Тези I міжнародної конференції, 17-20 вересня 2001. – Дніпропетровськ: ДНУ, 2001. – С. 79-80.



Гетерогенность гусениц популяции тутового шелкопряда по способности ориентировать кокон в гравитационном поле земли

В.М. Литвин
Институт шелководства УААН, Мерефа Харьковской обл., Украина

Большой вес гусениц тутового шелкопряда Bombyx mori L., достигающий в пятом возрасте более 2 г, способствовал адаптации к гравитационному полю Земли. Это подтверждается тем, что созревшие гусеницы идут вверх на коконники, а после окончания завивки куколка обычно занимает положение головой вверх. Так, у самок породы Б-2ул. доля с таким направлением головы куколки составляла
100,0 %, у самцов – 98,7 %, у клона Р 29 – 99,6 %.Верхнее полушарие оболочки кокона имеет меньшую толщину, чем нижнее, что облегчает выход имаго из кокона.
Завивка коконов проводилась на пластиковых пластинчатых коконниках с наклонными иголками, предназначенными для создания ячеек для завивки кокона. Для предотвращения фотоориентации гусениц завивка проводилась в темноте. Для определения принадлежности коконов к определенной ориентации перед съемом коконов с коконников измеряли с помощью транспортира угол между продольной осью кокона и вектором гравитации. Если этот угол составлял 0 ± 22,5 , то коконы относили к вертикальным, если – 45 ± 22,5  – к промежуточным, если – 90 ± 22,5  – к горизонтальным.
Исследования показали, что при возможности у гусениц свободного выбора направления завивки кокона большинство коконов имеет вертикальную или промежуточную ориентацию по отношению к направлению вектора гравитации Земли. У самок породы Б-2ул. их доля составляет 56,6 %, у самцов – 56,4 %. Доля горизонтально ориентированных коконов соответственно у самок и самцов составила 13,6 и 12,9 %. Оставшуюся долю представляли коконы с промежуточной ориентацией. Другое соотношение между долей вертикально, горизонтально и промежуточно завитых коконов наблюдается у клона Р 29, который состоит только из самок. В этом случае доля вертикальных коконов была 41,5 %, горизонтальных –
12,8 %, промежуточных – 45,8 %. Установлено, что масса оболочки кокона породы
Б-2ул. у вертикально завитых коконов достоверно (Р<0,05) на 6,6 % больше, чем у горизонтально завитых коконов. При этом у самок масса шелковой оболочки достоверно (Р<0,05) больше на 7,4 %. У самцов этой породы, которые легче самок, обнаружена лишь тенденция к увеличению массы шелковой оболочки на 1,8 %. Вертикально завитые коконы клона Р 29 имели массу кокона на 6,6 % больще, массу шелковой оболочки на 7,7 % больше, чем горизонтально завитые (Р<0,05). Вертикальная ориентация кокона имела также преимущество по сравнению с промежуточной ориентацией. В этом случае наибольший значимый эффект по массе оболочки кокона (9,9 %) был у клона Р 29. При вертикальном или под большим углом расположения оси куколки она опирается кончиком брюшка на оболочку кокона. Относительно большой вес куколки деформирует ее кончик и часто затрудняет определение пола куколки. У горизонтально завитых коконов куколка опирается брюшком, а кончик брюшка при этом не деформируется. Эти результаты необходимо учитывать при разработке искусственных коконников.
Таким образом, в гравитационном поле Земли гусеницы популяции тутового шелкопряда при возможности свободного выбора направления завивки кокона ориентируют кокон в пространстве в соответствии с их индивидуальными возможностями. При этом наилучшие показатели коконов имеют коконы с вертикальной ориентацией по сравнению с горизонтальной и промежуточной ориентацией.


Zoocenosis — 2001
 Структура і функціональна роль тваринного населення в природних та трансформованих екосистемах: Тези I міжнародної конференції, 17-20 вересня 2001. – Дніпропетровськ: ДНУ, 2001. – С. 78-79.



Загрязнение воздушной среды выбросами промышленных предприятий как фактор антропогенного воздействия на комплексы подстилочных беспозвоночных

Ю.Л. Кульбачко
Днепропетровский национальный университет, Днепропетровск, Украина

Комплексный подход к использованию природных ресурсов предполагает глубокое знание процессов, происходящих при нарушении динамического равновесия в экосистемах. Поэтому изучение воздействия антропогенных факторов на природные комплексы разного уровня сегодня чрезвычайно важно. Одним из мощнейших факторов, оказывающих определяющее действие на направление сукцессий лесных экосистем, является загрязнение воздушной среды промышленными выбросами. Сукцессии, подчинающиеся процессу загрязнения атмосферы токсичными веществами, следует рассматривать в конечном счете как деструктивные при сильном загрязнении, приводящие к гибели древостоя основного полога или смене доминирующей породы. Немаловажную роль в трансформации потока энергии в лесных биогеоценозах играет комплекс подстилочных членистоногих. Членистоногие включаются в передачу вещества и энергии практически на всех уровнях и в любых типах пищевых цепей. Среди них имеются группы, представляющие самые разные трофические уровни. Это консументы 1-го порядка – листоеды, клопы и т.д. Консументы 2-го порядка – жужелицы, стафилиниды, паукообразные, многоножки, много среди них и сапрофагов, выполняющих роль биоредуцентов. Нарушение или деформация их деятельности приводит к серьезнейшим последствиям. Процесс загрязнения воздушной среды является мощным фактором, нарушающим функционирование популяций членистоногих животных как звеньев трофической системы. Так, на территории такого крупного промышленного центра Степного Приднепровья, как Днепродзержинск, 92 % общего объема выбросов приходится на долю предприятий химической промышленности. В состав спектра выбросов этих предприятий в атмосферу входит около 90 % бензола, более 55 % аммиака, около 20 % окислов азота и сернистоного ангидрида. Максимальные разовые концентрации вредных веществ превышают значение ПДК (предельно допустимых концентраций) по пыли до 10 раз, сернистому ангидриду в 14 раз, двуокиси азота в 12 раз.
Исследования, проведенные в зоне действия выбросов предприятий химического производства в условиях степного Приднепровья, показывают, что загрязнение воздушной среды негативно влияют на состояние фауны беспозвоночных подстилки лесных насаждений. В зоне промышленного загрязнения количество видов животных сокращается в 1,4 раза по сравнению с биогеоценозами, не подверженными загрязнению, вместе с этим увеличивается на 20-30 % количество видов супердоминантов. Отмечаются изменения состава представителей кл. Mollusca. Воздействие выбросов промышленных предприятий вызывают не только количественные, но и качественные изменения у представителей такого широкого распространенного класса как Insecta. Так, в зоне промышленного загрязнения отмечено уменьшение в 1,3 раза таксономического состава представителей насекомых. На видовом уровне эти изменения можно отметить у представителей семейства Coprinae, Staphylinidae. Значение индекса Шеннона, рассчитанного по численности уменьшается с 2,53-2,71 до 1,24-1,63.
Вместе с этим необходимо отметить, что деструктивные изменения в фауне представителей подстилочных беспозвоночных связаны как со спектром выбросов промышленных предприятий, так и с ритмичностью их работы.


Zoocenosis — 2001
 Структура і функціональна роль тваринного населення в природних та трансформованих екосистемах: Тези I міжнародної конференції, 17-20 вересня 2001. – Дніпропетровськ: ДНУ, 2001. – С. 77-78.



Влияние изменений структуры популяции на жизнеспособность и продуктивность чешуекрылых насекомых

Л.С. Кривда, Т.Ю. Маркина, А.З. Злотин
Харьковский государственный педагогический университет им. Г.С. Сковороды, Харьков, Украина

В настоящее время не вызывает сомнения тот факт, что степень устойчивости природных популяций к антропогенным воздействиям в основном связана с возможностью поддержания оптимальной структурированности популяции. Антропогенный пресс затрагивает возрастно-половую, пространственную и генетическую структуры популяции. Как правило, это сопровождается дроблением популяций (а маленькие популяции имеют меньшую устойчивость), дробятся ареалов, понижением плотности популяции, что затрудняет контакты между особями, и они приобретают случайный характер. Как следствие всего этого – снижение гетерогенности, жизнеспособности популяции и ее угасание (Яблоков, 1987). Однако, экспериментальная проверка такого положения в природных условиях достаточно сложна. Проще было бы провести исследования, работая с искусственными популяциями.

В последние годы, благодаря проведенным исследованиям (Злотин, Головко, 1998) по сравнительному анализу действия основных популяционных законов в искусственных и естественных популяциях, вероятность такого подхода не вызывает сомнений. Поэтому было интересно провести лабораторные исследования по изучению влияния факторов искусственного отбора, которые заведомо уменьшают степень гетерогенности лабораторных популяций (культур) насекомых на ее жизнеспособность.

Целью наших исследований было изучение влияния отбора по фенотипу, который заведомо понижает гетерогенность популяции, на показатели ее общей жизнеспособности и перспективного роста численности культур (расчет по формуле Злотина, Чепурной, 1994).

С этой целью была взята культура тутового шелкопряда породы Б-2 ул. (гусеницы с метками на грудных сегментах и без меток) и проведен отбор на протяжении 4 поколений гусениц, которые имели метки в виде полумесяца. Параллельно были отобраны кладки яиц непарного шелкопряда из очага в фазе начала роста численности и заложена лабораторная культура. В культуре на протяжении 4 поколений отбирали особей с черной дорсальной полосой (гусеницы черного фенотипа).

Одновременно поддерживали контрольные варианты, где культуры тутового и непарного шелкопряда не подвергали действию отбора по фенотипу.

Схема опытов включала следующие варианты:

  1. Контроль – культуру тутового шелкопряда поддерживали без отбора
    (с сохранением гетерогенности).
  2. Отбраковка гусениц без меток, выкормка гусениц, имеющих метки в виде полумесяца.
  3. Контроль – культуру непарного шелкопряда поддерживали без отбора
    (с сохранением гетерогенности).
  4. В культуре непарного шелкопряда отбраковывали гусениц черного цвета, оставляя лишь серых.
  5. Отбраковку производили в 3-м возрасте, когда фенотипические признаки четко прослеживаются у обоих видов.

Из приведенных данных (табл. 1)  видно, что в культуре тутового шелкопряда отбор на выкормку гусениц с метками в виде полумесяца привел в четвертом поколении к значительному снижению общей жизнеспособности (на 27,3% по сравнению с контролем, где отбор по фенотипу не проводили).

Таблица 1.

Влияние отбора по фенотипу на общую жизнеспособность
и индекс перспективного роста численности популяций чешуекрылых
(среднее за 4 поколения отбора, 1998-1999 гг.)

Варианты

Общая жизнеспо-собность, %

Доля яйце-кладущих самок, %

Индивидуаль-ная плодови-тость, шт.

Индекс перс-пективного роста численности популяции, раз

Тутовый шелкопряд

Контроль–без отбора

93,5 ± 1,3

50,1 ± 1,3

483 ± 11

226,2

Отбор по фенотипу

(гусениц с полумесяцем)

66,2 ± 1,9*

72,0 ± 2,1*

308 ± 9*

146,8

Непарный шелкопряд

Контроль – без отбора

73,9 ± 1,7

61,2 ± 2,2

289 ± 12

130,7

Отбор гусениц (серых), отбраковка черных

48,7 ± 1,6*

44,1 ± 1,8*

186 ± 7*

39,9

* р < 0,001

Снижение общей жизнеспособности и плодовитости привело к значительному понижению индекса перспективного роста численности культуры (на 79,4 раз).

В культурах непарного шелкопряда отбор по фенотипу на протяжении четырех поколений привел к резкому снижению общей жизнеспособности (на 25,2%). Снизилась доля яйцекладущих самок (на 17,1%). Однако увеличение количества самок в контроле не привело к снижению их плодовитости, как это имело место у тутового шелкопряда. Объясняется это тем, что гусеницы самцов непарного шелкопряда имеют 5 возрастов, а самки – 6. Основную часть корма гусеницы съедают в последнем возрасте. Поэтому в период интенсивного питания гусениц-самцов в 6-м возрасте самцы уже окуклились и корма для самок было достаточно, в то время как у тутового шелкопряда гусеницы обоих полов имеют 5 возрастов и окукливаются одновременно, поэтому у них увеличение доли самок приводит к недостаче корма при нормированном питании.

Плодовитость самок в контроле была у непарника выше (на 103 яйца) и индекс перспективного роста численности составил 130,7 против 39,9 в варианте отбора по фенотипу.

Таким образом, на примере двух экспериментальных моделей культур чешуекрылых насекомых, которые отличаются биологией и экологией, впервые показано, что даже в благоприятных условиях культивирования отбор по фенотипу, который приводит к снижению уровня гетерогенности культуры, ведет к снижению ее общей жизнеспособности и индекса перспективного роста численности культуры.

Априори можно допустить, что и в природных популяциях насекомых любой постоянно отсутствующий отбор, ведущий к гибели одного из генотипов, в конечном итоге приводит к снижению ее гетерогенности и жизнеспособности и понижает адаптивные возможности популяции.


Zoocenosis — 2001
 Структура і функціональна роль тваринного населення в природних та трансформованих екосистемах: Тези I міжнародної конференції, 17-20 вересня 2001. – Дніпропетровськ: ДНУ, 2001. – С. 75-77.



Мікробні патогени, як регулятори чисельності комах у природних екосистемах та агроценозах

В.І. Крашевська
Дніпропетровський національний університет, Дніпропетровськ, Україна

Бактеріальні, грибкові та вірусні інфекції є нормальними компонентами природних екосистем. У навколишньому середовищі спостерігається циклічна зміна захворюваності комах. Це явище спричинене змінами чутливості комах до збудників (під впливом абіотичних та біотичних чинників) та змінами інфекційності мікроорганізмів. Природні зміни комах корелюють зі змінами активності сонця. За даними Є.М.Білецького (1993, 1995, 1997 та ін.) спалахи чисельності шкідників відбуваються за рік до та через рік після максимуму сонячної активності. Саме в ці періоди спостерігається максимальна щільність комах та їх захворювання на інфекційні хвороби.

В агроценозах в умовах монокультури різко зростає чисельність фітофагів та відбуваються кількісні зміни у функціональній структурі мезофауни. У таких умовах ефективність мікробних патогенів різко підвищується. На смертність комах впливають особливості мікрокліматичних умов біотопу: підвищення вологості призводить до експоненціального росту захворюваності та ін.

Колорадський жук (Leptinotarsa decemlineata Say.) – найнебезпечніший шкідник картоплі. Залежно від природно – кліматичних умов має від одного до трьох поколінь за вегетацію. Врожай знижується на 50-90%, зменшується розмір картопель, вміст у них крохмалю та білка.

Нами було виділено 6 штамів Beauveria bassiana на території України в Дніпропетровській обл., м. Жовті Води. Beauveria bassiana за географічним поширенням можливо віднести до космополітів. Вважають, що цей гриб більш поширений на тих ділянках, де є комахи та сприятливі режими температури та вологості (Зименко, 1984).

Виділений штам культивувався на 7 поживних середовищах. Максимумальну концентрацію препарату ((9,78±0,81)х108 бластоспор/мл) отримано на середовищі для глибинного культивування до складу якого входили: кукурудзяний екстракт – 2%, зелена патока – 2,5% (1% цукру), КІ – 30 мг, ZnSO4 – 20 мг, гумат – 0,4%
(5% розчину). Природний штам Beauveria bassiana 610 виявився достатньо активним та перспективним. Про це свідчать такі дані: ЛК50 (летальна концентрація) для личинок колорадського жука складає 10,47 бластоспор/мл з наступними межами: вища –  1,89 бласоспор/мл, та нижча – 57,94 бластоспор/мл.

Комах інфікували шляхом вільного поїдання зараженого корму. Для цього листя картоплі зволожували певною кількістю грибкової суспензії (на 2 грама корму використовували 1 мл суспензії з концентрацією 9,7х108 бластоспор чи конідієспор/мл). Дія гриба спостерігалася вже на другу добу після інфікування, як у досліді з культуральною рідиною, так і зі спорами (табл. 1).

Таблиця 1.

Кількість загиблих комах (%)

Термін (доба)

При зараженні культуральною рідиною з

Контроль

бластоспорами

спорами

1

0

0

0

2

10,3±8,4

25,3±23,2

0

3

45,3±41,4

50,6±49,7

0

4

75,1±73,8

60,1±58,8

0

5

95,7±93,2

75,9±74,4

0

6

100

85,7±82,9

0

7

100

95,6±93,2

0

8

100

100

10

Як видно з наведених даних, досліджений штам Beauveria bassiana 610 виявився патогенним по відношенню до личинок. Інсектицидну дію проявила й культуральна рідина і спори Beauveria bassiana 610. Проте культуральна рідина виявлялась більш токсичною, оскільки 100% загибель комах, уражених бластоспорами наступала на 2 доби раніше, ніж комах, уражених спорами (на 6 та на 8 добу, відповідно). Більш високу інсектицидну дію культуральної рідини порівняно зі спорами можна пояснити наявністю в ній окрім бластоспор продуктів метаболізму у вигляді токсинів та ферментів, які негативно впливають на життєздатність комах, прискорюючи їх загибель. Гриб також уражає яйця комах. Бластоспори пронизують їх наскрізь та покривають конідієносцями з конідіями протягом кількох днів.

Боротьба з шкідливими комахами має за мету зменшення їх кількості до мінімуму, якщо не можливо повністю знищити їх на певній території господарського використання. Для запобігання втрат сільськогосподарської продукції основний наголос робився на збільшенні обсягів застосування хімічних засобів захисту рослин. Підвищення концентрації хімічних інсектицидів у навколишньому середовищі призвело до втрати деяких складових у трофічному ланцюзі екосистем. Це можна пояснити тим, що більшість хімічних інсектицидів універсальні й знищують не лише шкідливих, а й корисних комах – запилювачів та ентомофагів. Причому вони порушують співвідношення між шкідником і його паразитом на користь першого (Штейнхауз, 1952; Васильева, 2000). Шкідник за рахунок високої плодючості набагато швидше відновлює свою чисельність, ніж його ентомофаг. Тому хімічний метод порушує природні механізми регуляції чисельності видів, відновити яку іноді неможливо.

Широке використання хімічних інсектицидів призвело до зміни порядку домінування в природних ентомокомплексах та виникнення стійких видів (Завезенова, 1978). Суттєвою перевагою мікробіологічного методу боротьби з комахами є нешкідливість більшості ентомофільних мікроорганізмів по відношенню до хребетних та рослин і, відповідно, можливість застосування їх у великих дозах. Застосування мікробіологічних методів не впливає на інші ланки трофічного ланцюгу. Недоліком для сільського господарства та перевагою для біосфери в цілому є той факт, що мікробіологічні препарати не дають 100% загибелі видів фітофагів. Тому біологічні методи захисту не трансформують екосистему в тій мірі, як хімічні чинники.


Zoocenosis — 2001
 Структура і функціональна роль тваринного населення в природних та трансформованих екосистемах: Тези I міжнародної конференції, 17-20 вересня 2001. – Дніпропетровськ: ДНУ, 2001. – С. 73-75.