Морфофункциональные особенности размножения мелких млекопитающих в условиях урбанизированной среды обитания на примере г. Оренбурга

Морфофункциональные особенности размножения мелких млекопитающих в условиях урбанизированной среды обитания на примере г. Оренбурга

Н.Н. Шевлюк, д.б.н, профессор, Е.В. Блинова, к.б.н.,

Д.А. Боков, Оренбургская ГМА; Н.В. Обухова, к.б.н.,

Н.А. Сивожелезова, д.с.-х.н, Оренбургский ГАУ;

Л.Л. Дёмина, к.б.н., М.Ф. Рыскулов, аспирант, Оренбургский ГПУ

В условиях урбанизированных территорий сформировались экосистемы, в которых видовые сообщества существенно отличаются от таковых в условиях естественных биоценозов. Выяснение особенностей биологии репродукции позвоночных в антропогенно изменённых экосистемах представляет несомненный интерес с позиций выяснения их адаптационных возможностей в условиях изменяющейся под влиянием хозяйственной деятельности человека среды обитания [1—6]. Мелкие млекопитающие широко используются в качестве модельных объектов в зоологических и экологических исследованиях, направленных на выяснение различных аспектов негативного влияния антропогенных факторов на популяции животных.

Целью настоящего исследования явилось выяснение особенностей репродуктивной активности

млекопитающих в условиях их адаптации к экологическим условиям урбанизированной среды (на примере г. Оренбурга).

Материалы и методы исследования. Объектом исследования служили мелкие млекопитающие, населяющие урбанизированные экосистемы, расположенные на территории г. Оренбурга (полевая мышь Apodemus agrarius, малая лесная мышь Apodemus silvaticus, обыкновенная полёвка Microtus arvalis, рыжая полёвка Clethrionomys glareolus, домовая мышь Mus musculus Linnaeus). Отлов животных производили на территории частного жилого сектора, в дачных массивах, расположенных в городской черте, на территории хлебоприёмного предприятия, в лесополосах, в парках и скверах.

Животных отлавливали с помощью ловушек Геро, размещённых в ловчие линии по 25—30 шт. на расстоянии 5—7 м друг от друга. В качестве приманки использовали кусочки хлеба, смоченные в растительном масле.

Полученный материал (семенники, яичники, матки, яйцеводы) исследовали с использованием обзорных гистологических, гистохимических и

морфометрических методов. В семенниках измеряли площади, занимаемые извитыми семенными канальцами и интерстициальной тканью, определяли диаметр извитых семенных канальцев, объёмы клеток Лейдига и их ядер. В яичниках определяли площади коркового и мозгового вещества, в корковом веществе подсчитывали количество фолликулов разной степени зрелости, определяли их размеры. В матке самок млекопитающих подсчитывали количество плацентарных пятен. Полученные в ходе морфометрии цифровые данные обрабатывали с помощью общепринятых методов вариационной статистики с использованием программы Microsoft Office Excel 2003.

Результаты исследования и их обсуждение. Современные крупные города представляют собой сложные динамические системы, состоящие из мозаики биотопов, поэтому урбанизированные территории нельзя рассматривать и оценивать как единую экосистему [7, 8, 10].

Результаты исследования показали, что наибольшая плотность населения мелких млекопитающих была выявлена в частном жилом секторе, на территории дачных участков, в лесополосах на окраинах города, а также на территории складских помещений предприятий пищевой промышленности. Низкая численность населения мелких млекопитающих зарегистрирована на территории газонов, городских парков и скверов.

Плотность населения грызунов в дачных массивах и на территории частной жилой застройки была не ниже таковой в естественных экосистемах. Однако видовое разнообразие в городской черте было существенно изменённым, а число отловленных видов — значительно ниже, чем в естественных экосистемах. Большинство отловленных видов относилось к синантропным. Наибольшее видовое разнообразие отмечено в лесополосах на окраинах города. На территории частной жилой застройки, в дачных массивах и на территории складских помещений доминировала домовая мышь. Кроме

неё отлавливали также обыкновенную и рыжую полёвку, малую лесную мышь, полевую мышь. В единичных случаях в ловушки попадали детёныши серой крысы. В лесополосах на окраинах города среди отловленных видов преобладали малая лесная мышь и рыжая полёвка.

Сезонная динамика репродуктивной активности мелких млекопитающих в условиях крупного города в основном соответствовала таковой для этих же видов в естественных экосистемах [3, 4, 9]. Интенсификация репродуктивной активности приходилась на тёплый период года с пиком в мае — июне. А на территории частной жилой застройки, в дачных массивах, складских помещениях размножение мелких млекопитающих отмечалось в течение не только весенне-летнего сезона, но также и в холодный период года (хотя и на сниженном уровне). Сравнительный анализ массы животных, которые по морфологической структуре семенников и яичников могли принимать участие в репродукции, показал, что в условиях города в размножении могут принимать участие животные с более низкой массой. Это косвенно указывает на то, что на урбанизированных территориях в размножении начинают участвовать особи более раннего возраста.

Анализ препаратов семенников и яичников животных, обитающих в городской черте, показал, что по состоянию репродуктивных органов доля животных, которые могли принимать участие в размножении на территории Оренбурга, существенно повышена по сравнению с животными из естественных экосистем (табл.).

В работах, посвящённых исследованию состояния популяций позвоночных на различных импактных территориях, показано, что повышение интенсивности репродукции является одним из ответов популяций животных на повышенную гибель особей (пре- и постнатальную), отмечающуюся при действии различных негативных факторов [1—6].

Сравнительная характеристика семенников половозрелых млекопитающих урбанизированных территорий г. Оренбурга и естественных экосистем

Исследованные виды Место отлова животных Время отлова животных, мес. Количество животных, n Процент канальцев с деструкцией сперматогенного эпителия

Домовая мышь естественные биоценозы июнь 8 2,05+/-0,32 186,2+/-3,1

жилые дома и прилегающие территории частного сектора июнь 89 3,08+/-0,52 182,0+/-3,0

Обыкновенная полёвка естественные биоценозы июнь 31 3,10+/-0,30 161,0+/-4,5

жилые дома и прилегающие территории частного сектора июнь 26 4,20+/-0,4* 155,0+/-3,4

Полевая мышь естественные биоценозы июнь 38 3,16+/-0,42 69,8+/-4,9

жилые дома и прилегающие территории частного сектора июнь 18 4,81+/-0,30 166,3+/-3,0

Примечание: * различия по сравнению с контролем (экологически благополучные регионы) значимы при Р<0,05

В семенниках исследованных млекопитающих выявлено наличие деструктивных изменений как в извитых семенных канальцах, так и в интерстиции органа. Степень выраженности морфофункциональных нарушений была выше в сперматогенном эпителии по сравнению с популяцией интерстициальных эндокриноцитов (клеток Лейдига). В семенниках животных из городских территорий отмечали незначительное уменьшение диаметра извитых семенных канальцев (в пределах 3—10%). Если в семенниках животных из экологически благополучных экосистем доля канальцев с деструкцией сперматогенного эпителия колебалась в пределах 2—3%, то на городских территориях число таких канальцев увеличивалось до 5—10%. Наиболее характерными повреждениями сперматогенного эпителия были: 1) пикноз ядер сперматогенных клеток; 2) наличие гигантских одно- или многоядерных клеток в сперматогенном эпителии; 3) отслоение сперматогенного эпителия от базальной мембраны. Вышеописанные изменения были менее выраженными у животных из дачных массивов и с территории частной жилой застройки.

В яичниках животных городских биотопов отмечается выраженный гетероморфизм. У самок, обитающих на территории частных жилых застроек и дачных массивов, структура яичников принципиально не отличалась от таковой у контрольных животных (животных, обитающих в экологически благополучных экосистемах). Однако у ряда исследованных видов (кроме домовой мыши) в яичниках отмечалось сниженное число фолликулов (по сравнению с экологически благополучными экосистемами). Подобные факты свидетельствуют о том, что в условиях крупного города в яичниках самок происходит более быстрое истощение резерва фолликулов. Следует также отметить, что наибольшее число фолликулов с элементами деструкции обнаружено у грызунов, отловленных на газонах, в парках и скверах.

Заключение. Полученные результаты свидетельствуют, что на городских территориях репродуктивная активность млекопитающих протекает с различной степенью успешности. Исходя из морфофункциональной характеристики органов репродуктивной системы исследованных видов, можно сделать заключение о том, что более благоприятные условия для репродукции млекопитающих имеются в районах частной жилой застройки, дачных массивов и лесополос на городских окраинах. Структурные особенности гонад единичных особей, отловленных в парках и скверах, указывают на угнетение репродуктивной активности.

Литература

1. Никитин А.И. Вредные факторы среды и репродуктивная система человека (ответственность перед будущими поколениями). СПб.: ЭЛБИ-СПб., 2005. 216 с.

2. Шевлюк Н.Н., Блинова Е.В., Боков Д.А. и др. Морфофункциональная характеристика органов размножения грызунов из популяций, находящихся в зоне влияния завода, перерабатывающего газ с повышенным содержанием соединений серы // Морфология. 2008. Т. 134. № 5. С. 43-47.

3. Щипанов Н.А. Некоторые аспекты популяционной устойчивости мелких млекопитающих // Успехи современной биологии. 2000. Т. 120. № 1. С. 73-87.

4. Клауснитцер Б. Экология городской фауны. М.: Мир, 1990. 248 с.

5. Тихонова Г.Н., Тихонов И.А., Богомолов П.Л. и др. Распределение мелких млекопитающих и типизация незастроенных территорий г. Москвы // Успехи современной биологии 1997. Т. 117. Вып. 2. С. 218-239.

6. Шевлюк Н.Н. Морфофункциональная характеристика интерстициальных эндокриноцитов семенников суслика рыжеватого в условиях сезонного изменения репродуктивной активности // Морфология. 1998. Т. 114. № 4. С. 88-93.

7. Лукьянова Л.Е., Лукьянов О.А. Реакция сообществ и популяций мелких млекопитающих на техногенные воздействия. II. Популяции (рыжая полёвка как модель) // Успехи современной биологии. 1998.Т. 118. Вып. 6. С. 693-706.

8. Шевлюк Н.Н., Стадников А.А. Клетки Лейдига семенников позвоночных (онтогенез, ультраструктура, цитофизиология, факторы и механизмы регуляции). Оренбург: Издательство ОрГМА, 2010. 484 с.

9. Шилова С.А., Шатуновский М.И. Эколого-физиологические критерии состояния популяций животных при действии повреждающих факторов // Экология. 2005. № 1. С. 32-38.

10. Baker P., Ansell R., Dodds P., Webber C., Harris S. Factor affecting the distribution of small mammals in an urban area // Mammal. Rev., 2003. vol. 33. № 1. p. 95-100.