Флуктуирующая асимметрия колорадского жука

Время науки

The Times of Science

Гаврилов Игорь Олегович

Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого

факультет естественных наук магистратура

Научный руководитель: Н.П. Булухто, канд. биологич. наук, профессор

ФЛУКТУИРУЮЩАЯ АСИММЕТРИЯ КОЛОРАДСКОГО ЖУКА

Аннотация:

В статье представлены результаты изучения флуктуирующей асимметрии колорадского жука на территории Ленинского и Щекинского районов Тульской области. Это исследование позволяет судить о целесообразности использования имаго колорадского жука в качестве тест-объекта для оценки качества окружающей среды.

Annotation:

The article presents the results of a study of fluctuating asymmetry of the Colorado potato beetle on the territory of the Leninsky and Shchekino district Tula region. This study gives an indication of the usefulness of the Colorado potato beetle adults as a test facility for evaluating the quality of the environment.

Ключевые слова: флуктуирующая асимметрия, колорадский жук, Тульская область, биоиндикация.

Key words: fluctuating asymmetry, Colorado potato beetle, Tula region, bioindication.

Оценка стабильности развития организмов — биоиндикаторов основана на анализе флуктуирующей асимметрии, величина которой повышается при возрастании антропогенной нагрузки на организмы в экосистемах [1, с. 24]. Флуктуирующая асимметрия рисунка надкрылий колорадского жука точно отражает степень антропогенного воздействия и используется для биоиндикации. Разработка методики определения степени загрязненности окружающей среды по фенотипическим признакам популяций насекомых на основе методов системного анализа позволяет проводить фоновый мониторинг и отслеживать изменения состояния урбоэкосистем под влиянием антропогенных воздействий [2, с. 35 - 37]. Известно, что в качестве тест-объекта для биоиндикации загрязнения атмосферы и состояния экосистем можно использовать имаго колорадского жука. Флуктуирующая асимметрия рисунка надкрылий этого вида в большей степени зависит от шумового загрязнения среды и загрязнения атмосферного воздуха цезием и кальцием [4, с. 89]. Данный объект обладает экологической пластичностью, природа которой обусловлена высокой степенью адаптационного полиморфизма на генетической основе и широкими пределами индивидуальных норм реакций особей каждого

2015

51

Gavrilov

I.O

И.О. Гаврилов

генотипа на условия среды. Адаптационный полиморфизм данного вида взаимосвязан с изменчивыми внешними признаками особей - элементами рисунка надкрылий имаго. Характер рисунка надкрылий позволяет сформулировать представление о норме, о наличии и частоте отклонений от неё могут служить дополнительным критерием оценки степени неблагоприятных условий [3, с. 319].

Цель настоящей работы — изучение флуктуирующей асимметрии колорадского жука, обитающего в отдельных районах Тульской области. Нами были рассмотрены изменения величины коэффициента флуктуирующей асимметрии рисунка надкрылий колорадского жука на трёх модельных участках в течение одного вегетационного сезона.

Сборы колорадского жука проводились на двух участках Ленинского района и одном участке Щёкинского района в 2014 г. Данные участки отличаются степенью антропогенной нагрузки на окружающую среду.

Собранных жуков фиксировали в формидроне. Всего было собрано и изучено сто пять (105) жуков. Статистическая обработка данных проводилась по стандартной методике [5, с. 53 - 60].

Для анализа флуктуирующей асимметрии колорадского жука обычно разными исследователями используется рисунок надкрылий. Из двенадцати известных морф рисунка надкрылий на исследуемых модельных участках встречаются три основные морфы (табл. 1). При анализе распределения типов рисунка в разных районах Тульской области выявлено преобладание надкрылий с ярко выраженными раздельными проксимальными и медиальными полосками. Частоты встречаемости его при этом колебались довольно значительно - от 62,5 до 85%%. Сопоставление суммарных частот рисунков надкрылий у жука показало достоверное возрастание частоты асимметричного рисунка на надкрыльях. Возможно, здесь нашло отражение то обстоятельство, что в анализ была вовлечена лишь выборка одного сезона.

Таблица 1.

Частоты встречаемости определенных рисунков надкрылий

колорадского жука

№ п/п Рисунок Модельные участки

1 2 3

1 62,5% 75% 85%

2 52,5% 30% 35%

3 10% - 5%

№1

52

Время науки

The Times of Science

Среди колорадских жуков, собранных на каждом модельном участке, были обнаружены асимметричные особи. Проявления флуктуирующей асимметрии охватывают все возможные типы рисунков. Было обнаружено четыре варианта асимметричных рисунков, которые представлены в приведенной ниже таблице 2.

Величина коэффициента флуктуирующей асимметрии минимальна на участке, наиболее удалённом от автомагистрали и ЛЭП (10 %

асимметричных особей в выборке). На этом же участке количество особей с рисунком надкрылий, принятым за норму, велико. На остальных участках относительное количество асимметричных особей составляет 25% и 40 % соответственно, что непосредственно может быть связано с воздействием близлежащей ЛЭП на одном участке и близко расположенной дороги - на другом.

Таблица 2.

Варианты асимметричных рисунков надкрылий колорадского жука

2015

53

Gavrilov I.O. И.О. Гаврилов

В целом следует отметить, что популяции колорадского жука Тульской области, в частности, популяции Ленинского и Щекинского районов, обнаруживают значительное сходство в доминировании морф надкрылий. Этот факт еще раз подтверждает известный факт большого фенотипического сходства популяций колорадского жука. Формирование асимметричных вариантов происходит из наличествующих морф, однако в большинстве случаев отмечено участие наиболее распространенной морфы №2. Поскольку известно, что флуктуирующая асимметрия колорадского жука может служить биоиндикатором на воздействия шумовых и химических загрязнителей воздуха, сравнительное изучение популяций колорадского жука представляется весьма перспективным.

Литература:

1. Захаров В.М. Асимметрия животных (популяционнофеногенетический подход). М.: Наука, 1987. 216 с.

2. Захаров В.М., Кларк Д.М. Биотест. Интегральная оценка здоровья экосистем и отдельных видов. М.: Московское отделение Международного фонда «Биотест», 1993. 68 с.

3. Зелеев Р.М. Оценка полиморфизма рисунка переднеспинки и надкрылий колорадского жука, Leptinotarsa decemlineata, в окрестностях Казани // Зоологический журнал. 2002. т. 81. №3. С. 316 - 322.

4. Короткова А.А. Флуктуирующая асимметрия Leptinotarsa decemlineata Say. в урбоценозах г. Тулы // Объединённый научный журнал. №5. 2003. 89 с.

5. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа, 1990. 298 с.

№1

54