Насекомые – биоиндикаторы реагируют на изменения состояния окружающей среды изменением численности, фенотипов, соматическими проявлениями, изменением скорости роста и другими признаками.
У насекомых выделение фенотипов связано в основном с жилкованием крыльев, окраской и рисунком покровов на надкрыльях и переднеспинке, на брюшке, груди и голове [1].
Цель работы: Изучение влияния экологических условий разных районов Южно- Казахстанской области на фенетическую изменчивость популяции насекомых: колорадского жука (Leptinotarsa decemlineata Say) и клопа-солдатика (Pyrrhocoris apterus).
Материалы и методы исследования. Выбор колорадского (Leptinotarsa decemlineata Say) жука нами в качестве объекта изучения фенетической изменчивости под влиянием экологических условии в разных районах области обусловлен тем, что он характеризуется внутривидовым полиморфизмом, сложной популяционной структурой и экологической пластичностью, которые позволяют ему быстро адаптироваться к разнообразным естественным и антропогенным воздействиям [2].
Клопы также являются перспективным объектом в фенетических и экологических исследованиях, что связано с их широким распространением, массовой встречаемостью и характерным полиморфизмом окраски и рисунков тела [3].
Сборы колорадского жука проводились летом 2014 года в 6 популяциях 2-х районах Южно-Казахстанской области: Тюлькубасский, Сайрамский (по 200 особей).
Выборки клопа-солдатика по 100 особей осуществлялись в городе и сельской местности. Описание особей проводилось по методике Е.П. Климец [4].
Для исследования фенетического разнообразия группировок особей клопа-солдатика использовались признаки: П – изменчивость рисунка переднеспинки, А, В – изменчивость рисунка надкрыльев. При определении фенетической изменчивости популяций использовался каталог фенов, составленный И.В. Батлуцкой и Е.В.Гончаровой. Собранные насекомые фиксировались в 70 %-м растворе этилового спирта. Результаты исследования заносились в таблицы [4, 5].
Математическая обработка материала, собранного в разнообразных регионах, позволила выявить фенетическую изменчивость популяций насекомых. Простейшим показателем, характеризующим фенетическую структуру популяции, является частота фена, которая вычисляется по формуле
,
где Хm – обнаруженное число фена m; n – общее число фенов данного признака.
Общее число фенов данного признака для моносимметричных элементов будет равным размеру выборки – числу особей (N), а для билатеральных – двойному размеру выборки (2N).
Результаты исследований. Изучение фенетического разнообразия было проведено на сборах колорадского жука, отловленных летом 2014 года в 6 популяциях.
Результаты исследования представлены в табл. 1 и 2.
Анализ данных табл. 1 показал, следующее фенетическое разнообразие: на темени обнаружено 4 фена, из них наиболее часто встречаемый – 3.1, наименее встречаемый фен – 7.1. На надкрыльях обнаружены 3 фена, из них наибольшее разновидностей фенов W составляет 0,576 по частоте встречаемости. Наибольшее число фенов отмечено для переднеспинки – 12, из них наиболее часто встречаемый фен – 1.1, а наименее – 1.10.
Таблица 1
Фенетическое разнообразие Тюлькубасской популяции колорадского жука (выборка 200 особей)
Признак |
Фены |
n |
Абсолютное кол-во |
Частота встречаемости фенов (доли от 1) |
|
Темя |
3.1 5.1 6.2 7.1 |
200 |
111 |
0,555 |
|
68 |
0,340 |
||||
16 |
0,080 |
||||
5 |
0,025 |
||||
Надкрылья |
W V Y |
400 |
231 |
0,576 |
|
149 |
0,372 |
||||
20 |
0,05 |
||||
Переднеспинка |
1 |
1.1 |
200 |
142 |
0,710 |
1.2 |
38 |
0,190 |
|||
1.7 |
14 |
0,070 |
|||
1.10 |
6 |
0,030 |
|||
2 |
2.0 |
200 |
121 |
0,605 |
|
2.1 |
44 |
0,220 |
|||
2.7 |
13 |
0,065 |
|||
2.13 |
22 |
0,110 |
|||
3 |
3.0 |
200 |
83 |
0,415 |
|
3.1 |
117 |
0,585 |
|||
4 |
4.0 |
200 |
124 |
0,620 |
|
4.1 |
76 |
0,380 |
Таблица 2
Фенетическое разнообразие Сайрамской популяции колорадского жука (выборка 200 особей)
Признак |
Фены |
n |
Абсолютное кол-во |
Частота встречаемости фенов (доли от 1) |
|
Темя |
2.1 3.1 3.5 5.1 6.2 7.1 |
200 |
14 |
0,070 |
|
94 |
0,470 |
||||
26 |
0,130 |
||||
27 |
0,135 |
||||
16 |
0,08 |
||||
23 |
0,115 |
||||
Надкрылья |
W V Y Z |
400 |
141 |
0,353 |
|
129 |
0,323 |
||||
72 |
0,180 |
||||
58 |
0,145 |
||||
Переднеспинка |
1 |
1.1 |
200 |
132 |
0,660 |
1.2 |
29 |
0,145 |
|||
1.7 |
24 |
0,120 |
|||
1.10 |
16 |
0,080 |
|||
1.11 |
9 |
0,045 |
|||
2 |
2.0 |
200 |
106 |
0,530 |
|
2.1 |
25 |
0,125 |
|||
2.2 |
28 |
0,140 |
|||
2.7 |
14 |
0,070 |
|||
2.13 |
27 |
0,135 |
|||
3 |
3.0 |
200 |
89 |
0,445 |
|
3.1 |
111 |
0,555 |
|||
4 |
4.0 |
200 |
129 |
0,645 |
|
4.1 |
71 |
0,355 |
|||
7 |
7.0 |
200 |
97 |
0,485 |
|
7.1 |
103 |
0,515 |
Анализ данных табл. 2 также показал фенетическое разнообразие среди популяции: на темени обнаружено 6 фена, из них наиболее часто встречаемый – 3.1, наименее встречаемый фен – 6.2. На надкрыльях обнаружены 4 фена, из них наибольшее разновидностей фенов W составляет 0,353 по частоте встречаемости. Наибольшее число фенов отмечено для переднеспинки – 16, из них наиболее часто встречаемый фен – 1.1, а наименее – 1.11.
Материалом для изучения вариабельности фенов послужили сборы клопа-солдатика, проведенные летом-осенью 2014 года, в популяциях городской и сельской местности.
Результаты изучения фенетического разнообразия городской и сельской популяции клопа-солдатика представлено в табл. 3 и 4.
Анализ табл. 3, по изучению фенетического разнообразия популяции клопа-солдатика г. Шымкента, показал следующие результаты: на переднеспинке обнаружено 14 фенов, из них наиболее часто встречаемый – П2, редко встречаемые фены – П25, П42, П53.
Таблица 3
Фенетическое разнообразие популяции клопа-солдатика г. Шымкента (выборка 100 особей)
Признак |
Фены |
n |
Абсолютное кол-во |
Частота встречаемости фенов (доли от 1) |
П (переднеспинка) |
П1 П2 П4 П5 П6 П10 П19 П25 П29 П 31 П39 П42 П53 П57 |
100 |
9 |
0,09 |
29 |
0,29 |
|||
13 |
0,13 |
|||
10 |
0,010 |
|||
7 |
0,070 |
|||
3 |
0,030 |
|||
4 |
0,040 |
|||
2 |
0,020 |
|||
4 |
0,040 |
|||
3 |
0,030 |
|||
9 |
0,090 |
|||
2 |
0,020 |
|||
2 |
0,020 |
|||
3 |
0,030 |
|||
А (надкрылья) |
А1 А2 А3 А4 А9 А15 А17 А19 А25 А37 |
200 |
55 |
0,275 |
38 |
0,190 |
|||
68 |
0,340 |
|||
4 |
0,020 |
|||
5 |
0,025 |
|||
9 |
0,045 |
|||
10 |
0,050 |
|||
3 |
0,015 |
|||
5 |
0,025 |
|||
3 |
0,015 |
|||
В (надкрылья) |
В1 В2 В3 В6 В7 В10 В13 В25 В29 В31 В35 В41 |
200 |
42 |
0,210 |
28 |
0,140 |
|||
52 |
0,260 |
|||
16 |
0,080 |
|||
10 |
0,050 |
|||
15 |
0,075 |
|||
12 |
0,060 |
|||
5 |
0,025 |
|||
8 |
0,040 |
|||
3 |
0,015 |
|||
5 |
0,025 |
|||
4 |
0,020 |
На меланизированном рисунке надкрыльев элемента А обнаружены 10 фенов, из них наиболее часто встречается А3, что составляет 0,340; редко встречаемые фены – А19, А37. Тогда как на меланизированном рисунке надкрыльев элемента В обнаружено 12 фенов, из них наиболее часто встречается В3, что составляет 0,260; редко встречаемые фены – В31, В41, что составляет соответственно 0,015 и 0,020.
Анализ табл. 4, по изучению фенетического разнообразия популяции клопа-солдатика сельской местности (Тюлькубасский район), показал следующие результаты: на переднеспинке обнаружено 7 фенов, из них наиболее часто встречаемый – П6, редко встречаемые фены – П1, П10.
На меланизированном рисунке надкрыльев элемента А обнаружены 5 фенов, из них наиболее часто встречается А2, что составляет 0,410; редко встречаемые фены – А15, А19. Вместе с тем на меланизированном рисунке надкрыльев элемента В обнаружено 7 фенов, из них наиболее часто встречается В1, что составило 0,485; редко встречаемый фен – В13, что составило 0,020.
Таблица 4
Фенетическое разнообразие сельской популяции (тюлькубасской) клопа-солдатика (выборка 100 особей)
Признак |
Фены |
n |
Абсолютное кол-во |
Частота встречаемости фенов (доли от 1) |
П (переднеспинка) |
П1 П2 П4 П5 П6 П10 П23 |
100 |
3 |
0,03 |
28 |
0,28 |
|||
8 |
0,08 |
|||
7 |
0,07 |
|||
47 |
0,47 |
|||
3 |
0,03 |
|||
4 |
0,04 |
|||
А (надкрылья) |
А1 А2 А3 А15 А19 |
200 |
45 |
0,225 |
82 |
0,410 |
|||
66 |
0,330 |
|||
3 |
0,015 |
|||
4 |
0,020 |
|||
В (надкрылья) |
В1 В2 В3 В6 В7 В10 В13 |
200 |
97 |
0,485 |
46 |
0,230 |
|||
27 |
0,135 |
|||
14 |
0,070 |
|||
5 |
0,025 |
|||
7 |
0,035 |
|||
4 |
0,020 |
Выводы:
1. Наибольшее фенетическое разнообразие отмечено в популяциях, расположенных в Сайрамском районе-26 фенов, тогда как в Тюлькубасском районе – 19 фенов;
2. Число одинаковых фенов в популяциях колорадского жука обитающих в Тюлькубасском и Сайрамских районах составляет – 18, в то же время только в Сайрамском районе встречаются фены: надкрылья – Z и переднеспинки – 7.0, 7.1;
3. Наибольшим фенетическим разнообразием отмечаются популяции, обитающие на городской территории – 36 фенов, тогда как в Тюлькубасском районе – 19 фенов;
4. Число одинаковых фенов в популяциях клопа-солдатика обитающих в городской и сельской местностях составляет 18 фенов, в то же время только в г.Шымкенте встречаются фены: переднеспинки – 8, надкрыльев – 7.
Библиографическая ссылка
Турабаева Г.К., Бозшатаева Г.Т., Оспанова Г.С., Артыкова С.М., Ботирова М.Б. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИИ ЮЖНО-КАЗАХСТАНСКОЙ ОБЛАСТИ НА ФЕНЕТИЧЕСКУЮ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПОПУЛЯЦИИ НАСЕКОМЫХ // Международный журнал экспериментального образования. – 2015. – № 3-1. – С. 48-52;URL: https://expeducation.ru/ru/article/view?id=6682 (дата обращения: 17.08.2024).