В последние годы накоплены обширные научные данные по изучению адаптации природных популяций растений и животных к условиям среды обитания.
Определение фенотипического разнообразия живых организмов является одним из современных биоиндикационных методов [1].
В биоиндикации используются организмы – биоиндикаторы; так регистрирующие биоиндикаторы реагируют на изменения состояния окружающей среды изменением численности, фенотипов, соматическими проявлениями, изменением скорости роста и другими признаками. В качестве регистрирующих биоиндикаторов можно использовать насекомых.
В природном круговороте важная роль принадлежит классу насекомых, к которому относится наибольшее число видов, поэтому, насекомые все больше и больше используются в фенетических исследованиях.
У насекомых выделение фенотипов связано в основном с жилкованием крыльев, окраской и рисунком покровов на надкрыльях и переднеспинке, на брюшке, груди и голове.
В настоящее время фенетические исследования среди представителей отряда полужесткокрылых, проведены на нескольких видах клопов – Lygus rugulipennis (cлепняк травяной), Graphosoma lineatum (итальянский клоп), Adelphocoris lineolatus (люцерновый клоп) и Pyrrhocoris apterus (клоп-солдатик) [2].
Клопы являются перспективным объектом в фенетических и экологических исследованиях, что связано с их широким распространением, массовой встречаемостью и характерным полиморфизмом окраски и рисунков тела.
Ареал клопа-солдатика (Pyrrhocoris apterus Linnaeus,1758) охватывает всю Европу, Переднюю Азию, Закавказье, Кавказ, Среднюю Азию, Россию, Северную Африку, Монголию, Северную Америку.
Обычно популяции его многочисленны, а трофически он связан с определенным местом обитания. Клоп-солдатик предпочитает умеренно увлажненные места обитания. Он является полифитофагом, питается опавшими семенами растений, яйцами насекомых или мертвыми беспозвоночными, высасывает соки растений. Они имеют яркую красно-черную предупреждающую окраску. Пахучие железы, расположенные в грудной области, выделяют специфическую жидкость с резким характерным «клоповым» запахом. Самка откладывает яйца на сырую землю под гниющими листьями или под камни. С мая-июня до октября можно увидеть личинок разных стадий. Взрослые зимуют, закопавшись в землю. В зависимости от погодных условий вид может развиваться как в одном поколении, так и в двух.
Цель работы: изучение фенетической изменчивости Южно-Казахстанской популяции клопа-солдатика.
Материалы и методы исследования. Популяционные выборки клопа-солдатика проводились в городе и сельской местности. Объем выборки в каждой популяции составил 100 особей. Применялся выборочный метод, так как популяции этих насекомых представлены обычно огромным числом особей. Материал собирался в ручную и фиксацировался в 70 %-м растворе этилового спирта, затем насекомых сортировали и высушивали, регистрировали их в специальном журнале.
Описание особей осуществлялось по методике Е.П. Климец: рассмотрение условного рисунка, отбор форм, различающихся каким-то одним или нескольким элементам, зарисовка на карточки этих форм, систематизация и составление фенотипических рядов изменчивости, выявление фенов [3].
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 [4].
Для изучения фенотипического сравнения использовались такие признаки как элементы рисунка черного цвета, состоящие из двух пятен на красных надкрыльях клопа-солдатика. Одно пятно, расположенное вверху – небольшое, в форме треугольника (А), другое – побольше, круглое (В).
Математическая обработка материала, собранного в городской и сельской местности, позволила выявить вариабельность фенов клопа-солдатика. Частота фена вычислена 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. Материалом для работы по изучению 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. 1 и 2.
Анализ табл. 1, 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.
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. 2, 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.
Таблица 1
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 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.
Выводы. Нами полученные предварительные результаты, по изучению фенетической изменчивости популяции клопа-солдатика в условиях Южно-Казахстанской области показали, что наибольшим фенетическим разнообразием отмечаются популяции, обитающие на городской территории – 36 фенов, тогда как в Тюлькубасском районе – 19 фенов.
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.
Таблица 2
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 |
Сравнительно небольшая изменчивость популяции клопа-солдатика в Тюлькубасском районе (сельская местность) объясняется меньшей степенью загрязненностью. Наиболее фенетическое разнообразие, отмеченное в популяциях клопа-солдатика, населяющего территорию г.Шымкента – крупного производственного областного центра, большими антропогенными нагрузками.
Библиографическая ссылка
Оспанова Г.С., Артыкова С.Б., Бозшатаева Г.Т., Турабаева Г.К. ИЗУЧЕНИЕ ФЕНЕТИЧЕСКОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ ПОПУЛЯЦИИ КЛОПА-СОЛДАТИКА В УСЛОВИЯХ ЮЖНО-КАЗАХСТАНСКОЙ ОБЛАСТИ // Международный журнал экспериментального образования. – 2015. – № 3-1. – С. 94-97;URL: https://expeducation.ru/ru/article/view?id=6712 (дата обращения: 17.08.2024).