CC BY
20
УДК 595.7:574.9
К ВОПРОСУ О ФЕНОТИПИЧЕСКОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ LEPTINOTARSA DECEMLINEATA SAY. В ЗОНЕ ВЛИЯНИЯ ЛЭП
А.А. Короткова, М.С. Дубинин
В ходе исследования рисунка надкрылий Leptinotarsa decemlineata Say в зоне влияния линий электропередач нами были выявлены 4 различные морфы. Их соотношение на исследуемых территориях, а также характер доминирования типичны для данного вида. Это позволяет предположить достаточную устойчивость Leptinotarsa decemlineata Say. к воздействию электромагнитного излучения.
Ключевые слова: насекомые, энтомофауна, флуктуирующая асимметрия, электромагнитные поля, электромагнитное излучение, ЛЭП.
Введение
Колорадский жук Leptinotarsa decemlineata Say. представляет собой вид, для которого характерно продолжающееся расширение географического и экологического ареалов. Он обладает феноменальной экологической пластичностью, природа которой обусловлена высокой степенью полиморфизма, выражающегося в том числе и в широкой изменчивости внешних признаков, в частности элементов рисунка надкрылий имаго [1-3]. Двойственность определения полиморфизма покровов жука - генетическими и экологическими факторами -предполагает возможность использования характера полиморфизма этого вида для биоиндикации [4]. Причем, характер рисунка надкрылий, в отличие от переднеспинки, позволяет сформулировать представление о норме, а наличие и частота отклонений от нее могут служить дополнительным критерием оценки степени неблагоприятности условий.
Система морф надкрылий Leptinotarsa decemlineata Say. была изучена еще в начале XX века Л.М. Тауэром [5]. Надкрылья имеют по пять черных полос, называемых, если рассматривать от переднего наружного края к заднему шовному: 1 - базальная, 2 - проксимальная, 3 - медиальная, 4 - дистальная, 5 - маргинальная (рис. 1). Полосы могут быть длиннее или короче, а также сливаться одна с другой. Предложенная Р.М. Зелеевым на основе работ Тауэра система из 12 морф надкрылий по характеру слияния полосок осложняется наличием поперечных перемычек между полосками на различном расстоянии от основания надкрылий [4].
Преимущества при использовании этого признака - более четкий рисунок полос, значительно меньшее разнообразие морф и возможность свести все варианты окраски к простым схемам, что позволяет свести к минимуму субъективность определения морф [4].
Известно, что признак схождения полос в нижней части надкрылий наследуется [6]. Фенотипическая структура популяций колорадского жука зависит от географических, погодных и пищевых факторов, а также подвержена сезонной динамике [7].
Ранее были проведены исследования фенотипической изменчивости колорадского жука на территории г. Тулы и сельской местности Тульской области, взятой в качестве контрольных участков [2, 3]. Выявлено 11 вариаций рисунков, отличающихся характером соединения полос и, в некоторых случаях, наличием 1-2 поперечных перемычек между проксимально и медиальной, а также между медиальной и дистальной полосками.
Целью данного исследования явилось изучение фенотипической изменчивости рисунка надкрылий Leptinotarsa decemlineata Say. на территориях линий электропередач в Тульской области.
Материалы и методы
Материалом для исследования послужили 94 экземпляра Leptinotarsa decemlineata Say., собранные вручную с посадок картофеля на приусадебных участках в зоне влияния линий электропередач в период с июля по сентябрь 2017 года.
Исследования проводились на территории двух ЛЭП. Первый модельный участок выделен в зоне влияния линий электропередач "Смоленской АЭС", являющейся одним из крупнейших топливно-энергетических предприятий России. Это федеральная сеть электропередач высокого напряжения (750 кВ), проходящая через несколько областей, включая Тульскую. Модельный участок, площадь которого 300 м2, расположен вблизи с. Воскресенское Дубенского района Тульской области. Второй модельный участок площадью 200 м2 находится на территории "Ленинской РЭС" с напряжением 220 кВ вблизи пос. Октябрьский. Исследуемые участки расположены вдали от крупных автомагистралей, застроек и предприятий в зоне серых лесных почв.
Обсуждение результатов
В ходе исследования рисунка надкрылий колорадского жука нами были выявлены 4 различные морфы (рисунок). Наиболее часто встречаются особи (46 экземпляров, 48,94 %) с рисунком, в котором соединены медиальная и дистальная полосы в виде буквы «V» (4). Достаточно велико количество особей, у которых все полоски разделены (1). Особей с таким вариантом рисунка насчитывается 23 экземпляра, что составляет 24,47 % от всех изученных особей. Отмечена также морфа, в которой объединены все полоски за исключением базальной (2). Доля этой морфы невелика и составляет 14,89 %. В 11,70 % случаев наблюдается
рисунок надкрылий, характеризующийся слиянием дистальной, медиальной и проксимальной полос (3). Поперечных перемычек между полосами в данной выборке не отмечалось.
Вариабельность рисунков надкрылий Leptinotarsa decemlineata Say. (Баз. - базальная, прокс. - проксимальная, мед. - медиальная, дист. - дистальная, марг. - маргинальная)
Сравнение рисунков надкрылий имаго Leptinotarsa decemlineata Say. на территории исследуемых модельных участков показало, что в целом соотношение выделенных морф приблизительно одинаково (таблица). Так, на обеих территориях преобладают особи с морфой 4 (48,08 и 50,00 % на 1 и 2 модельном участке соответственно). Встречаемость морфы 1 значительно меньше - 25,00 % и 23,81 % на 1 и 2 модельном участке соответственно. Особи с морфами 2 и 3 встречаются еще реже, что также характерно для обоих мест исследования.
Частота встречаемости морф на модельных участках
Морфа надкрылий Наличие морф, %
Модельный участок 1 Модельный участок 2
1 25,00 23,81
2 15,38 14,29
3 11,54 11,90
4 48,08 50,00
Все отловленные особи Leptinotarsa decemlineata Say. имели симметричный рисунок надкрылий.
Заключение
Исследование фенотипической изменчивости рисунка надкрылий Leptinotarsa decemlineata Say. в зоне влияния ЛЭП в Тульской области позволило выявить 4 морфы, что составляет 36,4 % от ранее обнаруженных в г. Туле и Тульской области вариаций [2, 3]. При этом характер доминирования морф сохраняется, что подверждает представление о норме (прототипе) рисунка надкрылий колорадского жука. К таковой можно отнести случай слияния дистальной и медиальной полос, в противовес утверждениям Л.М. Тауэра, который в качестве прототипа рисунка предложил вариант с отсутствием слияния полос [5].
Меньшее разнообразие морф надкрылий имаго Leptinotarsa decemlineata Say. на модельных участках в зоне влияния ЛЭП в отличии от ранее проведенных в агро- и урбоэкосистемах Тулы и Тульской области исследований объясняется меньшей территорией. Сниженный полиморфизм Leptinotarsa decemlineata Say. в данной ситуации вполне согласуется с известным «принципом основателя». Упомянутые нами во введении расширение ареала и экспансия колорадского жука проявляется в заселении им естественных экосистем и вовлечение в трофический преферендум все новых растений. При этом расселение, по-видимому, идет обычным путем - формированием небольших микропопуляций, основанных незначительным числом представителей материнской популяции и характеризующихся незначительным полиморфизмом. Однако, типичное соотношение и доминирование морф свидетельствует о достаточной устойчивости изученных микропопуляций.
Отсутствие асимметричных особей и флуктуирующей асимметрии у Leptinotarsa decemlineata Say. на исследуемых территориях свидетельствует, прежде всего, об отсутствии повреждающего воздейтвия среды на онтогенез данного вида. В урбоэкосистемах г. Тулы ранее нами отмечено в качестве такового шумовое и химическое загрязнение среды [2]. С другой стороны, можно предположить, что основателями новых микропопуляций стали наиболее устойчивые к внешним воздействиям особи Leptinotarsa decemlineata Say.
Список литературы
1. Вилкова Н.А., Фасулати С.Р. Изменчивость и адаптивная микроэволюция насекомых фитофагов в агробиоценозах в связи с иммуногенетическими свойствами кормовых растений // Труды Русского энтомологического общества. Т. 72. СПб., 2001. С. 107-128.
2. Короткова А. А. Системные механизмы адаптации энтомокомплекса в урбанистических условиях: дис. ... д-ра биол. наук. Тула. 2004. 362с.
3. Холодова Ю.Г. Системные принципы оценки фенотипической изменчивости насекомых: дис. ... канд. биол. наук. Тула. 2009. 216с.
4. 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.
5. Tower L.M. An investigation on evolution in Chrysomelid beetles of genus Leptinotarsa. Washington: Publ. Carnegie Inst., 1906. 158p.
6. Овчинникова H.A., Маркелов Г.В. Внутривидовая изменчивость колорадского жука в Липецкой области // Биологические науки. 1982. № 7.С. 63 -67.
7. Фасулати С.Р. Полиморфизм и популяционная структура колорадского жука Leptinotarsa decemlineata Say в Европейской части СССР // Экология. 1985. № 6. С. 50-56.
Короткова Анна Альбертовна, д-р биол. наук, проф., зав. кафедрой, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный педагогический университет им. Л. Н. Толстого,
Дубинин Максим Сергеевич, зав. учебными лабораториями, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный педагогический университет им. Л. Н. Толстого.
FLUCTUATING ASYMMETRY OF THE ELYTRA LEPTINOTARSA DECEMLINEATA SAY. IN THE ZONE OF POWER TRANSMISSION LINE
INFLUENCE
A. A. Korotkova, M. S. Dubinin
In the study of the elytra Leptinotarsa decemlineata Say in the zone of influence of power lines, we found four different morphs. Their ratio in the studied territories, as well as the character of dominance, are typical for this species. This suggests a sufficient stability of Leptinotarsa decemlineata Say. to the effect of electromagnetic radiation.
Key words: insects, entomofauna, fluctuating asymmetry, electromagnetic fields, electromagnetic radiation, power lines.
Korotkova Anna Albertovna, doctor of biological science, professor, head of cathedra, [email protected], Russia, Tula, Tula State Pedagogical University after Leo Tolstoy
Dubinin Maxim Sergeevich, head of the educational laboratories, [email protected], Russia, Tula, Tula State Pedagogical University after Leo Tolstoy
