Особенности поведения рептилий в условиях градиента освещенности Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

|щ ВЕСТНИК ПГТПУ Серия № 2. Физико-математические и естественные науки

УДК 612.53+598.11.2

Данила Минуллович Галиулин

студент V курса естественнонаучного факультета

ФГБОУ ВО «Пермский государственный гуманитарно-педагогический

университет», Пермь, Россия 614990, Пермь, Пушкина, 42, (342) 238-63-77, e-mail: galiulindm@gmail.com

Николай Анатольевич Четанов

кандидат биологических наук, доцент кафедры зоологии ФГБОУ ВО «Пермский государственный гуманитарно-педагогический

университет», Пермь, Россия 614990, Пермь, Пушкина, 42, (342) 238-63-77, доцент кафедры зоологии позвоночных и экологии ФГБОУ ВО «Пермский государственный национальный исследовательский

университет», Пермь, Россия 614990, Пермь, 614990, Пермь, Букирева, 15, e-mail: chetanov@pspu.ru ОСОБЕННОСТИ ПОВЕДЕНИЯ РЕПТИЛИЙ В УСЛОВИЯХ ГРАДИЕНТА ОСВЕЩЕННОСТИ

Danila M. Galiulin,

V years student of Natural Science Faculty

Federal State Budget Educational Institution of Higher Education «Perm State Humanitarian Pedagogical University» 42, Pushkina, 614990, Perm, Russia, e-mail: galiulindm@gmail.com

Nikolai A. Chetanov Candidate of Biological Sciences, Docent of Chair of Zoology Federal State Budget Educational Institution of Higher Education «Perm State Humanitarian Pedagogical University» 24, Sibirskaja, 614990, Perm, Russia Docent of Chair of Zoology of Vertebrates and Ecology Federal State Budget Educational Institution of Higher Education «Perm State National Research University» 15, Bukireva street, 614990, Perm, Russia, e-mail: chetanov@pspu.ru

FEATURES OF REPTILES'S BEHAVIOR IN CONDITIONS OF ILLUMINATION GRADIENT

Аннотация. Рассматриваются некоторые аспекты поведенческой терморегуляции рептилий в условиях градиента освещенности. Приведены

© Галиулин Д.М., Четанов Н.А., 2017

ВЫПУСК 2/2017

данные экспериментов по нескольким видам пресмыкающихся, обитающим в Камском Предуралье. По результатам анализа экспериментов сделан вывод о зависимости двигательной активности от уровня освещенности.

Ключевые слова: термобиология, поведенческая терморегуляция, этология, факториальная экология, градиент освещенности, Natrix natrix, Lacerta agilis.

Abstract. This article discusses behavioral thermoregulation of reptiles under conditions of a illumination's gradient. Showing the data of experiments for several species inhabiting the Kamsky Preduralie. Based on the results of the analysis of the experiments, a conclusion was made about the dependence of the motor activity on the level of illumination.

Key words: thermobiology, behavioral thermoregulation, ethology, factorial ecology, gradient of illumination, Natrix natrix, Lacerta agilis.

Как и все эктотермные животные, рептилии крайне зависимы от температурного фактора среды [5]. В принципе, любая форма их активности в той или иной мере направлена на достижение и поддержание оптимальной температуры тела, при которой наилучшим образом протекают биохимические процессы. Мы считаем, что нахождение в природных условиях рептилий в том или ином месте с определенными микроклиматическими параметрами не случайно, а связано с направленным выбором комфортных условий. Комфортными температурными условиями для эктотермных животных можно считать те условия, при которых они наиболее быстро достигают оптимальной температуры тела [2].

Известно, что активность рептилий регулируется как температурным, так и световым режимами, что было показано на среднеазиатских эфах [4]. У других видов рептилий ключевую роль в физиологических процессах, например, таких, как накопление жира, также играет температура тела. Соответственно, многие рептилии в солнечную погоду греются, поглощая инфракрасные лучи, посредством движений, направленных на максимальное получение тепла и изменение окраски, но при этом индикатором для выхода их из убежища служит повышение освещенности [1].

Исследования Н.А. Четанова [3] показали, что первоначальным стимулом для терморегуляционного поведения у прытких ящериц (Lacerta agilis) и живородящих ящериц (Zootoca vivipara) является освещенность. В опыте с двумя камерами, соединенными коридором, большинство ящериц (8 из 12 особей) направлялись вначале в освещенную камеру, и только через 2-8 минут переходили по коридору в темную утепленную камеру.

Jira ВЕСТНИК ПГТПУ Серия № 2. Физико-математические и естественные науки

В том случае, если температура эктотермного животного ниже оптимальной, оно может повысить ее за счет двух факторов - температуры окружающей среды и солнечной радиации [3]. Из этого следует, что температура и освещенность являются двумя основными факторами, влияющими на терморегуляционное поведение у эктотермных животных.

В то время как влияние температуры бесспорно и отмечается в работах многих исследователей, влияние освещенности изучено слабее.

Целью нашей работы является выяснение особенностей терморегуляционного поведения рептилий в условиях градиента освещенности.

Для достижения данной цели нами были поставлены следующие задачи:

• модернизировать установку, позволяющую производить наблюдения за объектами;

• провести ряд экспериментов при различных условиях;

• проанализировать поведенческие акты, продемонстрированные объектами.

Материалы и методы

Для достижения цели нами был разработан экспериментальный прибор оригинальной конструкции (рисунок).

Рис. Схема экспериментальной установки, вид сверху

Прибор состоит из 5 камер, соединенных короткими переходами. Все камеры располагаются на общем нагревательном элементе, что позволяет поддерживать в них одинаковую температуру. Ящерицы имеют тенденцию забиваться в укромные места, поэтому пришлось скруглить углы внутри камер. Для осуществления контроля за температурой в камерах, нагревательный элемент был оборудован термодатчиком, регулирующим нагрев в заданном диапазоне температур: от 20 до 55°С.

ВЫПУСК 2/2017

Выбор в способе освещения пал на светодиодную ленту. Она проста в установке и настройке, дает холодный белый свет, но при этом практически не излучает ИК и УФ лучи.

Был создан градиент освещенности путем установки разного количества светодиодов в камеры: 0-3-9-15-21. Уровень освещенности в каждой из камер отражен в табл. 1.

Таблица 1

Уровень освещенности в камерах экспериментальной установки

Номер камеры Количество светодиодов, шт. Уровень освещенности, лк

1 0 0

2 3 150

3 9 450

4 15 750

5 21 1050

Также для осуществления возможности наблюдения за двигательной активностью внутри установки установлены веб-камеры, подключенные к ноутбуку. Специальное программное обеспечение позволяет фиксировать изображение с камер при наличии движения.

Возможно множество сценариев для использования разработанного прибора, но наиболее перспективными мы считаем следующие:

- первый сценарий. Во время эксперимента предварительно охлажденный объект помещался в камеру с уровнем освещенности 0. Температура устанавливалась на уровне, близкой к оптимальной для экспериментального объекта. Была выдвинута гипотеза, что объект, чтобы достичь оптимальной температуры тела, начнет движение в сторону более освещенных камер, несмотря на одинаковую температуру в них;

- второй сценарий. Объект помещается в освещенную камеру при температурах субстрата выше оптимальных - 45-50°С. Гипотеза - объект постарается покинуть освещенные камеры;

- третий сценарий. Конструкция прибора сокращается до двух камер: с уровнями освещенности 0 и 4. После этого он помещается в климатическую камеру. Исследования проводятся при температурах сильно ниже оптимальных: 5, 10, 15°С.

На данный момент можно проанализировать итоги работы по первым двум сценариям.

ВЕСТНИК ПГГПУ

Серия № 2. Физико-математические и естественные науки

Основными опытными объектами выступали следующие виды: обыкновенный уж - Natrix natrix (Linnaeus, 1758) (29 экспериментов), прыткая ящерица Lacerta agilis - Linnaeus, 1758 (40 экспериментов) и живородящая ящерица Zootoca vivipara - (Lichtenstein, 1823) (14 экспериментов).

Результаты этих опытов разделены на две группы: с положительным и отрицательным откликом. Под откликом понимается явное проявление поведенческой реакции; положительным является продвижение объекта в зону с большей освещенностью для нагревания, отрицательным - перемещение объекта в область с более низким уровнем освещенности для того, чтобы это нагревание прекратить.

Результаты и их обсуждение

Живородящая ящерица вообще не показала положительного отклика, поэтому данные измерения далее учитываться не будут (табл. 2). Четких половых отличий внутри видов также не наблюдали.

Таблица 2

Результаты экспериментальной работы по положительному отклику

Вид Количество измерений Доля от выбор ки, % Пол Количество экспериментов Проявление отклика Проявление отклика, %

Самка 0 0 -

N. natrix 15 38,46 Самец 11 5 45,45

Непол. 4 2 50,00

Самка 16 1 6,25

L. agilis 19 48,72 Самец 3 0 0,00

Непол. 0 0 -

Самка 0 0 -

Z. vivipara 5 12,82 Самец 4 0 0,00

Непол. 1 0 0,00

Сумма 39 100,00 39 8 20,51

Стоит отметить, что частота проявления отклика у обыкновенного ужа значительно выше, чем у прыткой ящерицы, хоть и является довольно низкой.

Как видим, отрицательный отклик срабатывает гораздо в большем количестве случаев, нежели положительный. Также начинают прослеживаться половые отличия, однако для определения достоверных различий, необходимо провести еще большое количество экспериментов и заполнить «белые пятна» (табл. 3).

Таблица 3

Результаты экспериментальной работы по отрицательному отклику

Вид Количество измерений Доля от выборк и, % Пол Количество экспериментов Проявление отклика Проявление отклика, %

Самка 0 0 -

N. natrix 13 30,23 Самец 11 9 81,82%

Непол. 2 1 50,00%

Самка 12 10 83,33%

L. agШs 21 48,84 Самец 9 5 55,56%

Непол. 0 0 -

Самка 0 0 -

Z. vivipara 9 20,93 Самец 8 3 37,50%

Непол. 1 1 100,00%

Сумма 43 100,00 43 29 67,44%

Однако при анализе отрицательного отклика также остановимся на сравнении только двух видов, без учета живородящей ящерицы.

Отрицательный отклик практически в равной степени наблюдается как у обыкновенного ужа, так и у прыткой ящерицы.

Выводы

В большинстве случаев объекты не проявляют положительного отклика, зато отрицательный отмечен в основной массе экспериментов. Здесь проявляется несоответствие с литературными данными прошлых лет и выдвинутой нами гипотезой.

Наиболее вероятными причинами отсутствия отклика можно назвать следующие:

• во-первых, это может быть связано с низким градиентом освещенности между камерами (шаг составляет всего ~300 лк) или наоборот: освещенность достаточно высокая и продвижения на одну камеру для объекта уже достаточно;

• во-вторых, для экспериментов использовались особи, длительное время содержавшиеся в неволе;

• в-третьих, помещение в необычную обстановку может привести к изменению типичного поведения.

Что касается живородящей ящерицы, довольно часто в ходе экспериментов объекты забирались по стенке камеры, отдаляясь от источника тепла - это можно расценивать как поведенческую реакцию, однако связать ее с изменением уровня освещенности не представляется возможным. Также стоит отметить вообще небольшое число экспериментов с ее участием.

PI ВЕСТНИК lil i НУ Серия № 2. Физико-математические и естественные науки

Список литературы

1. Желанкин Р.В. Влияние различных условий освещенности на некоторые аспекты поведения Обыкновенного ужа (Natrix natrix) в лабораторном эксперименте // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. - 2013. - Т. 18, №6. - С. 3002-3005.

2. Слоним А.Д. Экологическая физиология животных. - М., Высшая школа, 1971. - 449 с.

3. Четанов Н.А. К вопросу о роли освещенности и температуры в терморегуляционном поведении ящериц // Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. 2009. - Т. 18, № 1. - С. 5-8.

4. Черлин В.А., Целлариус А.Ю. Зависимость поведения песчаной эфы, Echis multisquamatus Cherlin, 1981 от температурных условий в Южной Туркмении // Фауна и экология амфибий и рептилий палеарктической Азии. -Л., 1981. - С. 96-108. (Труды ЗИН АН СССР. Т. 101).

5. Шилов, И.А. Экология. - М. Высшая школа, 1998. - 513 с.