Введение к работе
Актуальность исследования. Изучение срезовых показателей половой структуры популяций и рассмотрение их динамики у широко распространенных видов насекомых является актуальным направлением современной экологии (Токранов, 2000; Брехов, 2001; Захаров, 2001; Маркина, 2002; Чибыев, 2007; Икко, 2010). Значимость таких исследований определяется тем, что соотношение полов в популяции в определенной среде имеет информационное значение для мониторинга различных экосистем. Изменение структурного показателя половой структуры отражает общее состояние популяции в каждый отрезок времени (Брехов, 2001). Знания закономерностей, определяющих популяционную структуру в определенные периоды существования сообществ, является показателем устойчивости популяций разных видов. Данное направление приобретает особую значимость в условиях интенсивного антропогенного воздействия на экосистемы (Гречаный, 2005).
Половая структура популяций насекомых - наименее изученный аспект популяционнои экологии. Проанализирована половая структура популяций на примере представителей классов птиц (Грищенко, 1995) и млекопитающих (Большаков, Кубанцев, 1984). Вопросы половой структуры популяций насекомых разработаны недостаточно, за исключением работ по тутовому шелкопряду (Злотий, 1981; Маркина, 2002) и божьей коровке (Захаров, 2001). Однако, в этих работах отсутствует экологический анализ особенностей половой структуры и влияния среды на изменение соотношения полов.
Структура популяции отражает результат реагирования организмов не только на отдельные загрязнители, а на весь комплекс средовых воздействий определенными реакциями организма в целом. На основе общих принципов адаптационной стратегии живых систем перспективно анализировать половую структуру популяций клопа-солдатика как мониторингового показателя популяционного гомеостаза. Поэтому изучение особенностей и динамики половой структуры популяций насекомых современными и доступными методами являются актуальными.
Цель исследования: провести анализ особенностей половой структуры популяций клопа-солдатика (Pyrrhocoris apterus L.) из различных биотопов Белгородской области.
Задачи исследования:
Изучить динамику сезонных показателей половой структуры популяций клопа-солдатика из различных биотопов Белгородской области.
Выделить значимые в экологическом мониторинге показатели половой структуры популяций клопа-солдатика.
Проанализировать показатели частоты встречаемости асимметричных элементов меланизированного рисунка надкрыльев у самцов и самок из различных популяций.
На основе прижизненного изучения насекомых, применить комплекс адаптированных методик исследования популяций клопа-солдатика, позволяющих перевести исследование половой структуры насекомых в рамки экологического мониторинга.
Научная новизна. Впервые на примере срезовых показателей и динамики соотношения полов в популяциях клопа-солдатика показано, что половая
структура является объективной характеристикой адаптационных стратегий популяций в различных экологических условиях; определены числовые характеристики соотношений полов в популяциях клопа-солдатика для оценки состояния среды. Изучена сезонная динамика половой структуры популяций клопа-солдатика. Адаптирована методика компьютерной морфометрии применительно к клопу-солдатику; предложена методика прижизненного изучения насекомых. Определены сроки сбора энтомологического материала для мониторинговых исследований. Выделены две основные адаптационные стратегии популяций клопа-солдатика. Первая, обусловленная климатическими факторами, направлена на приспособление к сезонным условиям среды. Вторая, вызванная действием антропогенных средовых региональных факторов, является ответной реакцией популяции на степень загрязнения среды. Каждая, из них доминирует в различные периоды существования популяции.
Научно-практическая значимость. Полученные результаты вносят существенный вклад в развитие методологии применения показателей половой структуры популяций насекомых в исследования состояния различных наземных биотопов. Материалы диссертации включены в специальные курсы «Охрана окружающей среды» и «Экология региона» на биолого-химическом факультете Белгородского государственного национального исследовательского университета.
Апробация работы. Основные материалы исследования докладывались и обсуждались на: III Международной студенческой конференции «Инновационные проекты в области предпринимательства, менеджмента, образования и экологии» (Санкт-Петербург, 2007); IV научной школе молодых ученых по Экологической генетике (Санкт-Петербург, 2007); Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы биоэкологии» (Москва, 2008); Всероссийской научно-практической конференции «Экологическая безопасность современных социально-экономических систем» (Волгоград, 2009); Всероссийской конференции молодых ученых (Екатеринбург, 2009); Молодежном научно-инновационном конкурсе конференции «Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и сопредельных странах» (Белгород, 2009); 13-й Пущинской международной школе-конференции молодых ученых «Биология - наука XXI века» (Пущино, 2009); III Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Биологические системы: устойчивость, принципы и механизмы функционирования» (Нижний Тагил, 2010); Международном молодежном образовательном форуме «Селигер-2010» (Осташков, 2010); Международной научно-практической экологической конференции «Видовые популяции и сообщества в антропогенно трансформированных ландшафтах: состояние и методы его диагностики» (Белгород, 2010).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 научных работ, из которых 3 в печатных изданиях, рекомендованных Перечнем ВАК РФ.
Декларация личного участия автора. Автор лично участвовал в экспедициях по сбору популяционного материала. Статистическая обработка полученных данных, их интерпретация и оформление осуществлены автором самостоятельно. В совместных публикациях вклад автора составил от 30 - 80%.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 163 страницах, включает 52 рисунка и 21 таблицу. Работа состоит из введения, 7 глав, заключения,
