Эколого-физиологические и этологические адаптации полевой мыши (Apodemus agrarius Pall.) в городской среде Андреевских, Анна Владимировна

Введение к работе

Актуальность проблемы: Одной из важных проблем современной экологии является изучение приспособления животных к обитанию в городской среде. Город представляет собой уникальную экосистему. Здесь разнообразные, преобразованные хозяйственной деятельностью человека, естественные экосистемы, сочетаются часто с мощным антропогенным прессом (Клауснитцер, 1990, Карасева, Телицына, 1996; Luniak, 2004). Разнообразие городской среды дает возможность в короткие сроки и на ограниченной территории выявить широкий спектр приспособительных механизмов животных.

Традиционным модельным объектом для изучения закономерностей и путей приспособления грызунов к городской среде является полевая мышь (Apodemus agrarius Pall. 1771). Многие авторы относят её к категории геми- синантропов (Кучерук, 1988; Лапшов, Кучерук, 1994; Полякова и др., 2001; Суров и др., 2011) согласно классификации Б. Росицкого и И. Кратохвила (1953). В своей работе мы также придерживались этой классификации. Изучение экологии этого вида в нашей стране проводится с тридцатых годов прошлого века (Плятер-Плохоцкий, 1936) и насчитывает к настоящему времени десятки работ (Аргиропуло, 1946; Свириденко, 1943-1949; Максимов, 1951; Виноградов, Громов, 1952; Марвин, 1957, 1959; Никитина, 1958; Ла- пинь, 1959; Шкилев, 1959, 1960; Темботов, 1962; Конева, 1966; Ерофеева, 1970; Кулик, 1971; Шубин, 1972; Дьяконов, 1973; Маркина, 1973; Andrze- jewski et al., 1978; Волков и др., 1979; Карасева, 1979; Babinska-Werka et al., 1979; Дымин, 1980; Панченко, 1980; Gliwicz, 1980; Корчинский, 1980, 1986; Косой, 1984, 1985; Лисин, Петров, 1984-1987; Мунтяну, 1988; Карасева и др., 1992; Тихонова и др., 1988-2007; Москвитина и др., 1990, 1995, 1999, 2004; Luniak, 2004; Нуртдинова, 2005; Горбунова, 2009; Тихонов и др., 2010). Полученные в этих работах убедительные и непротиворечивые результаты касаются ареала, биотопического размещения и относительной численности, доли в сообществах, конкурентоспособности, демографической структуры, плодовитости, особенностей питания, размера индивидуальных участков, генетического разнообразия и некоторых других аспектов существования популяций полевой мыши в естественных условиях и на урбанизированных территориях.

Исследователи экологии этого вида, как правило, приходят к заключению: полевая мышь чрезвычайно экологически пластичный вид, способный за счет эвритопности и эврифагии, высокой двигательной активности быстро приспосабливаться к меняющимся условиям существования. Однако выводы об экологической пластичности вида не подкреплены пока аргументами о физиологических и поведенческих механизмах, обеспечивающих эту пластичность. Этолого-физиологические исследования адаптационных возможностей данного вида в настоящее время единичны (Черноуха и др., 1986; Добротворский и др., 1997; Мак и др., 2002; Москвитина и др., 2004; Агулова и др., 2010, 2011). Вместе с тем очевидно, что знание особенностей реакций основных регуляторных систем (нервная, иммунная и гуморальная) модель- ного гемисинантропного вида на различные условия существования значительно пополнит представления о путях и механизмах синантропизации видов.

Цель работы: изучение особенностей экологических, физиологических и поведенческих адаптаций двух популяций полевой мыши к различным условиям существования в городской среде.

Задачи исследования:

1. Провести сравнительный анализ численности, особенностей размножения и демографического состава полевой мыши из двух городских популяций.

2. Оценить зараженность полевой мыши эндо- и эктопаразитами.

3. Исследовать особенности уровня и динамики гуморального иммунитета полевой мыши в связи с экологическими характеристиками животных из исследуемых популяций.

4. Изучить особенности нервной системы (ориентировочная реакция в открытом поле, функциональная моторная асимметрия) полевой мыши из двух городских популяций.

5. Проанализировать динамику функциональной моторной асимметрии в связи с динамикой относительной численности грызунов в разных популяциях.

Научная новизна. Впервые стратегии приспособления к городской среде гемисинантропного вида - полевой мыши - были оценены посредством комплексного подхода, включающего экологические, физиологические и поведенческие методы. Выявлены принципиально различные пути адаптации популяций полевой мыши к условиям существования в многовидовом сообществе, сохраняющем связь с естественными биоценозами, и к практически одновидовому существованию на изолированной территории. Впервые изучена функциональная моторная асимметрия (индикатор функциональной асимметрии мозга) у грызунов из природных популяций. Показано предпочтение правой передней конечности у животных обоего пола, с более четкой выраженностью асимметрии у самцов. Выявлены особенности пространственной и временной изменчивости профилей асимметрии, позволяющие предполагать, что функциональная асимметрия мозга является одним из механизмов адаптации животных к изменчивой среде, обеспечивающим поддержание гомеостаза популяций.

Теоретическая и практическая значимость. Результаты, полученные в ходе проведенных исследований, вносят вклад в развитие популяционной экологии и расширяют представления о механизмах адаптации животных к условиям города. Материал работы важен для понимания принципов функционирования городских очагов клещевых инфекций, так как полевая мышь является прокормителем преимагинальных стадий иксодовых клещей. Знания о структуре и динамике популяций полевой мыши - вредителя сельского хозяйства - могут быть использованы для разработки мер регуляции ее численности. Полевая мышь может использоваться в качестве вида-индикатора состояния окружающей городской среды. Материалы диссертации используются в лекционных курсах «Общая экология», «Зоология позвоночных» и «Этология», преподаваемых студентам-биологам Биологического института ТГУ.

Личный вклад автора. Сбор материала проводился при непосредственном участии автора в составе зоологического отряда кафедры зоологии позвоночных и экологии Томского госуниверситета с 1999 по 2009 гг. Осуществлены наблюдения за поведенческой активностью полевой мыши, сбор зоопаразитологического материала, самостоятельно обработаны все собранные материалы, проведены их интерпретация и описание.

Положения, выносимые на защиту.

5. 1. Специфика приспособительной стратеги популяции полевой мыши к существованию на изолированной территории городского парка с выраженной хозяйственной деятельностью человека, заключается в активизации всех основных компонентов плотностно-зависимого механизма регуляции численности.

   2. Приспособление популяции полевой мыши с городской окраины к существованию в многовидовом сообществе, наряду с экологическими механизмами, обеспечивается активизацией гуморального иммунитета, внутривидовой агрессивности и увеличением в популяции доли праволатеральных особей в фазы максимальной численности видов-содоминантов.

   Апробация работы. Материалы исследований обсуждались на научных семинарах кафедры зоологии позвоночных и экологии Биологического института Национального исследовательского Томского госуниверситета; на студенческих конференциях ТГУ «Старт в науку»; на международной конференции «Экология Сибири, Дальнего Востока и Арктики (ESFEA-2001)» (Томск, 2001 г.); на Международном совещании «Териофауна России и сопредельных территорий». (Москва, 6-7 февраля 2003 г); на Сибирской зоологической конференции, посвященной 60-летию Института систематики и экологии животных СО РАН. (Новосибирск, 15-22 сентября 2004 г); на V Европейском конгрессе териологов (5^th European Congress of Mammology) (Съена, Италия, 21-26 September 2007); на IV Всероссийской конференции по поведению животных (Москва, 2007); на XI международной конференции «Rodens et Spatium» (Мышкин, Россия, 2008); на V Международной научной конференции «Биоразнообразие и роль животных в экосистемах» (Днепропетровск, 2009); на II научной конференции «Поведение и поведенческая экология млекопитающих» (Черноголовка, 9-12 ноября 2009 г).

   Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 работ, в том числе 4 статьи в журналах, входящих в список ВАК.

   Объем и структура диссертации. Работа изложена на 211 страницах машинописного текста, проиллюстрирована 23 таблицами, 40 рисунками.

   Похожие диссертации на Эколого-физиологические и этологические адаптации полевой мыши (Apodemus agrarius Pall.) в городской среде

   

   Молекулярная эволюция и систематика мышей Sylvaemus uralensis Pallas, 1811 и Apodemus agrarius Pallas, 1771 : Rodentia, MuridaeАтопкин Дмитрий Матвеевич

   Пути адаптаций дневных хищных птиц Узбекистана в условиях антропогенизации среды обитанияЗиновьев, Сергей Анатольевич

   

   Фенетическая и фенотипическая структура популяций животных (на примере лесной мыши Apodemus sylvaticus L.) Герасименко Ольга Григорьевна

   Белковый полиморфизм и систематика мышей рода ApodemusПавленко, Марина Владимировна

   

   Мыши рода Apodemus Центрального ПредкавказьяХе Владимир Хенхонович

   

   Внутривидовая изменчивость и межвидовая дифференциация мышей родов Apodemus, Mus и Sylvaemus Уральского региона по краниальным признакамЗыков, Сергей Викторович

   Морфологические и цитохимические особенности клеток крови морских млекопитающих в связи с адаптацией к среде обитанияКавцевич, Николай Николаевич

   Отношение байкальских и палеарктических амфипод к кислороду как фактору среды и механизмы адаптации при снижении его уровняКириченко Кузьма Анатольевич

   

   Отношение байкальских и палеарктических амфипод к кислороду как фактору среды и механизмы адаптации при снижении его уровняКириченко Кузьма Анатольевич

   

   Индивидуально-типологические особенности статистической структуры взаимодействия ритмов электроэнцефалограммы человека и ее динамика в процессе адаптации к экстремальным условиям среды Бекшаев С.С.