На правах рукописи
ЭКОЛОГИЯ КЛОПОВ-ЩИТНИКОВ (HETEROPTERA: PENTATOMIDAE) ЦЕНТРАЛЬНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ
03.00.16 - экология
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Москва-2009
Работа выполнена на кафедре зоологии Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Ставропольский государственный университет».
Научный руководитель: доктор биологических наук
профессор
Официальные оппоненты: доктор биологических наук
профессор
доктор биологических наук
профессор
Ведущая организация Кубанский государственный университет
Защита состоится «29» мая 2009 г. в ____на заседании диссертационного совета Д 2при Московском государственном областном университете, Московская область, а, 131 ауд.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного областного университета по адресу: а.
Автореферат разослан «28» апреля 2009 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
кандидат биологических наук
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность.
Клопы-щитники (Heteroptera: Pentatomidae) - обширное семейство полужесткокрылых, характеризующееся большим видовым разнообразием, обилием жизненных форм, широким распространением. Это наземные членистоногие, зачастую доминирующие в различных естественных и искусственных биоценозах. Большинство представителей данного семейства причиняют существенный урон озимым, овощным и крестоцветным культурам, ягодным кустарникам и молодым деревьям. Среди них есть и хищники, которые регулируют численность некоторых вредителей сельскохозяйственных культур.
Недостаточная изученность – вследствие отсутствия достоверных данных о видовом составе, роли клопов сем. Pentatomidae в экосистемах, сведений отображающих структуру и динамику их населения в условиях Центрального Предкавказья – предопределила выбор темы настоящего исследования.
Цель данной работы – выявить особенности экологии и провести анализ фауны клопов-щитников Центрального Предкавказья и сопредельных территорий.
Для выполнения поставленной цели были решены следующие задачи:
1. На основе анализа собственных сборов, коллекционных материалов и литературных источников выявить численность и видовой состав клопов-щитников, обитающих на исследуемой территории, провести зоогеографический анализ фауны.
2. Выделить экологические группировки среди представителей данного семейства.
3. Обобщить сведения о трофической приуроченности, выявить трофические группы и адаптации к питанию на определенных органах растений.
4. Изучить биоценотические комплексы клопов-щитников Центрального Предкавказья.
5. Оценить роль представителей данного семейства в наземных биоценозах.
Научная новизна. Впервые для Центрального Предкавказья выявлен видовой состав клопов-щитников и разработана определительная таблица. Установлены закономерности их распределения в связи с принадлежностью к той или иной экологической группе и приуроченность к определенным видам растений. Выделены биоценотические комплексы щитников Центрального Предкавказья; дана характеристика зоогеографической структуры фауны этих полужесткокрылых.
Теоретическая и практическая значимость. Полученные данные о распространении, численности и пространственном размещении клопов-щитников расширяют представления об экологической роли этой группы насекомых в формировании энтомокомплексов Центрального Предкавказья и способны служить основой для дальнейших исследований. Материалы диссертации могут быть использованы в комплексном экологическом мониторинге, для оценки биологического разнообразия и составления кадастра фауны, каталогов, атласов насекомых Центрального Предкавказья. Результаты исследования применяются в учебном процессе Ставропольского государственного университета при чтении курсов «Зоология беспозвоночных», «Энтомология», «Экология насекомых», при проведении летних учебных и производственных практик студентов.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Фаунистический список клопов-щитников включает 44 вида из 26 родов. Ядро фауны клопов-щитников составляют виды, широко распространенные как в широтном, так и в долготном направлениях. Преобладают бореально-субтропические и суббореально-субтропические виды - свыше 80% фауны.
2. В наземных биоценозах Центрального Предкавказья клопы-щитники образуют 13 экологических комплексов. По видовому разнообразию доминируют комплексы хортобионто-фитофаго-мезофилов (31,82% всех выявленных клопов-щитников), хортобионто-фитофаго-мезо-ксерофилов (18,18%) и хорто-герпетобионто-фитофаго-мезо-ксерофилов (11,36%), а по обилию – хорто-тамно-дендробионто-фитофаго-мезофильный (34,15% обилия), хортобионто-фитофаго-мезофильный (26,95%), хортобионто-фитофаго-мезо-ксерофильный (26,73%) комплексы.
3. Трофические связи клопов-щитников свидетельствуют об их относительно широкой пищевой специализации. Основу кормовой базы клопов щитников составляют представители наиболее крупных семейств флоры Центрального Предкавказья: Астровые, на которых питаются 20 видов щитников, Мятликовые и Яснотковые (19 и 14 соответственно), Капустные и Бобовые – по 13 видов.
4. На территории Центрального Предкавказья выявлено 11 биоценотических комплексов клопов-щитников, причем наибольшее разнообразие характерно для комплексов ковыльно-типчаковых (28 видов) и луговых степей (27 видов).
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 147 страницах машинописного текста и состоит из введения, 6 глав, выводов, и списка литературы, насчитывающего 155 наименований, в том числе 32 иностранных. Работа иллюстрирована 12 рисунками и 33 таблицами.
Апробация результатов и публикации. Материалы диссертации были представлены на 50-й, 51-й, 52-й и 54-й, научных конференциях «Университетская наука – региону. Проблемы развития биологии и экологии на Северном Кавказе» (Ставрополь, 2005, 2006, 2007, 2009); VIII международной конференции «Биологическое разнообразие Кавказа» (Нальчик, 2006); II Всероссийской школе-семинаре «Биоразнообразие беспозвоночных животных» (Томск, 2007); Всероссийской научно-практической конференции «Природа Европейской России: исследования молодых ученых» (Чебоксары, 2007); Всероссийской научно-практической конференции «Экологическая ситуация на Северном Кавказе: проблемы и пути их решения» (Нальчик, 2008); Пятой ежегодной научной конференции студентов и аспирантов базовых кафедр Южного научного центра РАН (Ростов-на-Дону, 2009).
По теме диссертации опубликовано 10 работ, из них 1 статья опубликована в научном журнале из перечня ВАК РФ.
Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность доктору биологических наук, профессору за руководство работой; доктору биологических наук, профессору за критические замечания и помощь в определении видовой принадлежности.
I.История изучения отряда полужесткокрылых (Hemiptera-Heteroptera) на Кавказе
В хронологическом порядке (начиная с 1790 г. и по настоящее время) приводятся сведения о полужесткокрылых Кавказа, основанные на опубликованных работах.
II. Материалы и методика исследования
Данная работа основана на собственных сборах автора в период с 2004 по 2008 годы, обработке коллекционного фонда Зоологического музея МГУ, Ставропольского государственного музея-заповедника им. и и Зоологического музея кафедры зоологии Ставропольского государственного университета. Основные пункты сбора материала представлены на рис. 1. В результате проведенных исследований было обработано более 3500 особей клопов-щитников. В пределах Центрального Предкавказья установлено обитание 44 видов, из них 10 впервые отмечены в пределах региона.
Рис. 1. Основные пункты сбора материала.
Сбор и изучение проводилось согласно общепринятым методикам (Кириченко, 1957; Кержнер, Ячевский, 1964; Фасулати, 1971; Голуб, Колесова, 1980). При статистической обработке данных использовались принятые в биометрии методы (Песенко, 1982). Для выявления фаунистического сходства применялся индекс Чекановского-Съеренсена. Схемы распространения видов были выполнены в программе Map-Info Professional 6.5, дендрограммы сходства фаун - с использованием пакета статистических программ Statistica 6.0. Видовое разнообразие комплексов клопов-щитников оценивалось с помощью индекса видового богатства Маргалефа. Предпочтение видом определенного местообитания определялось с помощью относительной биотопической приуроченности и степени относительной приуроченности. Под обилием вида понималось число особей. Для оценки численного обилия фауны клопов-щитников использовали шкалу обилия Ренконена (Renkonen, 1938). При определении степени обилия видового состава клопов-щитников была использована градация (1965, 1970).
III. Физико-географический очерк Центрального Предкавказья
На основании литературных данных приводится краткая характеристика рельефа, климата, почв и растительности, свойственных району исследования.
IV. Фауна клопов-щитников Центрального Предкавказья и ее зоогеографический анализ
IV.1. Таксономический состав фауны
Фауна клопов-щитников Центрального Предкавказья насчитывает 44 вида, относящихся к 26 родам и 3 подсемействам:
Vilpianus galii (Wolff, 1802)
Ventocoris trigonus (Krynicki, 1871)
Ventocoris halophilum Jakovlev, 1874
Crypsinus angustatus (Baerensprung, 1859)
Ancyrosoma leucogrammes (Gmelin, 1790)
Graphosoma lineatum (Linnaeus, 1758)
Podops retowskii Horvath, 1883
P. incertus Horvath, 1883
Menaccarus arenicola (Scholtz, 1846)
Sciocoris macrocephalus Fieber, 1851
S. microphthalmus Flor, 1860
S. homalonotus Fieber, 1851
S. sulcatus Fieber, 1851
S. deltocephalus Fieber, 1861
S. distinctus Fieber, 1865
S. cursitans (Fabricius, 1794)
Aelia acuminata (Linnaeus, 1758)
Ae. sibirica Reuter, 1884
Ae. furcula Fieber, 1868
Ae. rostrata Boheman, 1852
Neottiglossa leporina (Herrich-Schaeffer, 1830)
N. pusilla (Gmelin, 1790)
Stagonomus amoenus (Brulle, 1832)
S. bipunctatus (Linnaeus, 1758)
Eysarcoris fabricii Kirkaldy, 1904
Ey. aeneus (Scopoli, 1763)
Ey. inconspicuus (Herrich-Schaffer, 1844)
Staria lunata (Hahn, 1835)
Brachynema germari (Kolenati, 1846)
Dolycoris baccarum (Linnaeus, 1758)
Antheminia lunulata (Goeze, 1778)
Codophila varia (Fabricius, 1787)
Carpocoris purpureipennis (De Geer, 1773)
C. fuscispinus (Boheman, 1849)
Holcostethus vernalis (Wolff, 1804)
Palomena prasina (Linnaeus, 1761)
Eurydema ventralis Kolenati, 1846
Eu. ornata (Linnaeus, 1758)
Eu. oleracea (Linnaeus, 1758)
Piezodorus lituratus (Fabricius, 1794)
Rhaphigaster nebulosa (Poda, 1761)
Pentatoma rufipes (Linnaeus, 1758)
Picromerus bidens (Linnaeus, 1758)
Zicrona caerulea (Linnaeus, 1758)
Анализ собранного материала показал, что наибольшим количеством экземпляров представлены Dolycoris baccarum – 731 особь (28,76%), Aelia acuminata – 481 особь (18,92%) – массовые виды. Меньше находок Ae. rostrata – 177 (6,96%), Piezodorus lituratus – 148 (5,82%), Graphosoma lineatum – 144 (5,66%), Carpocoris purpureipennis – 143 особи (5,63%), Eurydema ornata – 129 (5,07%), Neottiglossa leporina – 115 (4,52%), Vilpianus galii – 101 (3,97%) – часто встречающиеся виды. Обычные виды: Eu. oleracea, Sciocoris microphthalmus, Holcostethus vernalis, Palomena prasina. Единичные виды: Podops incertus, Stagonomus amoenus, Rhaphigaster nebulosa. Очень редкими видами являются Ventocoris trigonus, Ancyrosoma leucogrammes, P. retowskii, S. distinctus, Eysarcoris fabricii, Brachynema germari, Pentatoma rufipes, Zicrona caerulea.
Преобладающим по числу видов является подсемейство Pentatominae (77,27% видов), меньше клопов подсемейства Podopinae (18,18%), наименьшая доля принадлежит зоофагам подсемейства Asopinae (4,55%). Род Sciocoris представлен наибольшим количеством видов (7, что составляет 15,91%), за ним следует род Aelia (4; 9,09%), роды Eysarcoris и Eurydema насчитывают по три вида, а 16 родов – только по одному.
Впервые для Центрального Предкавказья отмечено 10 видов: Vilpianus galii, Crypsinus angustatus, Ancyrosoma leucogrammes, Podops retowskii, P. incertus, Menaccarus arenicola, Sciocoris homalonotus, S. distinctus, Stagonomus bipunctatus, Brachynema germari.
При сравнении фауны клопов-щитников Центрального Предкавказья с таковыми других территорий (Гадаборшева 2006; Голуб, 2005; Клемина, 2003; Нейморовец, 2004; Николаева, 2006) с помощью индекса Чекановского-Съеренсена выявлена высокая степень сходства с таковой клопов-щитников Воронежской области (Ics=0,73) и Северо-Западного Кавказа (Ics=0,75).
Дендрограмма, построенная на основе индексов сходства фаун пяти регионов между собой (Рис.2), показывает, что наиболее близкими являются фауны клопов-щитников Центрального Предкавказья и Северо-Западного Кавказа. Далее по степени сходства следуют Воронежская область и Южный Урал. Фауна восточной части Большого Кавказа значительно отличается от фаун всех сравниваемых территорий.
IV.2. Определительная таблица семейства Pentatomidae Центрального Предкавказья
Приводится ключ, составленный для определения видов клопов-щитников исследуемой территории.
IV.3. Аннотированный список видов клопов-щитников
В списке приведены все виды клопов-щитников данного региона с указанием литературных источников, в которых они впервые упоминались для Центрального Предкавказья, мест и дат сборов. Кратко излагаются стациально-биотопическая приуроченность, принадлежность к той или иной экологической группе, жизненный цикл и распространение вида с указанием типа ареала.
Рис. 2. Дендрограмма сходства фаун. По оси абсцисс: 1 – Центральное Предкавказье, 2 - Северо-Западный Кавказ, 3 - Восточная часть Большого Кавказа, 4 - Воронежская область, 5 - Южный Урал. По оси ординат отложена степень сходства.
IV.4. Зоогеографический анализ
Ареалы отдельных видов щитников значительно различаются по своему расположению и протяженности. На распространение клопов-щитников существенное влияние оказывают климатические условия, наиболее важными из которых являются температура и влажность. Это влияние может быть как прямым, так и опосредованным через характер растительности и возникшие трофические связи. Вследствие этого распространение клопов щитников более сходно с распространением цветковых растений, чем с распространением высших позвоночных, на которое опирались при построении схем зоогеографического районирования Северцов (1873, 1877), Семенов-Тян-Шанский (1936).
Для классификации ареалов клопов-щитников Центрального Предкавказья нами была выбрана схема, предложенная (1974) и используемая в ряде работ, посвященных полужесткокрылым (Нейморовец, 2004; Николаева, 2006). В ней сочетаются общие физико-географические закономерности дифференциации суши: поясность, секторность и провинциальность.
Одна из первых в России крупных зоогеографических работ по полужесткокрылым была написана (1891). Кроме того, при составлении карт ареалов мы опирались на сведения из ряда источников (Винокуров, 1995; Держанский, 2000; Золотарёв, 2005; Исаков, 2000, 2002; Кержнер, 1964; Кириченко, 1951; Нейморовец, 2004; Пучков, 1961). Ареалы 44 видов клопов-щитников, отмеченных на изучаемой территории, объединены по поясно-секторному и провинциальному принципам в 13 типов, образующих 6 групп ареалов (табл. 1, 2).
Таблица 1.
Секторные группы ареалов клопов-щитников Центрального Предкавказья
|
Секторная группа |
Видовое разнообразие |
Обилие |
Индекс Маргалефа | ||
|
Виды |
% |
Экз. |
% | ||
|
Ареалы, выходящие за пределы Голарктики |
1 |
2,27 |
37 |
1,17 |
0 |
|
Панатлантический |
8 |
18,18 |
236 |
7,49 |
1,281152 |
|
Субатлантическо-западнопереходный |
6 |
13,64 |
14 |
0,44 |
1,894616 |
|
Суператлантический |
22 |
50,00 |
2626 |
83,34 |
2,667271 |
|
Транспалеарктический |
6 |
13,64 |
235 |
7,46 |
0,91582 |
|
Эндемичный восточно-средиземноморский |
1 |
2,27 |
3 |
0,10 |
0 |
Анализ секторного распределения 44 видов клопов-щитников Центрального Предкавказья показывает, что фауна изучаемой территории слагается из широкого спектра элементов: от аркто-бореально-субтропического до суббореально-субтропического. Изучаемая территория находится в суббореальной части, и подавляющее большинство видов (81,8%) характеризуются бореально-субтропическим и суббореально-субтропическим типами ареалов (рис. 3). Названные поясные группы имеют наивысший индекс видового богатства: 1,84 и 2,94 соответственно.
Таблица 2.
Поясные группы ареалов клопов-щитников Центрального Предкавказья
|
Поясная группа |
Видовое разнообразие |
Обилие |
Индекс Маргалефа | ||
|
Виды |
% |
Экз. |
% | ||
|
Аркто-бореально-субтропический |
1 |
2,27 |
136 |
4,32 |
0 |
|
Бореально-субтропический |
15 |
34,09 |
2053 |
65,15 |
1,83557 |
|
Бореальный |
2 |
4,55 |
13 |
0,41 |
0,389871 |
|
Голарктическо-бореально-тропический |
1 |
2,27 |
37 |
1,17 |
0 |
|
Эндемичный восточно-средиземноморский |
1 |
2,27 |
3 |
0,10 |
0 |
|
Суббореально-субтропический |
21 |
47,73 |
900 |
28,56 |
2,940141 |
|
Суббореальный |
3 |
6,82 |
9 |
0,29 |
0,910239 |
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
|
Экология
или наука о симбиозе природы, человека и техники |
|
|
Клопы
- Как избавиться от клопов
- Осторожно, клопы
- Экология клопов-щитников (heteroptera: pentatomidae) центрального Предкавказья. Автореферат
Смотрите полные списки:
ПрофессииПрофессии: Наука
Проекты по теме:
Основные порталы (построено редакторами)