Московская Гимназия на Юго-Западе №1543




Дата канвертавання19.04.2016
Памер110.23 Kb.

Московская Гимназия на Юго-Западе №1543


Кафедра биологии

Сравнение эффективности разного количества приманки для вороночных ловушек на жуков-плавунцов.

Авторы:


Небера Алена, Фоменков Егор и Хасина Мария.

Научные руководители:

П.Н.Петров, П.А.Волкова

Москва

2013

Введение

Вороночные ловушки (верши, изготовленные из пластиковых бутылок, у которых горлышко отрезают и вставляют обратной стороной в оставшуюся часть бутылки) используются для сбора жуков-плавунцов (Coleoptera, Dytiscidae) в фаунистических исследованиях во всем мире. Они получили широкое распространение в последние годы вслед за пластиковыми бутылками, из которых изготавливают эти ловушки. Такие ловушки довольно эффективны и, к тому же, просты в изготовлении, а бутылки, на основе которых их делают, можно раздобыть почти везде, кроме, разве что, самых труднодоступных районов планеты. Кроме того, бутылочные ловушки легки и достаточно прочны, поэтому их несложно доставить к любому водоему, в котором требуется провести отлов жуков-плавунцов. Помимо фаунистических исследований, такие ловушки можно использовать и в сборе материала для любых других научных работ (например, экологических, физиологических или этологических), требующих отлова большого числа жуков-плавунцов из того или иного водоема.

К широко используемым в бутылочных ловушках приманкам относится тушеная говядина(тушенка) и мороженая (или свежая) говяжья печень(печенка). Однако летом в полевых условиях, хранение мороженых продуктов обычно затруднительно. В отличие от печенки, тушенка намного удобнее в хранении и обычно имеется у энтомологов в качестве собственного провианта.

В 2009 году были проведены исследования по сравнению эффективности тушенки и мороженной печенки для вороночных ловушек на жуков-плавунцов (Dytiscidae) на озере Глухое (Удомельский район Тверской области). Достоверного различия между числом жуков-плавунцов каждого вида, пойманных в ловушки с печенкой и ловушки с тушенкой, найдено не было. Поэтому было решено использовать тушенку, так как она более удобна в хранении.

В 2010 году на том же озере Глухое были проведены исследования по сравнению эффективности ловушек с 10 и 20 мл с целью вычислить пороговое (наименьшее эффективное) количество приманки. Также, использовали ловушки без приманки, чтобы понять, нужна ли она вообще. В ловушки с приманкой попадало достоверно больше видов жуков-плавунцов и достоверно больше особей жуков-плавунцов, чем в ловушки без приманки. Из этого следует, что вороночные ловушки с приманкой эффективнее, чем без нее. Не было обнаружено достоверных различий числом жуков, попавшихся в ловушки с 20 мл и 10 мл тушенки, поэтому вопрос о пороговом количестве приманки остался открытым.

В 2010 году были также начаты поиски других модельных водоемов для проверки результатов, полученных на оз. Глухое, и других дальнейших исследований в этом направлении. Пробные ловушки устанавливали на оз. Гайново (южный берег), оз. Молдино (залив около 500 м южнее дер. Полукарпово) и в «пруду в лесу» (около 100 м западнее дер. Полукарпово). Однако все эти водоёмы оказались слишком бедны крупными плавунцами, чтобы ставить в них эксперименты, аналогичные поставленным на оз. Глухое.

В 2011 году на озере Глухое были продолжены работы по выявлению оптимального количества приманки в вороночных ловушках, в ходе которых выяснили, что наименьшее эффективное количество тушенки находится в диапазоне от 5 до 1 мл. Также было обнаружено новое озеро, пригодное для исследований жуков плавунцов, в Удомельском районе (оз. Гнилое вблизи от села Еремково).

Анализ соотношения попавшихся в ловушки самцов и самок двух массовых видов жуков-плавунцов в 2010 и 2011 годах свидетельствует, что это соотношение не отличается от наблюдаемого в природных популяциях многих видов исследованного семейства (1:1, Ribera, 1994). Ранее были отмечены значительные различия в поведении самцов и самок жуков-плавунцов (Bergsten et al., 2001; Bergsten, Miller, 2007), которые обусловлены в первую очередь особенностями их спаривания. Самцы жуков-плавунцов атакуют самок и оплодотворяют их насильно, удерживая их при помощи коготков и присосок. Самки лишаются возможности дышать и могут погибнуть. Несмотря на эти различия в поведении, самцы и самки попадали в ловушки с равной вероятностью. Это значит, что вороночные ловушки могут быть использованы для анализа половой структуры популяций жуков-плавунцов. Также в работах 2010 и 2011 годов упоминается наличие различных структур надкрыльев у самок одного вида: гранулированных, ребристых и гладких. Эти приспособления помогают самкам избегать спаривания со слишком большим числом самцов (самки с рельефными надкрыльями просто сталкивают их с себя.


Цель

Сравнить видовой, половой состав и численность, а также морфологическую изменчивость самок жуков-плавунцов в двух озерах севера Тверской области.

Задачи


  1. Изучить видовой состав и численность жуков-плавунцов в озерах Гнилое и Глухое;

  2. Изучить соотношение самцов и самок у разных видов пойманных плавунцов;

  3. Изучить соотношение гладких, ребристых и зернистых самок у видов, для которых отмечен полиморфизм самок (Graphoderus zonatus, Dytiscus lapponicus, Dytiscus marginalis, Dytiscus circumcintus);

  4. Изучить зависимость числа пойманных плавунцов от количества приманки в ловушке.

Материалы и методы

Мы исследовали эффективность бутылочных ловушек на озерах Гнилое (с 19 по 30 июня 2012г) и Глухое (с 30 июня по 5 июля 2012г). Ловушек было 20 штук и они представляли собой пластиковые бутылки из-под минеральной воды объемом1,5 литра. У каждой бутылки горлышко было отрезано, вложено внутрь бутылки обратной стороной и закреплено зажимами. Ловушки мы устанавливали вверх дном в воде у берега озера с интервалом в пять метров так, чтобы четыре пятых было заполнено водой, а одна пятая воздухом. Чтобы ловушки не уплыли, мы привязывали их к прибрежной растительности.

На озере Гнилое чередовались ловушки с содержанием 1 и 5 мл тушенки, а на озере Глухое 5 и 10 мл. Мы использовали говяжью тушенку марки «ГлавПродукт», экстра-класса(ГОСТ 5284-84), в плоских банках. Тушенку мы предварительно очищали от жира и разбирали на отдельные волокна. Количество мы отмеряли с помощью пробирки: наливали в нее воду до определенной отметки (обычно до 10 мл) и подкладывали мясо так, чтобы вода поднялась до отметки 15 мл (для 5 мл тушенки) или 20 мл (для 10 мл тушенки). Каждый день между 14:00 и 16:00 мы вынимали пойманных жуков(для дальнейшего определения.

Кроме имаго разных видов жуков-плавунцов (Coleoptera: Dytiscidae), были пойманы представители отряда полужесткокрылые (Heteroptera: Corixidae, Notonectidae и Naucoridae), а также пиявки (Hirudinea) и брюхоногие моллюски (Gastropoda). Все пойманные нами плавунцы были определены с помощью «Определителя пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий» (Кирейчук, 2001) до вида. Пойманных полужесткокрылых, пиявок и моллюсков мы не анализировали.

Мы использовали для обработки данных тест пропорций. Все статистические расчеты и построение графиков проведены в статистической среде R (R Development Core Team, 2004).
Результаты

За все время исследований на озере Гнилое(19.06.2012-31.06.2012) в ловушки попали 484 особи семи различных семейств жуков-плавунцов. На озере Глухое(30.06.2012-04.07.2012) было поймано значительно меньше: 39 особей трёх видов. Интересно отметить, что 35 из них относятся к редкому в Европе виду Graphoderus bilineatus, который был пойман на озере Гнилое только два раза(табл.1).


По данным, полученным нами в этом году, наиболее уловистыми оказались ловушки с 10 мл тушёнки (всего в них было поймано 320 особей, тогда как в 5 мл 25 особей, а в 1 мл 189 особей). Но так как число ловушек 10 мл и 5 мл было разным, а также они были установлены на разных озёрах(на озере Гнилое ставились ловушки с 10 и 1 мл тушенки, а на озере Глухое ставились ловушки с 5 и 1 мл тушенки), то точно определить наивыгоднейшее количество тушёнки нельзя.

Таблица 1.Число самцов и самок жуков-плавунцов разных видов на озерах Гнилое и Глухое

На озере Гнилое больше всего особей было поймано видов Graphoderus zonatus и Dytiscus lapponicus (составили более половины всех пойманных особей), а число особей видов Dytiscus circumcintus, Dytiscus marginalis, Acillus sulcatus, , Cybister lateralimarginalis и Graphoderus bilineatus незначительно(рис.1).

Рисунок 1.Распределение числа особей, пойманных на озере Гнилое, по видам


Рисунок 2. Распределение числа особей, пойманных на озере Глухое, по видам

Более 90% всех особей, пойманных на озере Глухое, относятся к виду Graphoderus bilineatus.

Общее число самцов (219) незначительно больше числа самок (209). При этом для вида Graphoderus zonatus соотношение отличается от 1:1(p-value = 0.1762). Наиболее близкое к 1:1 распределение у вида Dytiscus lapponicus(p-value = 0.002262).Число пойманных особей для видов Dytiscus marginalis, Dytiscus circumcintus,Graphoderus bilineatus,Acillus sulcatus, ,Cybister lateralimarginalis,Rhantus exsoletus и Graphoderus cinereus слишком мало, чтобы делать какие-либо выводы.

В значительном числе ловушек жуков-плавунцов не оказалось. Несмотря на это, представленные на рис. 3 гистограмма свидетельствует о значительно большей эффективности ловушек, в которых было помещено 10 мл тушёнки, по сравнению с ловушками, содержавшими 1 мл.

Рисунок 3.Сравнение числа особей жуков-плавунцов в ловушках с 10 и 1 мл тушенки(оз.Гнилое)



Рисунок 4.Сравнение числа особей жуков-плавунцов в ловушках с 5 и 1 мл тушенки(оз.Глухое)

В этом году нами были получены данные по четырем видам жуков-плавунцов, для которых отмечен полиморфизм самок(Graphoderus zonatus, Dytiscus lapponicus, Dytiscus marginalis, Dytiscus circumcintus). Всего самок на озере Гнилое было поймано 129 самок, 74 из которых гладкие, а 55 ребристые(см табл.2).



Таблица 2. Число гладких и ребристых(а также зернистых) самок различных видов жуков-плавунцов, пойманных на оз.Гнилое и оз.Глухое

По данным, полученным нами в этом году, соотношение гладких и ребристых самок для вида Graphoderus zonatus не равно 10:1(p-value = 0.8421), а для вида Dytiscus lapponicus не равно 9:1(p-value = 1). Про соотношение гладких и ребристых самок остальных видов сложно что-то сказать так как их(самок) слишком мало(см. рис.5 )
Рисунок 5. Распределение числа самок, пойманных на озере Гнилое и озере Глухое, по видам

Обсуждение

Данные, полученные нами в этом году на озере Гнилое, говорят о предпочтительности использования 10 мл приманки по сравнению с 1 мл и подтверждают полученные нашими предшественниками в 2011 году на озере Глухое. Средний улов с использованием 10 мл тушёнки оказался в 2,4 раза больше чем при помещении 1 мл тушёнки в ловушку, что практически совпадает с полученными в 2011 году данными, несмотря на то что в улове на озере Глухом преобладали другие виды. Таким образом, полученные данные являются общими для двух разных озер, по крайней мере трех разных видов и в условиях двух лет, возможно отличавшихся по погодным условиям.

Основной базой наших исследований в этом году стало озеро Гнилое, предложенное как возможный модельный водоём в прошлом году. Мы поймали на нём всего девять видов: Graphoderus zonatus, Dytiscus circumcintus, Dytiscus lapponicus, Rhantus exsoletus, Dytiscus marginalis, Graphoderus cinereus, Rhantus linearis, Cybiscus lateralis, и Graphoderus bilineatus, пять из которых были встречены там в прошлом году. Один вид(Cybister lateralimarginalis) в прошлом году отмечен не был. Одного вида, отмеченного в прошлом году (Colymbetes striatus), нами встречено не было. Этот водоём оказался очень удобным для исследований и большинство плавунцов было поймано нами именно на нём. В дальнейшем мы планируем проводить на нём все исследования, так как использованное ранее озеро Глухое может быть интересно только обилием редкого в Европе вида Graphoderus bilineatus, но не даёт необходимого для исследований числа особей и населено меньшим количеством видов (в этом году мы поймали представителей всего трёх видов: Dytiscus circumcintus, Graphoderus cinereus и Graphoderus bilineatus), чем озеро Гнилое.

В озере Гнилое соотношение самцов и самок для видов Graphoderus zonatus в пределах статистической погрешности близко к 1. Это согласуется с данными Риберы (Ribera, 1994), что у подавляющего большинства жуков-плавунцов соотношение самок и самцов в природе близко к 1:1. Однако число самцов Dytiscus lapponicus значительно превышает число самок, наблюдаемое соотношение равно 1,72. Отметим, что Джафарова с соавторами для Graphoderus bilineatus наблюдала обратное соотношение – самок этого вида было поймано в 2,6 раза больше чем самцов. Наши данные по жукам этого вида, пойманным в озере Глухом, (20 самок и 15 самцов) могут служить подтверждением их наблюдений, однако сами по себе они слишком малочисленны для достоверного вывода о преобладании самок. Джафарова с соавторами(2012г) также отмечали большее число самок вида Graphoderus cinereus (в 1,8 раза по сравнению с самцами), однако общее число особей этого вида в их работе составило всего 30. Наши данные о 78 пойманных особях не подтвердили их предположения: соотношение числа самцов и самок, пойманных нами, равно 1.

В результате исследования соотношения гладких и ребристых самок выяснено, что у вида Graphoderus zonatus значительно больше гладких, а у вида Dytiscus lapponicus больше ребристых самок. Числа пойманных плавунцов для остальных видов было недостаточно, чтобы делать какие-либо выводы.

Также нами проводилось исследование географической изменчивости вида Dytiscus lapponicus- степень развитости летательной мускулатуры. Были отпрепарированы 140 жуков-плавунцов, но, так как эта работа еще не завершена, в результатах и целях она не отмечена.


Выводы

  1. Проведено исследование эффективности разного количества приманки для вороночных ловушек на жуков-плавунцов на озёрах Гнилое и Глухое (Тверская область, Удомельский район). Обнаружено, что для эффективной ловли жуков-плавунцов не достаточно использовать 1 мл тушёной говядины, использование 10 или 5 мл значительно повышает средний улов в одной ловушке.

  2. Показано, что разнообразие видов в этих двух близко расположенных озёрах значительно различается. Так из 9 видов, обнаруженных в озере Гнилое, в озере Глухое удалось обнаружить лишь 3, причём наиболее распространённым (более 90 %) в этом озере оказался вид Graphoderus bilineatus, доля которого в обнаруженной популяции озера Гнилое составляет менее 1 %. Для озера Гнилое примерно по 1/3 обнаруженной популяции составили жуки видов Graphoderus zonatus и Dytiscus lapponicus.

  3. Соотношение самцов и самок для вида Graphoderus zonatus в пределах статистической погрешности близко к 1. Однако количество самцов Dytiscus lapponicus значительно превышает количество самок, наблюдаемое соотношение равно 1,72.

  4. В результате исследования соотношения гладких и ребристых самок выяснено, что у вида Graphoderus zonatus значительно больше гладких, а у вида Dytiscus lapponicus больше ребристых самок. Числа пойманных плавунцов для остальных видов было недостаточно, чтобы делать какие-либо выводы.

Благодарности

Мы выражаем благодарность С.М. Глаголеву и Е. В. Елисеевой за организацию практики, Д. Федоровой, Д. Захарченко и А. Елисееву за помощь в определении и сборе жуков-плавунцов, Ю.С. Быкову за помощь с правкой отчета, а также нашим научным руководителям П. Н. Петрову и П.А.Волковой.





Литература

Джафарова А., Карнаева А., Слободкина Е., 2012. Выявление наименьшего порогового количества приманки для ловли жуков-плавунцов (Coleoptera: Dytiscidae) с помощью вороночных ловушек. Отчет о летней практике 2011 г. М.: ГБОУ Московская гимназия на Юго-Западе №1543.

Кирейчук А.Г., 2001. Семейство Dytiscidae (плавунцы). [Вводная часть, имаго] // Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий. Т. 5. Высшие насекомые (ручейники, чешуекрылые, жесткокрылые, сетчатокрылые, большекрылые, перепончатокрылые). Под общ. ред. С.Я. Цалолихина. СПб.: Наука. С. 130–227, 512–585.

Рындевич С.К. 2004 Noteridae, Dytiscidae, Gyrinidae, Helophoridae, Georissidae, Hydrochidae, Spercheidae, Hydrophilidae, Hydraenidae, Limnichidae, Dryopidae, Elmidae). Ч. 1. Минск: УП «Технопринт». 272 с.

Aiken R.B., Roughley R.E. 1985. An effective trapping and marking method for aquatic beetles // Proceedings of the Academy of Natural Sciences of Philadelphia. V. 137. P. 5–7.

Bergsten J., Miller K.B. 2007. Phylogeny of diving beetles reveals a coevolutionary arms race between the sexes // PloS ONE. Is. 6. P. 1–6.

Ribera I. 1994. Sex ratios and intersexual size and shape differences in selected Hydradephaga species from the Pyrenees (Coleoptera: Noteridae, Hygrobiidae, Dytiscidae) // Elytron. Vol. 8. P. 79–92.


База данных защищена авторским правом ©shkola.of.by 2016
звярнуцца да адміністрацыі

    Галоўная старонка