 Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по разным специальностям
На правах рукописи ИЖБОЛДИНА НАТАЛИЯ ВЛАДИМИРОВНА Особенности биологии иповой моли-пестрянки Lithocolletis issikii Kumata (Lepidoptera, Gracillariidae) в Удмуртии 03.00.16 - экология Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Пермь - 2008 Работа выполнена на кафедре экологии животных ГОУ ВПО Удмуртский государственный университет Научные руководители: доктор биологических наук, профессор Ильминских Николай Геннадьевич кандидат биологических наук, доцент Ермолаев Иван Владимирович Официальные оппоненты: доктор биологических наук, доцент Есюнин Сергей Леонидович
доктор биологических наук, профессор Пономарев Василий Иванович Ведущая организация: Институт естественных и гуманитарных наук Сибирского федерального университета Защита состоится 25 декабря 2008 г. в 16.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.189.02 при Пермском государственном университете: 614990, г. Пермь, ул. Букирева, 15; факс (342) 237-16-11. Адрес сайта: www.psu.ru e-mail: novoselova@psu.ru С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пермского государственного университета. Автореферат разослан Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук, доцент Л.В. Новоселова ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Число случаев возникновения крупных экологических катаклизмов, вызванных биологическими инвазиями, постоянно растет. За 80 предшествующих лет на территории бывшего СССР обосновалось около 100 чужеземных видов растительноядных насекомых, из них 8 отнесены к категории опасных карантинных вредителей (Ижевский, 1990). В экосистемах, где отсутствуют естественные специализированные энтомофаги, чужеродные виды имеют возможность занять доминирующее положение. Они способствуют изменению состава сообщества путем сокращения регионального видового разнообразия, структуры трофических цепей, циклов биогенов, гидрологического и энергетического балансов и тем самым представляют реальную угрозу продуктивности фитоценозов (Alonso et. al., 2001). Расселение липовой моли-пестрянки за пределы своего исторического ареала является ярким примером биологической инвазии. Среди молей-пестрянок, дающих в настоящий момент биологические инвазии в Европе, Lithocolletis issikii Kumata (Lepidoptera, Gracillariidae) обладает самой большой скоростью распространения - 110 км в год (efrov, 2003). Вид, обнаруженный впервые в 1963 г. на японских островах, уже к 2003 г. достиг западной границы Чехии. Понимание специфики инвазий отдельных видов невозможно без изучения их биологии. Отсутствие комплексных исследований по биологии липовой моли-пестрянки определяет актуальность данной работы. Цель и задачи исследования. Цель данного исследования состояла в изучении особенностей биологии липовой моли-пестрянки на территории Удмуртии. В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи:
Научная новизна. Впервые в условиях Удмуртии изучены особенности биологии липовой моли-пестрянки. Исследовано географическое распространение вида на территории Удмуртии и выявлены характерные черты его жизненного цикла. Проанализировано поведение минера при питании и расселении. Определены факторы динамики численности объекта. Изучено влияние плотности минера на структуру популяций моли. Теоретическое значение. Изученные биологические особенности липовой моли-пестрянки позволяют лучше понять механизмы инвазии вида. Полученные сведения могут быть использованы при чтении лекций по экологии в высших и средних специальных учебных заведениях. Практическое значение. Материалы работы создают основу для моделирования и прогнозирования процесса инвазии липовой моли-пестрянки. Основные положения, выносимые на защиту: 1. Липовая моль-пестрянка распространена по всей территории Удмуртии и в течение сезона может давать два поколения. 2. Увеличение плотности заселения липы минером приводит к увеличению площади мины. 3. Минер равномерно осваивает нижний ярус кроны липы вне зависимости от экспозиции ветви и плотности заселения растения. 4. Бабочки предпочитают откладывать яйца в зоне развитого жилкования - базальной и средней частях листа. 5. Соотношение морф темно-коричневых и светло-серых бабочек зависит от плотности популяции. Увеличение плотности заселения растения-хозяина приводит к повышению доли темноокрашенных особей, достоверно отличающихся большей длиной крыла и плодовитостью. Апробация работы. Основные результаты исследований были представлены на XII и XIII съездах Русского энтомологического общества (Санкт-Петербург, 2002; Краснодар, 2008, соответственно), на региональной научно-практической конференции УАграрная наука - состояние и проблемыФ (Ижевск, 2002), на II и III Международных конференциях УБиоразнообразие и биоресурсы Урала и сопредельных территорийФ (Оренбург, 2002; 2006), на II Международной конференции УРазнообразие беспозвоночных животных на СевереФ (Сыктывкар, 2003), на Всероссийской конференции УСтруктурно-функциональная организация и динамика лесовФ (Красноярск, 2004), на VII Всероссийском популяционном семинаре УМетоды популяционной биологииФ (Сыктывкар, 2004), на межвузовской научно-практической конференции УЛесоводство и лесные мелиорацииФ (Новочеркасск, 2005), на VII научно-практической конференции преподавателей и сотрудников УдГУ, посвященной 245-летию г. Ижевска (Ижевск, 2005), на II Всероссийской научной конференции УПринципы и способы сохранения биоразнообразияФ (Йошкар-Ола, 2006), на VII Межрегиональном совещании энтомологов Сибири и Дальнего Востока (в рамках Сибирской зоологической конференции) УЭнтомологические исследования в Северной АзииФ (Новосибирск, 2006), на IX Всероссийском популяционном семинаре УОсобь и популяция - стратегии жизниФ (Уфа, 2006), на Международной научной конференции У75 лет высшему образованию в УдмуртииФ (Ижевск, 2006), на Всероссийской научно-практической конференции УИнновационное развитие агропромышленного комплекса. Итоги и перспективыФ (Ижевск, 2007), на Всероссийской конференции с международным участием УСинантропизация растений и животныхФ (Иркутск, 2007), на Х Всероссийском популяционном семинаре УСовременное состояние и пути развития популяционной биологииФ (Ижевск, 2008). Публикации. По материалам диссертации сделано 23 публикации, в том числе 3 - в изданиях, рекомендованных ВАК. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 8 глав и выводов. Работа изложена на 148 страницах машинописного текста, содержит 17 таблиц и 13 рисунков. Список использованной литературы включает 330 источников, в том числе 162 на иностранных языках. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава 1. Особенности биологии молей-пестрянок В главе дана общая характеристика семейства Gracillariidae. Рассмотрены особенности поведения молей-пестрянок при питании и расселении. Описаны факторы, определяющие динамику популяций видов Gracillariidae: антибиотические реакции кормовых растений, внутри- и межвидовая конкуренция, паразитизм, патогены. Глава 2. Характеристика природных условий Удмуртии Удмуртская Республика расположена на востоке Русской равнины, в междуречье Вятки и Камы, в пределах 5512 - 5838 с.ш. и 5110 - 5426 в.д. Климат умеренно континентальный, с продолжительной холодной, многоснежной зимой и теплым летом. По территории республики проходит граница между таежной и подтаежной ландшафтными зонами (УдмуртскаяЕ, 2000). Липа мелколистная является одной из доминирующих лиственных пород в центральных и южных районах Удмуртии (Туганаев, 1997). Глава 3. Материалы и методы Материал диссертации собран на территории Удмуртской Республики в течение 5 полевых сезонов (2001 - 2005 гг.). Изучение распространения минера проводили на всей территории Удмуртии. С каждого пункта сбора материал гербаризировали и этикетировали. Для проведения стационарных исследований в липовых насаждениях г. Ижевска были заложены три пробные площади (УМалиновая гораФ, УПитомникФ, УПарк им. С.М. КироваФ). На каждой из них методом случайной выборки было отобрано 40 модельных деревьев липы мелколистной (Tilia cordata Mill.). Жизненный цикл минера исследовали на пробных площадях. Фиксировали даты наступления и продолжительность всех фаз развития моли, а затем вычисляли средние значения за весь период наблюдений. Для определения количества личиночных возрастов на протяжении всего периода развития гусениц осуществляли сбор листьев, поврежденных минером. Личинок усыпляли и под бинокуляром проводили измерение длины тела, головы, а также ширины первого, второго и третьего грудных сегментов. Плотности заселения (количество мин на 100 листьях) модельных деревьев и значения поврежденности листьев (доля листьев с минами от их общего числа на ветви) первым поколением моли определяли как среднее соответствующих показателей трех модельных ветвей нижнего яруса кроны (до 2 м). Пространственное распределение мин липовой моли-пестрянки изучали на пробной площади УПарк им. С.М. КироваФ в течение 2001 - 2003 гг. В нижнем ярусе кроны 10 модельных деревьев на постоянных скелетных ветвях четырех экспозиций, которые имели не менее 60 листьев, проводили учет плотности мин первого поколения моли. При исследовании распределения мин L. issikii на поверхности листа липы использовали методику В.Г. Шевченко (1958). С этой целью в 2003 г. на пробной площади УМалиновая гораФ было собрано по 20 - 30 листьев с 1, 2, 3 и т.д. минами (листья не имели иных повреждений) с каждого из 10 модельных деревьев. Листья сушили в ботаническом прессе. Далее на лист накладывали прозрачную бумагу, содержащую рисунок из 50 прямоугольных сегментов (Рис. 1.) и проводили подсчет мин в каждом из них. Результаты подсчетов суммировали по отдельному дереву и отдельной плотности. Оценка минированной поверхности площади листьев и мин производили методом сканирования с использованием программы Adobe Photoshop 7.0о. Рис. 1. Шаблон для исследования распределения мин липовой моли-пестрянки по листу. Полиморфизм бабочек липовой моли-пестрянки изучали в условиях полевой лаборатории. С этой целью в период окукливания моли с каждого модельного дерева были собраны минированные листья. В лаборатории мины вырезали ножницами и помещали в чашки Петри. Выводившихся бабочек фиксировали с последующим определением цвета и длины левого переднего крыла. Длину тела бабочек первого поколения моли оценивали в 2002 г. для представителей с площадки УМалиновая гораФ, в 2003-2005 гг. - для бабочек со всех площадей. В общей сложности исследовано более 18 тыс. особей. Время появления бабочек моли в условиях полевой лаборатории оценивали как количество суток, прошедшее с момента появления первой особи. Всего выведено более 24 тыс. экземпляров липовой моли-пестрянки. Для оценки плодовитости моли 25.05.04 на площадке УМалиновая гораФ производили сбор бабочек со стволов 10 модельных деревьев. В полевой лаборатории самок вскрывали и подсчитывали общее количество обнаруженных в яйцеводах яиц. Всего исследовано 170 особей. Статистическую обработку данных проводили при помощи программы Microsoft Excel 5.0. При сравнении средние значения, выраженные в процентах, предварительно преобразовывали как arcsin. Автор выражает глубокую благодарность С.В. Барышниковой (ЗИН РАН) за проверку правильности определения видовой принадлежности минера. Глава 4. Описание пробных площадей В главе приведено описание трех пробных площадей на основании агрохимических, геоботанических и таксационных показателей. Глава 5. Общая характеристика Lithocolletis issikii Kumata На территории Удмуртии липовая моль-пестрянка впервые была зафиксирована в 1999 г. Результаты исследований 2001 - 2005 гг. показали, что минер широко распространен на всей территории республики (Рис. 2.). Рис. 2. Распространение липовой моли-пестрянки на территории Удмуртии. Продолжительность жизненного цикла вида зависит от географических условий в различных участках его ареала. Так в Японии (Kumata, 1963a), на юге Дальнего Востока (Ермолаев, 1979а), в Воронежской области (Орлинский и др., 1991) липовая моль-пестрянка дает две генерации. На территории Москвы и Подмосковья в течение года успевают пройти развитие, как правило, также два поколения моли. При благоприятных условиях возможно развитие и третьей неполной генерации минера (Беднова, Белов, 1999). В Чехии L. issikii развивается в трех генерациях (efrov, 2002). В Удмуртии в зависимости от метеорологических условий минер может иметь одну или две генерации в год (Табл. 1.). Вид проходит жизненный цикл в среднем за 45 дней. Таблица 1. Календарь развития липовой моли-пестрянки в г. Ижевске
|  |
Blog
Home - Blog