Книги по разным темам Pages:     | 1 | 2 | Экология УДК 591.53:597.6 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АМФИБИЙ В МОНИТОРИНГЕ СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ В УСЛОВИЯХ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ:

ФЕНЕТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ПОПУЛЯЦИЙ й 2012 А. И. Файзулин, А. Е. Кузовенко Институт экологии Волжского бассейна РАН, г. Тольятти Поступила в редакцию 29.09.2011 В 2005 - 2006 гг. исследована фенетическая структура популяций озерной лягушки (Rana ridibunda Pallas, 1771) в Среднем Поволжье. Установлено, что в условиях высокой антропогенной трансфор мации в большинстве популяций снижается внутрипопуляционное разнообразие и увеличивается доля редких фенотипов.

Ключевые слова: фенетическая структура, популяции, озерная лягушка, антропогенные воздействия.

1. ВВЕДЕНИЕ ным, отмечается более низкое накопление кад мия в коже полосатых особей озерной лягушки, Земноводные относятся к группе животных, по сравнению с бесполосыми [22]. Для анализа уязвимых при антропогенных воздействиях [2]. фенотипического состава также используют от Особого внимания заслуживают толерантные дельные фены окраски рисунка и их сочетания виды, способные обитать в условиях высокой - морфы [1, 6, 17].

антропогенной нагрузки. На территории Сред Многочисленные исследования отмечают него Поволжья озёрная лягушка Rana ridibunda изменения фенотипического разнообразия попу Pallas, 1771 - самый распространенный вид фа ляций в условиях антропогенной трансформа уны земноводных [16], обитающий в условиях ции местообитаний [6, 10, 14, 16].

высокой антропогенной трансформации место Целью нашей является анализ встречаемос обитаний. Полиморфизм по признакам окраски ти признака striata и особенности проявления широко распространен у бесхвостых амфибий, полиморфизма по признакам рисунка спины в в частности у лягушек рода Rana встречаются популяциях озерной лягушки (Rana ridibunda особи с дорсомедиальной полосой (морфа Pallas, 1771) в условиях разнохарактерной ант striata) [23]. Наличие данного признака опре ропогенной нагрузки на территории Среднего деляет доминантный аллель диаллельного ауто Поволжья.

сомного гена, что установлено для озерной R.

ridibunda [21] и остромордой R. arvalis [20]. По 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА литературным данным полосатые особи R. arvalis характеризуются определенными физиологичес Нами проанализирован полиморфизм в реп кими особенностями. Это - относительно высо родуктивной и непродуктивной части популя кая энергоемкость и чувствительность к недо ции в 2005Ц2006 гг., на 5 обследованных участ статку кислорода - заморными явлениями ках с разным характером антропогенной нагруз [19], более низкое содержание металлов (кроме ки в районе г. Тольятти и окрестностях.

железа) [18], а также металлов стронция 90 (в 5 Исследование проводили с 20 июля по 30 авгус раз), марганца (в 3,5 раза), хрома (в 5 раз), нике та. Общий объем выборки составил 136 экз.

я (в 4 раза), олова (в 2,5 раза), цинка (в 2,5 раз) В качестве географического пункта с макси [3], раннее половое созревание и короткая общая мальной антропогенной нагрузки нами выбрана продолжительность жизни [11], пониженная популяция из прибрежного мелководья Куйбы натриевая проницаемость (более 3 х раз) [2]. шевского водохранилища у с. Климовка. Здесь, Предполагают, что сходные физиологические в период исследования, зарегистрированы пре особенности характерны и для полосатых особей вышение ПДК фенола в 6, марганца 4,9 раз, ПДК озерной лягушки [2, 4]. По опубликованным дан свинца в 12 раз (по данным Гидрометобсервато рии, гор. Тольятти).

Файзулин Александ Ильдусович, старший научный со Повышенный уровень антропогенного воз трудник лаборатории популяционной экологии.

действия испытывает популяция населяющая E mail: amvolga@inbox.ru пруд отстойник ливневой канализации Цент Кузовенко Александр Евгеньевич, аспирант.

рального района, г. Тольятти (на ул. Баныкино).

E mail: prirodnick@yandex.ru Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т. 14, №1(3), Пруд загрязнен бытовыми и промышленными самцов оценивалась по критерию Фишера, с по отходами в результате рекреационной нагрузки правкой Йетса и угловым - преобразованием и врезок в ливневую канализацию. Функциони частот [5].

рование ливневой канализации и сброс отходов вызывает термальное загрязнение водоема. 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ Средний уровень антропопрессии отмечает ся для участка поймы Саратовского водохрани Распределение полосатых особей в районе лища у пос. Федоровка, Комсомольского райо исследования представлено на рис. 1. Как видно на, г. Тольятти. Данный участок характеризует из графика, полосатые особи доминируют (доля ся малоэтажной застройкой примыкающий к выше 65 %) в условиях высокой антропогенной берегу водоема, а также высокой рекреационной нагрузки и контроля, а в условиях средней ант нагрузкой. ропогенной трансформации для популяций Пониженная антропогенная трансформация Пискалы и Федоровка, доля не превышает (выпас скота и рекреационная нагрузка) наблю %. Наименьшая доля (меньше 15 %) полосатых дается водоемах у с. Пискалы. Как зона с мини особей наблюдается в популяции Баныкино.

мальной антропогенной нагрузкой (контроля) Доля полосатых особей на статистически нами выбран участок в пойме р. Кондурча, окр. значимом уровне ниже в популяции Баныки с. Старый Буян. но, по сравнению с Кондурчей (P<0,01;

Вариации окраски спины оценивали по об F=17,48), Климовкой (P<0,01; F=13,50), Фе щепринятой градации Л. Я. Боркина, Н. Д. Ти доровкой (P<0,01; F=7,65) и Пискалы хенко (1979): 1. Striata (S). Полосатость - нали (P<0,05; F=4,78).

чие светлой дорсомедиальной полосы; 2. Многими исследователями, отмечается, что Maculata (M). Пятнистость - наличие крупных в условиях антропогенной трансформации мес (от 2 3 мм диаметром) пятен; 3. Punctata (P). тообитаний, в популяциях озерной и остромор Крапчатость - на верхней части присутствуют дой лягушек преобладают полосатые особи [2, 3, мелкие точки; 4. Burnsi (B). Чистая - полное от 4, 8, 12]. По другим данным, доминирование по сутствие пятнистости и крапчатости на верхней лосатых или бесполосых особей связываю и с части туловища. Отдельно анализировались природными факторами - характеру прибреж доля в популяции полосатых (striata) и беспо ной водно воздушной растительности, скорости лосых (non striata) особей. течения водотока [9]. Выпадение морфы Оценка разнообразия морф проводили по striata отмечено в условиях антропогенного показателям предложенным Л. А. Животовским воздействия [7, 13, 15].

[5]: - показатель разнообразия полиморфных Частоты морф дорсальной стороны тела признаков, h - доля редких морф, M - обобщен представлены в табл. 1.

ный показатель разнообразия, Hh - обобщенный Из табл. 1 видно, что фенетическая структу показатель доли редких морф, а также индекс ра популяций озерной лягушки обитающих в сходства - r и критерий идентичности - I, кото районе исследования существенно различается рое соответствует распределению 2 с m 1 сте по составу морф. Для популяции Кондурча пенями свободы, где mЦ число исследуемых по отмечены 6 морф, доминируют морфы S+M, лиморфных признаков. Рассчитывались соответ более редки морфы S+M+P, M+P, M. В популя ствующие статистические ошибки S, Sh и S. ции Пискалы из 6 морф, преобладают S+M+P, r Статистическая оценка встречаемости самок и M+P, а также P, более редки S+M, S+P и M. При Striata (%) кондурча пискалы федоровка баныкино климовка Рис. 1. Встречаемость полосатых фенотипов (striata) в районе исследования Экология Таблица 1. Встречаемость морф дорсальной стороны озерной лягушки в районе исследования Фенотипы (морфы) Пункты S S+M S+P S+M+P M M+P P n (экз.) Кондурча PSp (%) 5,95,7 52,912,1 - 11,87,8 11,87,8 11,87,8 5,95,n (экз.) 0 1 1 5 1 5 Пискалы PSp (%) - 6,36,1 6,36,1 31,311,6 6,36,1 31,311,6 18,89,n (экз.) 0 4 0 12 3 20 Федоровка PSp (%) - 10,04,7 - 30,07,3 7,54,2 50,07,9 2,52,n (экз.) 0 0 0 6 14 25 Баныкино PSp (%) - Ц - 12,54,8 29,26,6 52,17,2 6,33,n (экз.) 0 1 0 9 0 5 Климовка PSp (%) - 6,76,4 - 60,012,6 - 33,312,2 - возрастании антропогенной трансформации, от лы, в условиях низкого антропогенного воздей мечается обеднение фенотипического разнооб ствия. Напротив, в популяциях с повышением, разия. Так для популяций города Тольятти Фе антропогенного воздействия на популяции, фе доровка и Баныкино доминирует морфа нотипическое разнообразие снижается, а доля M+P. В популяции Федоровка высокая часто редких фенотипов возрастает в ряду Федоров та фенотипа S+M+P, более редки морфы S+M, ка - Баныкино - Климовка.

M, P. Для популяции пруда отстойника ливне Подобные изменения сходны с ранее полу вой канализации Баныкино обычна морфа ченными данными для района устья р. Чапаев S+M+P, редка морфа P. В условиях наибольшей ки [16] и Калужской области [14]. Оценки сход антропогенной трансформации - прибрежного ства и выявление статистически значимых раз мелководья Куйбышевского водохранилища - личий между популяциями по полиморфизму Климовка доминирует морфа S+M+P, обыч признаков окраски представлена в таблице 2.

на M+P, редки S+M. Наибольшее сходство (r > 0,89) имеют Из табл. 1 видно, что сокращается число выборкa Федоровка c выборками из географи морф с увеличением антропогенной трансфор ческих пунктов Пискалы, Баныкина. Сред мации местообитаний от 6 в условиях низкой и нее сходство (7< r < 8,5) наблюдается для выбо средней, до 3 высокой. Обобщенная оценка из рок из зоны контроля Кондурча, с выборками менения фенетической структуры проведена с - Пискалы и Федоровка. На статистически помощью показателей разнообразия и доли ред значимом уровне (Р<0,01) отличаются популя ких морф (фенотипов). ции Кондурча, с популяциями Федоровка, Из рис. 2. видно, что наибольшее разнообра Баныкино и Климовка. Также статически зие и наименьшая доля редких фенотипов на значимые (Р< 0,01) различия выявлены между блюдается в популяциях Кондурча и Писка популяциями Баныкина с Федоровка, а так 0,h m 0,0,0,0,0,0,0,0 1 2 3 4 5 1 2 3 4 Рис. 2. Разнообразие а) фенотипическое (S ) и б) доли редких фенотипов по признакам рисунка окраски спины.

Цифрами обозначены: 1. Кондурча, 2. Пискалы, 3. Федоровка, 4. Баныкино, 5. Климовка Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т. 14, №1(3), Таблица 2. Показатели сходства популяции (r) и критерий идентичности (I) озерной лягушки Rana ridibunda I - критерий идентичности Популяции Кондурча Пискалы Федоровка Баныкина Климовка Кондурча - 9,95 18,37* 25,49* 8,46* Пискалы 0,7560,090 - 6,11 9,95 6,Федоровка 0,7930,083 0,9170,049 - 14,49* 5,Баныкина 0,6140,061 0,7560,090 0,8910,042 - 18,97* Климовка 0,6150,121 0,8200,075 0,9140,056 0,6910,098 ций амфибий урбанизированных территорий. Авто же Федоровка и Климовка. Наиболее высо реф. дис. Е докт. биол. наук. Екатеринбург, 1997. 47 с.

кий уровень сходства (r > 0,85) отмечается для 3. Вершинин В. Л. Морфа Striata и ее роль в путях адап популяции Федоровка с популяциями Пис тациогенеза рода Rana в современной биосфере // калы, Климовка и Баныкино.

Доклады академии наук, 2004. Т.396, №2. С. 280Ц282.

Полученные данные, подтверждают, что на 4. Вершинин В.Л. Морфа Striata у представителей рода Rana (Amphibia, Anura) - причины адаптивности к фенотипический состав популяции озерной ля изменениям среды // Журнал общей биологии. 2008.

гушки влияет комплекс факторов, как природно Т. 69, № 1. С. 65Ц71.

го, так и антропогенного происхождения. Антро 5. Животовский Л.А. Показатели популяционной из погенные воздействия снижают фенотипическое менчивости по полиморфным признакам // Фене разнообразие, с доминированием отдельных фе тика популяций. М.: Наука, 1982. С. 38Ц44.

нотипов. По нашему мнению, причина такого из 6. Замалетдинов Р.И. Фенотипическая структура попу ляций зеленых лягушек на урбанизированных тер менения разнообразия связано, прежде всего, с риториях // Поволжский экологический журнал.

исчезновением редких фенотипов. Преобладание 2002. № 2. С. 163Ц165.

особей имеющих адаптивные преимущества мар 7. Зарипова Ф.Ф., Юмагулова Г.Р., Файзулин А.И. Ха кируемых признаком striata в условиях антропо рактеристика состояния популяции озерной лягуш генного воздействия не выявлено. ки Rana ridibunda Pallas, 1771 (Anura, Amphibia) в Республике Башкортостан по полиморфизму рисун ка окраски спины // Известия Самарского научно 4. ВЫВОДЫ го центра РАН. Т. 1. № 1. 2009. С. 78Ц82.

8. Ковылина Н.В. Использование озерной лягушки 1. Установлено снижение количества фе (Rana ridibunda Pall.) для оперативной индикации нотипов с 6 морф в условиях низкой и сред техногенного загрязнения водоемов: Автореф. дис.

Е канд. биол. наук. Волгоград: Волгоградская мед.

него до 3 в условиях высокого антропогенно академия, 1999. 18 с.

го воздействия.

9. Лада Г.А. О генетическом полиморфизме озерной ля 2. При обобщенной оценке разнообразия фе гушки (Rana ridibunda) в Центральном Черноземье нотипов, установлено снижение фенотипическо // Фенетика природных популяций: Мат лы IV го разнообразия и увеличение доли редких фе Всес. совещ. М., 1990. С. 151Ц152.

10. Лебединский А.А., Голубева Т.Б., Анисимов В.И.Поли нотипов при возрастании антропогенного воз морфизм бурых и зеленых лягушек в условиях ант действия.

ропогенных воздействий // Вопросы герпетологии.

3. По фенотипическому составу популяции Киев: Наукова думка. 1989. С. 139Ц140.

из района наиболее низкого антропогенного воз 11. Леденцов А.В. Динамика возрастной структуры и действия (контроля), на статистически значи численности репродуктивной части популяции ост мом уровне отличается от популяций из района ромордой лягушки (Rana arvalis Nilss.): Автореф.

дисс.... канд. биол. наук. Свердловск, 1990. 18 с.

средней и высокой антропопрессии.

12. Пескова Т. Ю. Влияние антропогенных загрязнений среды на земноводных. - Волгоград: Волгоградский Благодарности. Автор благодарит И.В. Чих государственный педагогический университет, 2001.

яева (Тольятти) и А.Г. Бакиева (Тольятти) за 160 с.

помощь при сборе материала. 13. Пикулик М.М. О влиянии условий существования личинок амфибий на их рост и генетический состав популяции // Докл. АН СССР. 1976. Т. 228, № 3. С.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 756Ц759.

14. Устюжанина О.А., Стрельцов А.Б. Изменчивость и 1. Боркин Л.Я., Тихенко Н.Д. Некоторые аспекты мор встречаемость морфы striana у Rana ridibunda, R.

фологической изменчивости, полиморфизма окрас lessonae, R. esculenta в Калужской области // Зоол.

ки, роста, структуры популяции и суточной актив ж. 2005. Т. 84, № 6. С. 699Ц706.

ности Rana lessonae на северной границе ареала // 15. Ушаков В.А., Образцов А.А. Морфогенетические, фе Экология и систематика амфибий и рептилий. Тру нетические и морфометрические подхлды в опреде ды ЗИН АН СССР т. 89. Л., 1979. С. 18Ц54.

Pages:     | 1 | 2 |    Книги по разным темам