На правах рукописи

БОНДАРЕНКО Александр Сергеевич

АУТЭКОЛОГИЯ И МИГРАЦИОННАЯ АКТИВНОСТЬ МАССОВЫХ

ВИДОВ ЖУЖЕЛИЦ (COLEOPTERA, CARABIDAE)

НАГОРНОЙ ЧАСТИ СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО КАВКАЗА

03.02.08 – экология (биологические наук

и)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Краснодар – 2013

Работа выполнена на кафедре фитопатологии, энтомологии и защиты растений факультета защиты растений ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет»

Научный руководитель: Замотайлов Александр Сергеевич доктор биологических наук, профессор

Официальные оппоненты: Арзанов Юрий Генрихович доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник Института аридных зон Южного научного центра РАН Зиновьев Евгений Витальевич кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории филогенетики и биохронологии Института растений и животных Уральского отделения РАН ФГАОУ ВПО «Южный федеральный

Ведущая организация:

университет»

Защита состоится 25 декабря 2013 г. в 1330 часов на заседании Диссертационного совета Д 212.101.14 при Кубанском государственном университете по адресу: 350040, г. Краснодар, ул. Ставропольская, д. 149, биологический факультет, ауд. 432.

Е-mail: [email protected]

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале научной библиотеки ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный университет» по адресу: 350040, г. Краснодар, ул. Ставропольская, 149 (http: // www.kubsu.ru).

Автореферат разослан «22» ноября 2013 года

Ученый секретарь диссертационного совета О.В. Букарева

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Семейство жужелицы (Coleoptera, Carabidae) – широко распространенное и одно из самых крупных семейств среди отряда Жесткокрылые. Жужелицы обладают, с одной стороны, высокой экологической пластичностью, позволившей им заселить практически все наземные биотопы, а с другой стороны, очень чутко реагируют даже на незначительные изменения условий среды, что позволяет использовать их в различных экологических исследованиях в качестве биоиндикаторов.

Немаловажна также практическая роль жужелиц, в преобладающем большинстве являющихся хищниками и занимающих важное место в трофических цепях, регулируя численность многих видов беспозвоночных животных.

Несмотря на то, что исследования карабидофауны Северо-Западного Кавказа имеют многолетний опыт, до сих пор практически неизученными оставались многие вопросы их экологии. Для характеристики предмета исследования нами использовано понятие «аутэкологии» – экологии отдельных видов – приводимое, например, И.А. Шиловым [1998], как полнее характеризующее его, нежели «демэкология».

Цель и задачи исследования. Целью исследований было изучение общих экологических особенностей карабидофауны Северо-Западного Кавказа, а также некоторых вопросов экологии наиболее массовых (модельных) видов жужелиц, таких как особенности демографической структуры локальных популяций, пространственно-временная дифференциация, миграционная активность, вариабельность жизненных циклов.

В связи с этим были поставлены следующие задачи:

1. Изучить общие экологические особенности (соотношение жизненных и экологических форм, ландшафтно-ценотическую приуроченность) населения жужелиц нагорной части Северо-Западного Кавказа.

2. Изучить видовой состав, структуру доминирования и биоразнообразие жужелиц модельных биотопов.

3. Изучить особенности пространственно-временной дифференциации и миграционной активности популяций доминирующих видов.

4. Изучить жизненные циклы доминирующих видов жужелиц и особенности их биотопической изменчивости.

5. Изучить формы дифференциации экологических ниш у доминирующих видов жужелиц как механизма коадаптивной микроэволюции.

Научная новизна исследования. Уточнены данные по экологическим особенностям карабидофауны района исследований.

Изучена структура доминирования, жизненные и экологические формы видов жужелиц, встречавшихся в 11 модельных биотопах. Изучена демографическая структура популяций и пространственно-временная дифференциация 14 видов жужелиц, формирующих доминантный комплекс в биотопах нагорной части Северо-Западного Кавказа.

Реконструированы их жизненные циклы, для 12 видов приводящиеся впервые. Выявлены формы дифференциации экологических ниш массовых видов жужелиц, обеспечивающие их совместное существование.

Теоретическая и практическая значимость исследования.

Полученные данные могут быть использованы при составлении кадастров животного мира Северокавказского региона, при разработке мероприятий для оценки и сохранения биологического разнообразия. Результаты исследований используются при проведении лекционных и практических занятий в курсах «Зоология беспозвоночных» и «Экология насекомых» в Кубанском государственном аграрном университете. Некоторые полученные сведения отражены в Красной книге Республики Адыгея (издание второе) и Порядке ведения Красной книги Республики Адыгея.

Данные диссертационного исследования используются в научноисследовательских работах по мониторингу объектов животного и растительного мира, занесенных в Красную книгу Краснодарского края.

Основные положения, выносимые на защиту:

В нагорных биотопах Северо-Западного Кавказа насчитывается вид жужелиц, представленный 20 жизненными формами с преобладанием зоофагов стратобионтов-скважников и 15 экологическими формами с преобладанием политопных и лесных мезофилов, а также реофилов. В спектре ландшафтно-ценотической приуроченности наиболее богаты видами комплексы жужелиц горных степей и широколиственных лесов.

Для доминирующих в модельных биотопах видов жужелиц выявлено 8 типов жизненных циклов с весенне-летней или раннелетней сезонностью.

Большинство видов жужелиц, доминировавших в модельных биотопах, ведут достаточно оседлый образ жизни.

Снижение межвидовой конкуренции у совместно обитающих видов жужелиц реализуется в форме морфологических различий и различий в жизненных циклах.

Апробация работы. Основные положения и результаты научной работы по направлению исследования докладывались на III всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (Краснодар, 2009 г.);

региональной научно-практической конференции «Современные ресурсосберегающие инновационные технологии возделывания сельскохозяйственных культур: состояние и пути решения» (Ставрополь, 2010 г.); XI Международной научно-практической экологической конференции «Видовые популяции и сообщества в антропогенно трансформированных ландшафтах: состояние и методы его диагностики»

(Белгород, 2010 г.); конференции молодых ученых в ИЭРиЖ УрО РАН (Екатеринбург, 2010 г., 2011 г.); XIV Съезде Русского энтомологического общества (Санкт-Петербург, 2012 г.), а также на заседаниях кафедры фитопатологии, энтомологии и защиты растений Кубанского государственного аграрного университета (2009 – 2013 гг.).

Публикации. Основные положения и результаты диссертационного исследования опубликованы в 20 научных работах, в том числе 3 – в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на страницах машинописного текста и состоит из введения, 7 глав, заключения, списка литературы и 6 приложений; содержит 12 таблиц и иллюстраций. Приложения включают 41 таблицу и 111 иллюстраций.

Список цитируемой литературы включает 265 источников, в том числе на иностранных языках.

Благодарности. Я выражаю искреннюю благодарность моему научному руководителю, д.б.н., проф. А.С. Замотайлову, и хочу поблагодарить также сотрудников Московского государственного педагогического университета, д.б.н., профессора К.В. Макарова и д.б.н.

А.В. Маталина за ценные советы и консультации. Я глубоко признателен всем помогавшим в процессе исследований, и в частности Д.Д. Фоминых, В.И. Щурову, Н.В. Охрименко (Краснодар), А.К. Макаову (Майкоп), И.А. Солодовникову (Витебск). Большую помощь при геоботаническом описании модельных участков оказали А.С. Цаюкова, А.Н. Бокалов и К.А. Николаенко.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отражены актуальность, цель и поставленные задачи исследования, научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы.

В разделе описываются история изучения экологических особенностей жужелиц Северо-Западного Кавказа, а также история изучения жизненных циклов жужелиц мировой фауны. Обсуждаются новые взгляды на роль демографической структуры популяций в реализации жизненных циклов Carabidae, концепция «стабильной и лабильной компоненты карабидокомплексов».

В основу настоящей работы положены результаты обработки материала, собранного автором в период с 2009 по 2013 год.

Для сбора напочвенных жесткокрылых применялись различные методы полевого изучения беспозвоночных. Часть материала была собрана вручную с поверхности почвы, из-под различного рода укрытий, в наносах, путём «вытаптывания», флотации. Основной материал собран с помощью почвенных ловушек на модельных участках в 11 биотопах (таблица 1) в период с 2009 по 2011 год.

В качестве ловушек использовались пластиковые стаканы емкостью 0,5 л с 4 %-ным раствором формалина. Выборку жуков проводили один раз в декаду на протяжении всего периода активности жуков (с апреля по октябрь).

За время исследований отработано более 110 тысяч ловушко-суток, отловлено и обработано более 120 тысяч имаго жужелиц.

Таблица 1 – Характеристика модельных участков низкогорный дубовый лес с окр. пос. Кура-Цеце, хр.

низкогорный дубово-буковый среднегорный буково- пр. берег р. Белая, окр. ст.

высокогорный низкотравный вост. часть хр. Гуам, ур. 1200ВНЛг высокогорный высокотравный хр. Азиштау, ур. Ардова 1400ВВЛг высокогорный пихтовый лес с хр. Азиштау, окр. ур. 1400ВПЛ Определение жизненных форм имаго жужелиц проводилось по системе, разработанной И.Х. Шаровой [1981]. При определении экологических форм имаго жужелиц применяли классификацию, приводимую А.С. Замотайловым [1989]. В ландшафтно-ценотической приуроченности жужелиц выделяли следующие группировки: горные степи, широколиственные леса, смешанные леса, альпийские луговые ценозы, горные болота, морское побережье, субнивальный пояс, поймы рек, карстовые воклюзы и полости.

Для характеристики экологических особенностей карабидофауны района исследований в целом использовался материал, собранный автором, коллекционный материал А.С. Замотайлова, Д.Д. Фоминых, А.К.

Макаова, И.А. Солодовникова, Н.В. Охрименко, В.И. Щурова, а также литературные данные.

Участие вида в составе населения выражено в индексах по шкале