Биологические науки / 7. Зоология

Корольов О. В.

Дніпропетровський національний університет ім. Олеся Гончара, Україна

ЗАЛЕЖНІСТЬ РАЦІОНУ ОСОБИН
PTEROSTICHUS MELANARIUS (COLEOPTERA, CARABIDAE)
ВІД ЇХ МОРФОМЕТРИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК

Трофічний тиск популяції на кормову базу визначається не тільки чисельністю її особин, а й різноманіттям трофічних переваг останніх, потенційною шириною трофічної ніші, її онтогенетичною мінливістю, впливом на неї антропогенних чинників, сезонною мінливістю чисельності жертв тощо.

Не проаналізованим в сучасній науковій літературі залишається питання впливу різноманіття індивідуальних трофічних переваг на стійкість популяції в цілому. Підвищення мінливості кормової бази викликає зникнення багатьох видів підстилкових зоофагів. Насамперед це стосується родини Carabidae, серед яких поліфагія найпоширеніша. Для більшості видів турунів відомості про ширину спектру живлення відсутні [4].

В умовах міських агломерацій трофічна база надзвичайно збіднюється, розмірно-вагова структура герпетобію спрощується. Внаслідок цього можливості адаптації для більшості видів турунів зникають, це призводить до зменшення кількості видів турунів у підстилкових комплексах міських екосистем; залишається 3–5 видів, серед яких домінує один із найпоширеніших і, водночас, екологічно пластичних видів турунів у більшості міських екосистем Європи – Pterostichus melanarius (Illiger, 1798). Цей вид турунів розташований на вершині трофічної піраміди, за результатами наших досліджень його особини здатні споживати не тільки фітофагів і сапрофагів, які постійно чи тимчасово перебувають у підстилковому горизонті, а і зоофагів різних порядків [5, 6, 7]. Утворюється складна трофічна система, надзвичайно мінлива в умовах впливу чинників природного та антропогенного походження.

Потребує ретельного дослідження не стільки ширина трофічної ніші, скільки механізми та шляхи уникання надмірної внутрішньовидової конкуренції для P. melanarius (Ill.). Особливої уваги потребує аналіз внутрішньопопуляційної морфологічної мінливості та її зв’язків із можливістю існування індивідуальних трофічних переваг для цього виду зоофагів. Особливості внутрішньої та зовнішньої будови представників Carabidae широко застосовували для визначення трофічних зв’язків турунів [1, 2, 3].

Мета даної роботи – оцінити ступінь впливу індивідуальної мінливості трофічних спектрів P. melanarius (Ill.) на адаптивні можливості його популяцій.

Безхребетних збирали у біогеоценозах Самарського бору (Новомосковський район Дніпропетровської області). Дослідження індивідуальних трофічних переваг особин P. melanarius (Ill.) проведено на базі Присамарського міжнародного стаціонару ім. О. Л. Бельгарда. У ході експерименту використали інсектарії розміром 30 × 20 см, наповнили їх на 4–5 см просіяним ґрунтом із місця збирання імаго, з’імітували природний склад підстилки. Загальна кількість запропонованих всім особинам P. melanarius (Ill.) безхребетних дорівнювала 190 видам, що відповідало чисельності мезофауни у природних місцях існування популяцій виду на площі у 10 м².

Для порівняння трофічних спектрів окремих особин P. melanarius (Ill.) впроваджено бальну систему оцінювання. У 2 бали оцінювали 100 %-ве поїдання особин даного виду. 1 бал – часткове споживання P. melanarius (Ill.) особин жертви (1–99 % виїдання жертви). У –1 бал – повне ігнорування зоофагом особин потенційної здобичі у даному експерименті. Нульовим балом оцінювали відсутність пропозиції виду в конкретному експерименті. Залежно від особини P. melanarius (Ill.) проведено 10–15 експериментів, кожен з яких тривав одну добу. У середньому протягом однієї доби кожній особині P. melanarius (Ill.) пропонували 40 видів безхребетних, з яких споживалося у середньому близько 85 екземплярів. Максимальна кількість безхребетних, запропонованих протягом усіх експериментів кожній окремій особині P. melanarius (Ill.), складала 75 видів. Видовий склад жертв визначали за реальним видовим складом підстилкової мезофауни у модельованій популяції P. melanarius (Ill.). Для кожного виду жертви розраховували суму балів, отриману за 10–15 експериментів. У ході досліджень проаналізовано індивідуальні спектри живлення 16 особин P. melanarius (Ill.), здійснено 6840 експериментів. Отримані дані порівнювали з використанням методів кластерного аналізу (Statistica 8.0). Зведена таблиця дозволяє оцінити трофічні переваги індивідів P. melanarius (Ill.) та ілюструє розбіжності спектрів живлення окремих особин досліджуваного виду.

Для виявлення зв’язку морфометричних характеристик і особливостей мінливості трофічних спектрів окремих особин P. melanarius (Ill.), вимірювали морфологічні параметри імаго, спектри живлення яких досліджували у лабораторних умовах. Розміри жуків визначали за допомогою окуляр-мікрометра бінокуляра МБС–10. Використано 14 промірів, які характеризують лінійні розміри тіла даних турунів.

За трофічними перевагами досліджені особини P. melanarius (Ill.) досить чітко відрізняються. Жертви P. melanarius (Ill.) утворюють 5 кластерів, у кожному з яких присутні представники різних груп ґрунтово-підстилкової мезофауни. Цікава особливість споживання кормів P. melanarius (Ill.) – спільне варіювання досить великих об’єктів живлення з дрібними за розмірами особинами жертв. В одному кластері можуть знаходитись представники таксонів, які мають досить тверді покриви та слабкохітинізовані об’єкти.

Аналогічно до трофічної спеціалізації за морфологічними особливостями P. melanarius (Ill.) чітких кластерів не утворюється. Цікаво, що не спостерігається навіть найменшої подібності груп індивідів за трофічними перевагами та комплексами особин, виділеними за морфологічними особливостями.

У раціоні різних особин P. melanarius (Ill.) (середня маса тіла – 214,5 мг), об’єднаних за морфологічними ознаками в один кластер, зустрічаються безхребетні, вага та розміри яких коливаються у досить широких межах. Деякі індивіди P. melanarius (Ill.) споживають невеликих або середніх за розміром жертв (8–511,9 мг), інші надають перевагу здобичі вагою понад 512 мг. У більшості екземплярів незначний відсоток (до 4 %) раціону складають дрібні об’єкти (вагою 2–7,9 мг).

Розподіл потенційної здобичі P. melanarius (Ill.) за трофічною спеціалізацією свідчить про домінування у раціоні особин даного виду фітофагів, фітосапрофагів і зоофагів. Більшість особин туруна у лабораторному експерименті надає перевагу фітофагам (до 85 %), окремі екземпляри споживають здебільшого зоофагів ІІ порядку (зоофаги в їх раціоні становлять понад 90 %). Це вказує на можливості популяції P. melanarius (Ill.) здійснювати вплив на формування трофоконсортивних зв’язків безхребетних на нижчих щаблях трофічної піраміди.

Аналіз таксономічної структури спожитих P. melanarius (Ill.) безхребетних вказує на надання переваги більшістю особин туруна представникам рядів Coleoptera, Julida, Isopoda та Lumbricomorpha, до яких належать домінантні елементи підстилкової та ґрунтової мезофауни.

За результатами кореляційного аналізу раціону на рівні рядів між 16 екземплярами P. melanarius (Ill.) лише 42 коефіцієнти кореляції є достовірними (р < 0,05), у той час як 214 коефіцієнтів кореляції недостовірні. Подібність спектрів живлення зареєстровано лише у 16,4 % випадків. Надзвичайно високий відсоток розбіжностей за спектром живлення дозволяє стверджувати, що наявність мінливого раціону на індивідуальному рівні – один із механізмів пристосування популяції P. melanarius (Ill.) до умов антропогенно трансформованого середовища.

Таким чином, особини популяції P. melanarius (Ill.) у лісових біогеоценозах степової зони України споживають здебільшого зоофагів І, II та IІІ порядків, фітосапро- та фітофагів. За трофічними перевагами всередині популяції P. melanarius (Ill.) утворюються 5 кластерів, у кожному з яких присутні представники 3–4 рядів, які належать до різних трофічних груп. Чіткої залежності індивідуальної мінливості трофічних спектрів особин P. melanarius (Ill.) від їх морфометричних характеристик не виявлено.

Отримані у ході експериментів дані виявили надзвичайно широкі трофічні переваги P. melanarius (Ill.), який морфологічно слабко відрізняється від близьких у таксономічному відношенні інших видів Carabidae. Це свідчить про екологічну пластичність і високі адаптивні можливості популяції дослідженого виду туруна, яка виступає невід’ємним елементом герпетобію більшості лісових екосистем степової зони України.

Література:

1. Davies M. I. The contents of the crops of some British carabid beetles / M. I. Davies // Entomol. Monthly Mag. – 1953. – Vol. 89. – P. 18–23.

2. Forbes S. A. The food relation of Carabidae and Coccinellidae / S. A. Forbes // Bull. Illinois St. Lab. Nat. Hist. – 1883. – Vol. 1. – P. 33.

3. Skuhravý V. Die Fallenfangmethode / V. Skuhravý // Čas. Česk. Společn. Entomol. – 1957. – Roć. 54. – S. 37–40.

4. Thiele H. U. Carabid beetles in their environments / H. U. Thiele. – Berlin: Springer-Verlag, 1977. – 369 p.

5. Бригадиренко В. В. Особливості спектру живлення Pterostichus melanarius (Coleoptera: Carabidae) у лабораторних умовах / В. В. Бригадиренко, О. В. Корольов // Вісник Білоцерківського державного аграрного університету. – 2006. – Вип. 43. – С. 67–71.

6. Корольов О. В. Трофічні переваги Pterostichus melanarius (Coleoptera, Carabidae) у виборі об’єктів живлення в умовах лісових біогеоценозів степового Придніпров’я / О. В. Корольов // Вісник Дніпропетровського університету. Біологія. Екологія. – 2010. – Вип. 18, т 1. – С. 73–85.

7. Корольов О. В. Трофічні зв’язки Pterostichus melanarius (Coleoptera, Carabidae) із домінантними видами безхребетних лісових екосистем степового Придніпров’я / О. В. Корольов, В. В. Бригадиренко // Вісник Дніпропетровського університету. Біологія. Екологія. – 2012. – Вип. 20, т 1. – С. 48–54.