O životinjama

Varijabilnost boje i fenotipska diferencijacija dlakavog šumskog mraza Formica lugubris Zetterstedt, 1838. (Hymenoptera, Formicidae) u regiji Baikal Tekst znanstvenog članka iz specijalnosti - Biološke znanosti

Pin
Send
Share
Send


Više fotografija i videozapisa OVDJE =>

Oblik stabljike na stražnjoj strani:

U evropskom dijelu Rusije i zapadnom Sibiru nalazi se u gustim smrekovim šumama na teškim zemljištima. Na sjeveru moskovske regije živi isključivo u starim smrekama i miješanim šumama. Najviše hladnokrvne vrste iz grupe F. rufa i susrećući se s drugim vrstama uvijek bira sjenovite šume za gniježđenje nego F. rufa i F. polyctena.

Staništa: Palearktička tajga zona, planine zapadne Europe. Nalazi se istočno od Baikala južno od taiga zone, uključujući u listopadnim šumama Primorskoga kraja, gdje je jedina vrsta iz ove skupine. Živi i u planinama Japana. U evropskom delu Rusije južno od Moskve nije pronađen.

Sažetak znanstvenog članka o biološkim znanostima, autor znanstvenog rada - Antonov Igor Alekseevich, Gilev Alexey Valerevich

Prikazani su rezultati proučavanja varijabilnosti dlakavog šumskog mraza Formica lugubris Zett. u regiji Baikal. Otkriveno je fenotipsko razlikovanje populacija mrava. Razlikuju se tri skupine dlakavih šumskih mrava i razlikuju se po boji. U zapadnim i istočnim skupinama prevladava tamnija verzija Pn 4, u središnjoj je lakša inačica Pn 3. Kao rezultat toga, na proučenoj teritoriji još nije otkriven obrazac varijabilnosti povezan sa strukturom populacije, slično kao kod ostalih vrsta crvenih šumskih mrava na Srednjem Ural. Do sada nije bilo moguće utvrditi bilo kakve trendove varijabilnosti koji bi se mogli protumačiti kao vjerojatni načini širenja dlakavog šumskog mrava iz glacijalne refije. Međutim, prisustvo tri fenotipično različite skupine populacija mrava sugerira da su se mogli doseliti iz tri različite lokalne regije. Sličan obrazac varijabilnosti prethodno je utvrđen za sjevernu šumsku mravu Formicu aquilonia Yarr. u regiji Baikal.

Tekst znanstvenog rada na temu „Varijabilnost boje i fenotipska diferencijacija dlakavog šumskog mraza Formica lugubris Zetterstedt, 1838. (Hymenoptera, Formicidae) u regiji Baikal“

Serija „Biologija. Ekologija »I C V E S T I

2016. V. 15. P. 47-54 Irkutsk

Online pristup časopisu: država

Varijacija boja i fenotipska

razlikovanje dlakavog šumskog mrava

Formica lugubris Zetterstedt, 1838. (Hymenoptera,

Formicidae) u regiji Baikal

1 2 I. A. Antonov, A. V. Gilev

'' Sibirski institut za fiziologiju i biohemiju biljaka SB RAS, Irkutsk 2, Institut za ekologiju bilja i životinja, Uralni ogranak RAS, Jekaterinburg E-mail: [email protected]

Napomena Prikazani su rezultati proučavanja varijabilnosti dlakavog šumskog mraza Formica lugubris Zett. u regiji Baikal. Otkriveno je fenotipsko razlikovanje populacija mrava. Razlikuju se tri skupine dlakavih šumskih mrava i razlikuju se po boji. Tamnija verzija Pn 4 prevladava u zapadnim i istočnim skupinama, a blaža verzija Pn 3. u središnjoj, Kao rezultat toga, na ispitivanom teritoriju još nije otkriven obrazac varijabilnosti povezan sa strukturom populacije, slično kao kod ostalih vrsta crvenih šumskih mrava na Srednji Ural. Do sada nije bilo moguće utvrditi bilo kakve trendove varijabilnosti koji bi se mogli protumačiti kao vjerojatni načini širenja dlakavog šumskog mrava iz glacijalne refije. Međutim, prisustvo tri fenotipično različite skupine populacija mrava sugerira da su se mogli doseliti iz tri različite lokalne regije. Sličan obrazac varijabilnosti prethodno je utvrđen za sjevernu šumsku mravu Formicu aquilonia Yarr. u regiji Baikal.

Ključne riječi: crveni šumski mravi, varijabilnost, fenotipska diferencijacija, regija Baikal.

U našem prethodnom članku predstavljeni su rezultati proučavanja varijabilnosti sjevernog šumskog mraza Formica aquilonia Yarr. Ovaj rad posvećen je još jednoj vrsti crvenih šumskih mrava koja obitava u regiji Baikal - dlakavom šumskom mravu F. lugubris Zett.

Dlakava šuma Ant F. lugubris Zett. Takođe je rasprostranjena vrsta crvenih šumskih mrava koji naseljavaju čitavu tajgičku regiju Euroazije. U regiji Baikal nalazi se uglavnom u šumsko-stepskim predjelima 1, 10. Za razliku od sjevernih šumskih mrava, manje je sklona stvaranju supervelikih struktura (kolonije i federacije) i, kao rezultat toga, velika naselja, koja se češće pojavljuju u obliku samskih obitelji. Većina njegovog raspona je prilično rijetka. Ovu vrstu karakteriše i značajna varijabilnost morfoloških karaktera, uključujući znakove boje 3, 5.

Ovaj rad prvi put opisuje varijabilnost u boji radnih jedinki i fenotipsku diferencijaciju mrava F. lugubrisa Zetta. Regija Baikal.

Materijali i metode

Materijal za rad prikupljen je na teritoriji regije Baikal u periodu 1998-2010. Gnijezda Formica zabilježena su na rutama dužim od 5 km. Na svakoj ruti uzeta su u obzir sva susreta mrava. Uzorci 30-50 radnih jedinki uzeti su iz kupole svakog pronađenog mravljišta kako bi se utvrdila pripadnost vrstama i varijabilnost ispitivanja.

Opis varijabilnosti boje mrava je proveden u skladu s ranije predloženom shemom. Obojenje glave i prsa proučavano je u svih prikupljenih mrava. U ovom radu analiziramo znake obojenja prednjeg i srednjeg prsa, prema kojima su dobijeni najzanimljiviji i smislenije interpretirani rezultati. Kao dimenzijska karakteristika korišćena je dužina grudi. U većini ispitivanih uzoraka veličine mrava bile su blizu, a postupak poravnanja nije proveden. Sva mjerenja provedena su pomoću dvogleda MBS-10. Obrada materijala izvedena je pomoću programa Excel iz MS Office 2003.

Rezultati i diskusija

Učestalost pojavljivanja varijanti boja prednjeg i srednjeg prsa radnih jedinki dlakavog šumskog mrava u ispitivanim uzorcima prikazana je u tablici. Može se vidjeti kako kod ove vrste, tako i kod sjevernog šumskog mrava uočava se značajna fenotipska diferencijacija, kod različitih uzoraka dominiraju različite varijante. To je u skladu s ranije dobivenim rezultatima o varijabilnosti ove vrste.

Nakon detaljnijeg ispitivanja, ispada da uzorci dlakavog šumskog mrava s prevladavanjem različitih opcija boja nisu nasumično raspoređeni na proučenoj teritoriji. Mogu se razlikovati tri velike regije unutar kojih se nalazi velika fenotipska sličnost uzoraka - zapadni (okrug sela Mondy, okrug sela Aršan), istočni (okrug grada Severobaikalsk, okrug sela Severomuisk) i središnji (svi drugi uzorci) .

U fig. Na slici 1 prikazane su frekvencije najpopularnijih boja prednjeg i srednjeg prsa dlakavog šumskog mrava. Jasno se vidi da u zapadnim i istočnim skupinama prevladava varijanta Pn 4. Međutim, u zapadnim uzorcima druga je najčešća varijanta Pn 5, treća je varijanta Pn 3. U istočnim je uzorcima druga najčešća pojava Pn 3, a treća - Pn 5 Promjena dominantnih varijanti događa se u središnjoj skupini, prevladava varijanta Pn 3, druga varijanta koja se najčešće javlja je Pn 4, koja je dominirala u prve dvije skupine, a treća je varijanta Pn 5 (vidi Sliku 1, a).

LIČICE KODARSKOG RATA

Učestalost pojave obojenja grudi u radne jedinke dlakavog šumskog mrava E. lugubris 2nd. u istraživanim geografskim tačkama regije Baikal

Predmet br. Predmet, godina kolekcije Broj primjeraka. Dužina grudi, jedinice cca. Opcije boja

1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5

1 Okr. pos. Mondy (Republika Buryatia), 2002. 30 10,17 ± 0,242 - - 0,07 0,50 0,37 0,07 - - 0,50 0,43 0,07

2 Okr. pos. Arshan (Republika Buryatia), 2010. 35 10,64 ± 1,221 - - 0,20 0,46 0,34 - - 0,03 0,49 0,40 0,09

3 Okr. sa Gutai (Trans-Baikal Territory), 1999. 38 11,12 ± 0,089 0,32 0,24 0,37 0,08 - - 0,61 - 0,39 - -

4 Okr. sa Romanovka (Republika Buryatia), 2007. 61 10,25 ± 0,135 - 0,13 0,41 0,34 0,10 0,02 0,10 0,10 0,72 0,08 -

5 Okr. Ust-Kut (Irkutska oblast), 2010. 90 10,62 ± 0,883 0,02 0,37 0,33 0,20 0,08 - 0,11 0,02 0,79 0,08 -

6 Okr. sa Baikal (Republika Buryatia), 2010. 157 9,67 ± 1,115 - - 0,50 0,37 0,12 0,01 0,04 0,03 0,77 0,16 -

7 Okr. Severobaikalsk (Republika Buryatia), 2010. 54 10,12 ± 1,145 - - 0,31 0,67 0,02 - 0,02 0,02 0,83 0,13 -

8 Okr. pos. Severomuisk (Republika Buryatia), 1998. 45 10,68 ± 0,210 0,11 0,09 0,27 0,40 0,13 - 0,36 0,02 0,56 0,07 -

Napomena: Uzorci se naručuju ovisno o njihovim prostornim fenotipskim značajkama.

Sl. 1. Fenotipske razlike u boji prototoraksa (a) i mezotoraksa (b) u dlakavoj šumskoj mravici F. lugubris Zett. u regiji Baikal. Uzorci se naručuju ovisno o njihovim prostornim fenotipskim značajkama.

Na taj način se na istraživanom teritoriju razlikuju tri skupine populacija dlakavog šumskog mrava, fenotipično različite od njih u setu i učestalosti dominantnih varijanti prototoraksa. U ovom slučaju, mravi središnje grupe ispadaju izrazito lakši od mrava zapadne i istočne grupe. Ako se na karti regije označi dominanta prototoraksa u uzorcima konvencionalnim znakovima, tada će slika postati jasnija. U ovom slučaju

Vijesti Irkutskog državnog univerziteta 2016. V. 15. Serija „Biologija. Ekologija. " S. 47-54

Treba napomenuti da je središnja skupina stanovništva raspoređena i u predbajkovskoj regiji i u Transbaikaliji.

Granice između tih grupa populacije obilježene su promjenom dominantnih opcija boja. Važno je primijetiti da je granica između tih skupina stanovništva prilično dobro definirana: ponekad se promjena dominantnih varijanti boja događa na udaljenosti od samo nekoliko desetaka kilometara (udaljenost između sela Baikalskoye i grada Severobaikalsk gdje se opaža ta promjena varijacija je 42 km). To se također podudara s rezultatima dobivenim za ostale vrste mrava.

Sl. 2. Varijabilnost boje prototoraksa i fenotipska diferencijacija dlakavog šumskog mrava E. 1i ^ bn $ u regiji Baikal. Konvencionalni znakovi pokazuju prevladavajuće mogućnosti boja u uzorcima. Brojevi zbirnih mjesta odgovaraju podacima u tablici.

Neke fenotipske diferencijacije se takođe primećuju u boji srednjeg dela grudnog koša. U većini uzoraka apsolutno prevladava varijanta Mn 3. Međutim, u zapadnoj skupini populacija njegova učestalost je oko 50%, a učestalost druge najvažnije varijante Mn 4 doseže 40% (Sl. 1, b). U središnjoj skupini populacija učestalost dominantne Mn3 varijante primjetno je veća, oko 70-80%, a frekvencija Mn 4 varijante opada. Treba napomenuti da, prema boji srednjeg sanduka, mravi iz okoline Severobaikalsk-a više vjerovatno pripadaju središnjoj grupi populacije. Mravi iz okoline sela. Severomuisk (istočna skupina populacije) razlikuje se od mrava središnje grupe po smanjenoj učestalosti varijante Mn 3 i povećanoj frekvenciji svjetlosne varijante Mn 1. Uzorak mrava iz okoline s. Gutai u kojem dominira svjetlosna inačica Mn 1, ali to može biti posljedica činjenice da su u ovom uzorku mravi najveći i, prema tome, svijetlo obojeni (vidi tablicu, Sl. 1, b).

Treba naglasiti da obojenje mezotoraksa otkriva gotovo iste granice fenotipskih skupina kao i obojenje prototoraksa. Neke od navedenih razlika mogu se povezati s do sada neistraženim graničnim efektima sličnim onima koje smo prethodno otkrili kod drugih vrsta crvenih šumskih mrava.

Dakle, u regiji Baikal dlakavi šumski mrav pokazuje izrazitu fenotipsku diferencijaciju. Izdvajaju se najmanje tri velike grupe populacije koje se dobro razlikuju po boji prednjeg i srednjeg dijela grudi. Treba posebno napomenuti da je ova slika fenotipske diferencijacije gotovo slična onoj koju smo pronašli u sjevernom šumskom mravu F. aquilonia Yarr. . Iznenađuje činjenica da se granice otkrivenih populacija ove dvije vrste praktično podudaraju. Ranije smo otkrili sličnu činjenicu podudarnosti granica populacije u nekoliko vrsta mravinjaka Formica. str na Srednjem Uralu 4, 5, međutim, u ovom slučaju je razmjera slike mnogo veća. Možemo pretpostaviti prisustvo nekih faktora okoliša koji na ove dvije vrste mrava utječu na sličan način i odrediti obrazac fenotipske diferencijacije koji promatramo. To mogu biti bilo kakve fizičke prepreke koje sprečavaju širenje mrava i protok gena između grupa populacija.

Također je moguće da je slika koju promatramo rezultat preseljenja ove dvije vrste iz tri različita lokalna glacijalna utočišta, čije mjesto još nije utvrđeno 11, 12, itd. Slika promjenjivosti mrava na ovom području može biti vrlo komplicirana, a nadamo se da će nam daljnja istraživanja omogućiti da identifikujemo bilo kakve trendove varijabilnosti koji odgovaraju vjerovatnim putevima postglacijalnog naseljavanja vrsta 6–8, i da preciznije odredimo lokalizaciju refugija.

Autori su iskreno zahvalni P. Yu. Gorbunovu,

B. L. Semerikov i V. N. Olshvang, koji su ljubazno pružili zbirke mrava na analizu. Ovaj rad je djelomično podržan razvojnim programom za vodeće naučne škole (projekt NSh-5325.2012.4).

1. Antonov I. A. Pejzažno-ekološki kompleksi mrava iz Baikalnog Sibira / I. A. Antonov, A. S. Pleshanov // Sib. ekološki. časopis - 2008. - T. 15, br. 1. - S. 53-57.

2. Antonov I. A. Varijabilnost boje i fenotipska diferencijacija Sjeverni šumski mrav i Formica aquilonia Yarrow, 1955 (Hymenoptera, Formicidae) u regiji Baikal / I. A. Antonov, A. V. Gilev // Izv. Irkut državnog un-that. Ser. Biologija. Ekologija - 2014. .-- T. 10 .-- S. 42-50.

3. Gilev A. V. Diskretne varijacije boja i neki obrasci varijacije pigmentacije radnih jedinki crvenih šumskih mrava podvrste Formica (Hymenoptera, Formicidae) / A. V. Gilev // Zool. časopis - 2002. - T. 81, br. 3. -

4. Gilev A. V. Struktura populacije sjevernog šumskog mraza Formica aquilonia (Hymenoptera, Formicidae) na srednjem Uralu / A. V. Gilev // Lažiranje uspjeha. biol. - 2003. - T. 123, br. 3. - S. 223-228.

5. Gilev A. V. Ekološki i geografski obrasci varijabilnosti mrava Formica s. str (Hymenoptera, Formicidae): autor. dis. . Dr. biol. Nauke / A. V. Gilev. - Jekaterinburg, 2012. - 40 str.

6. Gilev A. V. Intraspecifična struktura mrava i vjerovatna povijest postglacijalnog naseljavanja vrsta / A. V. Gilev // Mravi i zaštita šuma: materijali XIV All-Russia. Mirmekol. symp (Moskva, 19. do 23. avgusta 2013.). - M .: Partnerstvo naučno. ed. KMK, 2013. - S. 131-135.

7. Gilev A. V. Promjenjivost boje sjevernog šumskog mraza Formica aquilonia Yarrow, 1955. (Hymenoptera, Formicidae) na jugu zapadnog Sibira u svjetlu moguće povijesti njezina postglacijalnog naseljavanja / A. V. Gilev, S. V. Blinova, S. V. Chesnokova // Vestn. KemSU. - 2012. - Br. 2. - S. 6-10.

8. Gilev A. V. Tumačenje postglacijalnog naseljavanja formice aquilonia (Hymenoptera, Formicidae) u Fennoscandia prema varijabilnosti boje radnih jedinki / A. V. Gilev, A. V. Mershchiev, D. S. Malyshev // Zool. časopis - 2015. - T. 94, broj 10. - S. 1119-1124.

9. Dlussky G. M. Mravi iz roda Formica / G. M. Dlussky. - M .: Nauka, 1967. - 236 str.

10. Pleshanov A. S. Porodica Formicidae - mravi / A. S. Pleshanov // Štetnici sibirske ariše. - M .: Nauka, 1966. - S. 194-219.

11. Semerikov VL Struktura populacije i molekularna sistematika vrsta Larix Mill-a. : autor. dis. . Dr. biol. Nauke / V.L.Semerikov. - Ekaterinburg, 2007. - 42 str.

12. Goropashnaya A. V. Filogeografska struktura i genetička varijacija mrava Formica / A. V. Goropashnaya // Acta Universitatis Uppsaliensis. - Uppsala, 2003. - 36 str.

Varijabilnost boje i fenotipska diferencijacija

dlakavog drveta Ant Formica lugubris Zetterstedt, 1838

(Hymenoptera, Formicidae) u regiji Baikal

I. A. Antonov1, A. V. Gilev2

„Sibirski institut za fiziologiju i biohemiju biljaka SB RAS, Irkutsk 2 Institut za ekologiju biljaka i životinja UB RAS, Ekaterinburg

Sažetak Rezultati ispitivanja varijabilnosti Formica lugubris Zett. u regiji Baikal prikazani su. Otkrili smo fenotipsku diferencijaciju populacija mrava. Postoje tri grupe populacija mrava koje se razlikuju po uzorcima boja. Tamniji morfem Pn 4 prevladava u zapadnim i istočnim skupinama, a svijetliji Pn 3 morfem prevladava u središnjoj skupini. Moguće je da su ove tri skupine populacija mrava kolonizirale ovo područje iz različitih lokalnih postglacijalnih refgija. Ranije je sličan obrazac varijabilnosti otkriven za Formica aquilonia Yarr. u regiji Baikal.

Ključne riječi: crveni drveni mravi, varijabilnost, fenotipska diferencijacija, regija Baikal.

Antonov Igor Aleksejevič kandidat bioloških nauka, istraživač Sibirski institut za fiziologiju i biohemiju biljaka SB RAS 664033, Irkutsk, ul. Lermontov, 132 tel. (3952) 42-45-95 e-mail: [email protected]

Gilev Aleksej Valerijevič doktor bioloških nauka, vodeći istraživač, Institut za ekologiju biljaka i životinja, Uralni ogranak Ruske akademije nauka 620144, Jekaterinburg, ul. 8. marta 202 tel. (343) 210-38-58 e-mail: [email protected]

Antonov Igor Aleksejevič kandidat za biologiju, naučnik

Pin
Send
Share
Send