ВИДОВОЕ РАЗНООБРАЗИЕ СТРЕКОЗ ГОРОДА ВЕТКИ

Короедов Павел

класс 8 «Б», гимназия г. Ветки, Республика Беларусь

Сушко Геннадий Александрович

научный руководитель, учитель биологии и химии ГУО «гимназия г. Ветки», Республика Беларусь

ВВЕДЕНИЕ

Отряд стрекоз занимает особое место в классе насекомых. Одна из важных его особенностей — высокая морфологическая специализация, благодаря которой многие авторы относят стрекоз к особому отделу или инфраклассу, противопоставляя их остальным крылатым насекомым. Учитывая палеозойский возраст ископаемых стрекозоподобных, современный отряд стрекоз принято считать древним по происхождению. Тем не менее, стрекозы отличаются многими прогрессивными чертами, такими, как широкое распространение, видовое многообразие, обилием в водных и околоводных биоценозах умеренных и южных широт. Сложное поведение, наличие высокоадаптивных жизненных форм, активное хищничество определяют их важную роль в трофических сетях биоценозов. При чередовании водной и наземной фаз развития и большой биомассе стрекозы вносят существенный вклад в круговорот веществ в биогеоценозах.

Стрекозы как один из древних и широко распространенных отрядов насекомых играют существенную роль в водных и наземных биоценозах. Значительную часть биомассы большинства пресноводных экосистем составляют водные насекомые, среди которых важнейшее место принадлежит личинкам стрекоз. Любое экологическое исследование как в водных, так и в наземных биоценозах, включающих представителей этого отряда, без знания их систематической принадлежности будет неполным. Разнообразные взаимоотношения стрекоз с населением пресноводных водоемов и околоводными животными, а также роль их в рыбоводстве указывают на необходимость дальнейшего изучения биологии, территориального распределения и фауны стрекоз Беларуси.

Широко известна положительная роль стрекоз в массовом истреблении кровососущих насекомых, а иногда и вредителей сельского и лесного хозяйств. Делаются обнадеживающие попытки использования их для биоиндикации качества природных вод. В отдельных случаях стрекозы могут приносить и вред, в частности, составляя пищевую конкуренцию молоди рыб в рыбоводных прудах, распространяя гельминтозы птиц, истребляя пчел в районах пасек. Но этот вред локален и несопоставим с большим полезным значением стрекоз в природе. Известна и роль стрекоз как носителей уникального генофонда, что побудило взять под охрану редкие виды этих насекомых и включить их в Красные книги.

Целью работы явилось изучение видового состава, территориального распределения и фауны стрекоз города Ветки.

Задачи исследования:

1.  провести сбор экспериментального материала;

2.  изучить видовую принадлежность отловленных видов стрекоз, территориальное распределение и фауну стрекоз согласно отработанным методикам.

3.  на основании полученных данных сделать выводы о видовом составе, территориальном распределении и фауне стрекоз города Ветки.

Объектом исследования является стрекозы, обитающие на территории города Ветки.

Предмет исследований: биология и экология стрекоз города Ветки.

Задачи исследования:

1.  провести сбор экспериментального материала;

2.  изучить видовую принадлежность отловленных видов стрекоз, территориальное распределение и фауну стрекоз согласно отработанным методикам.

3.  на основании полученных данных сделать выводы о видовом составе, территориальном распределении и фауне стрекоз города Ветки.

Актуальность: Изучение фауны стрекоз в Беларуси ведётся такими учёными, как Е.С. Шалапенок, А.И. Радкевич и др. Стрекозы широко используются в качестве модельных объектов в самых различных биологических исследованиях. Ввиду постоянно изменяющихся экологических условий, а так же колебания численности в популяциях и распространении стрекоз изучение популяционной структуры должно идти постоянно. Кроме того, стрекозы и их личинки в силу специфики своей морфофизиологической организации являются высоко чувствительными биологическими реагентами и биоаккумулянтами различных веществ антропогенного происхождения, что обуславливает возможность их использования для индикации загрязнения окружающей среды.

Практическая значимость: значимость данной научной работы заключается в том, что полученные в результате исследований данные будут использованы для определения видового состава и территориального распределения стрекоз города Ветки. Результаты исследований могут быть применены при преподавании биологических дисциплин, организации работы зоологического кружка, а также для выделения более и менее загрязненных территорий.

Область применения: санитарно-эпидемиологические станции в качестве данных об экологическом состоянии региона; учебный процесс при изучении зоологии позвоночных в 8-ых классах средних образовательных учреждениях.

1.  ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1  Краткая история изучения стрекоз в Беларуси

Первой публикацией по фауне стрекоз Беларуси была работа Н.М. Арнольда, отметившего для Могилевской губернии 13 видов, в том числе Aeschna mixta Latr. (coluberculus Harr.), являющегося южным и довольно редким для Беларуси видом. Дальнейшее изучение стрекоз Беларуси было продолжено А.Н. Бартеневым, указавшим 20 видов, обитающих в условиях Полесской низменности, и 10 видов из Виленской губернии, среди которых Nehalennia speciosa Charp., не часто встречающийся на территории Беларуси вид. Одонтологические исследования восточной части Польши и северо-западной части Беларуси М. Знамеровской-Прюфферовой несколько расширили представления о фауне стрекоз данного региона. В статье А.Н. Поповой и А.Н. Бартенева приводятся сведения об 11 видах стрекоз из Гродненской губернии по сборам 1912 г., среди которых два вида (Brachytron pratense Mull, и Pyrrhosoma nimphula Sulz.) отмечены для Беларуси впервые. В 1928 г. А.И. Радкевич указал 41 вид стрекоз для северо-востока Белоруссии и привел несколько ранее не указанных видов: Sympetrum pedemontanum All., Aeschna isosceles Mull., Coenagrion concinnum Joh [1].

Наиболее полной и обобщающей сводкой по фауне стрекоз нашей республики следует считать работу В. В. Внуковского, где приводится 48 видов, среди которых Coenagrion armatum Charp. и Aeschna affinis V. d. Lind. указаны им впервые для Беларуси. В этой статье дан глубокий анализ всех известных одонтологических работ до 1937 г. и обработаны фаунистические материалы по южной части Беларуси. Кроме того, автор на основании сравнения фауны стрекоз сопредельных территорий приходит к заключению о том, что общее число видов по Беларуси составит не более 58 [2].

В 1957 г. А.И. Радкевич приводит 43 вида стрекоз, собранных на северо-востоке Беларуси (в Витебской и Могилевской областях), среди которых Coenagrion ornatum Sel. и Cordulegaster annulatus Latr. ранее другими авторами не регистрировались. В работе Е.С. Шалапенок впервые для фауны стрекоз Беларуси указывается Anax imperator Leach., личинка которого была обнаружена в литоральной зоне озера Нарочь. До настоящего времени на территории Беларуси по литературным данным зарегистрирован 53 вида стрекоз, большинство из которых относится к числу обычных и широко распространенных в Палеарктике [3].

1.2  Отряд стрекозы (Odonata). Особенности морфологии, анатомии и биологии стрекоз

Стрекозы — средних или крупных размеров (до 13 см) хищные насекомые, характеризующиеся постепенным метаморфозом. В своем развитии насекомое проходит три стадии — яйцо, личинка (нимфа) и имаго. Характерен неполный тип превращения [4].

Имаго со стройным или коренастым телом, c двумя парами сходно устроенных крыльев, имеющих сетчатое жилкование. На голове крупные фасеточные (сложные) глаза, имеются три простых глазка. Усики (антенны) короткие щетинковидные состоящие из 4—7 члеников. Ротовой аппарат грызущего типа с сильными мандибулами. На первой паре крыльев имеется глазок — птеростигма. Крылья могут быть прозрачные или окрашенные. Ноги бегательные, первая пара предназначена для удерживания добычи. Органы слуха располагаются в усиках, органы звука на основании крыльев [5].

Женских и мужских особей можно различить по интенсивности окраски: cамцы яркоокрашены, самки же невзрачны. На вершине брюшка самцов имеются парные верхние и непарные нижние выросты — придатки, у самок же только парные верхние. Замечательной особенностью отряда является способ спаривания. В этом заслуга принадлежит самцу: в отличие от других мужских особей насекомых, у самца стрекоз имеются вторичные половые органы, которые находятся на втором стерните брюшка — пузыревидный приемник. Само половое отверстие находится на 9 стерните брюшка. Имея такие половые органы, самцу перед спариванием приходиться поступать следующим образом: самец подгибает конец брюшка вперед и переносит сперматозоиды в пузыревидный приемник. Во время спаривания самец с помощью своих хвостовых гоноподов обхватывает шею самки; после этого самка подгибает свое брюшко вперед ко второму стерниту самца и в этом положении совершается собственно передача сперматозоидов. Подобная необычная процедура неизвестна больше ни в одном отряде насекомых [4].

Личинки типа наяд (имеют трахейные жабры), живут от одного года до трех лет. Линяют в процессе развития до 25 раз. Личинки имеют ротовые органы грызущего типа с сильно вытянутой и коленообразно сгибающейся нижней губой, превращенной в мощный хватательный орган, способный удерживать жертву; ноги сильные; у представителей подотряда Zygoptara имеются три листовидные хвостовые жабры. Размер яйца в зависимости от видовой принадлежности колеблется от 0,5 мм до 2 мм [6].

Взрослые стрекозы питаются насекомыми, пойманными на лету. Стрекозы — характерные активные хищники. Каждая особь имеет свою территорию, на которой питается, которую охраняет от своих сородичей и в случае необходимости дерется за нее. По их поведению их можно назвать хищники-дозорники. Cтрекозы поедают комаров, слепней и многих других представителей членистоногих, практически всех насекомых, которых способны поймать и одолеть [7].

Личинки мелких стрекоз питаются личинками насекомых, например поденок и комаров, мелкими водными червями и другими беспозвоночными. Личинки более крупных видов отваживаются нападать на мальков рыб и головастиков. В отличие от взрослых стрекоз у личинок (называемых, как и личинки поденок, наядами) усики более длинные, нитевидные. Ноги личинок стрекоз тоже длиннее и подвижнее, чем у взрослых. Дыхание у личинок стрекоз, как у настоящих водных животных, осуществляется за счет кислорода, растворенного в воде. Они не должны подниматься к поверхности воды или вылезать на берег, чтобы дышать [5].

Значение представителей данного отряда насекомых, в природе, определяется их хищнической природой поведения, красотой видового разнообразия, а также местом обитания личиночной фазы развития: cтрекозы поддерживают видовое равновесие в экосистемах не только поедая различных представителей животного мира, а также тем, что их личинки являются промежуточными хозяевами различных заболеваний (до160 видов), в том числе такого заболевания как простогониоз. Своей изящной формой, а многие виды и своей окраской, стрекозы играют большую роль в эстетическом восприятии мира человеком [1].

2.  ОБЪЕКТ, ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1  Объект исследования

Объектом исследования являются стрекозы, обитающие на территории города Ветки.

2.2  Программа исследования

Исследования проводились стационарно с июня по август 2012 года на трёх участках, которые находились в пределах города Ветки. Биотопы представляли собой:

1.  «Опушка леса». Биотоп расположен недалеко от города Ветки в сторону деревни Рудня Споницкая (рисунок 1). Растительность представлена мятликовым разнотравьем, из травянистых растений преобладают одуванчик лекарственный — Taraxacum officinale Wigg., клевер пашенный — Trifolium arvense L., клевер ползучий — T. repens L. Подрост составляли молодые сосны и берёзы. Почва — супесь тяжёлая.

Рисунок 1. Биотоп «Опушка леса»

2.  «Суходольный луг». Биотоп расположен вблизи Гимназии (рисунок 2). Характеризуется незначительной рекреационной нагрузкой. Видовой состав растений довольно разнообразен. Кроме различного разнотравья основу, которого являются злаковые и мятликовые растения, можно выделить и некоторые виды, такие как крапива двудомная (Urtica dioica L.), Тысячелистник обыкновенный (Аchillea millefolium L.), Кульбаба осенняя (Leontodon autumnalis L.), Цикорий обыкновенный (Cichorium intybus L.), Полынь обыкновенная (Artemisia vulgaris L.) и другие. Почва — супесь легкая.

Рисунок 2. Биотоп «Суходольный луг»

3.  «Водоём». Биотоп расположен в районе моста через реку Сож примерно в 200 метрах в левую сторону (рисунок 3). Растительность представлена камышом озерным – Scirpus lacustris L., стрелолистом обыкновенным — Sagittaria sagittifolia L и другими водными растениями.

Рисунок 3. Биотоп «Водоем»

2.3  Методика исследования

Сбор материала проводился при помощи воздушного сочка. Энтомологический сачок состоит из трёх частей: обруч, сетка и рукоятка. Обруч изготавливается из стальной проволоки диаметром 4 мм. У стандартного сачка диаметр обруча 30 см. Сетка шьётся из марли, мельничного газа или капроновой сетчатой ткани по возможности не очень грубой. В качестве рукоятки сачка можно использовать любую палку длиной не менее 1,5 м [10].

Собранные стрекозы помещались в морилку для умерщвления. Морилка представляла собой специальное устройство для умерщвления насекомых. Современные морилки изготавливаются из стеклянных или пластиковых стойких к растворителю широкогорлых банок с плотной крышкой. Объём произвольный и зависит от размера и количества помещаемых в морилку насекомых. На дне располагается либо ватный тампон, зашитый в ткань, либо кусок поролона таким образом, чтобы он не вываливался при переворачивании банки. Заполнить объём морилки куском белой х/б или льняной ткани, который прекрасно впитывает избыток влаги, препятствует повреждению насекомых и не нуждается в частой замене. Морилка заправляется ядом. С прошлого века пользуются обычным медицинским эфиром или хлороформом. Насекомые после замаривания этими ядами получаются жёсткими и почти не поддаются расправлению и монтировке для коллекции. Лучше всего использовать эфиры уксусной кислоты — этиловый, амиловый, бутиловый. В крышке морилки проделывается отверстие, в котором закрепляется отрезок тонкостенной трубки (удобна охотничья гильза), закрытый пробкой. Через это отверстие в банку помещаются насекомые [9].

В лаборатории умерщвленные насекомые помещались в расправилки для последующего хранения и определения. Определение проводилось при помощи общепринятых определительных таблиц [1; 8].

Структуру сообществ определяли при помощи ряда индексов разнообразия: индекс Шеннона, Симпсона, выравненность по Пиелу [4].

Статистическая обработка полученных данных производилась с использованием программы EXEL на персональном компьютере [6].

3.  РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Всего за период исследований изучено 3 биотопа. В результате на первом биотопе (Опушка леса) было собрано 51 особь стрекоз; на втором (Суходольный луг) — 47 особи; на третьем (Водоём) — 119 особей. Всего было учтено 217 насекомых.

3.1  Видовой состав и численность стрекоз на биотопе «Опушка леса»

В результате исследований в период с июня по август на данном биотопе было собрано 51 особь стрекоз.

Таблица 1.

Видовой состав и число замеченных особей стрекоз на биотопе «Опушка леса»

Как видно из таблицы 1, на данном биотопее наиболее распространённым видом является Стрекоза желтая (Sympetrum Flaveolum L.) — 59 % от общего количества встреченных экземпляров, что говорит о том, что данному виду наиболее подходят условия существования на данном биотопе.

Также в значительной степени встречается Стрелка красивая (Coenagrion pulchellum V. d. Lind.) и Коромысло синее (Aeschna cyanea Mull.) по 17 % от общего количества учтённых особей. В меньшей степени встречаются Лютка-невеста (Lestes sponsa Hans.) — 7 %, что говорит о наименьшей приспособленности видов к условиям данного биотопа.

По индексу Шеннона, который равен 0,47, можно судить, о том, что видовое разнообразие и представленность видов на данном биотопе очень низкие.

По индексу Симпсона, который равен 0,06, можно судить, о том, что видовое доминирование на данном биотопе невысокое.

Выравненность по Пиелу на данном биотопе равна 0,34, что свидетельствует о низкой нарушенности биоценоза.

3.2  Видовой состав и численность стрекоз на биотопе «Суходольный луг»

В результате исследований, в период с июня по август на данном биотопе было учтено 47 экземпляра стрекоз.

Таблица 2.

Видовой состав и число замеченных особей стрекоз на биотопе «Суходольный луг»

Как видно из таблицы 2, на данном биотопе наиболее распространёнными видами являются Стрекоза желтая (Sympetrum Flaveolum L.) — 38 % и Стрелка красивая (Coenagrion pulchellum V. d. Lind.) — 32 % от общего количества учтённых экземпляров, что говорит о том, что данным видам наиболее подходят условия существования на данном биотопе.

Наименее встречающимися видами являются Стрекоза плоская (Libellula depressa .L) — 13 % и Стрекоза четырёхпятнистая (Libellula qadrimaculata L.) — 9 % от общего количества учтённых экземпляров. И практически не встречающимися видами являются Коромысло синее (Aeschna cyanea Mull.) и Лютка-невеста (Lestes sponsa Hans.) — по 4 %.

По индексу Шеннона, который равен 0,43, можно судить, о том, что видовое разнообразие и представленность видов на данном биотопе очень низкие.

По индексу Симпсона, который равен 0,06, можно судить, о том, что видовое доминирование на данном биотопе высокое.

Выравненность по Пиелу на данном биотопе равна 0,24, что свидетельствует о низкой нарушенности биоценоза.

3.3  Видовой состав и численность стрекоз на биотопе «Водоем»

В результате исследований, в период с июня по август на данном биотопе было учтено 119 экземпляров стрекоз.

Таблица 3.

Видовой состав и число замеченных особей стрекоз на биотопе «Водоём»

На данном биотопе преобладающими видами являются Стрелка изящная (Ischnura elegans V. d. Lind.) — 40 % и Стрелка-девушка (Coenagrion puella L.) — 38 % от общего количества собранных экземпляров.

Также в значительной степени встречается Стрелка красивая (Coenagrion pulchellum V. d. Lind.) — 8 % от общего количества учтённых экземпляров. В незначительной степени встречаются Стрекоза желтая (Sympetrum Flaveolum L.) — 5 %, Стрекоза четырёхпятнистая (Libellula qadrimaculata L.) — 3 % , а также Стрекоза плоская (Libellula depressa L.), Лютка-невеста (Lestes sponsa Hans.) и Коромысло синее (Aeschna cyanea Mull.) — по 2 % от общего количества встреченных особей стрекоз, что говорит о наименьшей приспособленности видов к условиям данного биотопа.

По индексу Шеннона, который равен 0,32, можно судить, о том, что видовое разнообразие и представленность видов на данном биотопе довольно высокие.

По индексу Симпсона, который равен 0,04, можно судить, о том, что видовое доминирование на данном биотопе среднее.

Выравненность по Пиелу на данном биотопе равна 0,14, что свидетельствует о том, что биоценоз на данном биотопе практически не нарушен.

3.4  Сравнительная характеристика видового разнообразия стрекоз

Рисунок 4. Сравнительная характеристика учтённых стрекоз на трех биотопах

Как видно из рисунка 4, наибольшее видовое разнообразие стрекоз наблюдается на биотопе «Водоём» — 8 видов из восьми. Близким по видовому разнообразию является биотоп «Суходольный луг», здесь встречено 6 видов из восьми отмеченных. Это говорит о том, что данные биотопы имеют наиболее благоприятные условия для жизнедеятельности стрекоз: оптимальная кормовая база, освещенность, влажность и другие факторы среды. Наименьшее видовое разнообразие мы видим на биотопе «Опушка леса» там встретилось только 4 вида стрекоз, что говорит о низкой приспособленности видов к данному биотопу. Также стоит отметить, что некоторые виды стрекоз встречаются только на определённых биотопах, так, например, вид Стрелка изящная (Ischnura elegans V. d. Lind.) был отмечен только на биотопе «Водоём» т. к. на этом биотопе оптимальные условия для обитания данного вида.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1.  На трёх биотопах, расположенных в районе города Ветка в разной степени, было отмечено 8 видов стрекоз. Среди них доминирующими являются Стрелка красивая (Coenagrion pulchellum V. d. Lind.), Стрелка изящная (Ischnura elegans V. d. Lind.) и Стрекоза желтая (Sympetrum Flaveolum L.) Все собранные виды относились к 4 семействам: Lestidae, Libellidae, Aeschidae и Cenagrionidae.

2.  Видовая структура стрекоз неодинакова на изучаемых нами участках и изменяется в зависимости от данного биотопа. Наибольшее видовое и численное разнообразие наблюдалось на биотопе «Водоём». Это говорит о том, что данные биотопы имеют наиболее благоприятные условия для жизнедеятельности стрекоз: оптимальная кормовая база, освещенность, влажность и другие факторы среды. Наименьшая — на биотопе «Опушка леса», что говорит о низкой приспособленности видов к данному биотопу. Кроме того, некоторые виды стрекоз встречаются только на определённых биотопах, так, например, вид Стрелка изящная (Ischnura elegans V. d. Lind.) был отмечен только на биотопе «Водоём» т. к. на этом биотопе оптимальные условия для обитания данного вида.

3.  По индексу Шеннона можно судить, о том, что видовое разнообразие и представленность видов на биотопах «Опушка леса» и «Суходольный луг» очень низкие. А на биотопе «Водоём» — выше среднего. По индексу Симпсона можно судить, о том, что видовое доминирование на биотопах «Опушка леса» и «Суходольный луг» высокое, а на биотопе «Водоём» — среднее. Выравненность по Пиелу свидетельствует о низкой нарушенности биоценоза биотопах «Опушка леса» и «Суходольный луг», а на биотопе «Водоём» — нарушенности практически нет.

Список литературы:

1. Бей-Биенко Г.Я. Общая энтомология / Г.Я. Бей-Биенко. — Москва: Просвещение, 1980. — 413 с.

2.Белевич О.Э. Стрекозы рода Aeshna (Odonata, Anisoptera) Палеарктики: дис. канд. биол. наук: 13.10.01 / О.Э. Белевич. — Новосибирск, 2005. — 385 с.

3.Белышев Б.Ф. География стрекоз (Odonata) Бореального фаунистического царства / Б.Ф. Белышев, А.Ю. Харитонов; под ред. Б.Ф. Белышева. — Новосибирск: Наука, 1981. — 351 с.

4.Галиновский Н.Г. Экология с основами метеорологии: практическое руководство для студентов специальности «Лесное хозяйство» / Н.Г. Галиновский, Д.В. Патапов, Г.Г. Гончаренко — Гомель, 2009. — 108 с.

5.Захваткин Ю.А. Курс общей энтомологии / Ю.А. Захваткин. — М.: Колос, 2001. — 374 с.

6.Песенко Ю.А. Принципы и методы количественного анализа в фаунистических исследованиях / Ю.А. Песенко. — Москва: Наука, — 1982. — 288 с.

7.Писаненко А.Д. Фаунистический очерк стрекоз / А.Д. Писаненко // Вестник БГУ. — 1895. — № 3. — с. 144—146.

8.Плавильщиков Н.Н. Определитель насекомых / Н.Н. Плавильщиков. — Москва: Топикал, 1994. — 544 с.

9.Фауна и экология стрекоз / Б.Ф. Белышев [и др.]; под общ. ред. В.Г. Мордковича. — Новосибирск: Наука, 1989 — 216 с.

10.Яныбаева В.А. Фауна и экология стрекоз Южного Урала / В.А. Яныбаева. — Уфа: Гилем, — 2004. — 107 с.