WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

НЕПОКРЫТЫХ Анна Владимировна ЭНДЕМИЧНЫЕ РУЧЕЙНИКИ (TRICHOPTERA) ОЗЕРА БАЙКАЛ – ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ И БИОЛОГИЯ 03.00.18 – гидробиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук

Иркутск – 2009 2

Работа выполнена в лаборатории биологии водных беспозвоночных Лимнологического института СО РАН Научный руководитель кандидат биологических наук, Рожкова Наталья Анатольевна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, Тесленко Валентина Александровна доктор биологических наук, Скальская Ираида Александровна Ведущая организация Санкт-Петербургский государственный университет

Защита состоится “3” ноября 2009 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 005.008.02 при Институте биологии моря им. А.В. Жирмунского ДВО РАН по адресу: 690041, г. Владивосток, ул. Пальчевского, 17, тел. (4232) 310905, факс. (4232) 310900. Электронный адрес: inmarbio@mail.primorye.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института биологии моря им.

А.В. Жирмунского ДВО РАН

Автореферат разослан «25» сентября 2009 г.

Учёный секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук Е.Е. Костина 3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. При небольшом видовом разнообразии эндемичные ручейники являются массовыми представителями бентоса открытой каменистой литорали озера Байкал (до 3000 экз./м2) и составляют важное звено в пищевой цепи экосистемы. Потребляя в основном бактерии и микроводоросли, они служат в свою очередь, одним из существенных компонентов питания многих рыб и ряда других водных и околоводных позвоночных. Несмотря на то, что первая публикация об эндемичных ручейниках озера Байкал появилась в начале XX века (Martynov, 1914), многие вопросы, касающиеся структуры их популяций, сезонных изменений биомассы и численности, продолжительности жизненных циклов и распределения до сих пор остаются недостаточно изученными или совсем не затронутыми исследованиями. Данные по биологии и экологии ручейников ограничиваются сведениями о глубинах обитания личинок шести видов (Бебутова, 1941) и сроках вылета имаго (Меншуткина, 1986). Роль ручейников в биоценозах озера рассматривалась только на уровне группы (Каплина, 1970; Каплина, 1974 а, б; Кравцова и др., 2003 а, б; Левашкевич и др., 2006 и др.).

Общеизвестна роль ручейников в качестве индикаторов степени загрязнения водоёмов. Всё возрастающая антропогенная нагрузка на экосистему Байкала, прежде всего, влияет на литораль озера, что позволяет говорить о необходимости всесторонних исследований экологии и биологии ручейников – одной из доминирующих групп бентоса.

Цель и задачи исследования. Целью работы является изучение биологии и особенностей распределения эндемичных видов ручейников в литорали озера Байкал. Для достижения цели были определены следующие задачи:

1. Исследовать жизненный цикл (продолжительность развития личинок, время окукливания и вылета имаго и т.д.) на примере массового эндемичного вида Baicalina bellicosa Martynov, 1914.

2. Определить возрастную структуру популяции B. bellicosa.

3. Проследить сезонную и межгодовую динамику плотности поселения и биомассы ручейников.

4. Оценить роль эндемичных ручейников в бентосе литорали озера Байкал.

5. Провести анализ распространения ручейников по всему озеру.

6. Выявить особенности распределения массовых видов в зависимости от глубины и типа грунта.

Научная новизна. Впервые исследован жизненный цикл байкальского эндемичного ручейника Baicalina bellicosa, установлена его продолжительность, определены структура популяции и размерно-весовые характеристики возрастных групп. Проанализированы видовой состав, сезонная динамика численности и биомассы, сроки вылета имаго эндемичных ручейников на литорали Южного Байкала мыс Берёзовый – бухта Большие Коты. Изучены особенности географического распространения и составлены кадастровые карты эндемичных ручейников озера Байкал. Выявлены основные закономерности распределения водных стадий эндемичных ручейников в зависимости от глубины и типа грунта.

Личный вклад автора. Автор принимал непосредственное участие в сборе материала, разборе бентосных проб, видовой идентификации ручейников, постановке и проведение экспериментов, постановке цели и задач исследования, анализе результатов и формулировании выводов и обобщений.

Теоретическая и практическая значимость. Данные по распространению, биотопическому распределению эндемичных видов ручейников важны при разработке и проведении мониторинга за состоянием мелководной литорали озера Байкал. Результаты исследований жизненного цикла, и размерно-весовых характеристик популяции личинок B. bellicosa могут быть использованы при комплексной оценке биологических ресурсов бентосных сообществ. Полученные значения динамики количественных показателей личинок эндемичных ручейников послужат основой для экологического прогнозирования. Результаты работы могут быть использованы в учебном процессе, курсах гидробиологии, энтомологии и байкаловедения.

Апробация работы. Материалы диссертации представлены в виде тезисов и стендовых докладов на Всероссийской конференции „Современные проблемы гидробиологии Сибири” (Томск, 2001); на III международном симпозиуме, посвящённом проблеме видообразования в Древних озёрах (Иркутск, 2002); на VII научной конференции по тематической картографии „Картографическое и геоинформационное обеспечение управления региональным развитием” (Иркутск, 2002); на региональной научно-практической конференции „Структура и функционирование экосистем Байкальского региона” (Улан-Удэ, 2002); на II международной научной конференции „Озёрные экосистемы: биологические процессы, антропогенная трансформация, качество воды” (Минск, 2003); на Всероссийской конференции молодых учёных “Экология в современном мире:

взгляд научной молодёжи” (Улан-Удэ, 2007); на объединённом Гидробиологическом, Экологическом и Ихтиологическом семинаре ИБМ ДВО РАН (Владивосток, 2007); на региональной научно – практической конференции “Развитие жизни в процессе абиотических изменений на земле” (п. Листвянка Иркутcкая обл., 2008).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 работ, в том числе 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, приложения и списка литературы (145 источников, из них - 67 на иностранных языках). Работа изложена на 113 страницах и проиллюстрирована рисунками и 2 таблицами.

Благодарности. Автор бесконечно признателен своему научному руководителю к.б.н. Н.А. Рожковой за сердечную заботу и постоянную помощь в написании диссертации. Также выражает искреннюю благодарность зав. лаб.

биологии водных беспозвоночных ЛИН СО РАН д.б.н. О.А. Тимошкину за предоставленную возможность проведения работы и необходимую фотосъёмку объектов исследования. Автор благодарит д.б.н. Т.Я. Ситникову, к.г.н. В.А.

Буянтуева, к.б.н. А.А. Широкую, к.б.н. Е.В. Дзюбу, к.б.н. Л.С. Кравцову и всех сотрудников лаборатории биологии водных беспозвоночных ЛИН СО РАН, принимавших участие в сборе материала и обсуждении результатов работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ЭНДЕМИЧНЫХ РУЧЕЙНИКОВ ОЗЕРА БАЙКАЛ На основе литературных данных проведён анализ изученности видового состава байкальских эндемичных ручейников (Hagen, 1858, 1864; Martynov, 1914, 1924; Schmid, 1953; Леванидова, 1964; Mey, 1981, 1994; Rozhkova, 1996; Ivanov et Menshutkina, 1996; Рожкова, 2004). Приведены известные данные по биологии и экологии этих насекомых (Бебутова, 1941; Леванидова, 1948, 1964; Меншуткина, 1986). Рассмотрены все публикации, содержащие сведения об особенностях распределения ручейников в озере Байкал (Кожов, 1931, 1947, 1962, 1972;

Миклашевская, 1932, 1935; Каплина, 1970, 1974; Lake Baikal., 1998; Кравцова и др., 2003 а, б; Kravtsova et al., 2004). Приведён современный таксономический состав эндемичных ручейников озера.

Глава 2. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ 2.1. Общая физико-географическая характеристика озера По литературным данным приведена краткая характеристика района исследований (Кожов, 1972; Вотинцев, 1961; Шимараев, Гранин, 1991; Шимараев, 2001).

2.2. Краткая геоморфологическая характеристика района мыс Берёзовый – бухта Большие Коты Для района мыс Берёзовый – бухта Большие Коты приведена краткая геоморфологическая характеристика профилей 1-6 (рис. 1), составленная по дневникам отбора проб и публикациям (Кравцова, Карабанов и др., 2003 а;

Потёмкина и др., 2005). Приведена таблица характеристик грунтов мест отбора проб.

Рис. 1. Карта-схема расположения бентосных профилей в районе мыс Берёзовый – бухта Большие Коты (1-6).

Глава 3. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА 3.1. Материал Основные данные получены при анализе личинок и куколок ручейников из количественных бентосных проб, отобранных сотрудниками лаборатории водных беспозвоночных Лимнологического института СО РАН (ЛИН СО РАН) при участии автора, на междисциплинарном полигоне у мыса Берёзового (Южный Байкал) в 2000-2002 гг. Отбор проб осуществляли ежемесячно, одновременно собирали живой материал (кладки, личинок, куколок, имаго) для экспериментальных работ. Во время Кругобайкальской экспедиции (под руководством О.А. Тимошкина) 15-21 июня 2002 г. автором собраны имаго и личинки на 22 станциях, расположенных в разных районах озера Байкал. Кроме того определены личинки ручейников, собранные к.б.н. А.А. Широкой в пунктах мелководий озера (8-19 июля 2002 г).

В 2007 г. проведены сборы и наблюдения за лётом имаго, подсчёты имаго и их кладок на модельных площадках: в г. Слюдянка (с 28 апреля по 30 июня), на восьмидесятом километре Кругобайкальской железной дороги (5-7 июня) и в бух.

Большие Коты (22-29 июня). Для анализа сроков лёта имаго ручейников использованы архивные данные сборов и определений И.М. Леванидовой, Т.В.

Меншуткиной и Н.А. Рожковой. Распределение ручейников по глубинам и грунтам рассматривали по данным количественных проб, собранных сотрудниками ЛИН СО РАН и Научно-исследовательского института биологии при Иркутском государственном университете в бухте Большие Коты в сентябре 1988 г. на пяти разрезах и проб, отобранных в августе 2003 г. сотрудниками ЛИН СО РАН у мыса Берёзового на одном разрезе.

В работе деление года на сезоны проведено по Г.С. Каплиной (1974): осень – с октября по декабрь; зима – с января по март; весна – апрель, май; лето – с июня по сентябрь.

Автором проанализировано более 4000 экземпляров личинок ручейников, из них для 2900 экз. проведена оценка размерно-весовых характеристик. Обработано 205 бентосных проб, из них 180 количественных. Определено 4800 имаго ручейников. Объектами экспериментов послужили 90 куколок, 20 имаго (с побережья озера), 141 личинка, 17 кладок (из них 7 полученные в лаборатории).

3.2. Методы сбора и консервирования Количественные пробы с глубины 3 м и более собраны аквалангистами совком из рамки площадью 0.1 м2. Параллельно измеряли температуру воды у дна.

Плотность отложенных кладок ручейников на отдельных валунах оценивали на 0.м2, на более мелком субстрате (гальке, булыжниках) - с помощью наложения рамки с площадью захвата 0.25 м2.

Количественные сборы имаго проведены в разных районах оз. Байкал на различной удалённости от кромки берега с площадок (1 м2). В 2007 г. в районе набережной г. Слюдянка в 1 м от уреза воды вели сбор с учетной площадки (1 м2 ) в течение всего периода лёта ручейников 1 раз в 2-3 дня в период с 1200 до 1400 часов.

Обработка, фиксация личинок и куколок ручейников проведены общепринятыми в гидробиологии методами (Жадин, 1956; Методические рекомендации…, 1984).

3.3. Методы определения размерно-весовых характеристик и возрастных групп личинок Число возрастных групп личинок B. bellicosa установили методом статистической обработки результатов измерений ширины головной капсулы (Блохина, Рожкова 2001; Blokhina et al., 2006; Непокрытых, Рожкова, 2007). Для этого в течение года ежемесячно из 3-4 проб измеряли личинок. За начальную точку отсчёта приняты характеристики новорожденных личинок B. bellicosa.

Морфометрические показатели снимали при помощи стандартного окулярмикрометра бинокулярного микроскопа МБС-10. Личинок взвешивали на электронных весах IB-200 (Япония). Результаты измерений в каждой выборке размещены в классы с частотой 0.05 мм. Статистическая обработка данных проведена с помощью пакетов программ Statistica 6.0, Excel 97.

3.4. Методы изучения распределения личинок ручейников На основании собственных сборов 2002-2007 гг., коллекционных материалов ЛИН СО РАН и Зоологического института РАН, литературным данным о распространении 14 видов эндемичных ручейников озера Байкал составлены кадастровые карты (по 115 точкам отбора проб). Для создания картограмм к кадастру ручейников была использована ГИС программа GIS Map Info Professional 5/5.

Для оценки структуры таксоценоза ручейников использовали классификацию А.М. Чельцова-Бебутова (Воронов, 1963), где доминанты составляют 15% и более, субдоминанты 5.0-14.9%, второстепенные виды 0.1-4.9%, третьестепенные виды менее 0.1% общей численности.

3.5. Экспериментальные исследования У эндемичного вида B. bellicosa изучали морфологию кладок, сроки размножения, продолжительность эмбриогенеза, продолжительность и особенности постэмбрионального развития. Проводили наблюдения за спариванием, откладкой яиц имаго ручейников, выходом из яиц личинок и их развитием как в естественных условиях на побережье озера, так и в лаборатории за пойманными с этих же территорий особями.

Личинок, поднятых со дна аквалангистами, помещали в термос с байкальской водой и доставляли в лабораторию в течение 2-3 часов, где их размещали в пластиковые контейнеры ёмкостью 0.5-3 л по 1-6 особей из расчёта 0.5 л на один экземпляр. Личинок содержали в холодильной установке – типа “витрина” с прозрачной дверцей камеры, температуру воды поддерживали до 6-7 °С и постоянно аэрировали. Воду в садках частично заменяли свежей байкальской не реже одного раза в неделю. Песок для строительства домиков новорожденным личинкам калибровали по размеру песчинок в домиках у новорожденных личинок в природе. Для питания использовали обрастания с камней, поднятых аквалангистами на полигоне.

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»