Основные тенденции измененения cтруктуры сообществ насекомых-некрофагов при увеличении антропогенной нагрузки на экосистему

Некрофаги - один из важнейших компонентов механизма самоочищения экосистемы – переработки отходов через включение их в пищевые связи.
Жесткокрылые некрофаги являются первым звеном в детритных цепях, поэтому изучение состояния их сообществ необходимо для полного анализа механизмов самоочищения и общего состояния экосистемы.

Рабочая гипотеза проекта строится на возможности использования таких критериев как видовое богатство и разнообразие, численность и активность видов
насекомых-некрофагов (Coleoptera) на различных стадиях разложения приманки при оценке уровня антропогенной нагрузки природных экосистем.
Видовой состав
Численность
Структура сообществ
в целом
Насекомые-некрофаги (Coleoptera) могут быть использованы для биоиндикации состояния экосистем

Выявить тенденции измененения cтруктуры сообществ насекомых-некрофагов (Coleoptera) по таким критериям как видовое богатство и разнообразие, численность и активность видов насекомых-некрофагов, представителей отряда Coleoptera, на различных стадиях разложения приманки при увеличении антропогенной нагрузки на экосистему.
Цель работы

1. Определить видовой состав насекомых-некрофагов (Coleoptera):
а) в долине реки Бердь (среднее течение);
б) по близости птицефабрики «Евсинская»;
2. Определить степень разнообразия сообществ жуков-некрофагов:
а) в долине реки Бердь (среднее течение);
б) по близости птицефабрики «Евсинская»;
3. Зафиксировать общее число особей, попавших в ловушки, и выявить преобладающие по численности виды:
а) в долине реки Бердь (среднее течение);
б) по близости птицефабрики «Евсинская»;
4. Определить активность видов жуков-некрофагов на конкретных стадиях разложения трупа, выявить характерные виды для той или иной стадии:
а) в долине реки Бердь (среднее течение);
б) по близости птицефабрики «Евсинская»;
5. Сравнить полученные показатели в нарушенной и ненарушенной экосистемах.
Задачи работы

В работе был использован метод ловушек.
В качестве приманки использовались трупы лабораторных мышей.
В течение 10 суток ловушки проверялись по 3 раза в день.
Насекомые определялись и подсчитывались.
Методика исследования

Первый этап исследования

Второй этап исследования

Долина реки Бердь
Птицефабрика «Евсинская»
Результаты

Зависимость величины индекса видового разнообразия Шеннона от места сбора насекомых в районе птицефабрики «Евсинская».
Зависимость величины индекса видового разнообразия Шеннона от биотопа в долине реки Бердь.

Долина реки
Бердь
Птицефабрика «Евсинская»
1738 особей
278 особей

Активность различных видов жуков-некрофагов на различных стадиях разложения приманки (долина р. Бердь)
Примечание: - высокая активность вида (присутствие особей в 7-8 ловушках);
- средняя активность вида (присутствие особей в 5-6 ловушках);
- низкая активность вида (присутствие особей в 3-4 ловушках);
- отсутствие активности (присутствие особей в 0-2 ловушках).

1. В результате проведенной работы было обнаружено:
А) в долине реки Бердь в ее среднем течении 14 видов насекомых-некрофагов, представителей отряда Coleoptera
Б) в районе птицефабрики «Евсинская» 5 видов насекомых-некрофагов (Coleoptera)
2. Значение индекса видового разнообразия Шеннона в среднем составляет:
А) 2,76 в долине реки Бердь в ее среднем течении;
Б) 1,03 в районе птицефабрики «Евсинская».
Выводы

3. Преобладающими по численности насекомыми-некрофагами (Coleoptera) являются
А) Nicrophorus vespillo (23%), Saprinus semistriatus (20%) и Philonthus politus (17%) в долине реки Бердь в ее среднем течении (из собранных 1738 особей);
Б) Nicrophorus vespillo (33%), Saprinus semistriatus (23%), неопределенный вид семейства Staphylinidae (20%) и Oiceoptoma thoracica (19%) в районе птицефабрики «Евсинская» (из собранных 278 особей).
Выводы

5. А) В экосистеме, не подверженной антропогенному воздействию, в процессе разложения трупа происходит последовательная смена сообществ различных видов жуков-некрофагов:
виды Apocatops nigrita, Silpha carinata являются ранними посетителями трупа (1 стадия разложения приманки);
на 2 стадии разложения активны все виды, обнаруженные нами в данной экосистеме;
виды семейства Staphylinidae являются поздними посетителями трупа
(3 и 4 стадии разложения приманки).
Б) В экосистеме, подверженной антропогенному воздействию, в процессе разложения трупов животных не наблюдалась смена сообществ насекомых-некрофагов, представителей отряда Coleoptera. Все обнаруженные виды встречаются на всех стадиях разложения приманки в каждой ловушке.
6. В экосистеме, подверженной антропогенной нагрузке, наблюдается обеднение видового состава, понижение значения индекса видового разнообразия Шеннона, снижение общего числа особей, фиксируемых в ловушках, значительное повышения процента преобладающих по численности видов от числа всех видов, обнаруженных в экосистеме, исчезновение дифференциации различных видов по стадиям разложения трупа.
Выводы

Необходимо учитывать следующие показатели характерные для ненарушенной экосистемы (в рамках описанной в работе методики):
Видовой состав должен быть представлен не менее, чем 14 видами;
Среднее значение индекса Шеннона должно быть близко к 2,76;
Общая численность особей жуков-некрофагов, найденных во всех ловушках, должна быть близка к 1738 особям;
Преобладающими по численности видами должны выступать Nicrophorus vespillo, Saprinus semistriatus и Philonthus politus;
Последовательность посещения различными видами насекомых-некрофагов (Coleoptera) мёртвой биомассы должна прослеживаться и быть близка к следующей:
на 1 стадии разложения – представители семейств Silphidae и Cholevidae;
на 2 стадии разложения – представители всех видов, обнаруженных в исследуемой экосистеме;
на 3 и 4 стадиях разложения - виды семейства Staphylinidae.
Рекомендации по использованию жуков-некрофагов в биоиндикации

Спасибо за внимание!

Бережнова О. Н., Цуриков М.Н. К изучению некробионтных жесткокрылых заповедника «Галичья гора» и их роль в утилизации животных останков // Электронный журнал «Вестник МГОУ» / www.evestnik-mgou.ru. – 2013. – №3 (URL: http://evestnik-mgou.ru/Articles/Doc/406, статья размещена на сайте: 27.08.13).
Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология. Особи, популяции и сообщества: в 2-х т. — М.: Мир, 1989. — 667 с.
Зинченко В.К., 2003. Структура видового состава жуков-нидиколов и копробионтов (Coleoptera) сурчиных нор Кемеровской области // Евразиатский Энтомологический Журнал. – Т.2. - № 4. - С. 279-280.
Карташев А.Г. Биоиндикация экологического состояния окружающей среды – Томск. - М.: СКК-ПРЕСС, 1999. - 224 с.
Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология. Учебник для студентов бакалаврской ступени многоуровневого высшего професс. образования. - М.: Феникс, 2012. - 608 с.
Леванидов В.Я. Биомасса и структура донных биоценозов реки Кедровой // Пресноводная фауна заповедника «Кедровая падь»: Тр. Биол.-почв. ин-та ДВНЦ АН СССР. - 1977. - Т. 45.- № 148. - С. 126-159.
Лябзина С.Н. Беспозвоночные-некробионты и их участие в утилизации органического вещества в наземных и водных экосистемах европейского севера. Автореф. дис.канд. биол. наук.- Петрозаводск. - 2003. - 25 с.
Мамаев Б.М., Бардикова Е.А. Энтомология для учителя. - М.: Просвещение, 1985. - 114 с.
Мамаев Б.М., Медведев Л.Н., Правдин Ф.И. Определитель насекомых европейской части СССР. - М.: Просвещение, 1976. – 304 с.
Мамедов Н.М., Суравегина И.Т. Экология. Учебное пособие. - М.: Школа-Пресс, 1996. – 448 с.
Марченко М.И., Кононенко В.И. Практическое руководство по судебной энтомологии / под ред. А.Ф. Рубежанского. — Харьков, 1991. — 69 с.
Мирзоян С.А., Мамаев Б.М. Насекомые и биосфера. - М.: Агропромиздат, 1989. – 208 с.
Миркин Б.М., Наумова Л.Г., Суматохин С.В. Экология: 10-11 классы. Учебник для учащихся общеобразовательных учреждений: профильный уровень. – М.: Вентана-Граф, 2010. – 384 с.
Одум Ю. Экология: в 2-х т. - М.: Мир,1986. Т.1-328с.; Т.2-376с.
Омаров К.З. Организация популяций и сообществ микромаммалия в условиях антропогенной трансформации среды. Дис. докт. биол. наук.- Махачкала. - 2008. - 398 с.
Список использованных источников

Пушкин С.В. Некробионтные жесткокрылые (INSECTA: COLEOPTERA) северного Кавказа и сопредельных территорий. Автореф. докт. дисс. -Ставрополь. - 2012. – 88 с.
Пушкин С.В. Фауна жуков-некрофагов Юга России и Кавказа // Международная науч. конф.: Фундаментальные проблемы энтомологии в XXI веке. - Санкт-Петербург, 2011. – 135 с.
Пушкин С.В., Сигида С.И. Жуки-мертвоеды (Coleoptera. Silphidae) - биоиндикаторы состояния лесных экосистем // Вестник СГУ - 2002. - № 28. - С. 94-98.
Пушкин С.В., Харченко Л.Н. Мертвоеды как индикаторы экологического здоровья экосистем // Окружающая среда и человек: материалы науч.-метод. студенческой конф. Ставрополь: СГУ – 1997. –вып. 6. – С. 23-25.
Радкевич В.А. Экология. - Изд. «Вышэйшая школа», 1997. - 296 с.
Риклефс Р. Основы общей экологии. - М.: Мир, 1979. - 424 с.
Розенберг Г.С., Рянский Ф.Н. Теоретическая и прикладная экология. Учебное пособие. - Изд. Нижневартовского педагогического института, 2005. - 292 с.
Фабр Ж.А. Инстинкт и нравы насекомых. - Изд. «Терра», 1993. – 608 с.
Чертопруд М.В. Мониторинг загрязнения водоемов по составу макрозообентоса. /Методическое пособие. – М.: Ассоциация по химическому образованию, 1999. – 16 с.
Шохин И.В. Материалы к фауне пластинчатоусых жуков (Coleoptera, Scarabaeoidea) Южной России // Кавказский энтомол. бюллетень. - 2007. – т. 2. - № 3. - С. 105–185. (URL: http://ssc-ras.ru/files/files/CEB3(2)Shokhin.pdf).
Якобсон Г.Г. Определитель жуков. - Изд. «Государственное издательство сельскохозяйственной и колхозно-кооперативной литературы», 1931. – 454 с.
Интернет-источники:
Батычко В.Т. Экологическое право. Краткий конспект лекций. - Таганрог: ТТИ ЮФУ. - 2009 // URL: http://www.aup.ru/books/m230/ (дата обращения 18.01.2015).
URL: http//www.macroid.ru (дата обращения: 24.11.2014).
URL: httpwww.zin.ru/animalia/coleoptera.ru (дата обращения: 27.11.2014).
URL: http://ekolog.org/books/3/3_1_2.htm (дата обращения: 14.01.2015).
URL: http://bono-esse.ru/blizzard/A/Posobie/Ecol/14_3.html (дата обращения: 14.01.2015).
URL: http://www.grandars.ru/shkola/geografiya/ekosistema.html (дата обращения: 15.01.2015).
URL: http://www.fermer.ru/sovet/ptitsevodstvo/3167 (дата обращения: 20.01.2015).
URL: http://natureworld.ru/nasekomyie/zhuki-mogilschiki-sanitaryi-zhivotnogo-mira.html (дата обращения: 30.01.15).
URL: http://gelio.livejournal.com/136111.html?thread=3849135 (дата обращения: 30.01.15).
Список использованных источников

Снижение способности экосистем к самоочищению под действием антропогенной нагрузки и, следовательно, накопление мертвой биомассы, повышение угрозы активного развития патогенных микроорганизмов на тканях трупов при медленном гниении.
Экологические риски

Объект исследования – насекомые-некрофаги, представители отряда Coleoptera.
Материал и методика исследования

Характеристика точек сбора проб в районе птицефабрики «Евсинская»

Систематическое положение насекомых-некрофагов (Coleoptera)в долине реки Бердь в её среднем течении

Систематическое положение насекомых-некрофагов (Coleoptera) в окрестностях птицефабрики «Евсинская»

В эксперименте стадия разложения того или иного трупа лабораторных животных определялась на основании этапов (стадий) разложения, выделенных М.И. Марченко и В.И.Кононенко (1991г):
1-й этап — раннего микробного разложения — небольшое набухание трупа, отсутствие видимой мацерации тканей;
2-й этап — активного разложения трупа насекомы­ми — первая стадия видимого разрушения тканей, разжижение трупа, активная деятельность мух и жуков-некрофагов;
3-й этап — позднего разложения трупа насекомыми — активная деятельность личинок жуков-некрофагов и жуков-хищников, труп начинает подсыхать, завершается почти полным уничтожением мягких тканей;
4-й этап — микробиологическое разложение трупа — начинается с момента ухода личинок жуков с останков трупа и заканчивается с распадом скелета на отдельные кости, мех;
5-й этап — распад костной ткани.