Введение к работе
Актуальность проблемы. Антропогенный пресс на природные экосистемы принадлежит к числу наиболее острых экологических проблем современности, причем антропогенное воздействие приобретает глобальный характер. Антропогенные факторы воздействуют на биоту на уровнях популяций, сообществ, экосистем. Для поиска средств контроля антропогенного воздействия чрезвычайно важно понимание механизмов устойчивости биотических систем на всех уровнях их организации. Однако, наиболее информативным является популяционный уровень, так как популяция характеризуется генетической общностью. Поэтому изучение особенностей структуры популяций в различных группах животных, в том числе у насекомых, является важной узловой задачей популяционной биологии.
В популяционной биологии насекомых сформировались два подхода : популяционный и фенетический ( морфогенетический). Первый подход интенсивно разрабатывался А. Г. Викторовым, А.С. Исаевым, II. Боэром (P.J. den Boer), второй - Н.В. Тимофеевым -Ресовским, ЯЛ. Лусисом, В.М. Захаровым. Оба эти подхода дали очень многое для понимания целого ряда вопросов. Вместе с тем назрела необходимость специального анализа таких понятий популяционной биологии, как норма реакции, типы динамики структурных популяционных показателей, типы реакций популяций насекомых на критические изменения среды, механизмы устойчивости популяций насекомых к антропогенным воздействиям. Для изучения этих вопросов нами был применен комплексішиїфенетический подход.
Цель исследования - установление нормы реакции и типов реагирования популяций и субпопуляционных (фенотипических) групп на критические изменения среды, выявление изменений структурных и других характеристик субпопуляционных групп при критических уровнях воздействия факторов.
Задачи:
-
анализ структурных популяционных показателей и их динамики;
-
анализ фенотипической характеристики популяций и ее динамики;
-
анализ плодовитости популяций и субпопуляционных (фенотипических) групп и ее динамики ;
-
анализ расселительного потенциала популяций и субпопуляционных ( фенотипических) групп и его динамики ;
-
анализ смертности популяций и субпопуляционных (фенотипических) групп и ее динамики ;
6) анализ показателей численности и пространственной структуры популяций и субпопуляционных (фенотипических) групп во времени.
.Итогом решения этих 6 задач является выявление типов реакций популяций насекомых на антропогенные воздействия и разработка подходов для использования структурно-динамических показателей популяций насекомых в практике биомониторинга.
Основные положения, выносимые на защиту :
-
Формирование разных морфо-физиологических (фенотипических) групп особей, характеризующихся различной чувствительностью к критическим изменениям среды, внутри популяций насекомых.
-
Изменение ' соотношения групп фенотипов в популяции насекомого при направленных изменениях среды.
-
Наличие в популяции альтернативных адаптивных стратегий отдельных фенотипических групп, направленных на (1) повышение толерантности и выживаемости и (2) избегание неблагоприятного воздействия.
-
Изменение соотношения фенотипических групп на фоне скачкообразного увеличения фенотипического разнообразия и миграционного потенциала рассматривается как основной механизм устойчивости популяции, позволяющий ей стабилизировать свою структуру на другом уровне.
Новизна работы. На ряде модельных объектов, относящихся к разным таксономическим группам и жизненным формам насекомых впервые произведен анализ сопряженных изменений различных популяционных и фенетических показателей при антропогенных нарушениях среды и в ненарушенных условиях на заповедной территории.
Впервые установлены два пути сохранения устойчивости популяций насекомых при усиливающихся антропогенных нарушениях среды.
.Впервые для популяций насекомых выявлен ступенчатый тип динамики структурных показателей с разными уровнями стабилизации.
Впервые определена норма реакции структурных показателей популяций насекомых, обитающих в ненарушенных условиях на заповедной территории.
Впервые установлено «лавинообразное» нарастание изменений в популяциях насекомых при усиливающемся антропогенном прессе (эффекты запаздывания и «кругов по воде»).
Впервые показаны возможности использования структурно-динамических показателей популяций насекомых в практике биомониторинга.
Практическое значение. Выделение нормы реакции позволяет оценивать состояние популяций насекомых на антропогенно трансформированных и заповедных территориях, а также нормировать
антропогенную нагрузку на популяции насекомых и экосистемы. Сопряженность трансформации популяции и изменений в субпопуляционных группах открывает возможность прогноза состояния популяций насекомых. Перспективно использование структурно-динамических показателей популяций насекомых в режимных стационарных наблюдениях на заповедных и сопредельных территориях (программа охраны заповедников Единой государственной службы экологического мониторинга).
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на заседаниях Воронежского отделения Всесоюзного энтомологического общества (1983, 1985); заседании секции зоологии МОИП совместно с ВЭО (1987); семинарах на ВДНХ СССР (1984, 1985, 1987 ); на региональном семинаре в заповеднике Галичья гора (1988); на межлабораторном коллоквиуме в ИПЭЭ РАН (1996) ; на 11 Всесоюзных и международных конференциях: IX и X съездах Всесоюзного энтомологического общества ( Киев, 1984; Ленинград, 1989); I конференции по проблемам эволюции (Москва, 1985); Ш совещании по фенетике популяций (Саратов, 1985) ^конференции «Проблемы изучения и охраны заповедных природных комплексов» (Хоперский заповедник, 1986) ; совещании «Проблемы охраны генофонда и управления экосистемами в заповедниках лесной зоны» (Пущино, 1987); IX совещании по проблемам почвенной зоологии (Тбилиси, 1987) ; совещании «Экология популяций» (Новосибирск, 1988) ; конференции «Заповедники СССР, их настоящее и будущее» (Новгород, 1990) ; Международном симпозиуме «Зооиндикация и экотоксикология животных в условиях техногенного ландшафта» (Днепропетровск, Украина, 1993); Международном совещании «Новые методы исследования природных популяций» (Москва, 1995).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 9 глав, выводов и списка литературы. Диссертация изложена на 255 страницах и включает 33 рисунка и 62 таблицы в тексте. Список цитируемых работ включает 271 наименование, в том числе Ш на иностранных языках.