Введение к работе
Актуальность проблемы
Хирономиды (Chironomidae) - одна из наиболее процветающих в настоящее время групп насекомых. Распространены повсеместно. Их личинки живут в водной среде, занимают самые разнообразные экологические ниши, в благоприятных условиях обитания преобладают над другими бентическими животными и составляют ценный корм для бен-тосоядных рыб, беспозвоночных и птиц. Некоторые виды хирономид, осаждая и минерализуя органические вещества, участвуют в процессах самоочищения водоемов (Соколова, 1983; Шилова, 1986). Среди хирономид есть виды, которые могут служить хорошими биоиндикаторами чистоты вод (Макрушин, 1974; Балушкина, 1976), что имеет существенное значение при проведении экологического мониторинга. Хирономиды в последние годы стали широко использоваться для изучения антропогенных воздействий на генетический аппарат благодаря наличию политенных хромосом в ядрах клеток слюнных желез личинок.
Комплексное изучение биологических процессов в водоемах, связанное с биоценологическими, экологическими или даже промышленными задачами, как правило, включает исследования хирономид как одного из важнейших биологических компонентов любого водного биоценоза. При этом обязательным условием является установление их видовой принадлежности. Поскольку идентификация отдельных видов хирономид по морфологическим признакам на личиночной стадии развития затруднена из-за их большого сходства, а иногда и невозможна, то наиболее надежным способом определения вида является кариоло-гический анализ, который позволяет по структуре кариотипов точно и относительно быстро идентифицировать виды, что крайне важно для анализа структуры биоценозов и оценки их продуктивности.
При помощи кариологического анализа помимо точной идентификации видов можно также оценить степень хромосомного полиморфизма вида и, соответственно, судить о патогенетической структуре популяций, что крайне важно при проведении экологического мониторинга.
Исследование кариотипов и хромосомного полиморфизма хирономид в Якутии были начаты нами в связи с крупномасштабными комплексными исследованиями экологической ситуации, сложившейся в бассейнах основных водных артерий Якутии, рек Лена, Вилюй, Амга. Кроме то-
го, кариотипы северных видов хирономид, и в частности видов из водоемов криолитозоны Якутии с их характерным гидрологическим и гидрохимическим режимом до сих пор были очень мало изучены.
Цель и задачи исследования.
Основная цель работы - изучение видового состава массовых видов хирономид рода Chironoms (Diptera. Chironomidae) из природных популяций Якутии на основе морфологического и кариологическо-го анализов. Были поставлены следующие конкретные задачи: 1) Видовая идентификация личинок хирономид на основе морфологического и кариологического анализа. 2) Детальное описание кариотипов. 3) Анализ хромосомного полиморфизма в природных популяциях изученных видов. 4) Выявление особенностей видового разнообразия и особенностей структуры кариотипов хирономид в условиях Крайнего Севера.
Научная новизна результатов.
Для изучения хирономид, обитающих в водоемах Якутии, впервые использован кариологический метод, позволяющий с высокой точностью идентифицировать виды.
Впервые в Якутии морфологически и кариологически идентифицировано 28 видов хирономид, относящихся к 4-м подсемействам - Chi-ronominae, Ortocladiinae, Diamesinae. Тапуройіпае. В п/сем Chlro-nbminae, наиболее подробно изученном при кариологическом исследовании было выявлено 25 видов хирономид относящихся к 6 родам -Chironoms, Glyptotendipes, Endochironomus, Einfeldia, Cryptochi-ronomus и ParacMronomus.
Впервые обнаружено 9 новых кариотипов (Chironoms sp. Yal, C.sp.Ya2, C.sp.Ya3, C.sp.Ya4, C.sp.Lel, C.sp.Ya5, Lobochironomus sp. Ya.6, Endochironomus sp. Yal. Parachironomus sp.) ранее не описанных в литературе. Также впервые встречено 15 новых для Якутии видов, один вид (Chironoms jonmartini) - впервые для России. Практически впервые нами проведена идентификация личинок якутских хирономид до вида, тогда как ранее для многих из них указывалась лишь принадлежность к личиночной форме.
Выявлен ряд особенностей хирономидных сообществ Якутии по сравнению с другими областями Голарктики: необычно широкое распространение в Якутии видов группы riihimakiensis подрода Chironoms, присутствие симпатрично встречающихся с ними видов группы аЪ- beratus подрода Chironoms, а также видов нового, недавно описанного подрода Lobochironomus.
Впервые описываются кариотипические особенности хирономид
Якутии (многоядрышковость, повышенная частота встречаемости видов с крупным центрокерным и теломерным гетерохроматином, повышенная частота встречаемости В-хромосом, частое отсутстви конъюгации гомологов, широкое распространение новых инверсионных последовательностей) .
Практическая ценность.
На примере 25 видов хирономид показано большое значение кари-ологического метода, при идентификации видов на личиночной стадии развития, что позволило более точно определить видовое разнообразие хирономид в водоемах Якутии.
На основании выявленных особенностей кариотипов составлены высокоразрешающие цитофотокарты и идиограммы 16 видов хирономид, необходимые для уточнения видовой принадлежности личинок.
Исследованные виды могут быть использованы в качестве видов индикаторов при дальнейшем проведении экологического мониторинга водоемов Якутии и изучения влияния антропогенных факторов на водные экосистемы.
Апробация работы.
Результаты работы докладывались на: совещании "Вид и его продуктивность в ареале", С-Петербург. 1993 г., семинаре отдела зоологии Государственного Университета Фарго, Северная Дакота, США, октябрь 1993 г.. всесоюзном совещании по хирономидам, Борок, Ярославская область, октябрь 1995 г.. семинаре отдела наземных экосистем ИПЭС, Якутск, ноябрь 1995 г., семинаре лаборатории клеточной биологии ИЦиГ, Новосибирск, декабрь,1995 г.
Публикации.
По материалам диссертации опубликовано 5 статей и три находятся в печати.
Материал, представленный в работе, используется в монографии "Кариофонды хирономид криолитозоны Якутии (Триба Chironomini)" Наука. Новосибирск, 1996.
Структура и объем работы.