Приспособление диких животных и птиц к измененной человеком окружающей среде

11

1. Приспособление сороки к трансформированной человеком среде обитания

Решались следующие задачи:

1. Изучить особенности освоения сорокой урбанизированных ландшафтов в Европейской части России.

2. Выявить особенности гнездовой биологии местной популяции сороки и приспособления к обитанию в трансформированной человеком среде обитания.

3. Сравнить гнездовые группировки сорок с. Сырское, города Липецка и пойменного участка р. Воронеж.

4. Изучить динамику гнездовой группировки сороки в пределах с. Сырское. Сбор материала проводили методом маршрутного учета гнездовых построек, в осенне-зимний период 2004-2009 годов на территории с. Сырское и в его окрестностях, в секторе частной застройки г. Липецка, в пойме р. Воронеж в пределах с. Сырское и г. Липецка.

Маршруты прокладывались по всем улицам, пустырям, оврагам и доступным для посещения дворовым территориям. Всего учетами затронуто 25 улиц, общей протяженностью более 28 км, описано 150 гнездовых конструкций. У всех обнаруженных гнезд сороки описывали место расположения, определяли до семейства или вида, где это возможно, дерево на котором располагалась гнездовая конструкция, высоту расположения гнезда и общую высоту дерева, диаметр ствола на высоте 1,3 м над землей, количество развилок до и после гнезда. Определяли экспозицию гнезда, расстояние до дороги, воды, построек и др. (около 25 параметров). Проводили наблюдения за способами передвижения сорок, регистрировали дистанции вспугивания, наблюдали за добыванием корма.

При анализе материала по гнездованию сороки в урбанизированных ландшафтах Европейской России (на примере Москвы, Воронежа, Тамбова, Липецка) выявлено, что интенсивное освоение видом городских территорий началось в 1960 - 1970-х гг. В г. Липецке и с. Сырское наблюдается рост численности гнездящихся сорок.

Положительная динамика наблюдается практически во всех зонах. Выявлены достоверные отличия гнездовых группировок сороки сельского и городского агломерата по высоте расположения гнезда и расстоянию до дороги. В г. Липецке в качестве гнездовых деревьев сорока использует более 20 видов из 11 семейств. Наиболее часто птицы гнездятся на иве, вишне, клене американском и яблоне. Это объясняется доминированием этих пород в основных секторах частной застройки города Липецка и с. Сырское. На экспозицию расположения гнезд сороки влияют ряд факторов как естественного, так и антропогенного происхождения. При урбанизации изменяется поведение сороки. Птицы перестают бояться человека.

2. Адаптация волка и рыси

Необходимо выяснить, какие факторы определяют характер передвижения и выбор пути волком (Canis lupus) и рысью (Lynx lynx) в пределах границ их участков обитания. Работу проводили в ГПЗ «Калужские засеки» (граница Калужской и Орловской областей, Россия). Обработаны данные 49 троплений (135.5 км) 23-х волков одной семейной группы и 19 троплений (55 км) 6 рысей. Материал по волку собирали c ноября по апрель 2000-2009 гг., по рыси - с января по февраль 2009 года. Применение комплекса методов (тропления с использованием GPS, метода кинологической идентификации особей по их индивидуальному запаху, подометрии) дало возможность совмещать индивидуальное распознавание особей и точное картирование передвижений зверей.

Для ГПЗ «Калужские засеки» характерна высокая мозаичность биотопов, в связи с чем животные могут за короткое время свободно переходить из одной растительной ассоциации в другую. У волков и рысей наблюдается отличающаяся от случайной слабая, но постоянная от маршрута к маршруту биотопическая избирательность при выборе пути, связанная со следующими факторами: уровнем снежного покрова, наличием подроста и валежника (т.е. - с удобством передвижения), вероятностью встречи жертвы в данном биотопе и с расположением мест-аттракторов (направляющих элементов рельефа, дневок, логовищ и т.д.). Для волков и рысей характерен ход вдоль направляющих линий (границ биотопов, русел оврагов и рек, дорог).

Причем 44% от общего хода волков по дорогам и 80% маршрутов волков вдоль рек и ручьев принадлежит переяркам, что свидетельствует об их недостаточном знании семейного участка и использовании данных направляющих линий в качестве непосредственных ориентиров. Кроме того, дороги играют важную информационную роль и, перемещаясь по ним, одиночные переярки могут получить информацию о местонахождении других членов стаи при поиске других волков.

При движении переярков в паре со взрослыми или щенками у них наблюдается повышение двигательной активности, выражающееся в увеличении числа совершаемых коротких сдвоек, расхождений и поворотов, связанное с изменением мотивационного состояния - переключением ориентировочного поведения на игровое и маркировочное. В отличие от переярков взрослые особи более уверенно чувствуют себя при перемещениях, о чем свидетельствует большая прямолинейность и целенаправленность их передвижений (небольшое число резких поворотов) и большая частота расхождений на маршруте.

Факторы, влияющие на выбор пути и структуру перемещений животных, можно подразделить на две категории: внешние факторы, связанные с характеристикой среды, в которой перемещаются звери, и внутренние факторы: индивидуальные характеристики особей, их жизненный опыт и степень знания участка, его внутренняя структура, а также тип маршрута (зависящий от мотивационного состояния животного). При маркировочных и поисково-социальных маршрутах учитывается расположение запаховых полей и объектов постоянного мечения.

3. Влияние условий климата на гнездовую экологию скворцов

В работе рассматривается зависимость начала заселения гнездовий и постройки гнёзд от сменяющихся состояний погоды, действие на яйца и птенцов скворца весенних заморозков разного происхождения и зависимость предпочтений в выборе гнездовий от климата в современных урбанизированных условиях Московского региона. В ходе исследований прослежена чёткая зависимость начала заселения гнездовий и постройки гнёзд от сменяющихся состояний погоды.

В годы, когда держится положительная ночная (средняя минимальная) апрельская температура, а среднесуточные показатели выше +5+6 °С, скворцы приступают к постройке гнёзд в самом начале апреля, уже через 9-12 дней после прилёта.

Но если средние минимальные температуры апреля держатся на отрицательных отметках, а среднесуточная температура отстает от климатической нормы даже на 1,5-2 °С, то скворцы не так активно ведут поиски гнездовий и начинают вить гнёзда почти через месяц после прилёта. В естественных местообитаниях скворцы охотнее селятся в гнездовьях с летками в противоположном направлении основным путям циклонов. Выявлено, что в современных городских условиях скворцы отдают предпочтение гнездовьям с иными направлениями летков, нежели в сельской местности.

Это связано с увеличением турбулентного перемешивания и порывистости ветра, а также с резкой сменой скорости и направления ветров в городских районах с плотной многоэтажной застройкой. Установлено разное действие на птенцов скворцов весенних заморозков при естественном ночном выхолаживании и при фронтальном вторжении массы холодного воздуха. В первом случае ночные заморозки не оказывают непосредственного губительного действия на птенцов дуплогнёздников, а лишь затрудняют поиск корма. При фронтальном же вторжении массы холодного воздуха, когда на протяжении нескольких апрельских ночей в период откладки и насиживания яиц или в период выкармливания птенцов держатся даже незначительные отрицательные температуры (-0.5-1 °С), происходит гибель части яиц и птенцов скворца. Таким образом, в отличие от естественных стаций, в сильно урбанизированных ландшафтах смягчается влияние температурных условий, но усиливается влияние ветра на гнездовое развитие скворцов.

4. Суточный ритм активности мыши

Особое место занимают свободнотекущие ритмы активности. Циркадный период их считается зависимым от вида, кроме того, видоспецифична и продолжительность перестройки ритма при изменении ритмоводителей (датчиков времени). В литературе редки описания особенностей свободнотекущих ритмов, так же как и вычисление для каких-нибудь видов животных частотных характеристик таких ритмов.

Исследования по суточной активности Mus musculus L. проводили на 5-ти разнополых особях. Применялся метод актографирования животных. Клетки располагались в условиях затемнения. Корм добавлялся по скользящему графику (во избежание прикармливания животных к определенному времени суток). Всего проанализировано 334 суток наблюдений за 11 месяцев. При анализе использовались вспомогательные графики: коррелограмма с 95% доверительным интервалом для нулевой автокорреляционной функции, график выборочной частной автокорреляционной функции с 95% доверительным интервалом для нулевой автокорреляционной функции.

Для определения периода циркадного ритма использовали метод спектрального анализа (периодограмма: график зависимости показателя SІ(л) от длины волны л). Полученные данные представляют собой временной ряд, который является нестационарным: на это указывает характер графика (наличие периодической составляющей), не стремящаяся к нулю автокорреляционная функция и наличие ярко выраженных пиков в периодограмме. Основная деятельность приходилась на темное время суток (доля бюджета активности 55, 8±0,01%). Суммарная суточная активность в среднем длится 459 мин: от 378 мин в июле до 563 мин в январе. У мышей, которые являются животными с монофазным ритмом, наибольшая мощность приходится на циркадный пик. В нашем случае период околосуточного ритма составил 24 часа. Остальные периодические составляющие активности зверьков очень незначительной мощности.

5. Адаптация псовых

Задачей настоящей работы является исследование формы верхнего ряда щёчных зубов у трех близких видов псовых: песца, обыкновенной лисицы и корсака в сравнительном аспекте. Изменчивость формы щёчного зубного ряда исследовали в следующих выборках из коллекции Зоологического музея МГУ, в скобках указано число самцов и самок: песец - Архангельская область (10; 15), Чукотка (11; 12), о. Беринга (8; 14), о. Медный (11; 4); лисица - Московская область (12; 16), Приморье (14; 3), Туркмения (10; 6), Чукотка (15; 5), Восточный Казахстан (6; 6); корсак - Северный Казахстан (7; 8), Монголия (3; 4). Использован комплекс методов геометрической морфометрии, позволяющих работать с формой “в чистом виде” как со свойством объекта после удаления информации о его размере. При этом становится возможна количественная оценка межвидовых различий формы верхнего ряда щёчных зубов. В простейшем случае, вычисляли сумму квадратичных дистанций по каждой из гомологичных точек совмещенных объектов.

Такая дистанция называется прокрустовой и является количественной мерой различий между формами объектов. Результаты и обсуждение. Изменчивость формы зубного ряда слабо связана с размерной изменчивостью, как на межвидовом, так и на внутривидовом уровне. Это говорит о том, что форма зубного ряда у мелких псовых является самостоятельным признаком, требующим отдельного изучения. Межвидовые различия формы зубного ряда соответствуют таксономическим отношениям трех исследованных видов. Лисица и корсак - виды одного рода, по размеру практически не перекрываются. Песец, по размерным характеристикам занимает промежуточное положение. По форме зубного ряда лисица и корсак неотличимы друг от друга, а песец, относящийся к другому роду, располагается обособленно от них.

В отношении географической изменчивости исследованный признак очень устойчив и консервативен. Географическая изменчивость у лисицы и корсака не выражена, несмотря на то, что в наших выборках присутствуют северные и южные подвиды лисицы, сильно различающиеся между собой по размерам и пропорциям черепа, а корсак представлен двумя подвидами - из монгольской и казахстанской частей ареала. Признак формы зубного ряда достаточно устойчив у экологически пластичных видов. На этом фоне особенно интересно резкое отличие командорского песца (особенно с.о. Медный) по форме зубного ряда от материковых конспецификов. Уровень отличий сопоставим с уровнем межвидовых различий материкового песца и лисицы. Основная специфика заключается в положении хищнического зуба в зубном ряду. Это позволяет предположить, что отличающаяся кормовая база Командорских островов была одним из существенных факторов, повлиявших на формирование облика островных популяций песца. Этот результат подтверждает предположение о длительной изоляции командорского песца.

6. Молекулярная систематика пищух в измененной среде

Все современные пищухи образуют монотипическое семейство Ochotonidae, эндемичное для Голарктической области. В систематике рода Ochotona Link все еще остается много нерешенных вопросов. На настоящий момент, даже количество видов по данным разных авторов варьирует от 18 до 29. Широкое распространение параллелизмов на фоне общего морфологического однообразия представителей Ochotona, обширность и труднодоступность мест обитания вносит дополнительные трудности в систему внутривидовой структуры пищух.

Среди систематиков, до сих пор нет устоявшегося мнения о делении современных пищух на подроды. Немало трудностей возникает и с определением таксономического статуса форм, составляющих один видовой комплекс. Один из самых трудных узлов в систематике пищух - видовой комплекс Ochotona alpina - O. hyperborea, который традиционно входил в состав подрода Pika. Непосредственно нами было получено 70 образцов тотальной ДНК, принадлежащих 18 различным видам пищух. Из них 40 образцов тотальной ДНК были получены из сухих шкурок, в том числе и столетней давности, а 30 - из тканей печени, хранившейся в 96% этаноле. В качестве генетических маркеров нами были выбраны 2 участка митохондриальной ДНК (мтДНК) - контрольный регион (С-регион) и ген цитохрома b, и 2 участка ядерной ДНК (яДНК) - интрон 13 гена BCR (breakpoint cluster region) и интрон 12 гена PBGD (porphobilinogen deaminase). На основе нуклеотидных последовательностей методом ближайшего соседа в программе Treecon (двухпараметрическая модель Кимуры, Kimura, 1980) нами были построены филогенетические деревья с 1000 повторностей бутстреп-анализа.

Анализ филогенетических деревьев привел нас к следующим выводам: Из ранее описанных видов в состав подрода Pika входят O. alpina, O. hyrerborea, O. hoffmanni, O. pallasi, O. argentata, O. collaris, O. princeps. Однако подрод Pika, по-видимому, не включает степную пищуху (O. pusilla). Её сближают с американской и аляскинской пищухами на основе сходства хромосомных наборов. Положение этого вида до конца не выяснено, но не возникает сомнений в том, что это - один из базальных видов рода пищух. Наши данные подтвердили включение O. rutila и O. rufescens в состав подрода Conothoa, но из-за отсутствия хороших поддержек индекса бутстрепа не прояснили отношения с другими членами этого подрода.

Доказано, что амурская пищуха из междуречья Шилки и Аргуни, ранее считавшаяся подвидом алтайской пищухи - O. alpina scorodumovi, является самостоятельным видом и конспецифична манчжурской пищухе с хр. Б. Хинган (КНР), ранее относимой к подвиду северной пищухи - O. hyperborea mantchurica. Таким образом, Ochotona mantchurica scorodumovi - новый вид пищух в фауне России. Показано, что пищухи окрестностей пос. Едяй (ср. течение р. Лена), у которых был ранее определен кариотип 2n=40, по ядерным и митохондриальным маркерам должны быть отнесены к Ochotona alpina turuchanensis, для которой описан кариотип 2n=42. Таким образом, нами обнаружен первый случай хромосомного полиморфизма у пищух.

Заключение

Средовые факторы - направляющие линии рельефа, дороги и растительные ассоциации, являющиеся, кроме того, ориентирами при перемещении животных. Причем биотопы выступают в роли как непосредственных ориентиров (экотопы), так и в роли косвенных ориентиров (мезофитный луг в районе дневки волков связан с социальнозначимым ориентиром - очагом и дорогами, на которых часто располагаются метки, также выполняющие роль социальнозначимых ориентиров). На частоту пересечения оврагов волками и процент хода вдоль них оказывает влияние в большей степени тип маршрута, чем возрастной состав передвигающейся группировки. Но на выбор пути и на структуру перемещений большее влияние оказывает комбинация этих двух факторов, нежели каждый из них по отдельности.

Список литературы

1. Носова Н.Н., Тучин С.В. Морфогенетические процессы в культуре микроспорофиллов подсолнечника //Сельскохозяйственная биология - 2009. - №4.

2. Morgan D.R. et al. Systematic and evolutionary implications of rbcL sequence variation in Rosaceae //Amer. J. Botany, 2004.

3. Schulze-Menz G.K. Rosaceae //A. Engler's Syllabus der Pflanzenfamilien. Berlin: Borntraeger, 2008.

4. Takhtajan A. Diversity and classification of flowering plants. - New York: Columbia University Press, 2007.

5. Potter D. et al. Phylogeny and classification of Rosaceae // Plant Syst. Evol., 2008.

6. Косарев М.Н. Бурзянский мед. Изучение заповедной флоры Южного Урала. Уфа, «Вилли Окслер», 2008.

7. Винокуров Н.Н., Исаев А.П., Потапова Н.К., Ноговицына С.Н. О вспышке массового размножения сибирского шелкопряда в Центральной Якутии в 1999-2000 гг. //Наука и образование. - Якутск, 2007. - №1.

8. Лакин Г.Ф. Биометрия. - М.: Высшая школа, 2003.

9. Сукачев В.Н. Растительные сообщества. - М.: Мир, 2007.

10. Тимофеев П.А. Леса Якутии. - Якутск: Кн. изд-во, 2005.

11. Трофимова С.А. Учебно-полевая практика по физиологии растений. - Петрозаводск: КГПУ, 2007.