Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсова робота

Напівтвердокрилі Національного природного парку «Вижницький»

Вступ

Заповідна справа, як усвідомлена природоохоронна діяльність, спрямована на збереження окремих видів або їх комплексів, розвивається вже понад сто років. До сфери режиму заповідання різного рівня суворості потрапляють усе нові об'єкти та території, проте доволі часто їх критеріальна оцінка базується на наявності-відсутності “червонокнижних” видів, тоді як аналізу стану популяцій тварин, здатних жити також в умовах антропогенного та техногенного навантаження, не приділяється достатньої уваги. В той же час, дослідження фауністичних комплексів широко розповсюджених видів безхребетних тварин, їх біотопічного розподілу, особливостей біології та екологічних преферендумів на заповідних територіях та в антропогенному ландшафті може бути інформативним показником рівня антропогенного пресу на біогеоценози.

Напівтвердокрилі (Hemiptera) зустрічаються в усіх ландшафтних зонах, від тундри до напівпустелі. Завдяки своїй багаточисельності, широкому розповсюдженню та особливостям живлення ці комахи відіграють значну роль у формуванні фітоценозів. Серед них достатньо як шкідників, так і корисних комах. Знання видового складу та біологічних особливостей напівтвердокрилих необхідне як для фундаментальних (грунтових, зоологічних, екологічних, паразитологічних), так і для прикладних досліджень. Проте, незважаючи на неабияке значення клопів як у природних угрупованнях, так і в агроценозах, геміптерофауна України, особливо її регіональні елементи, вивчена ще недосттньо.

Наведені міркування і обумовили вибір теми даної роботи, основною метою якої було вивчення фауністичних комплексів напівтвердокрилих Національного природного парку (НПП) «Винницький».

Для досягнення поставленої мети вирішувалися наступні завдання:

1. вивчити видовий склад клопів згаданої вище території;

2. дослідити біотопічну приуроченість напівтвердокрилих у межах НПП «Вижницький» та прилеглих територій;

3. здійснити еколого-фауністичний аналіз геміптерофауни основних біогеоценозів досліджуваної території.

1. Огляд літератури

1.1 Історія вивчення напівтвердокрилих (Hemiptera - Heteroptera)

Дослідження фауни напівтвердокрилих (Hemiptera - Heteroptera) почалися біля ста років тому [20, 26]. У 1906-1910 рр. у виданні Зоологічного музею Академії наук Росії було опубліковано капітальну працю В.Ф. Ошаніна “Verzeichnis der palaarktischen Hemipteren mit besonderer Berucksichtigung ihrer Verteilung im Rusischen Reiche”, 1 - 3, Приложение к “Ежегоднику Зоологического музея Академии наук” [22]. Усі вони торкалися, переважно, інвентаризації геміптерофауни й продемонстрували граничний ступінь недослідженості фауни справжніх напівтвердокрилих згаданої території. Основний внесок у таксономічні дослідження клопів зробили систематики В.Є. Яковлєв [32], В.Ф. Ошанін, А.Н. Кириченко [21, 23], Г. Флор, Ф. Фібер, О. Рейтер, Г. Хорват [39. 44, 48], Т. Ярошевський, О. Гроссгейм, В.В. Корінек [39]. Результати багаторічних досліджень низки видатних ентомологів були використані у монографії І.М. Кержнера “Систематика равнокрылых и полужесткокрылых насекомых (Hemiptera) фауны СССР” [19]. Детально досліджувалися питання філогенії наповтвердокрилих [45]. Монографічні описи окремих родин даного ряду комах (щитників, хижаків, крайовиків, беритид, червоноклопів, пієзматид, підкірників, тенгід), особливості будови та біології їх представників здійснені відомим дослідником фауни України В.Г. Пучковим [39-44]. При цьому докладні дослідження торкалися переважно шкідників сільського господарства [2, 5-10, 17, 18].

Питання екології цих комах привертали менше уваги, проте, крім окремих заміток у роботах деяких зі згаданих вище авторів, відомості про екологічні особливості та життєві цикли окремих видів наведені у статтях Р.А. Алімжанова, К.В. Арнольді [цит.за 8], М.С. Гілярової, А.В. Давлетишиної, Д.Н. Кабахідзе, В.І. Галицького [цит. за 9]. Докладно вивчав і монографічно описав екологію клопів В.А.Заславський у роботі “Экология вредных насекомых и энтомофагов” [16]. Нарешті, у роботах, що торкаються дослідження фауністичних комплексів інших регіонів, знаходимо дані щодо екологічних та біологічних особливостей клопів, розповсюджених на території України [17, 19, 24, 27].

1.2 Загальна характеристика напівтвердокрилих

Ряд напівтвердокрилі або клопи (Hemiptera seu Heteroptera) об'єднує біля 40000 видів зовні різноманітних наземних або водних комах з колючо-сисними ротовими органами у вигляді членистого хобітка, який відходить від передньої частини голови і не зростається з передньогрудьми. Хобіток причленовується до голови, підігнутий під низ тіла і пристосований до висмоктування рідких речовин, захованих під щільними покривами рослин або тварин [11, 27]. Вусики, як правило, 4-5 членикові, рідше - тричленикові. Крил - дві пари, у стані спокою вони складені на спині, переважно - плоско [21]. Термін “напівтвердокрилі” відповідає одній з найхарактерніших ознак представників даної групи - будові передніх крил: вони перетворені на щільні шкірясті півнадкрила або геміелітри, верхівкове поле яких утворює тонку й прозору мембрану, а непрозора шкіряста частина поділяється косим швом на коріум та клавус (рідше надкрила бувають однорідної структури, вкорочені або ж зовсім відсутні) (рис. 1.1). Коріум - це зовнішня, прилегла до костального краю, а клавус - внутрішня, прилегла до анального краю, ділянка. Часто у коріумі надломом виділяється верхівкова ділянка - кунеус, а іноді також зовнішній край - емболіум [3]. Будова геміелітр істотна для класифікації та діагностики клопів.

фауністичний напівтвердокрилий життєвий цикл

Рис. 1.1 Особливості морфології напівтвердокрилих: А - голова клопа-слірняка Lygus збоку та розміщення хобітка; Б - геміелітра щитника: кл - клавус, кор - коріум, пер - перетинка; В - геміелітра: емб - емболіум, кун - кунеус, кл - клавус, кор - коріум, пер - перетинка (за Богдановим-Катьковим, 1947)

Для клопів характерний значний розвиток передньогрудей, зазвичай вкритих зверху великою передньоспинкою; в цілому передньогруди ледь рухомо зчленовані з рештою грудей. Середньогруди зверху, при складених надкрилах, утворюють трикутний щиток, який вклинюється між обома клавіусами надкрил та заднім краєм передньоспинки. Зазвичай він невеликий, але в клопів-черепашок тягнеться назад вздовж тіла майже до кінця черевця. Задньогруди знизу в дорослих особин часто несуть пахучі залози. Ноги звичайно бігального або ходильного типу, але бувають також спеціалізованими - плавальними (задня пара численних водних клопів), хапальними (передня пара в родині Nepidae, на зразок богомолів). Схему зовнішньої будови напівтвердокрилих наведено на рис. 1.2.

За особливостями будови ротових органів та деякими іншими ознаками (телотрофічний тип яйцевих трубочок, наявність лише чотирьох мальпігієвих судин тощо) клопи близькі до рівнокрилих й нерідко об'єднуються з останніми у ранзі підряду. Проте між цими групами комах існують істотні відмінності, виражені у зазначеній вище неоднорідності передніх крил, іншому прикріпленні хобітка, сильному розвитку передньоспинки, наявності пахучих залоз, будові кишечника, позбавленого фільтраційної камери та інших ознаках. Виходячи з цього, більшість сучасних ентомологів вважає клопів самостійним рядом [3, 48].

Рис. 1.2 Схема зовнішньої будови напівтвердокрилих (А - сліпняк, Б - щитник): а - виличні пластинки; б - наличник; в - шийне кільце; г1, г2, г3 - передні, бічні та задні кути передньоспинки; д - щиток; е - клавус; ж - коріум; з - емболіум; и - кунеус;к - перетинка (за Горностаєвим, 1970).

Особливості життєвого циклу. Клопи - моновольтинні тварини. Більшість видів протягом року розвивається в одному поколінні. Яйця відкладаються на поверхню рослини або іншого субстрату, або ж занурюються в тканини рослини (родина Сліпняки). Характерною особливістю яєць є кришечка на верхньому полюсі, яка відкривається під час виходу личинки. У деяких клопів яйця відкладаються на спинний бік тіла самця і перебувають там до вилуплювання личинок. Цю рису біології вчені розглядають як своєрідну турботу про потомство [21, 50]. Розвиток геміметаболічний. Личинки надзвичайно нагадують дорослих комах, але мають зачаткові крила, які з'являються у третьому личинковому віці. Личинка за способом життя подібна до імаго; линяє найчастіше 5 разів. Зимівля у більшості родин (щитники та ін.) відбувається у дорослому стані, але у сліпняків переважно зимують яйця [3, 11, 41, 43].

Основні еколого-біологічні групи клопів. Біологічно та екологічно напівтвердокрилі дуже різноманітні; розмаїття пристосувань клопів до умов довкілля надзвичайно велике. Більшість видів належить до наземних тварин, але в ряді налічується достатньо водних форм. Наземні напівтвердокрилі тепло- та сухолюбиві, їх видове різноманіття збільшується по мірі посування на південь. Одні наземні клопи живуть відкрито на рослинах, інші - під корою, в лісовій підстилці або у грунті. Наземні види переважно рослиноїдні, розвиваються на квіткових рослинах (меншою мірою - на папоротях, мохах та грибах). Це - більшість сліпняків (Miridae), мереживницевих (Tingitidae), щитників (Pentatomidae), зустрічаються фітофаги й серед інших родин [31]. Серед наземних напівтвердокрилих є й чимало хижаків, які знищують різних комах та їх личинок (напр., родина хижаків - Reduviidae), які живляться кров'ю комах та інших дрібних безхребетних. Деякі клопи живляться кров'ю ссавців, птахів та людини (для прикладу назвемо клопів-паразитів - Cimicidae - до яких належить також постільний клоп, та деяких редувіїд).

Численні прісноводні форми мешкають як у глибині стоячих або, рідше, протічних водойм (наприклад, хребтоплави - Notonectidae), так і на їх поверхні (такі, як водомірки - Hydrometridae). Майже всі вони - хижаки, і лише до раціону гребляків частково входять водорості. Водні клопи, насамперед, хребтоплави, знищують також мальків риб та пуголовків жаб. Тропічні водомірки роду Halobates живуть на поверхні океану і не виходять на суходіл навіть у період розмноження. У класі комах це єдиний приклад постійного життя у морі.

У зв'язку з особливостями режима живлення серед клопів є як шкідливі, так і корисні комахи: низка видів напівтвердокрилих пошкоджує сільськогосподарські культури, є переносниками збудників деяких вірусних захворювань рослин, з'їдає ікру та мальків риб, паразитує на людині та домашніх птахах. В той же час, хижі форми клопів, які знищують шкідливих комах, а також дрібні водні форми (головним чином, гребляки), що є їжею для риб, належать до корисних комах.

Система напівтвердокрилих. Ряд поділяють на два підряди: скритновусих - Cryptocerata та вільновусих - Gymnocerata.

Підряд скритновусих об'єднує тварин з дуже вкороченими, скритими вусиками й нерозвиненими пахучими залозами, водним способом життя, переважно, хижаків. Кількість родин невелика; найцікавіші у нашій фауні родини хребтоплавів (Notonectidae) та водяних скорпіонів (Nepidae). У хребтоплавів задня пара ніг гребного (плавального) типу, тіло обтічної форми з опуклим спинним боком. Тварини плавають на спині, нагадуючи крихітну лодку. У фауні Буковини широко розповсюджений звичайний хребтоплав - Notonecta glauca L., який населяє, переважно, стоячі водойми. Типовий представник другої родини - Nepa cinerea L., який отримав назву водяного скорпіона; тіло його плескате, передні ноги хижого (хапального) типу, на кінці черевця дихальна трубка.

У представників підряду вільновусих вусики розвинені нормально, довші за голову. Це в-основному наземні тварини, але зустрічаються й водні форми. Описано понад 40 родин, найпоширенішими з яких у нашій фауні є клопи-паразити (Cimicidae), хижаки (Reduviidae), мереживницеві (Tingitidae), сліпняки (Miridae), червоноклопи (Pyrrhocoridae), підкірники (Aradidae), щитники (Pentatomidae). З водних клопів цього підряду заслуговують на увагу водомірки - Hydrometridae - тварини з довгим, тонким, паличкоподібним тілом, які швидко бігають по поверхні води, та несправжні водомірки - Gerridae, які зустрічаються, окрім прісних водойм, також на поверхні морів та океанів.

2. Основна частина

2.1 Об'єкти та методи дослідження

2.1.1 Фізико-географічна характеристика району дослідження

Територія НПП «Винницький» знаходиться на границі Українських Карпат та Передкарпаття, входить до району Берегометського низькогір'я області Буковинстких Карпат. Ця крайова зона піднімається виразним виступом над прилеглими районами передгір'я. У цьому своєрідному екотопі переважають абсолютні висоти 500-600м над рівнем моря, хребти гір короткі згладжені. Невеликі річки своїми долинами розчленовують ці хребти на окремі горби, які нерідко мають конусоподібну форму (гори Великий та Малий Стіжок не випадково мають таку назву).

Територія парку знаходиться на межиріччі р. Черемош - найбільшої правої притоки Прута та р. Сірет - лівої притоки Дунаю. Тут наявні їх невеликі притоки: у Черемоша - Виженка, Мала Виженка; у Сірету - Стебник, Сухий Сірет.

Кліматичні умови обумовлюються географічним положенням і гірським рельєфом .

Клімат в досліджуваному районі помірно-континентальний Довжина вегетаційного періоду до 200днів. Середньорічна температура +4,60 С, найтепліший місяць - липень, найхолодніший - січень. Велике значення для розвитку і вегетації більшості деревних рослин має перехід температури через 0, +5. +100 С.

Середньорічна кількість опадів становить 700-1000 мм. Впродовж вегетаційного періоду випадає 40 % опадів

Складні умови гірського рельєфу, помірно-континентальний клімат, різноманітна крутизна схилів, характер рослинного покриву і господарська діяльність людини сприяли розвитку на території Вижницького НП, головним чином, світло-бурих гірсько-лісових ґрунтів.

Для ґрунтів досліджуваного району характерно з однієї сторони швидка мінералізація органічних речовин, а з другої сторони - промивний режим зволоження сприяє виносу розчинених сполук за межі ґрунтового профілю.

Таким чином, у весняно-літній період відкладання гумусу не проходить, і тільки осіннє пониження температури зупиняє ці процеси, внаслідок чого в ґрунті відбувається нагромадження гумусових речовин. Цим і пояснюється невеликий вміст гумусу в ґрунтах даної території, а також світле забарвлення і слабка диференціація.

Ґрунтовий покрив представлений мало- середньоопідзоленими ґрунтами і тільки на найвищих точках зустрічаються гірські підзолисті ґрунти. Кількість гумусу і кислотність варіюють від умов рельєфу.

В цілому на території парку виділено два найбільш розповсюджених типи ґрунтів: бурі лісові і дернові.

2.1.2 Матеріали та методи дослідження

Для виконання бакалаврської роботи були використані власні збори напівтвердокрилих, проведені восени 2005 року та навесні 2006 року на території НПП «Вижницький» Проби збирали у різних біогеоценозах (лісових, лучних, узліссі, тимчасових водоймах).

Збір та камеральну обробку тваринного матеріалу здійснювали за загальноприйнятими методиками [4. 22, 37].

Морфо-анатомічне вивчення зібраного матеріалу проводили за допомогою бінокулярної лупи типу МБС-1 з освітленням, визначення - за визначниковими таблицями, наведеними у визначниках та монографічних виданнях [34, 35, 37,39, 40. 42, 44].

Для відбору кількісних проб напівтвердокрилих використовували наступні методичні прийоми, в залежності від характеру та величини об'єктів, їх чисельності та конкретних мікробіотопічних умов.

Комах у польоті або тих, що сіли на рослини, відловлювали ентомологічним сачком. Для підвищення ефективності зборів та кількісної оцінки фауни напівтвердокрилих використовували метод косіння спеціальним (стандартним) сачком. Якісні укоси здійснювали наступним чином: повільно рухаючись, сильними помахами проводили по траві або невеликих кущах, тримаючи обід сачка нахиленим під гострим кутом до рослинності (помахи слід робити так, щоб сачок якнайглибше занурювався у траву, не торкаючись грунту). Рухалися проти сонця, щоб тінь від тіла та сачка не падала на місце лову. Прокосивши кілька разів, зупинялися, робили у повітрі ще 4 - 5 помахів, щоб комахи осіли на дно, відтак швидко перехоплювали сітку під обручем і закручували. Комах струшували на дно закрученої частини сітки, розв'язували трубку і приєднували до неї морилку. Для виловлювання дрібних комах користувалися ексгаустером (всмоктувачем). Комах збирали окремо з кожної проби; усіх знайдених клопів (у тому числі й тих, що втекли під час розбору) реєстрували у щоденнику [22].

Збори розбирали в лабораторних умовах. Зібраний тваринний матеріал відбирали від сміття; клопів розкладали пінцетом на ватні матрасики у коробки, розміщуючи рядами, голівками в один бік, спинками догори, негусто, щоб запобігти ламанню. Великих тварин розкладали окремо від дрібних. Матрасик вкривали аркушем паперу, на якому писали дату, місце збирання, біотоп, назву рослин, на яких зібрано комах, прізвище збирача. Дно коробок обробляли інсектицидами для запобігання псування тваринного матеріалу шкідниками [37].

Для виготовлення колекції комах наколювали на ентомологічні булавки відповідного розміру, розправляли на пенопластових матрасиках вусики та кінцівки. Наколювали клопів, використовуючи загальноприйняті в ентомології стандарти: комах з невеликим щитком - у праву геміелітру, комах з великим щитком - у щиток ледь правіше центру, так, щоб булавка на нижньому боці тіла не потрапила у жолобок для вкладання хоботка [47]. Дрібних напівтвердокрилих наклеювали на смужки паперу. Кожен екземпляр супроводжували етикеткою. Визначення рослин здійснювали за допомогою визначників [12, 33].

2.2 Охорона праці та техніка безпеки при виконанні роботи

При проведенні будь-яких робіт в лабораторії або аудиторії, де присутні багато людей, слід бути дуже уважним, зібраним, акуратним, дотримуватись правил техніки безпеки, зокрема, протипожежної безпеки. Приміщення повинні обладнуватися протипожежними засобами та запасними виходами, в них повинен бути план евакуації у випадку пожежі. Слід суворо дотримуватися правил роботи з електроприладами. Електричні розетки повинні бути справними, усі електроприлади - обладнані заземленням та перебувати у працездатному стані. По закінченні робіт слід відключити усі електроприлади, крани газо- та водопостачання.

При виконанні робіт у польових умовах слід дотримуватися безпечних правил поводження для запобігання поранень, ушкоджень, укусів отруйних тварин тощо. За будь-яких обставин слід мати при собі засоби першої медичної допомоги (аптечку).

2.3 Результати досліджень та їх обговорення

2.3.1 Таксономічна структура та біотопічний розподіл напівтвердокрилих

За період досліджень нами було знайдено 49 видів клопів, які належать до 39 родів та 18 родин ряду Нemiptera і репрезентують фауністичні комплекси всіх основних біогеоценозів району досліджень: відкритих біотопів (луки та прибережні ділянки водойм), закритих (ліс), тимчасових та постійних малих водойм, агроценозів (поле, садово-городні ділянки). Біотопічний розподіл знайдених видів наведений у табл. 2.1.

Таблиця 2.1 Видовий склад та біотопічний розподіл геміптерофауни г. Великий Стіжок

З аналізу отриманих даних видно, що найбільша видова різноманітність напівтвердокрилих притаманна лучним біотопам: тут зафіксовано понад половину всіх знайдених видів. Однакові кількісно, проте різні у видовому відношенні геміптерокомплекси лісу, водойм та агроценозів; у кожному з них зареєстровано по 18,75 % від загальної кількості видів. Найменше клопів знайдено у прибережній зоні, що можна пояснити кількома причинами. Однією з них є обмеженість таких біотопів на досліджуваній нами території, іншою - їх період (відлови тварин здійснювали в осінній та весняний періоди, коли більшість рослин вегетує, але не цвіте, що зменшує їх принадність для комах. Нарешті, не виключений також недооблік дрібних і рідкісних клопів як при ручному збиранні, так і при косінні [21, 22].

На особливу увагу заслуговує геміптерофауна узлісся - граничного біотопу, де “зустрічаються” лісова та польова фауни. Аналізуючи видову різноманітність напівтвердокрилих лісу, поля та межі між ними можна спостерігати яскраво виражений ефект екотону: збільшення видового різноманіття пограничної ділянки. З таблиці видно, що кількість видів клопів на узліссі (11 видів або 22,92 % від усієї геміптерофауни) перевищує відповідний показних для кожного з біотопів порівняння (по 9 видів, або по 18,75 % від загальної кількості). Явище екотону описане в літературі й підтверджене численними прикладами стосовно тварин інших таксономічних груп [16].

Приуроченість окремих видів клопів до певних біотопів характеризує, до певної міри, їх екологічні преферендуми. Так, відомо, що види-мезофіли тяжіють до галявин та узлісь, різного типу розріджених деревонасаджень, а в степу - до заплав річок та інших ділянок з багатою, переважно різнотравною рослинністю; помірно-кскрофільні та мезофільні сонцелюбиві епігеобіонти тяжіють до доволі сухих та відкритих біотопів з піщаним або кам'янистим грунтом, вкритим більш або менш розрідженою рослинністю, де, як правило, живе й багато інших членистоногих. Мезофільні тіньолюбиві епігеобіонти населяють ті ж біотопи, але характеризуються присмерковою або й нічною активністю; помірно-гігрофільні епігеобіонти тримаються берегів водойм. Нарешті, численними є мешканці трав (хортобіонти) та дерев (дендробіонти).

Не менш істотними для розуміння особливостей біології клопів є кормові зв'язки цих тварин та обумовлені ними трофічні групи. Серед рослиноїдних клопів (фітофагів) вчені виділяють п'ять основних трофічних груп: види, що живляться переважно соком приземних частин рослин та їх коріння; тварини, що живляться соком стебел рослин; такі, що живляться соком листових пластинок; види, що живляться переважно на молодих вегетативних та генеративних частинах рослин й ті, що живляться, починаючи з ранніх личинкових стадій, переважно вмістом плодів рослин, часто зовсім стиглих та сухих [39]. Окремі родини представлені виключно зоофагами; для видів родини підкорників нещодавно встановлена міцетофагія; нарешті, низка родин та підродин містить значну кількість видів-поліфагів із надзвичайно широким спектром живлення [39-44]. Зважаючи на важливість окресленого питання, ми проаналізували харчову спеціалізацію знайдених нами тварин, результати якої наведені у табл. 2.2. З даних таблиці видно, що в околицях гори Цецино мешкає 67,35 % напівтвердокрилих-фітофагів, 26,53 % - хижаків, 4,08 % поліфагів та 2,04 % - міцетофагів. Слід зауважити, що істинна природа та структура харчової спеціалізації ряду напівтвердокрилі в цілому до певної міри маскується кількісною перевагою в регіоні дослідження представників родин Pentatomidae та Miridae, які є фітофагами. Загалом же вивчення регіональної геміптерофауни та харчової спеціалізації як геміптерокомплексу в-цілому, так і окремих видів, дає можливість виявити ентомофагів, що обмежують розмноження шкідників та фітофагів, які живляться бур'янами і цим приносять користь людині у її господарській діяльності.

Таблиця 2.2 Еколого-таксономічний аналіз напівтвердокрилих НПП «Вижницький»

2.3.2.Еколого-фауністична характеристика клопів основних біогеоценозів ландшафтного заказника Цецино та найближчих околиць

Найтиповішими для регіону дослідження є наступні типи біогеоценозів: букові ліси та грабово-букові ліси з домішками хвойних порід. На схилах зустрічаються лучні ділянки; значні площі протягом останніх десятиліть експлуатуються як садово-городні ділянки; місцями зустрічають орні землі, зайняті під овочеві культури, рідше - під кукурудзу. На досліджуваній території поширені малі водойми різних типів: тимчасові (періодичні та напівпостійні), постійні (дреновані та напівпротічні), джерельного походження (лімнокрени та гелокрени). Нарешті, надзвичайно цікавими у фауністичному відношенні є прибережні ділянки зазначених водойм. У кожному типі біогеоценозів здійснювали окремі якісні та кількісні дослідження геміптерофауни, результати яких наведені нижче.