Научная работа " Божьи коровки" Восточных Саян

X Республиканская открытая олимпиада

«Созвездие» научно-исследовательских и учебно-исследовательских проектов детей и молодежи по проблемам защиты окружающей среды

«Человек – Земля - Космос»

/Программа «Одаренные дети»/

Направление «Флора и фауна»

НЕКОТОРЫЕ ДАННЫЕ ЭКОЛОГИИ БОЖЬИХ КОРОВОК

МЕСТНОСТИ БЭЛЭГ-ШЭБЭЙ ВОСТОЧНЫХ САЯН

Автор: МунконоваСаянаСамбуевна

РБ Окинский р-н с. Орлик

Тел: 89140524688

Научный руководитель:

Дырженова Евгения Зундыевна

Место выполнения работы:

МАБУ «Орликская СОШ», Республика Бурятия

Орлик

2020 г.

ВВЕДЕНИЕ

Кокцинеллиды (Coleoptera, Coccinellidae) относятся к числу наиболее эффективных энтомофагов многих вредителей сельского и лесного хозяйств. Большинство представителей кокцинеллид- хищники, уничтожающие тлей, листоблошек, червецов, щитовок, трипсов, паутинных клещей, личинок листоедов, многих мелких членистоногих являющиеся естественными регуляторами и численности. Биологические способности коровок позволяют широко использовать их для защиты растений от вредителей, таким образом ограничить применение пестицидов и заменить их биологическими средствами. Хищные кокцинеллиды одними из первых стали применяться в биологическом методе борьбы и во многих случаях благодаря их использованию были достигнуты успехи в регуляции численности опасных вредителей сельскохозяйственных, лесных и декоративных растений.

Актуальность работы. Научные работы по кокцинеллидам Восточных Саян недостаточно изучены, в литературных данных найдено нами несколько статей о точках сбора. А в нашей работе мы исследовали биологию и экологию кокцинеллид местности Бэлэг-Шэбэй Восточных Саян.

Цель: Выявить биологию и экологию божьих коровок м.Бэлэг-Шэбэй Восточных Саян за период исследования.

Задачи:

1. Выявить видовой состав.

2. Изучить особенности биотопического распределения божьих коровок и их трофических связей в районе исследований.

3. Эколого-географическая характеристика кокцинеллид.

4. Биология кокцинеллид и их значение в природе.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Материал и методы исследования: Объектами исследования являются божьих коровки (Сoleoptera, Сoccinellidae). Собраны в Восточных Саян в м.Бэлэг-Шэбэй в количестве 120 экземпляров, относящихся к 3 видам (Coccinella septempunctata, Coccinella trasversogutata, Harmonia axyridis).

Для сбора мы использовали ручной метод, метод встряхивания и метод кошения.

Ручной метод. Сборы в лесу удобнее всего начать с тщательного осмотра отдельных кустов или деревьев. При этом обнаруживаются не только сами животные, но и многочисленные следы их жизнедеятельности. При осмотре стволов следует быть очень внимательным. Многие обитатели деревьев с окраской напоминают кору , и заметить их нелегко.

Метод встряхивания. Дополнительно для насекомых, обителей древесно-кустарникового яруса, используют метод отряхивания. Под деревом или кустом расстилают белое полотенце. Размеры его следует подбирать так, чтобы насекомые, которые отряхнули с веток, упали на полотно. Ткань может быть любая, но непременно белого цвета. Лучше всего данный метод использовать в утренние или вечерние часы или в облачную пасмурную погоду, когда насекомые малоактивны.

Метод кошения. Это один из самых распространенных способов сбора насекомых. Название метода пошло от того, что сборщик делает движения, сходные с движением человека, который косит траву. Сачком делают взмахи, проводя по растительности из стороны в сторону, одновременно двигаясь вперед. Эффективность метода кошения зависит от нескольких факторов: 1.взмахи должны быть плотными и жесткими; 2.число взмахов должно быть ограничено: так для количественного учета обычно проводят 50 взмахов туда и обратно за 1 раз, а для выявления видового состава обитателей травянисто-кустарникового яруса- 10-15 взмахов за 1 раз; 3.не следует косить по мокрой траве.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Божьи коровки - семейство жуков, отряда жесткокрылых, обитающие на всем земном шаре(кроме Антарктиды и зон с вечной мерзлотой), привлекают внимание исследователей. Изучению этих насекомых посвящено большое количество работ, как в России ,так и за рубежом. Были составлены обзоры по фауне и экологии кокцинеллид отдельных регионов европейской части России (Заславский, 1965; Семьянов, 1965; Полякова, 1977), Казахстана (Савойская, 1960, 1983), Урала (Тюмаева, 1977, 1997), югу Западной Сибири (Савойская, 1961; Филатова, 1965, 1970), Украины (Дядечко, 1954), камчатки и Магаданской области (Ивлев, Кузнецов, Матис, 1975; Кузнецов, 1981; Кузнецов, Захаров, 2000), Кабардино-Балкарии (Нефедов, 1959), Дальнего Востока (Кузнецов, 1972, 1975, 1983, 1984, 1987, 1992, 1993; Кузнецов, Захаров, 2001) и Прибайкалья (Савойская, Гусев, 1961; Томилова, 1972; Плешанов, 1977; Токмаков, 1984), Восточного Забайкалья (Бутько, 2005).

Наиболее полные данные по вопросам систематики, фауне и отдельным аспектам экологии исследуемого семейства на территории бывшего СССР содержатся в материалах Г.И. Савойской (1983), С.М. Яблокова-Хнзорян. Работы по кокцинеллидам по Восточным Саянам носит в статьях информативный характер.

ГЛАВА 2.ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ РАСПОЛОЖЕНИЕ

РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ

Окинский район самый юго-западный район республики Бурятия. С севера на юг он простирается на 190 км, а с запада на восток максимальная протяженность достигает 294 км.

Самая северная точка района проходит по Шитскому хребту, где берет свое начало р. Кирей, правый приток р. Ия (53°19 с.ш.). Здесь располагается самая высокая точка хребта-2546 км. Крайняя западная точка расположена у самой западной оконечности хр. Большой Саян на водоразделе рек Тиссы (левого притока р. Оки) и Бий-Хем (Большой Енисей), с самой высокой точкой (Пик топографов-3044 м (98°50 в.д.)). Самая южная точка зафиксирована у юго-восточной части хр. Большой Саян, где располагается самая высокая верщина в Бурятии, г. Мунку-Сардык-34911 м.(51°43 с.ш.). Восточная точка находится на самой северо-восточной оконечности Тункинских гольцов, где р. Иркут прорезает хребет и образует знаменитую Зыркунскую петлю (102°48 в.д.).

Окинский район граничит на юге и юго-западе с Монголией, на западе и северо-западе – с Республикой Тыва, на севере и северо-востоке – с Иркутской областью, а на юге и юго-востоке примыкает к Тункинскому району Республики Бурятия.

Общая протяженность границ составляет около 1000 км, которые проходят по водоразделам хребтов Большой Саян, Окинский, Шитский, Шэлэ и Тункинских гольцов.

Климат.

Удаленность от океанов и большая абсолютная высота местности над уровнем моря обуславливают резко континентальный климат Восточного Саяна, типичный для высокогорных районов. Температура воздуха колеблется в значительных пределах, в зависимости от рельефа. В горах зима умеренно-холодная, весна, лето и осень- очень холодные для широты 52-53°.

Амплитуда колебания средних температур достигает 40° C, степень континентальности -71,1. Средние температуры сезонов: зима -23,9° C, весна-4,5° C, лето+11,9° C, осень-5,2° C.

Атмосферные осадки. Выпадают осадки не равномерно и приурочены главным образом к летним месяцам. Зимних осадков за семь месяцев выпадает 70 мм, летних – за 5 месяцев 371,6 мм (соотношение 1:5,3). Осадки большую часть года выпадают в виде снега, который часто случается в июне и нередко в июле.

Влажность воздуха и облачность. Средняя годовая абсолютная влажность воздуха по району равна 3,4 мм, колеблется от 2,5 до 4,3 мм. Небольшие облачности и туманы наблюдается в летние месяцы, когда они превышают 7 баллов по общей облачности и 5,7 балла - по нижней. Для Восточной сибири характерны довольно резкие колебания барометрического давления, максимум которого падает на зиму и минимум – на лето.

Наибольшее количество дней с ветром наблюдается весной (IV-V) и осенью (IX-XI), при преобладании ветров в горах северо-западных и западных румбов.

Многолетняя мерзлота. Она обычно залегает на значительной глубине от 0,2 до 1,5-1,7 м, в связи счем встречается значительная заболоченность не только долин, но и склонов и водоразделов.

Растительность.

На склонах гор, где прослеживаются высокогорные криофитные степи, доминирует кобрезиянителистная. Содоминантами являются незабудочниксаянский, лапчатка снежная. Группа разнотравья состоит из типично высокогорных, криофитно-степных и горно-степных видов. К постоянным видам относятся астра альпийская, прострел Турчанинова, гипсофилаПатрэна, проломник седой, истод сибирский

Место исследования. В окрестности м. Бэлэг-Шэбэй Окинского района. 800 метров к северу от села на нижней части южного макросклона хребта .Кропоткина большая долина реки Ока на левом берегу 52°-48° 99 50 39,4; 1288м над уровнем моря (абсолютная высота Балтийского моря), экспозиция склона150 (межгорной впадины на Юге-Востока) 7 - 5 крутизна, ОПП-50%, микрорельеф ровный, травяной ярус 1-10 см. Антропогенная нагрузка слабая.

Видовой состав растительности представлен:

1. ковыль. Обилие- +

2. Ирис. Обилие- 2 балла

3. Полынь. Обилие- 1 балл

4. Мятлик. Обилие -2 балла

5. Астра альпийская. Обилие- +

6. Осока. Обилие- +

7. Лапчатка бесстебельная. Обилие- +

8.Валериана заенисейская Обилие +

Рис. 1. карта - схема место исследования.

ГЛАВА 3. НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ЭКОЛОГИИ БОЖЬИХ КОРОВОК м. БЭЛЭГ-ШЭБЭЙ ВОСТОЧНЫХ САЯН

3.1. Видовой состав. В ходе наших исследований м.Бэлэг-Шэбэй Восточных Саян был выявлен видовой состав кокцинеллид, состоящий из 3 видов (Coccinella septempunctata, Coccinella trasversogutata, Harmonia axyridis) относящихся к 2 родам.

Coccinella septempunctata. Встречается на древесной и кустарниковой растительности, а также на лугах в большом количестве. Переднеспинка черная с небольшими желтыми пятнами на передних углах. Щиток черный, надкрылья красные с 7 черными точками. Длина тела 5,2-7,0 мм.

Рис. 2. Coccinella septempunctata.

Coccinella trasversogutata. Коровка поперечнопятнистая длиной до 8 мм, тело округлое, выпуклое, черное. Передние углы переднеспинки белые. Надкрылья красные, с поперечной перевязью в основании 6(8) черными пятнами. Питаются тлями на деревьях, кустарниках и травянистых растениях. Сезон активности май-август. Местообитание: леса, степи.

Рис. 3.Coccinella trasversogutata.

Harmonia axyridis. Коровка аксирисовая тело у него округлое, выпуклое до 8 мм длиной. Окраска надкрылий очень изменчива, представлена черными пятнами на оранжевом, или красными пятнами на черном фоне. Питаются тлями, чаще на деревьях и кустарниках. Осенью образуют скопления на скалах и стенах домов. Сезон их активности май-октябрь. Средой местообитания являются леса и луга, особенно пойменные.

Рис.4. Harmonia axyridis.

3.2. Биотопическое распределение божьих коровок и их трофических связей в районе исследований.

Биотопическое распределение кокцинеллид в следующих типах растительности: луг, межгорная ложбинка, лес (лиственично-березовый).

Наибольшее количество экземпляров (42) зарегистрировано на лугу. В лиственично-березовом лесу количество незначительно снижается и составляет 38 экземпляров, а в населенном пункте- 27. В межгорной ложбинке число видов коровок заметно уменьшается (13 экз.). Таким образом, наиболее богатой по численности кокцинеллид является луг. Это объясняется, на наш взгляд, тем, что на лугу растительность представлена большим многообразием и от сюда разнообразие кормовой базы.

Видовой состав кокцинеллид

Таблица 1.

По литературным данным питание жуков и личинок кокцинеллид делится на 3 группы: фитофаги, мицетофаги и энтомофаги – хищники. Растительноядные кокцинеллиды – фитофаги питаются в основном растительной пищей. В свою очередь фитофаги подразделяют на: филлофагов - питаются листьями, реже цветками или плодами; палинофагов - пыльцой растений; и мицетофаги - питаются мицелием грибов.

Так же выделяют:

– афидофаги, питающиеся тлями;

– кокцидофаги, питающиеся кокцидами;

– акарифаги, питающиеся растительными паутинными клещами;

– полифаги, питающиеся другими различными насекомыми.

В наших исследованиях по пищевой специализации кокцинеллиды делятся на 2 группы (энтомофаги и фитофаги).

В литературе имеются сведения о прожорливости коровок в различных регионах нашей страны. Эти данные для одного и того же вида неодинаковые и зависят от обилия и качества корма, а также от климатических условий исследуемого района. При изучении прожорливости кокцинеллид нами было выяснено, что имаго Coccinella septempunstata съедает за сутки от 120 до 176 личинок тлей разных видов, а личинка IV возраста от 108 до 185 личинок тлей разных видов.

Таким образом, предпочтение кокцинеллидами конкретных биотопов определяется их пищевой специализацией и экологической адаптацией к определенным условиям окружающей среды. В связи с миграцией тлей с одних растений на другие, в течение вегетационного периода происходит и переселение определенных видов коровок. Кроме того, способность к значительным перелетам и большие радиусы индивидуальной активности, свойственные многим видам, обеспечивают жукам возможность активного поиска тлей в различных биотопах (таб.1). Но эти миграции свидетельствуют о широкой экологической пластичности Coccinella septempunctata, так как по пищевой специализации является энтомофагом.

По признаку обитания кокцинеллид на разных жизненных формах растений в условиях Восточного Саяна нами выделено 2 фитобионтные группы: дендротамнохортобионты, дендрохортобионты (Табл.1). Преобладание вида Coccinella septempunctata во всех биотопах свидетельствует о широкой экологической пластичности значительного числа видов, которые в равной степени обитают как на древесно-кустарниковой, так и на травянистой растительности.

Эколого-географическая характеристика кокцинеллид.

Coccinella septempunctata. Трансполеаркт. Вид, очень широко распространенный в пределах Европы и Азии (евразийский). Обитает на травянистой растительности лугов, лесных полян и полевых культур. Встречается в Селенгинском, Джидинском , Кяхтинском районах на сосне (Базарова,2002) и в Окинском районе на лугу, в лесу, в межгорной впадине и в населенном пункте.

Coccinella trasversogutata . Голарктический вид, широко распространена в северном полушарии. Обитает на травянистой растительности лугов, лесных полян и полевых культур. Этот вид питается тлями и паутинными клещами. Встречается в Забайкалье, в Окинском районе.

Harmonia axyridis Pall. Транссибирский вид. Питается тлями, трипсами и листоблошками. Зарегистрирован в Джидинском, Кяхтинском, Заиграевском, Кижингинском районах на сосне, черемухе, осине и рододендроне и в Окинском районе.

Рис.5. Ареалогическое распространение кокцинеллид

Тп- трансполеарктический вид;Тс- транссибирский вид;Го- голарктический вид.

Как видим из диаграммы во всех биотопах преобладает голаркт (Harmonia axyridis), затем трансполеарктический и транссибирский виды.

Coccinella septempunctata водится на таких растениях ,как сосна, лиственница, береза, тополь, спирея, крапива.

Coccinella trasversoguttata- сосна, тополь, крапива.

Harmonia axyridis- сосна, кедр, ель, береза, тополь, крапива.

Биология и значение кокцинеллид в природе.

По литературным данным выход имаго жуков из зимней диапаузы наблюдается с конца первой декады апреля, когда воздух прогревается до +15С. После выхода с зимовки жуки собираются в небольшие группы на кустах , где происходит питание нектаром или пыльцой растений. По истечению нескольких дней после питания, наблюдается спаривание имаго семиточечной коровки. Самки откладывают яйца порционно по 10-40 штук в кладке. При температуре воздуха в среднем +25С (данные за 2016-2018 гг.) массовый выход личинки 1 возраста наблюдается в середине мая, т.е. через 7-10 дней после кладки. Личинки черного цвета с несколькими яркими пятнами по телу, подвижные с развитыми конечностями и ротовым аппаратом. В течение последующих 3 недель идет рост личинок с тремя линьками. Средняя продолжительность жизни личинки 1 возраста составляет 5-7 дней, 2 возраста 3-4 дня, 3 возраста 3-5 дней, 4 возраста 7-8 дней. В общем, личиночный период семиточечной коровки продолжается 18-25 дней. В дальнейшем во второй декаде июня, наблюдается окукливание личинок, которое продолжается до конца июня и вылет имаго жуков- в первых числах июля. В дальнейшем жизненный цикл второго поколения жуков повторяется: выход имаго жуков в конце августа; питание имаго весь сентябрь; зимовка имаго с октября до марта следующего года.

Поскольку в Окинском районе климатические условия не столь благоприятны (температура ниже, вегетационный период короткий ) процесс выхода имаго из зимовки происходит позже. Лёт имаго наблюдается в первой декаде июня.

Для уточнения полученных разрозненных данных по поедаемости тли, мы провели эксперимент в искусственных условиях. Исследование было проведено следующим образом: мы брали ветку, на которой была тля в количестве 156 экземпляров, на эту ветку сажали имаго божьей коровки и по истечению 24 часов, проводили подсчет остатков тли. В течении суток съедены 36 экз. тли.

Значение кокцинеллид в природе. Высокая экологическая пластичность коровок и высокоразвитые миграционные способности позволяют им занимать самые разнообразные природные стадии и агробиоценозы. У многих представителей семейства отчетливо выражена пищевая специализация и стациальная приуроченность. Их массовое размножение на посевах сельскохозяйственных культур во многих случаях позволяет сокращать объемы химических обработок и способствует уменьшению пестицидной нагрузки на окружающую среду, поддерживая её экологическое равновесие (Казадаев, Арзанов, 1998).

ВЫВОД

1. На территории Восточных Саян в м. Бэлэг-Шэбэй нами было найдено 3 вида божьих коровок: Коровка аксирисовая (Harmoniaaxyridis), Коровка поперечнопятнистая (Coccinellatrasversogutata), Семиточечная коровка (Coccinellaseptempunctata).

2. Предпочтение кокцинеллидами конкретных биотопов определяется их пищевой специализацией и экологической адаптацией к определенным условиям окружающей среды. Миграции свидетельствуют о широкой экологической пластичности вида (Coccinella septempunctata), так как по пищевой специализации является энтомофагом. По пищевой специализации делятся на 2 группы- фитофаги и энтомофаги.

По признаку обитания кокцинеллид на разных жизненных формах растений в условиях Восточного Саяна нами выделено 2 фитобионтные группы: дендротамнохортобионты, дендрохортобионты

3. Выделили 3 ареалогических групп распространение кокцинеллид

трансполеарктический, транссибирский, голарктический вид.

4. Пронаблюдали биологию семиточечной коровки, выявили особенности в цикле развития. Развитие зависит от температурного фактора.

5. Значение кокцинеллид в природе большое , является регуляторами численности вредителей.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Корсун О.В. Природа Забайкалья. Беспозвоночные животные. Полевой атлас: [текст]/ О. В. Корсун. - Чита :экспресс-издательство, 2012.

Фёдорос Е. И., Нечаева Г. А. Экология в экспериментах: учебное пособие учащихся 10-11 классов общеобразовательных учреждений. - М.: Вентана-Граф, 2007. 

Корсун О.В. Мониторинг насекомых Читинской области. Учебно-методическое пособие для студентов биологических специальностей т педагогов. - Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2003. 

Методические указания к летней полевой практике по зоологии беспозвоночных: учеб.- метод. пособие/ сост. О. Д. Доржиева, В. М. Дашанимаев.- Улан-Удэ: Издательство Бурятского госуниверситета, 2009. 

Зоологические экскурсии по Южному Байкалу. Беспозвоночные. - Иркутск. Издательство "Прикладные технологии", 2001.