СИНАНТРОПИЗАЦИЯ  ДРОЗОФИЛ

Корж  Александр  Павлович

канд.  биол.  наук,  доцент  ЗНУ,

  г.  Запорожье

E-mail:  312922@rambler.ru

Синантропизация  фауны  сегодня  является  чрезвычайно  распространенным  явлением  во  всем  мире  [5;  6  и  др.].  При  чем  происходит  этот  процесс  как  естественным  путем,  так  и  в  результате  деятельности  человека  [3,  с.  122].  Экосистемы  перестраиваются  человеком  таким  образом,  чтобы  существенно  уменьшить  количество  естественных  конкурентов  за  необходимые  ресурсы.  Это  касается  в  первую  очередь  блоков  консументов  и  редуцентов,  которые  являются  главными  потребителями  первичной  продукции.  В  то  же  время,  эти  процессы  сопровождаются  нежелательными  для  человека  результатами,  в  том  числе  и  явлением  синантропизации.

Одним  из  ярких  примеров  процесса  синантропизации  может  быть  дрозофила  (Drosophila  melanogaster).  Это  насекомое  хорошо  чувствует  себя  не  только  рядом  с  человеком,  но  и  в  жилых  помещениях,  где  в  летний  период  может  достигать  высокой  численности.  Поэтому  данный  вид  можно  считать  эусинантропом  [2,  c.  41].

В  лабораторных  условиях  для  проведения  эксперимента  по  выявлению  влияния  условий  питания  на  плодовитость  и  жизненные  процессы  плодовой  мушки  нами  было  использовано  три  линии  Drosophila  melanogaster:  дикий  тип  и  мутантные  линии  white  Bar  и  black  cinnabar,  которые  отличаются  достаточно  высокой  жизнеспособностью  и  неприхотливостью  к  условиям  содержания. 

Для  оценки  приспособительных  свойств  мушек  в  течение  одного  поколения  использовали  новый  пищевой  субстрат  в  виде  гомогената  размороженной  вишни,  абрикоса  и  их  композиции  (1:1).  До  этого  все  группы  насекомых  содержались  на  нестерильной  среде  Спенсера,  которая  не  содержала  в  качестве  компонентов  ни  абрикоса,  ни  вишни.  Эту  же  среду  использовали  для  содержания  контрольных  особей  и  для  последующей  оценки  плодовитости  экспериментальных  групп  насекомых.  Ранее  нами  была  показана  возможность  выращивания  дрозофил  с  использованием  гомогенатов  вишни  и  абрикоса  [7].

Г.В.  Гречаным  и  др.  [4,  с.  175]  было  показано,  что  весной,  в  «конкурентном  вакууме»  в  результате  баланса  между  пониженной  температурой  и  кормовым  дефицитом  возникает  компромиссный  тип  особей  дрозофил  —  преимущественно  генотипы  средних  размеров  со  значительными  репродуктивными  возможностями  при  низкой  плотности,  холодоустойчивые  и  чувствительные  к  перенаселению.  Летом,  при  наличии  переуплотнения  и  высокой  температуры,  происходит  отбор  мелких  особей  с  низкой  потребностью  в  корме,  термоустойчивых,  устойчивых  к  перенаселению,  с  ускоренным  развитием  и  малой  продолжительностью  жизни.  Осенью  в  популяции  преобладают  особи  наиболее  крупных  размеров,  устойчивые  к  увеличению  плотности  и  низкой  температуре. 

Таким  образом,  динамика  численности  данных  насекомых  связана  с  коренными  перестройками  структуры  их  популяций.  В  то  же  время,  в  человеческом  жилище,  как  температура,  так  и  остальные  факторы,  благодаря  кондиционированию  условий,  являются  более‑менее  постоянными.  Пища  же  может  меняться  значительно  быстрее,  чем  происходит  смена  поколений  у  дрозофил.  Поэтому  данная  эколого-генетическая  концепция  контроля  динамики  численности  не  объясняет  явление  синантропизации  дрозофил.

Полученные  нами  результаты  по  влиянию  смены  кормовых  субстратов  на  выращивание  дрозофилы  позволяют  пересмотреть  представления  о  значении  стресса  для  адаптации  животных.  Из‑за  непродолжительного  существования,  высокой  плодовитости  и  быстрой  смены  поколений  (r-стратеги)  индивидуальная  приспособленность  данных  насекомых  не  имеет  принципиального  значения  и  может  компенсироваться  действием  популяционных  механизмов,  в  чем  мы  полностью  согласны  с  Г.В.  Гречаным  и  др.  [4].

В  частности,  для  дрозофил  даже  понятие  стресса  имеет  значение  лишь  на  популяционном  уровне,  поскольку  его  признаки  являются  характеристиками  соответствующего  состояния  популяции.  Более  того,  повышенная  смертность  должна  рассматриваться  не  только  признаком  проявления  стресса,  но  и  основным  механизмом  приспособления  насекомых  (наиболее  быстрый  и  эффективный  путь  перестройки  структуры  популяции  под  конкретные  условия  ее  существования).  Наличие  мутантных  линий  в  популяции  дрозофил  увеличивает  ее  адаптивные  свойства  —  уже  давно  показано,  что  в  разных  условиях  те  или  иные  линии  приобретают  преимущества  в  скорости  развития,  плодовитости  и  т.  д.  [напр.  8,  с.  27],  что  способствует  приспособлению  к  новым  условиям  на  уровне  популяции  (именно  это  и  предусматривает  эколого-генетическая  концепция).

Емкость  среды  для  дрозофилы  определяется  преимущественно  экологическими  характеристиками  ее  пищевой  специализации,  что  обуславливает  оптимальное  состояние  при  более-менее  благоприятных  характеристиках  других  экологических  факторов.  В  наших  экспериментах  для  дрозофилы  развитие  на  среде  Спенсера  можно  считать  оптимальным  состоянием  популяции.  Переход  на  другие  типы  пищевого  субстрата,  в  частности  использованные  гомогенаты  фруктов,  является  субоптимальным  состоянием,  сопровождающимся  повышенной  гибелью  (на  8—10  %),  уменьшением  плодовитости  (в  3,5—5  раз),  размеров  тела  (на  10—42  %)  и  т.  д.

В  природных  условиях  популяции  дрозофил  находятся  преимущественно  в  субоптимальном  состоянии,  используя  только  имеющиеся  пищевые  ресурсы.  Если  оптимальное  состояние  и  формируется,  то  оно  оказывается  кратковременным  из‑за  непродол­жительности  существования  соответствующего  пищевого  субстрата. 

Хотя  субоптимальное  состояние  популяции  сопровождается  существенным  уменьшением  и  плодовитости,  и  выживаемости  насекомых,  из-за  высокого  биотического  потенциала  их  общая  численность  оказывается  чрезвычайно  высокой.  Дрозофилы,  за  счет  перестройки  структуры  популяции,  могут  полностью  использовать  ресурс,  не  уступив  его  другим  видам  в  межвидовой  конкуренции,  которая  среди  детритофагов  определяется  как  достаточно  жесткая  [1,  с.  562].  Еще  И.И.  Шмальгаузен  [8,  с.  207]  отмечал  важность  полиморфизма  популяций  для  их  эффективного  приспособления  к  меняющимся  условиям  существования.

Именно  переход  от  одного  субоптимального  состояния  с  использованием  более-менее  приемлемого  пищевого  ресурса  к  другому  с  незначительными  и  временными  проявлениями  оптимального  состояния  позволяет  дрозофиле  сохраняться  в  течение  всего  сезона  вегетации,  когда  происходит  постоянная  смена  органических  остатков.  Это  же  явление  обеспечивает  возможность  расселения  соответствующих  форм  в  пространстве  даже  при  наличии  только  субоптимальных  условий  существования,  что  особое  значение  приобретает  на  периферии  ареала  видов  и  в  новых  условиях,  формирующихся  при  расселении.

Благодаря  возможности  популяции  переживать  субоптимальное  состояние,  емкость  среды  вида  в  целом  оказывается  значительно  больше  оптимального  состояния.  Легкий  переход  данных  насекомых  с  одного  неоптимального  кормового  объекта  на  другой  позволяет  им  существовать  в  любой  зоне  при  наличии  приемлемых  абиотических  условий,  а  также  иметь  высокую  вагильность. 

Эта  же  способность  благоприятствует  и  активному  процессу  синантропизации  дрозофил,  поскольку  именно  рядом  с  человеком  имеются  практически  неисчерпаемые  запасы  преимущественно  неоптимального  пищевого  субстрата  для  этого  вида.  Однако  смена  пищевых  субстратов  происходит  настолько  быстро,  что  перестройка  популяции  не  успевает  за  изменениями  среды  и  основная  масса  насекомых  находится  в  субоптимальном  состоянии. 

По  всей  видимости,  именно  популяционный  полиморфизм,  а  так  же  способность  дрозофил  сохраняться  в  субоптимальнром  состоянии  являются  основой  для  их  синантропизации.  Наличие  механизмов  сезонной  перестройки  популяции  данных  насекомых  может  рассматриваться  как  преадаптация  к  сосуществованию  рядом  с  человеком:  длительное  время  большинство  насекомых  находятся  в  популяции  в  «подавленном»  состоянии,  ожидая  наступления  благоприятных  для  себя  условий.  Если  в  созданных  человеком  условиях  оптимум  так  и  не  наступает,  популяция  сохраняется  только  за  счет  чрезвычайно  высокой  плодовитости  и  скорости  развития.  На  наш  взгляд,  данное  воздействие  на  насекомых  можно  рассматривать  как  пример  r-отбора.

Таким  образом,  емкость  среды  дрозофил  определяется  экологическими  характеристиками  их  пищевой  специализации.  Способ­ность  популяций  этих  насекомых  длительное  время  находиться  в  неоптимальном  состоянии  обеспечивает  их  высокие  приспосо­бительные  характеристики. 

Список  литературы:

1. Бигон  М.,  Харпер  Дж.,  Таусенд  К.  Экология  особи,  популяции  и  сообщества  /  Пер.  с  англ.  В.Н.  Михеева,  М.А.  Снеткова.  М.:  Мир,  1989.  Т.  1.  667  с.
2. Богданова  Е.Н.  Научные  основы  интегрированной  медико-биологической  системы  регуляции  численности  синантропных  членистоногих  /  Автореф.  дис.  доктора  биол.  наук.  М.,  2007.  49  с.
3. Валькович  В.М.  Интродукция  искусственно  выращенных  птиц  в  природу  /  В.М.  Валькович  //  Разведение  ценных  и  редких  видов  животных  —  М.:  Из-во  ЦНИЛ  Главохоты  РСФСР,  1987.  —  С.  119—130.
4. Гречаный  Г.В.,  Никитин  А.Я.,  Корзун  В.М.,  Сосунова  И.А.  Эколого-генетическая  детерминация  динамики  численности  популяций:  монография.  Иркутск:  Иркутский  ун-т,  2004.  237  с.
5. Гулай  В.  Класифікація  тварин  за  рівнем  їх  адаптованості  до  антропогенної  трансформації  середовища  /  В.  Гулай  //  Фауна  в  антропогенному  середовищі.  Луганськ,  2006.  С.  14—17.
6. Клауснитцер  Б.  Экология  городской  фауны  /  пер.  с  нем.  И.В.  Орловой,  И.М.  Маровой.  М.:  Мир,  1990.  246  с.
7. Корж  О.П.,  Крамаренко  Г.В.  Вирощування  Drosophila  melanogaster  в  штучних  умовах  /  Питання  біоіндикації  та  екології.  Запоріжжя,  2003.  Вип.  8,  №  2.  С.  152—157.
8. Шмальгаузен  И.И.  Факторы  эволюции.  М.  Л.:  Из-во  АН  СССР,  1946.  395  с.