Еколого-біологічні основи вивчення безхребетних в наземних біогеоценозах

Важливою особливістю наземних біогеоценозів є велика кількість і різноманітність безхребетних, перш за все комах. Для кожного типу екосистем характерний свій склад видів з належністю до певної життєвої форми. Життєва форма тварин - це група видів, що мають схожі еколого-морфологічні та поведінкові ознаки пристосувань для проживання в однотипному середовищі. Місцеіснуванням наземних безхребетних є грунти (педобіонти), травостій (хортобіонти), чагарники (тамнобіонти), дерева (дендробіонти) і ін.

Методики збору і фіксації педобіонтів

Грунт - це поверхневий шар земної кори. Найважливішою його особливістю є полідисперсність або трифазність (тверда - грунтові частинки, рідка - вода, газоподібна - повітря). Грунт майже завжди насичений водними парами. Грунти є функцією від клімату, рельєфу, вихідної грунтоутворюючої породи, мікроорганізмів, рослин і тварин (тобто біоти в цілому). Сукупність тварин, що мешкають в грунті (від найпростіших, червів, членистоногих до ссавців) називається едафоном.

Тварини, що живуть у грунті, відрізняються фізіологічно. Дрібні (найпростіші, коловертки, черевовійчасті і ін.) - мешкають в плівці води, що обволікає грунтові частки - це геогідробіонти. Вони дрібні, сплощеної або видовженої форми. Дихають киснем, розчиненим у воді. При нестачі вологи для них характерно заціпеніння, інцістування, утворення коконів. Решта мешканців дихають киснем повітря - це геоатмобіонти.

Грунтових тварин - педобіонтів - поділяють за розмірністю:

– наннофауна (тварини розміром до 0,2 мм);

– мікрофауна (тварини розміром 0,1-1,0 мм);

– мезофауна (розміром більше 1,0 мм);

– мегафауна (хребетні тварини).

Геобіонтами називають тих, що усе життя проходить у грунті. Серед них розрізняють наступні групи:

– різобіонти (тварини, пов’язані з корінням);

– сапробіонти (мешканці розкладаючихся органічних речовин);

– копробіонти (мешканці гною);

– ботробіонти (мешканці нір);

– планофіли (тварини, яким властиво часте переміщення).

Епігеобіонти - безхребетні тварини, які тримаються на більш-менш відкритих ділянках поверхні грунту.

У свою чергу, в залежності від грунту, в (на) якому мешкають тварини, їх поділяють на такі групи:

– псаммобіонти (тварини, пристосовані до життя в піщаному субстраті);

– петробіонти (мешканці кам’янистих ділянок);

– галобіонти (тварини засолених ділянок грунту).

Крім того, відрізняють тих тварин, для яких грунти не є постійним місцеіснуванням:

– геофіли (тварини, частина життєвого циклу яких пов’язана з грунтом);

– геоксени (тварини, пов’язані з грунтом випадково чи використовують його як притулок).

За характером харчування грунтові тварини поділяються на хижаків, паразитів, некрофагів, сапрофагів, фітофагів.

Найбільш типовими мешканцями грунту є найпростіші, нематоди, дощові черв’яки, енхітреіди, голі слимаки та інші черевоногі молюски, кліщі й павуки, багатоніжки (двопарноногі і губоногі), комахи - дорослі і їх личинки (колемболи, двохвістки, щетинохвістки, двокрилі, жорсткокрилі, перетинчастокрилі та ін.).

Педобіонти виробили різноманітні пристосування до перебування в грунті як в зовнішньому будову, так і у внутрішньому. Геогідробіонти мають ті ж пристосування для пересування, що і водні мешканці. Геоатмобіонти пересуваються по природних свердловинах, і самі прокладають ходи. Ходи прокладаються тваринами або шляхом розсовування грунтових частинок (хробаками, личинками двокрилих і ін.) або шляхом подрібнення грунту (характерно для личинок багатьох видів комах). Тварини останньої групи часто мають пристосування для відгортання грунту. Типовими морфофізіологічними пристосуваннями до перебування в грунті є втрата пігменту і зору у глибокогрунтових мешканців, відсутність епікутикули або присутність її на окремих ділянках тіла і ін.;

Для вивчення нанофауни існує багато методик, серед яких поширені візуальний огляд, метод культур, методика грунтових пробірок.

Методика візуального огляду - на досліджуваній ділянці беруть невелику пробу грунту, розбавляють дистильованою або профільтрованої водою і розглядають під мікроскопом.

Методика культур. 1 г грунту розводять у 9 г сінного відвару, проводять друге, третє розведення. Переглядають проби під мікроскопом.

Методика грунтових пробірок - пробірки діаметром 0,7-0,.8 см і довжиною 3,0-3,5 см наповнюють стерильним сінним екстрактом і заривають у землю на глибину 15 см по 3-5 шт. в одне гніздо. Видаляють пробірки через 3-5 днів.

Для визначення об’єктів нанофауни застосовується послідовне фарбування проб. Для цього мазок водної суспензії грунту на предметному склі забарвлюють еритрозіном і метиленовим зеленим. Після забарвлення клітини найпростіших забарвлюються в рожевий колір з темно-червоними ядрами, а бактерії, гриби, водорості - в червоний. Грунтові частки стають зеленими.

Для дослідження мікрофауни розроблені методики ручної розбори проб грунту, методика флотації, методики вигонки.

Ручний спосіб - частки грунту поміщають до чашки Петрі і розбирають під лупою, бінокулярним мікроскопом.

Метод флотації - проби переносять у воду або флотаційний розчин (що значно краще), де органічний матеріал спливає на поверхню, тут їх збирають пензликом або іншим інструментом (рис.2.1).

В якості флотаційних розчинів рекомендується застосовувати розчини нітрату натрію і нітрату амонію. Розчин нітрату натрію з щільністю 1,38 - 1,40 готують з розрахунку 1000 г солі на 1 л води. Сіль насипають в емальоване відро з гарячою водою порціями при постійному помішуванні до повного розчинення. Розчин доводять до кипіння, поки не з’явиться на його поверхні кристалічна плівка. Приготований розчин після остигання переливають до іншої великих ємності (сулії).

Про насиченість розчину судять по наявності на дні судин кристалів солі або його щільність вимірюють ареометром.

Розчин нітрату амонію, або гранульованої аміачної селітри, з щільністю 1,3 готують таким же способом, що і попередній розчин, але з розрахунку 1500 г солі на 1 л гарячої води.

Суха екстракція за допомогою фототермоеклектора Туллгрена виконується пристосуванням як на рис.2.2. Висушування зразка грунту під лампою призводить до міграції тварин у більш глибокі шари грунтової проби поки вони не впадуть до ємності з фіксуючою рідиною (спирт чи формалін). Температура на поверхні грунту - 30˚ С. Проба - 100 см3 і менше.

Мокра екстракція воронкою Бермана (рис.2.2) застосовується для збору дрібних комах. Зразки грунту поміщають в марлевий мішок, що знаходиться у воді в 25 см під лампою потужністю 100 Вт протягом доби. Комахи будуть переміщатися із зразка до води і осідати на дні воронки.

Грунтова мезофауна вивчається за різноманітними методиками. Найбільш поширені серед них є метод грунтових розкопок, метод просіювання підстилки та грунту, метод ловчих канавок і ловчих циліндрів.

Грунтові розкопки - обирають найбільш типові ділянки, на яких закладають пробні майданчики розміром 25х25, 50х50 або 100х100 см. (у вологі сезони розмір майданчика зазвичай не перевищує 50х50 см.) і пошарово розбирають грунт.

Спочатку треба обрати обліковий майданчик і поряд з ним розташувати плівку. Потім відгребти з поверхні листовий опад, видалити рослини і скласти це на плівку і згорнути в пакет, забезпечивши зразок етикеткою. Пошарово розібрати грунт, вибираючи пінцетом тварин в ємність з фіксуючою рідиною. Кожну пошарову вибірку обов’язково етикетувати. В етикетці вказується місце і дата збору, номери майданчика, глибини взяття зразка.

Методика просіювання грунту та підстилки полягає в тому, що на сито викладається порція субстрату, закривається кришкою і енергійно струшується. Потім відсіяні тварин фіксуються у відповідній ємності з етикеткою про місце, дату вибірки. Результати заносяться в таблицю:

Методики обліку пастками Барбера і ловчими канавками враховують рухомих членистоногих (павуків, турунів, стафілінід, гнойовиків та ін.).

Пастки Барбера - це ловчі банки об’ємом 0,3-0,5см3, що вкопують так, як показано на рис 2.3А. Можна використовувати фіксуючу рідину (спирт, формалін тощо), харчові приманки. Ловчі канавки мають глибину 7-10 см від поверхні грунту, довжина їх не більше 3-4 м. Стінки вертикальні, гладкі. Прийнято поєднувати канавки з ловчими банками, з розміщенням останніх на кінцях канавки і на перетині канавок (рис.2.3Г). Перевіряють пастки Барбера і канавки один раз на добу в ранкові години. Результати заносять до польового щоденника.

Для повної характеристики мешканців поверхні грунту вилов доповнюється збором членистоногих під камінням, стовбурами, великими гілками та іншими укриттями.

Методики збору і фіксації хортобіонтів

Хортобіонти - життєва форма травостою. Травостій присутній майже повсюдно - в степових, лукових, лісових, болотяних (коловодних) біотопах, тому методики виявлення і обліку хортобіонтів присутні у більшості наземних фауністичних дослідженнях.

Наземні місцеіснування дуже різноманітні. У зв’язку з цим розглядаються лише найбільш поширені біотопи з типовими для них групами безхребетних, основу яких складають комахи і павуки.

Основними інструментами збору та обліку хортобіонтів трав’яного покриву будь-якого типу є ентомологічний сачок, ексгаустер, морилки. Для зберігання матеріалу і його наступної таксономічної ідентифікації необхідні ватяні шари, розправилки, ентомологічні коробки, ентомологічні шпильки і т.д.

Ентомологічний сачок складається з обруча, тканинного мішка, держака. Важливо правильно викроїти мішок з чашоподібним дном, як показано на рис.2.4.

Найбільш часто використовується метод косіння сачком. Для цього обирають типову ділянку, стають проти сонця. Сачок беруть у руки на відстані 1 м від обруча. Енергійними рухами водять по поверхні рослин вправо і вліво з амплітудою 180˚. При кожному новому помаху роблять крок вперед.

Таких подвійних помахів необхідно зробити 25-50. Після останнього змаху швидко струшують зібраний матеріал на дно сачка. Нижню третину сачка доцільно помістити до поліетиленового пакету з тампоном, змоченим етилацетатним ефіром і вичекати кілька хвилин до знерухомлення тварин. Знерухомлений матеріал помістити до морилки насипом або вибрати ексгаустером.

Ексгаустер - це пристосування для пневматичної вибірки безхребетних, яких не можна взяти пінцетом без їх пошкодження. Модифікацій ексгаустерів досить багато. За краще рекомендується використовувати прозорі пластмасові матеріали, що не б’ються.

Добре зарекомендували себе малооб’ємні (250-300мл) ПЕТ- пляшки з широким отвором (рис. 2.5). Кришка, у яку вмонтовані поліхлорвінілові прозорі трубки, може нагвинчуватися на будь-яку подібну ємність. З іншого боку, на ємність, що слугувала ексгаустером може нагвинчуватись така ж звичайна кришка і тоді вона стає морилкою. Тобто, комплект однакових ПЕТ-пляшок із звичайними кришками і кришкою, пристосованою під ексгаустер стає уніфікованим польовим набором для вибірок і транспортування матеріалу.

відбирають рослинні частини, ретельно переглядаючи їх. Безхребетних тварин сортують за систематичними групами, підраховують, результати заносять до щоденнику за формою:

Місце________ Дата________________

Тип біоценозу _____________________

Метеорологічні умови_______________

Рослинна формація _________________

№ проби__

Потім хітинізованих безхребетних викладають на ватяні прошарки в конвертах і обов’язково етикетують (рис. 2.6).

Матеріал з м’якими покривами (гусінь, личинки листоїдів, павуків) кладуть до фіксуючої рідини.

Методики збору і фіксації тамно- дендробионтів

Лісовий масив являє собою сукупність лісових фітоценозів. Їх прийнято розчленовувати на компоненти: деревостій, підріст, підлісок, живий надгрунтовий покрив (травостій), лісова підстилка, грунт.

Головним компонентом лісу є деревостій. Якщо деревостій складається з однієї породи, він називається чистим, з декількох - змішаним.

За кількістю ярусів деревні насадження поділяються на прості (один ярус) і складні (два, рідко три яруси). Підростом називають молоде покоління деревних рослин під наметом лісу або на вирубках, здатне сформувати деревостій. Підліском називають чагарники (рідше деревні породи), що виростають під пологом лісу і не здатні утворити деревостій в даних умовах зростання. Живий надгрунтовий покрив є сукупність мохів, лишайників, трав’янистих рослин і напівчагарників, що покривають грунт під пологом лісу, на вирубках і гарах. Лісова підстилка - скупчення на поверхні грунту рослинного опаду, що знаходиться на різній стадії розкладання. Вона служить місцем існування для багатьох груп безхребетних тварин. У кроні гілок, чагарників мешкають різні листогризучі і сисні комахи. До перших відносяться личинки та імаго жуків листоїдів, личинки пилильщиків, гусінь лускокрилих. Численні смокчучі - тлі, клопи. Серед вторинних консументів переважають золотоглазки, наїзники, руді лісові мурашки, що збирають тут падь попелиць. У гілках крони будують ловчі мережі павуки. На стовбурах і великих скелетних гілках формується специфічний комплекс безхребетних - ксілофаги (жорсткокрилі з числа короїдів, златок, довгоносиків, вусачів і перетинчастокрилі - рогохвости). Личинки цих комах розвиваються в корі, під корою в деревині не тільки ослаблених, але і усихаючих і сухостійних гілок. Крім ксилофагів під корою і на її поверхні численні хижаки (жуки, двокрилі, частіше їх личинки). До вторинних консументів відносяться також і наїзники, що відкладають яйця в личинок комах - ксилофагів.

У міру відмирання дерева збільшується кількість видів тварин, що існують в основному за рахунок використання деревини. Відбувається зміна одних груп дендробіонтів іншими.

Найбільш поширеним засобами збору є струшування гілок на полотно або спеціальний ентомологічний зонт і відлов стовбурними пастками.

Струшування гілок здійснюється на полотно, підкладене під дерево або чагарник. Струшування здійснювати рано вранці або в похмуру погоду, коли тварини малоактивні. Дійовим доповненням до цієї методики є обприскування дерев інсектицидом. Після обприскування до полотна падають навіть активні комахи з числа двокрилих і перетинчастокрилих.

Принцип дії стовбурних пасток показано на рис.2.7.

Крім описаних вище, для збору тамно- і дендробіонтів використовуються клейові ловчі пояси. Однак, безхребетні, що попадають до клейової пастки, пошкоджуються і вже не можуть бути поверненими у природу і не придатні для колекцій.

Поиск по сайту: