ВНУТРИВИДОВАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ОСНОВНЫХ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ СТРУКТУР ИМАГО ТРЕХ ВИДОВ КОМАРОВ (DIPTERA, CULICIDAE)

Н.А. Куликова, О.К. Стаковецкая, А.И. Ратыни

Ивановская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию (ГОУ ВПО ИвГМА Росздрава), 153462, Россия;

e-mail: odagmia@ivnet.ru

Известно, что изучение морфологической изменчивости признаков позволяет определить их функциональную значимость и направленность действия естественного отбора в природных популяциях (Яблоков, 1987). Ранее нами была изучена изменчивость и взаимозависимость размеров головы и структурных элементов хоботка ряда видов мух семейств Muscidae, Sarcophagidae, Calliphoridae и Scathophagidae.

В связи с этим представляет интерес сопоставление сходных морфометрических показателей изменчивости имаго мух (короткоусых круглошовных двукрылых) с облигатными гематофагами длинноусых семейства Culicidae. Несмотря на обширную отечественную и зарубежную литературу, посвященную этим двукрылым, анализ данных об изменчивости и взаимосвязи параметров конечностей, структурных элементов головы с позиции эволюционной направленности отбора практически отсутствует.

В настоящей работе приведены результаты исследования изменчивости и корреляционных связей размеров частей тела имаго самок комаров Anopheles maculipennis Mg., Aëdes caspius dorsalis Pallas и Culex pipiens L. (Culicidae). Материалом для исследования послужили собственные сборы насекомых в окрестностях г. Иваново. Видовая идентификация проводилась по определителю (Гуцевич, 1969).

Отловленных в природе особей погружали на сутки в 10% раствор едкого калия, промывали в проточной воде и препарировали. У 20 самок комаров каждого вида отделяли голову, крылья и переднюю пару конечностей. Затем с помощью окулярной линейки бинокулярного микроскопа МБС-9 измеряли длину, ширину и высоту головы, длину крыла, длину бедра и голени. Далее препарировали ротовой аппарат, изготовляли временные спирто-глицериновые препараты и микроскопировали их. С помощью окулярной линейки микроскопа измеряли длину нижней и верхней челюстей, нижнечелюстных щупиков, верхней и нижней губы, гипофаринкса, а также длину и ширину лабеллума. Таким образом, всего было исследовано 14 параметров. Статистическую обработку морфометрических данных осуществляли с помощью компьютерной программы "Stadia". Показателем вариабельности признака служил коэффициент вариации. Потоки изменчивости строили с использованием значений коэффициентов вариации по методике, предложенной А.В. Яблоковым (1987), в программе «Microsoft Excel 1997». Для 29 пар признаков у каждого вида были вычислены значения коэффициентов корреляции.

Коэффициенты вариации у всех изученных видов низкие, их значения не превышают 10%. Наименьшая вариабельность характерна для размеров головы и структурных элементов ротового аппарата – коэффициент вариации не более 1.1–3.5%. Наибольшие значения этого показателя отмечены для длины и ширины лабеллумов –4.1–4.3 и 4.5–8.8 % соответственно.

У A. maculipennis наименьшая вариабельность характерна для длины верхней и нижней челюстей, гипофаринкса, верхней и нижней губы; наибольшая – для размеров лабеллума (особенно его ширины). Максимальное и минимальное значения коэффициента вариации отличаются в 8 раз.

У А. caspius dorsalis минимальное значение коэффициента вариации имеет крыло (1.3%), максимальное – ширина лабеллума (4.5%); эти крайние значения отличаются приблизительно в 3.5 раза.

Аналогичные данные для C. pipiens: минимальное значение коэффициента вариации – у размеров бедра и длины крыла, максимальное – у ширины лабеллума, с разницей в 3 раза.

Межвидовые различия коэффициентов вариации сильнее выражены между А. maculipennis и А. caspius dorsalis – в размерах губ, челюстей, гипофаринкса, лабеллума, щупика и крыла; между А. maculipennis и С. pipiens – в размерах конечностей, губ, челюстей, гипофаринкса, ширине лабеллума, длине щупика; между А. caspius dorsalis и С. pipiens – по всем измеренным параметрам, кроме верхней губы и гипофаринкса.

Анализ потоков изменчивости признаков свидетельствует о сильном давлении естественного отбора, направленного на сохранение размеров головы и структурных элементов ротового аппарата, конечностей, крыльев, что указывает на большую функциональную значимость этих параметров для выполнения биологической роли самок комаров (питание, размножение, расселение). В сравнении с исследованными нами ранее видами мух у изученных видов комаров значительно меньше коэффициенты вариации сходных признаков, что отражает наличие у них более узкой нормы реакции в результате жесткого стабилизирующего отбора.

Для установления взаимозависимости между изученными параметрами были рассчитаны коэффициенты парной корреляции. Все они положительные. Длина верхней губы у трех исследованных видов достоверно (р£0.05) связана с длиной нижней губы, гипофаринкса, верхней и нижней челюстей. Также достоверно коррелируют размеры следующих показателей: нижней губы – с нижней челюстью и гипофаринксом, нижней челюсти – с гипофаринксом. Имеется достоверная корреляция между длиной передней голени, бедра и крыла, между длиной и шириной головы.

Структурные элементы ротового аппарата комаров имеют различное происхождение, однако, как показывают полученные результаты, в процессе формирования хоботка колюще-сосущего типа наблюдаются закономерные сочетанные изменения отдельных структур. Многочисленные корреляционные связи между элементами хоботка самок свидетельствуют об их интеграции в единый орган. Очевидно, в процессе адаптации к определенному типу имагинального питания формируется взаимозависимость между параметрами отдельных склеритов хоботка, непосредственно участвующих в добывании и поглощении пищи определенной консистенции (при увеличении размеров одного из них пропорционально изменяются размеры других). Чем выше специализация вида, тем более важным становится сохранение строго определенных соотношений размеров структурных элементов, имеющих важное функциональное значение в жизни особи. При этом корреляция размеров головы, крыла, конечностей с частями хоботка выражена в меньшей степени.

Взаимосвязанные изменения параметров структурных элементов ротовых органов у имаго самок комаров свидетельствуют о наличии онтогенетических корреляций и филогенетических координаций в данном семействе двукрылых.