facebook
twitter
vk
instagram
linkedin
google+
tumblr
akademia
youtube
skype
mendeley
Global international scientific
analytical project
GISAP
GISAP logotip
Перевод страницы
 

ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧИЯ КОРМА НА ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ АМЕРИКАНСКОЙ БЕЛОЙ БАБОЧКИ HYPHANTRIA CUNEA DRURY (LEPIDOPTERA, ARCTIIDAE)

ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧИЯ КОРМА НА ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ АМЕРИКАНСКОЙ БЕЛОЙ БАБОЧКИ HYPHANTRIA CUNEA DRURY (LEPIDOPTERA, ARCTIIDAE)ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧИЯ КОРМА НА ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ АМЕРИКАНСКОЙ БЕЛОЙ БАБОЧКИ HYPHANTRIA CUNEA DRURY (LEPIDOPTERA, ARCTIIDAE)
Hokuma Kuliyeva, доктор биологических наук, профессор

Султанова Улкер Башир кызы, магистр по специальности «энтомология»

Бакинский государственный университет, Азербайджан

Участник первенства: Национальное первенство по научной аналитике - "Азербайджан";

УДК 632.493: (595.78+591.5)

Впервые изучено воздействие различия корма на физиологическое состояние особей апшеронской популяции американской белой бабочки. Доказано, что начало и продолжительность процесса окукления не зависит от систематического положения кормового растения, на котором содержатся и развиваются гусеницы АББ. Физиологическое состояние, т.е. уровень обмена зависит от состава корма. В физиологическом отношении куколки 2-го поколения значительно сильнее, чем 1-го и если условия позволяют формироваться, 3-го  поколений.

Установлено, что уровень депрессии в динамике популяции АББ определяется физиологическим состоянием зимующих куколок, в частности количеством резервных веществ в жировом теле.

Ключевые слова: воздействия корма, физиологические показатели, диапауза, HyphantriacuneaDrury.

 

Известно, что физиологическое состояние организма насекомых зависит от различных факторов. В основном это длина светового дня, т.е. фотопериод, температура и влажность. В настоящее время доказано, что фотопериодическая реакция вида проявляется неодинаково при различном сочетании внешних условий, на фоне которых она осуществляется. Такими условиями, прежде всего, являются температура и кормовой режим.

Помимо температурного фактора, на фотопериодическую реакцию могут влиять, иногда сильно, и другие внешние факторы. Но в отличие от температуры, обычно их влияние не подчиняется никаким общим количественным и качественным закономерностям. В отношении этих разнородных факторов прослеживается лишь одна общая тенденция, не связанная,  конечно, со способом их воздействия: их благоприятное для исследуемых видов проявление способствует бездиапаузному развитию, а неблагоприятное – диапаузе.

Одним из факторов, изменяющим фотопериодические реакции является пищевой. Сама неоднородность, составной характер этого фактора не допускает возможности кого-либо единого типа его взаимодействия с фотопериодом. У фитофагов неблагоприятное питание может повышать склонность к диапаузе, но проявляется это обычно лишь фотопериодах, близких к порогу (Данилевский, 1961). При этом неблагоприятным может быть питание на неоптимальном виде или органе растения, а также состояние растения, обусловленное старением или недостаточным увлажнением. Примером могут служить разница в величине порога фотопериодической реакции у хлопковой совки HeliothisarmigeraHubn. (=ChlorideaobsoleteHb.) при питании листьями и коробочками хлопчатника и изменение количества диапаузирующих особей в зависимости от вида картофеля и возраста скармливаемого листа у колорадского жука Leptinotarsadecemlineata (deWilde, deBoer, 1969).

В более специальных случаях наличие определенного пищевого субстрата приобретает значение резко выраженного сигнального фактора, иногда даже доминирующего по отношению к фотопериодике. Это встречается у фитофагов (Hodková, 1982), но, по-видимому, более характерно для специализированных энтомофагов, хозяева и жертвы которых подвержены резким колебаниям численности или длительное время недоступны для заражения. Примером может служить Blastothrixlongipennis(=confusa) – паразит акациевой ложнощитовки (Parthenolecaniumcorni)(Сугоняев,1963; Шельдешова, Стекольников, 1965). Также доказана сигнальная роль пищевого фактора у клопа Pyrrhocorisapterus, у которого действие отсутствия пищи и короткого дня затрагивает одни и те же звенья нейроэндокринной системы (Hodková, 1982).

В условиях Азербайджана американская белая бабочка (АББ) является опасным адвентивным видом, которая развивается в основном в северо-восточной части республики (Кулиева, 2006 а, б). Инвазийные виды по значимости справедливо считаются второй, после разрушения мест обитания, угрозой биоразнообразию. Попытки препятствовать обоснованию видов-пришельцев вызывают необходимость изучения эколого-физиологических особенностей данных вредителей  в периоды их активной жизнедеятельности, а также выяснения многообразия проявлений физиологического покоя, его место и значение как адаптации к сезонной периодичности факторов внешней среды. Эти сведения имеют важное значение  для выяснения механизма фотопериодических адаптаций, а также для достижения результатов, важных в практическом отношении, например, для прогнозирования роста, развития и размножения насекомых-вредителей.

Настоящая работа посвящена изучению воздействия различия корма на физиологические показатели,  в том числе формирование и прохождение диапаузы у американской белой бабочки.

Материал и методы исследования

Все опыты были проведены только на природной популяции АББ, собранные на разных участках Апшеронского полуострова (пос. Пиршаги, Герадиль, Мардакяны, Бузовна, Кобустан) за период 2009-2012 гг.

Гусениц из единой кладки яиц воспитывали до фазы куколки в специальных стеклянных емкостях, покрытых тонкой тканью или в садках, которых помещали в приусадебные участки, в саду.

В каждом варианте было использовано по 20-50 гусениц (в 2-х повторностях). Длительность развития гусениц учитывали с момента вылупления до окукления, а у куколок – в часах от момента окукливания до выхода бабочки. За выходом бабочек наблюдали круглосуточно. Изменение массы у гусениц и куколок определяли через каждые 3 дня. На стадии имаго учитывали плодовитость (количество отложенных яиц).

Для точного учета скорости развития и динамики массы (а у гусениц – линьки и время прекращения питания) особей содержали в пронумерованных пробирках и коробочках (3х3). По скорости развития различали 2 группы: быстро и медленно развивающиеся особи. Число впадающих в диапаузу куколок АББ подсчитывали по количеству медленно развивающихся особей, в основном по весовому показателю и состоянию стеммы.

Пищевые связи выявлялись как посредством сбора гусениц с растений в природе с последующим выкармливанием их до имагинальной стадии, так и подбором путем предложения набора возможных кормовых растений для только-что отродившихся гусениц из яиц. Количество корма определяли по площади съеденного листа за сутки.

 Наблюдения за зимующим материалом (с декабря) проводились в крайне близких природе условиях – разница среднесуточной температуры + 20С, влажности + 5% и природной освещенностью.

Весь цифровой материал обрабатывали вариационно-статистическим методом.

Результаты и обсуждение

Экспериментально доказано, что степень привлекаемости и наличие необходимого кормового растения определяют суточную интенсивность питания гусениц американской белой бабочки. При этом процесс окукления гусениц не зависит от систематической близости кормового растения (табл. 1). Как видно из представленных на табл.1 данных, дата окукления активных гусениц (IIпоколение) в вариантах  с кормовыми растениями шелковица, орех и айва происходит почти одновременно, тогда как гусеницы, воспитанные листьями абрикоса, яблони и инжира этот процесс переносят разницей  в 5-6 дней.

Показано, что начало и продолжительность процесса окукления не зависит от систематического положения кормового растения, на котором содержатся и развиваются гусеницы американской белой бабочки. Тут и инжир относятся к роду Morus, при этом в данных вариантах разница в формировании метаморфоза в куколочную фазу составила 5 дней (28.08 и 04.09). Но динамика весового показателя у гусениц убедительно указывало на то, что физиологическое состояние, т.е. уровень и интенсивность обмена веществ (Иванчик, 1974) непосредственно зависит от состава корма. Наиболее благоприятными для развития гусениц американской белой бабочки являлись шелковица – 287,6+14,6 мг, слива – 217,9 +21,1 мг, абрикос – 216,0+18,8 мг и орех – 207,9+5,9 мг (табл.1).

 Анализ полученных данных позволило проследить такую закономерность – метаморфоз происходит на фоне снижения количества массы особей, т.е. после последней линьки обнаруживается снижение массы у особей на 50,0-52,0%.

На таблице 2 представлены результаты исследований по воздействию различия кормового растения на изменчивость физиологического состояния американской белой бабочки.

Таблица 1

Влияние различия кормового растения на процесс окукления гусениц в последнем возрасте
у американской белой бабочки Hyphantriacunea Drury.

Примечание:  *  - активные куколки второго поколения

Наиболее выраженные различия были обнаружены в период диапаузы и зимовки (Hybernation), в частности физиологические показатели во втором поколении отличаются от первого и третьего поколений американской белой бабочки. Куколки во втором поколении тяжелее на 14,7% по сравнению с куколками первого поколения и на 19,8% третьего поколения. Вес жирового тела у куколок II поколения соответствовало 34,7% от общего веса. В других поколениях этот показатель равен соответственно 26,6% ( I поколение) и 24,8% (IIIпоколение).

Эти данные убедительно указывают на то, что в физиологическом отношении куколки во втором поколении значительно сильнее таковых в первом и третьем поколениях. Хотя куколки третьего поколения (если это поколение развивается до стадии куколки – Кулиева, 2006, а, б) в связи с подготовкой к предстоящей диапаузе и зимовке должны быть значительно сильнее куколок второго поколения.

Экспериментально доказано, что в III поколении американской белой бабочки (02.10) происходит постепенное снижение объема жирового тела от 52,0+2,7 мг до 31,2+0,88 мг. В это время, имеющиеся в куколочной жидкости сгусток также увеличиваясь в размере, стал тяжелее на 51,3% (табл. 2).

С развитием отдельных этапов Hybernation изменяется и рН куколочной жидкости: во время подготовки к диапаузе слабокислая (рН -5,0), диапаузы и олигопаузы нейтральная (рН – 7,0) и морфогенеза слабощелочная (рН – 8,0).

Таблица 2

Изменение физиологических показателей у куколок американской белой бабочки в различные периоды развития

Несмотря на то, что на стадии преддиапаузы у куколок, содержащихся на листьях ореха, абрикоса, персика, сливы вес значительный, к концу зимовки они не могут нормально перенести восстановительный период повышения интенсивности обменных процессов. А именно, во время олигопаузы в переходный период потеря веса куколок в вариантах – тут (18,2%), айва (4,0%), орех (61,5%), персик (36,5%), абрикос (44,5%), слива (28,6%), яблоко (9,8%), инжир (29,2%), алыча (2,3%) (табл.3).

Основная потеря веса у куколок отмечается в период физиологического покоя, а также после – во время перехода в олигопаузное состояние.  В это время происходит постепенное снижение живого веса особей, наибольшая потеря отмечается в вариантах орех, персик, абрикос, и слива, наименьшая – в период олигопаузы, когда прибавка в весе была значительной (210,0+9,7 и 200,1+22,1) в вариантах айва и алыча. На таблице 4 представлены данные, характеризующие зависимость между физиологическим состоянием и соответствующими показателями, а также плодовитостью весенних бабочек и депрессией внутрипопуляционной динамики вредителя.

Полученные результаты убедительно указывают на то, что уровень депрессии в динамике популяции американской белой бабочки определяется физиологическим состоянием зимующих куколок, в частности количеством резервных веществ в жировом теле (табл.4).

Установлено, что в соответствующих годах учета объем жирового тела у зимующих особей изменяется в пределах 31,0+0,5 и 26,3+0,6 мг, а плодовитость бабочек, вылетевших весной из этих куколок, составила  671,0+33,4 и 520,6+ 27,3 шт. яиц.

Таблица 3

Влияние кормового разнообразия на динамику веса у зимующих куколок американской белой бабочки

В эти периоды в последующих поколениях были зарегистрированы массовые вспышки данного адвентивного вредителя в Азербайджане.

Выявленное снижение объема жирового тела у куколок (в среднем 21,8+0,26 мг) способствовало снижению количества, отложенных яиц весенними бабочками (283,0+11,5 шт.), а соответственно на каждом модельном дереве среднее число кладок составил 0,05 (табл.4). Ранее нами экспериментально было доказано, что 33,3% диапаузирующих летом куколок (28.07-21.08 – летняя диапауза) остаются на зимовку (Кулиева, 2006).

Таким образом, полученные результаты указывают на то, что уровень депрессии в динамике популяции АББ определяется физиологическим состоянием зимующих куколок, в частности количеством резервных веществ в жировом теле.

Таблица 4

Зависимость между физиологическими показателями куколок и плодовитостью весенних бабочек с депрессией внутрипопуляционной динамики американской белой бабочки

Обычно физиологическая реакция организма насекомых на органический и минеральный состав кормового растения носит специфичный характер, т.е. имеет две стороны: положительную и отрицательную. Отрицательным воздействием специфики биохимического состава кормового растения заключается в увеличении процента смертности и замедлении темпов развития, обменных процессов в организме гусениц старших возрастов в сторону интенсификации. Этот процесс сопровождается в конечном итоге большим накоплением депонированных веществ, возрастанием массы особей в данной фазе развития насекомого. Увеличение массы и метрических показателей у гусениц старших возрастов (перед метаморфозом) является признаком более высокого уровня накопления зоомассы в последующей фазе, у Holometabola куколочной, что способствует повышению плодовитости бабочек и жизнеспособности яиц у активных особей. У особей перед формированием физиологического покоя весовой показатель имеет значение, но жизнеспособность у зимующих куколок зависит от объема жирового тела, где накапливаются резервные вещества, необходимые для зимовки.

 

Литература:

  1. Данилевский А.С.Фотопериодизм и сезонное развитие насекомых.- Л.: Изд.ЛГУ, 1961, 243 с.
  2. Иванчик Е.П. Периодичность индивидуального развития и критические периоды онтогенеза американской белой бабочки (HyphantriacuneaDrury.).- В сб. Вопросы экологической физиологии беспозвоночных, М., 1974, с.82-118.
  3. Кулиева Х.Ф.Фототермопериодические особенности летней диапаузы у апшеронской популяции американской белой бабочки (HyphantriacuneaDrury.).- Вестник БДУ, 2006 (а), № 3, с.64-78.
  4. Кулиева Х.Ф. Экологические особенности формирования летней диапаузы у апшеронской популяции американской белой бабочки (HyphantriacuneaDrury.).- Тр. Ин-та зоологии НАН Азербайджана, 2006 (б), т.28, с.385-396.
  5. Сугоняев Е.С.  О сезонно-циклических адаптациях паразита BlastothrixconfuseErd. (Hymenoptera, Chalcididae) к своему хозяину- акациевой ложнощитовке.- Зоол.журн., 1963, т.42, вып.11, 1732-1734.
  6. Шельдешова Г.Г., Стекольников А.А.  О смене типов фотопериодической реакции при развитии акациевой ложнощитовки PathenolecaniumcorniBouche.- Тр. Зоол. ин-таАНСССР, 1965, т.36, с.26-30.
  7. Hodkova M.Interaction of feeding and  photoperiod in regulation of the corpus alatum activity in females of Pyrrhocoris apterus (Hemiptera).- Zool. Jb. Physiol. 1982, B 86, H.4, p. 477-488.
  8. Wilde J. de Boer J.A. Humoral and nervous pathways in photoperiodic induction of diapause in Leptinotarsa decemlineata Say.- J. Insect Physiol., 1969, vol. 15, N 4, p. 661-675.
0
Ваша оценка: Нет Средняя: 6 (3 голоса)
Комментарии: 5

Закамский Владимир Александрович

Уважаемые авторы! В работе представлен оригинальный подход к изучению воздействие различия корма на физиологическое состояние особей апшеронской популяции американской белой бабочки. Установлено что в динамике можно определять состояние зимующих клеток. Представленный материал заслуживает высокой оценки. Всего Вам доброго Владимир Закамский

Кулиева Хокума

Уважаемый Михаил Васильевич! Спасибо за внимание к нашей работе и добрые пожелания. Желаем Вам благополучия и успехов в Ваших дальнейших научных исследованиях. Авторы.

Никонов Михаил Васильевич

Уважаемые авторы! В работе представлены интересные данные, работа хорошо оформлена. Желаю дальнейших успехов. М.Никонов

Кулиева Хокума

Вы правы, этот вид с 30-х годов ХХ века является одним из основных карантинных объектов исследования многих энтомологов и физиологов. Как ни странно, но до настоящего времени имеются периоды в жизнедеятельности и физиологическом состоянии данного вредителя, которые необходимо изучить, так как не возможно разработать наиболее эффективный способ борьбы с местными популяциями. В Азербайджан этот вид проник 1971 г, причем он развивается только на северо-восточной зоне. Глубоко признательны за высокую оценку нашей работы и добрые пожелания. Желаем Вам также благополучия, радости, успехов в жизни, и конечно же в дальнейших Ваших научных исследованиях. Авторы.

Азмаипарашвили Майя Отариевна

В представленной работе интересные данные. Представленный материал является хорошим подспорьем для специалистов. Желаю дальнейших успехов. Работа заслуживает высокой оценки. Maia Azmaiparashvili
Комментарии: 5

Закамский Владимир Александрович

Уважаемые авторы! В работе представлен оригинальный подход к изучению воздействие различия корма на физиологическое состояние особей апшеронской популяции американской белой бабочки. Установлено что в динамике можно определять состояние зимующих клеток. Представленный материал заслуживает высокой оценки. Всего Вам доброго Владимир Закамский

Кулиева Хокума

Уважаемый Михаил Васильевич! Спасибо за внимание к нашей работе и добрые пожелания. Желаем Вам благополучия и успехов в Ваших дальнейших научных исследованиях. Авторы.

Никонов Михаил Васильевич

Уважаемые авторы! В работе представлены интересные данные, работа хорошо оформлена. Желаю дальнейших успехов. М.Никонов

Кулиева Хокума

Вы правы, этот вид с 30-х годов ХХ века является одним из основных карантинных объектов исследования многих энтомологов и физиологов. Как ни странно, но до настоящего времени имеются периоды в жизнедеятельности и физиологическом состоянии данного вредителя, которые необходимо изучить, так как не возможно разработать наиболее эффективный способ борьбы с местными популяциями. В Азербайджан этот вид проник 1971 г, причем он развивается только на северо-восточной зоне. Глубоко признательны за высокую оценку нашей работы и добрые пожелания. Желаем Вам также благополучия, радости, успехов в жизни, и конечно же в дальнейших Ваших научных исследованиях. Авторы.

Азмаипарашвили Майя Отариевна

В представленной работе интересные данные. Представленный материал является хорошим подспорьем для специалистов. Желаю дальнейших успехов. Работа заслуживает высокой оценки. Maia Azmaiparashvili
Партнеры
 
 
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
Would you like to know all the news about GISAP project and be up to date of all news from GISAP? Register for free news right now and you will be receiving them on your e-mail right away as soon as they are published on GISAP portal.