ЭКОЛОГИЯ, 2007, № 3, с. 216-221
УДК 595.78:591.13:591.134
ПРИГОДНОСТЬ ХВОИ КОРМОВЫХ РАСТЕНИЙ ДЛЯ ПИТАНИЯ И РОСТА ГУСЕНИЦ ДВУХ ПОПУЛЯЦИЙ СИБИРСКОГО
ШЕЛКОПРЯДА
© 2007 г. Н. И. Кириченко, Ю. Н. Баранчиков
Институт леса им. ВН. Сукачева СО РАН 660036 Красноярск, Академгородок E-mail: nata_kirichenko@yahoo.co.uk Поступила в редакцию 21.12.2005 г.
Не обнаружено различий между популяциями сибирского шелкопряда из Республики Алтай (кормовое растение - пихта сибирская) и Республики Тыва (лиственница сибирская) по эколого-физио-логическим показателям питания и роста гусениц на одинаковых кормовых растениях в лабораторных условиях. Индекс пригодности кормовых растений для гусениц обеих популяций снижается в ряду лиственница - пихта - ель - сосна. Возрастная динамика показателей питания и роста гусениц не зависит от популяции насекомого.
Ключевые слова: сибирский шелкопряд, популяции, кормовые породы, питание и рост гусениц.
Сибирский шелкопряд ВепёгоИтш superans 81-Ьтсш Tschetv. (Lepidoptera, Lasiocampidae) - основной вредитель хвойных пород сем. Ртасеае в Северной Азии (Рожков, 1963). Исследователи относили популяции шелкопряда в разных точках его ареала к группам неясного таксономического статуса, называемых расами (Флоров, 1948; Бол-даруев, 1969) или племенами (Рожков, 1963). Эти группы характеризуются рядом морфологических особенностей, разной продолжительностью цикла развития и приуроченностью первичных очагов к господствующей кормовой породе (лиственнице, пихте либо кедру). В связи с этим особый интерес представляет изучение трофических характеристик географически удаленных популяций вредителя, связанных с разными хвойными породами. Это особенно актуально сейчас, когда обострился интерес к расширению западной границы распространения сибирского шелкопряда за Урал (Гниненко, 2001), где в хвойных лесах доминируют сосна и ель.
Цель настоящей работы состояла в сравнении показателей питания и роста гусениц из двух географически удаленных популяций сибирского шелкопряда, принадлежащих к разным расам, при их выращивании в инсектарии на спектре кормовых пород.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Работу проводили в инсектарии Института леса СО РАН (г. Красноярск) в 2000-2001 гг. В эксперименте использовали гусениц сибирского шелкопряда лиственничной (далее - ЛП) и пихто-
вой (далее - ПП) популяций, доставленных из затухающих очагов вредителя. Сбор гусениц ЛП проводился в чистых лиственничных насаждениях Туранского лесхоза (Республика Тыва), гусениц Пп - в пихтарниках с незначительной примесью кедра в Бие-Катунском междуречье (Республика Алтай). Согласно В.О. Болдаруеву (1969), эти популяции относятся к лиственничной и пихтовой расам шелкопряда соответственно.
Собранные в природе гусеницы I-V возрастов были разбиты на 4 группы, помещенные в инсектарий на хвою лиственницы, пихты, ели и сосны. С момента линьки на VI возраст гусениц каждой популяции содержали поодиночке в чашках Петри в 25-30 повторностях для каждого кормового растения. Полученных бабочек спаривали строго в соответствии с популяцией и видом кормового растения, на которых выращивали гусениц. Отложенные бабочками яйца подсчитывали, массу каждого яйца определяли на рычажных аналитических весах (ВЛР 424) с точностью до 0.1 мг. Ежедневно подсчитывали число отродившихся гусениц. Их воспитывали в лаборатории до V возраста включительно. Важно отметить, что оценка питания и роста гусениц VI возраста проводилась в мае-июне, а гусениц I-V возрастов дочернего поколения - в июле-сентябре, что соответствует времени их питания в природе.
Гусениц выращивали на хвое четырех кормовых пород: лиственницы сибирской Larix sibirica Ldb., пихты сибирской Abies sibirica Ldb., ели сибирской Picea obovata Ldb. и сосны обыкновенной Pinus silvestris L. Веточки с хвоей собирали ежедневно в утренние часы в зеленой зоне г. Красно-
ярска. Места сбора корма постоянно меняли, чтобы исключить влияние местообитания кормовых растений на показатели питания и роста гусениц.
Гусениц содержали при температуре 21-23°С, при 18-часовом освещении и относительной влажности 60-70%. Гусениц I возраста выращивали в группах по 10 особей на чашку Петри, которая и служила повторностью. Совместное содержание гусениц было обусловлено сложностью определения величины потребленного корма у одиночной гусеницы I возраста. Выкармливание гусениц этого возраста продолжали до момента, когда в чашке находилось 70-90% перелинявших особей. Гусениц II-VI возрастов содержали поодиночке. Гусеницы первого возраста каждой популяции на отдельном кормовом растении были представлены 15-20 повторностями, а гусеницы последующих возрастов - 10-30. Оценивали количество потребленного корма (С), усвоенного корма (А), выделенных экскрементов (F) и прирост массы тела за отдельный возраст (Р). Прирост гусениц определяли как разницу между массой тела каждой особи в конце возраста перед линькой и ее массой в начале того же возраста. Массу усвоенного корма рассчитывали из уравнения А = C - F.
Взвешивание проводили на электронных весах XE-100A (Denver Instrument Corporation, USA) с точностью 0.1 мг. Важной причиной ошибок измерений массы тела насекомых и уровня потребленного ими корма является разная периодичность взвешиваний в ходе эксперимента. Поэтому в наших исследованиях учет массы был приурочен к определенному времени и осуществлялся с 24-часовой периодичностью. Для последующих расчетов данные выражали в абсолютно сухой массе. Влажность корма определяли при ежедневных контрольных взвешиваниях хвои (по 15 образцов для каждой породы), количество сухого вещества в теле гусениц - по контрольной группе особей, содержавшихся в режиме опыта (по 30 гусениц каждого возраста).
Полученные данные использовали для расчета следующих эколого-физиологических показателей питания и роста: коэффициента утилизации корма: КУ = A/C • 100 (%); эффективности использования потребленного корма: ЭИП = Р/С •
• 100 (%); эффективности использования усвоенного корма: ЭИУ = P/A • 100 (%); относительной скорости потребления корма: ОСП = С/Жср/Т (мг/мг/сут), где Жср - средняя масса гусеницы на протяжении возраста Т; относительной скорости роста гусениц: ОСР = Р/Жср/Т (мг/мг/сут) (Баранчиков, 1987). Важно отметить, что основные показатели питания и роста связаны между собой следующими соотношениями: ЭИП = ЭИУ •
• КУ/100 и ОСР = ОСП • ЭИП/100. Статистическую обработку данных проводили с помощью
пакетов программ Excel 2003 for Windows. Сравнение отдельных показателей между популяциями шелкопряда осуществляли с помощью ^-критерия Манна-Уитни (Поллард, 1982).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Продолжительность развития гусениц сибирского шелкопряда обеих популяций с момента от-рождения до окукливания варьировала от 64 до 78 сут в зависимости от вида кормового растения. Наиболее длительным периодом развития характеризовались гусеницы, выращенные на хвое ели и сосны. На всех кормовых растениях самой короткой (6-7 суток) была продолжительность I возраста. Длительность каждого из последующих возрастов плавно увеличивалась на 10-30%. Различия по продолжительности развития гусениц I-IV возрастов из разных популяций на одинаковых кормовых растениях были несущественны. Гусеницы ЛП V-VI возрастов при питании хвоей лиственницы и пихты развивались на 24 сут дольше, и, видимо, поэтому прирост массы тела у них был больше, чем у гусениц Пп. Период развития куколок ЛП составлял в среднем 17 сут, т.е. на 3-7 сут больше, чем куколок ПП. Более продолжительное развитие гусениц и куколок сибирского шелкопряда ЛП приводило к смещению календарных сроков выхода имаго. Так, массовое появление бабочек ПП было приурочено к 2223 июня, а первые бабочки ЛП получены только 1-2 июля. Выход имаго ЛП был растянут на 5 сут, тогда как появление бабочек ПП длилось всего 3 сут.
Почти 90% самок ПП начинали откладывать яйца на следующий день после копуляции. Откладка яиц бабочками ЛП была значительно растянута во времени: около 40% самок начинали откладывать яйца в 1-е сутки после копуляции, 15, 25 и 20% самок - на 2-, 3- и 4-е сутки соответственно. Самки ЛП оказались более плодовитыми. В их кладках насчитывалось в среднем 251 ± ± 38 и 190 ± 20 яиц (или около 110 и 83 яиц/г сырой массы куколок) при питании гусениц хвоей лиственницы и пихты соответственно. Аналогичные показатели для самок ПП равнялись 181 ± 23 и 150 ± 14 яиц (или около 95 и 80 яиц/г сырой массы куколок). По наблюдениям А.С. Рожкова (1963), наиболее плодовитыми также были бабочки лиственничной расы. Большинство жизнеспособных зрелых яиц в обеих популяциях имело массу 2.9 ± 0.5 мг. Коэффициент вариации массы яиц в кладках не превышал 10%. Продолжительность развития яиц ЛП в условиях лаборатории составляла 7.5 ± 0.8 сут. Яйца ПП развивались в среднем на 5 сут дольше. Выход гусениц из яйцекладок в обеих популяциях длился 5-6 сут, причем максимальный выход гусениц (около 52%) был отмечен на 2-3-й день от начала их отрождения.
Таблица 1. Абсолютные показатели питания и роста гусениц сибирского шелкопряда лиственничной (над чертой) и пихтовой (под чертой) популяций за весь период развития
Кормовая порода Масса гусениц последнего возраста, мг Масса потребленного корма, мг Продолжительность развития, сут
Лиственница 270.6 ± 32.2 244.4 ± 25.1 3450.8 ± 108.8 а 3706.2 ± 114.3 а 60. 0 ± 1.3 а 64. 3 ± 1.1 а
Пихта 248.7 ± 25.6 5049.4 ± 144.2 Ь 70. 0 ± 1.1 Ь
198. 2 ± 27.0 4292.6 ± 131.9 Ь 66. 2 ± 1.3 Ь
Ель 189. 2 ± 20.2 4629.2 ± 95.6 с 73. 6 ± 1.2
162. 3 ± 17.0 3862.2 ± 98.6 с 71. 5 ± 1.8
Сосна 139. 2 ± 21.6 499.2 ± 118.3 77. 5 ± 2.4
Примечание. Достоверные различия (р < 0.05) между популяциями на одинаковых кормовых породах обозначены одинаковыми буквами, в остальных случаяхр > 0.05; (-) - отсутствие данных.
Таблица 2. Показатели усвоения (КУ) и использования корма (ЭИП, ЭИУ) гусеницами лиственничной (ЛП) и пихтовой (ПП) популяций сибирского шелкопряда
Показатель Кормовая порода
Возраст Лиственница Пихта Ель Сосна
ЛП ПП ЛП ПП ЛП ПП ЛП ПП
I КУ 66.2 ± 2.0 67.6 ± 1.9 55.2 ± 2.5 55.4 ± 2.2 39.7 ± 0.5 41.8 ± 0.9 31.0 ± 0.5 29.2 ± 2.2
ЭИП 9.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.