научная статья по теме ВНУТРИПОПУЛЯЦИОННАЯ МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ УЗКОЧЕРЕПНОЙ ПОЛЕВКИ (MICROTUS GREGALIS, RODENTIA, ARVICOLINAE) Биология

Текст научной статьи на тему «ВНУТРИПОПУЛЯЦИОННАЯ МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ УЗКОЧЕРЕПНОЙ ПОЛЕВКИ (MICROTUS GREGALIS, RODENTIA, ARVICOLINAE)»

ЗООЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2010, том 89, № 7, с. 850-861

УДК 591.15+599.323.4

ВНУТРИПОПУЛЯЦИОННАЯ МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ

УЗКОЧЕРЕПНОЙ ПОЛЕВКИ (MICROTUS GREGALIS, RODENTIA, ARVICOLINAE)

© 2010 г. Т. А. Дупал, С. А. Абрамов

Институт систематики и экологии животных СО РАН, Новосибирск 630091, Россия

e-mail: gf@eco.nsc.ru Поступила в редакцию 18.06.2008 г.

Исследована внутрипопуляционная изменчивость экстерьерных, краниальных и одонтологических признаков узкочерепной полевки (Microtus gregalis Pall.). Проанализированы возрастная, половая и циклическая изменчивость. С помощью одномерного и многомерного статистического анализа выявлены морфологические различия между молодыми, взрослыми и перезимовавшими полевками. В данном возрастном интервале в пространстве экстерьерных, краниологических и одонтологических признаков у самцов отчетливой возрастной структуры не отмечено, в то время как у самок наблюдается возрастная структурированность. Половой диморфизм отмечен во всех исследуемых популяциях. Выявлена географическая изменчивость выраженности полового диморфизма. У полевок тундровой популяции он выражен сильнее, чем у лесостепной и степной. Морфотипическая изменчивость рисунка жевательной поверхности М1 не связана с фазами популяционного цикла, возрастной и половой изменчивостью.

Cравнение внутрипопуляционной и межпопу-ляционной форм изменчивости позволяет приблизиться к пониманию механизмов фенотипиче-ской устойчивости и пластичности живых систем (Васильев и др., 2003). Наиболее выраженной, вероятно, следует считать возрастную изменчивость, способную существенно перекрывать иные ее формы (Яблоков, 1966; Пантелеев, Терехина, 1976; Шварц, 1980; Patton, Brylski, 1987), поэтому усилия исследователей обычно направлены на исключение влияния возраста на результаты межпопуляционных сравнений.

Исследования сезонной изменчивости узкочерепной полевки показали, что различия в пропорциях тела и черепа животных одного размера, но добытых в разное время года, могут быть больше, чем у животных разных размеров, но добытых одновременно (Шварц, 1980). Полевки, родившиеся весной, быстро растут, достигают половой зрелости в возрасте около месяца (самцы созревают позже самок), приносят несколько пометов и к осени почти все вымирают. Для весенних быстрорастущих полевок характерны такие пропорции черепа, как большая межглазничная ширина и меньшая длина зубного ряда относительно кон-дилобазальной длины черепа, и меньшая длина черепа относительно длины тела (Шварц и др., 1960). У полевок осенних генераций после короткого периода ювенильного развития наблюдается замедление роста. Возобновление темпов роста весной совпадает с началом полового созревания и сопровождается увеличением массы тимуса.

У полевок отмечают половые различия, обусловленные особенностями роста самцов и самок (Kaneko, 1978). Известно, что признаки черепа самцов общественной полевки более взаимосвязаны, чем у самок, а морфологические особенности черепа отражают более продолжительный рост самцов. Выраженность половых различий может быть разной. Так, в относительно теплом и мягком климате самцы М1стоШ5 зоааШ феноти-пически чаще похожи на самок, а в резко континентальных условиях различия между самцами и самками выражены больше (Кононенко и др., 2005). Следовательно, при изучении межпопуля-ционной морфологической изменчивости необходимо учитывать возрастные, половые особенности животных и соотношение полов в каждой выборке.

Среди форм внутрипопуляционной морфологической изменчивости особое место занимает изменчивость, обусловленная колебаниями численности животных. Выявлены изменения размеров черепа обоих полов водяной полевки в ходе динамики численности, причем величина половых фенотипических различий существенно варьирует по фазам цикла в оптимуме ареала (Фалеев и др., 2002). Популяционная динамика численности определяется размножением и смертностью животных, а репродуктивный успех самок может зависеть от типа их морфологической конституции. Статистически различимые и частично воспроизводимые в смежных циклах динамики численности морфогенетические варианты могут

иметь неодинаковую селективную ценность (Васильев и др., 2003).

Целью работы является изучение возрастной изменчивости экстерьерных, краниальных и одонтологических признаков, а также оценка половых различий у географически разобщенных популяций узкочерепной полевки. Предпринята попытка провести анализ изменчивости рисунка жевательной поверхности первого нижнекоренного зуба, обусловленной колебаниями численности животных.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Материал собран в подзоне лугостепей степной зоны юга Западной Сибири, в 15 км южнее г. Карасук (Новосибирская обл.) в 2001—2006 гг. (340 экз.). Животных отлавливали канавками и давилками непосредственно в жилых колониях. Параллельно в течение лета проведены учеты относительной численности грызунов. В коллекционном материале (121 экз.) из Зоологических музеев Института экологии растений и животных УрО РАН, Ииститута систематики и экологии животных СО РАН представлены две географические точки: окрестности пос. Ижморский (Кемеровская обл.), нижнее течение р. Оби, окрестности Салехарда и Лабытнанги. Кроме того, использованы лабораторные животные (63 экз.) известного возраста из Челябинской обл., выращенные в виварии Ииститута экологии растений и животных УрО РАН, относящиеся к подвиду М1сгоШ$ gregalis gregalis (Огнев, 1950). Выборки самцов и самок были условно разбиты на три возрастные группы: молодые, взрослые и перезимовавшие. Возрастные группы выделены по массе тела и состоянию половой системы (Ченцова, 1949; Туликова, 1964). Сеголетки массой тела больше 20 г, половозрелые самцы с массой семенника более 100 мг, беременные, с плацентарными пятнами самки отнесены к группе взрослых животных. Размножающиеся полевки, отловленные в начале лета, массой тела более 30 г, с хорошо развитым межглазничным гребнем, включены в группу перезимовавших. Неполовозрелые сеголетки массой тела менее 20 г отнесены к группе молодых полевок. Для контроля правильности определения возрастных групп в выборки отдельно для самцов и самок ижморской популяции включены виварные животные с известным возрастом. Возраст виварных зверьков 1—8 месяцев.

Собранный и коллекционный материал анализировали по стандартному набору экстерьер-ных признаков: (1. ДТ) длина тела, (2. ДХ) длина хвоста и (3. ДС) длина ступни, масса тела. При анализе краниальной изменчивости полевок использованы 11 наиболее употребляемых признаков: (4. ДКБЧ) кондилобазальная длина черепа — от наиболее выдающейся вперед части межче-

люстных костей до задней стороны правого мыщелка; (5. ШС) скуловая ширина — наибольшее расстояние между наружными краями скуловых дуг; (6. ШМГ) межглазничная ширина — наиболее узкое расстояние между глазницами; (7. ДЛОЧ) длина лицевого отдела черепа — расстояние от выдающейся части носовых костей до мозговой коробки в области сочленения лобной и чешуйчатой костей; (8. ДМОЧ) длина мозгового отдела черепа — расстояние от передней части мозговой коробки до задней стороны затылочных мыщелков; (9. ШЗ) затылочная ширина — наибольшая ширина затылочной кости; (10. ВЧ) высота черепа — расстояние от верхне-челюстной кости в области второго коренного зуба до межглазничного гребня; (11. ДВД) длина верхней диастемы — от переднего края альвеол первых коренных зубов до заднего края ближайшей альвеолы резца по правой стороне; (12. ДВЗР) длина верхнего зубного ряда — от переднего края первого правого моляра до заднего края третьего моляра; (13. ДНД) длина нижней диастемы— от переднего края альвеол первого моляра (М1) до альвеол резца по правой стороне; (14. ДНЗР) длина нижнего зубного ряда — от переднего края (М1) до заднего края третьего моляра по правой стороне; (15. КДМ1) коронарная длина первого нижнекоренного зуба (М1); ( 16. ШНМ1) наибольшая ширина; (17. ДПОМ1) длина параконидного отдела; (18. ШПОМ1) ширина параконидного отдела; (19. ДПНПМ1) длина передней непарной петли; (20. ДПНПМ1) косая ширина передней непарной петли; (21. КБШПОМ1) косая буккальная ширина параконидного отдела; (22. КЛШПОМ1) косая лингвальная ширина параконидного отдела. Схема промеров М1 приведена на рис. 1.

Измерения черепа сделаны с помощью штангенциркуля с точностью до 0.01 мм, промеры первого нижнего коренного зуба (М1) измерены в миллиметрах по жевательной поверхности с помощью окулярмикрометра. Для изучения морфо-типической изменчивости коренных зубов использованы четыре морфотипа М1. Они выделены на основе сложности строения буккальной (наружной) и лингвальной (внутренней) сторон передней непарной петли М1, а также числа замкнутых треугольников на жевательной поверхности (рис. 2).

Морфотип I. На лингвальной стороне передней непарной петли (ПНП) М1 отчетливо выражен выступающий угол. Наружная сторона ПНП без следов усложнения и наружного цемента.

Морфотип II. На буккальной стороне ПНП образована входящая складка и небольшой эмалевый выступ (зубец), без наружного цемента.

Морфотип III. На лингвальной и буккальной стороне ПНП отчетливо выражены выступающие

16

Рис. 1. Схема промеров жевательной поверхности М1 узкочерепной полевки (обозначения признаков 15— 22 см. "Материалы и методы").

углы. Входящие углы заполнены наружным цементом.

Морфотип IV. На жевательной поверхности зуба в области ПНП образовано восьмое денти-новое поле, входящие углы заполнены цементом.

Исследования фенетической изменчивости коренных зубов М1 и М3 полевки-экономки (Мг-сго1ш овсопотш) на основании статистического анализа частот их билатеральной встречаемости в популяции показали, что морфотипы не имеют половозрастной специфики, что дает основание для объединения выборок при последующем анализе морфотипической изменчивости (Ковалева и др., 2002). Поэтому для анализа структуры морфотипической изменчивости карасукской популяции самцы и самки были объединены. Подсчитывали встречаемость (%) каждого морфотипа в выборке по годам. Степень морфотипических различий между выборками определяли по х2 критерию — формуле, предложенной Брандтом и Снедекором (Закс, 1976).

В

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.

Показать целиком