научная статья по теме МЕЖГОДОВАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СИСТЕМЫ КРОВИ ФЛУКТУИРУЮЩЕЙ ПОПУЛЯЦИИ ЕВРОПЕЙСКОЙ РЫЖЕЙ ПОЛЕВКИ (CLETHRIONOMYS GLAREOLUS) Биология

Текст научной статьи на тему «МЕЖГОДОВАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СИСТЕМЫ КРОВИ ФЛУКТУИРУЮЩЕЙ ПОПУЛЯЦИИ ЕВРОПЕЙСКОЙ РЫЖЕЙ ПОЛЕВКИ (CLETHRIONOMYS GLAREOLUS)»

ИЗВЕСТИЯ РАИ. СЕРИЯ БИОЛОГИЧЕСКАЯ, 2007, № 6, с. 755-764

= ЭКОЛОГИЯ =

УДК 599.323.4:591.11:591.543.4

МЕЖГОДОВАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СИСТЕМЫ КРОВИ ФЛУКТУИРУЮЩЕЙ ПОПУЛЯЦИИ ЕВРОПЕЙСКОЙ РЫЖЕЙ ПОЛЕВКИ

(Clethrionomys glareolus)

© 2007 г. Э. А. Тарахтий, Ю. А. Давыдова, И. А. Кшнясев

Институт экологии растений и животных УрО РАИ, 620042 Екатеринбург, ул. 8 Марта, 202

E-mail: tar@ipae.uran.ru Поступила в редакцию 10.06.2006 г.

Изучены количественные и структурные показатели системы крови рыжей полевки разного репро-дуктивно-возрастного состояния (перезимовавшие особи, половозрелые сеголетки и неполовозрелые сеголетки) в разные годы, соответствующие разным фазам популяционного цикла. Выявлены межгодовые изменения ряда признаков системы крови у особей каждого репродуктивного состояния, не зависимые от фазы популяционного цикла.

Устойчивое существование популяций многих видов мелких млекопитающих обеспечивается многолетними и (или) сезонными изменениями их структуры (Шварц и др., 1964; Жигальский, Кшнясев, 2000; Оленев, 2002; Давыдова, Кшнясев, 2004). Репродуктивно-возрастная структура популяции соответствует определенному интервалу сезонного и многолетнего цикла, отражает соотношение половозрелых и неполовозрелых особей, характеризующихся различной устойчивостью к внешним факторам (Оленев, Григоркина, 1998), специфичными морфофизиологическими (Шварц и др., 1968), гематологическими (Тарахтий и др., 2005) и другими признаками.

Исследование механизмов устойчивости биологических систем является фундаментальной проблемой биологии, проводится на разных уровнях биологической организации: от молекулярного до популяционного. Одним из подходов к исследованию механизмов адаптации популяционного уровня может служить изучение физиологических особенностей организма и его систем. Известны сопряженные с динамикой плотности популяции изменения ряда физиолого-биохимических (Чернявский и др., 2003), гематологических показателей и массы тела ^о1к, Kozlowski, 1989). Поскольку нейрогумо-ральная система организма реагирует на изменение внешних факторов (фотопериод, температура среды, кормовые ресурсы (Калабухов, 1969)), то тестовой можно использовать многофункциональную систему крови животного. Изменение ее реактивности является одним из ранних и чувствительных критериев оценки влияния экологических факторов на организм (Козинец и др., 1993), что позволяет анализировать механизм регуляции процессов кроветворения (Комар, 1992). Оценка размеров и формы эритроцитов способствует пониманию механизма поддержания концентрации гемоглобина в

крови (К^е1еска-МугАа, 1967, 2002) и гомеостаза организма в целом, позволяет выявить ранние изменения, не выявляемые стандартными методами (Тарахтий, Кардонина, 1995; Цыб и др., 1996).

Эритроциты крови при внешней простоте и кажущейся однородности не одинаковы в функциональном отношении (Клиорин, Тиунов, 1974). Динамика состава популяции эритроцитов изменяется: в раннем онтогенезе она сложнее, чем в зрелом возрасте, потому что созревание клеток модифицируется в зависимости от созревания всего организма и меняющейся с возрастом локализации эритропоэза. Вклад эритроцитов в оксигенацию и газотранспортную функцию не может быть одинаковым из-за разного соотношения их групп, поэтому функциональная активность всей популяции клеток может меняться, что является одним из способов регуляции функций системы крови (Физиология ..., 1979).

В основе изменчивости состава популяции эритроцитов и структуры клеток лежит энергетический механизм (Калабухов, 1969), являющийся пусковым звеном к адаптации, на основе которого на уровне целостного организма возможен прогноз изменения метаболизма и структуры, т.е. адаптация имеет и структурную значимость (Баевский, 1979).

Наряду с изменчивостью эритроцитов в широких пределах варьируют и показатели "белого" ростка крови. Изменение показателей крови у мелких млекопитающих связывают с условиями обитания, возрастом животных, временем года (Истомина и др., 1971; Барагунова, 1994, Ковальчук, Ястребов, 2003), плотностью популяции (Чернявский, Лазуткин, 2003), репродуктивным состоянием животных (Тарахтий и др., 2005) и другими факторами.

Для лесных полевок, населяющих южно-таежные леса Среднего Урала, в динамике численности установлен трехлетний популяционный цикл (Давыдова, Кшнясев, 2004). При этом каждая фаза цик-

755

8*

ла ("депрессия", "рост" и "пик" ) имеет специфическую сезонную динамику плотности и демографической структуры (Давыдова, 2004). Представляется целесообразным исследовать изменчивость показателей системы крови мелких млекопитающих у животных разного репродуктив-но-возрастного состояния, что может характеризовать не только состояние особей, но и внести вклад в оценку факторов, связанных с цикличностью по-пуляционной динамики.

Цель настоящего исследования - оценить особенности показателей крови и кроветворной ткани европейской рыжей полевки (Clethrionomys glareo-lus Schreber, 1780) разного репродуктивно-возраст-ного состояния в различные годы в течение популя-ционного цикла, когда численность и структура популяции непостоянны.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Европейская рыжая полевка - широко распространенный и доминирующий вид в сообществе мелких млекопитающих в южно-таежной зоне Среднего Урала.

Для изучения демографических параметров популяции, межгодовой и сезонной динамики численности ежегодно весной, летом и осенью в период 1995-2004 гг. проводили отловы стандартным методом ловушко-линий (Карасева, Телицына, 1996) в условно-коренных и коренных пихтово-еловых лесах Висимского государственного природного биосферного заповедника (южная темнохвойная тайга, Средний Урал, Сутукский низкогорно-кряжевый район, 57°22' с.ш., 59°46' в.д., 538 м над ур. м.).

Для изучения показателей системы крови отловы животных проводили в тех же местах с помощью живоловок в мае, июле и сентябре ежегодно в период 2001-2004 гг. У каждой особи в условиях лаборатории определяли массу тела, морфофи-зиологические показатели (Шварц и др., 1968), пол и состояние генеративных органов, календарный возраст (Оленев, 1989). По набору признаков животных классифицировали по репродуктивно-воз-растным группам: перезимовавшие особи, сеголетки половозрелые и сеголетки неполовозрелые. Определяли количество лейкоцитов, эритроцитов, концентрацию гемоглобина в крови, величину ге-матокрита, форменных элементов крови, число клеток костного мозга в диафизе бедренной кости по методам стандартным и прилагаемым к приборам. Доли эритроцитов разного диаметра (в диапазоне 3.5-8.9 мкм, всего 10 точек) оценивали с помощью Celloscope 401 (фирма "Lars Yungberg & Со", Швеция), гематокрит (Ht) с помощью Hawk-sley Micro-Haematocrit Centrifuge и Hawksley Micro-Haematocrit Reader (Англия), концентрацию гемоглобина в крови (Hb) с помощью Linzon 3 Photometer (Швеция). Вычисляли средний диаметр (D), объем (MCV), площадь поверхности эритроцитов

(S), содержание (MCH) и концентрацию гемоглобина (MCHC) в эритроците (Лабораторные методы..., 1987), способность крови переносить кислород (E) (Kostelecka-Myrcha, 1973). Число эритроцитов и клеток в костном мозге нормировали на массу тела, поскольку их количество изменяется с возрастом (Юшков и др., 1999). Исследуемые показатели оценены у 186 особей. В анализ не включены беременные самки и молодые особи с массой тела менее 15 г.

Статистическую обработку данных проводили с помощью методов дискриминантного и дисперсионного анализа, используя пакет статистических программ "Statistica" (StatSoft, 2001). Для всех статистических тестов принят 5%-ный уровень значимости.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

В результате многолетних наблюдений в динамике численности популяции европейской рыжей полевки установлен трехлетний цикл, характеризующийся фазами цикла: "депрессия", "рост" и "пик" (рис. 1), при этом каждая из фаз имеет специфическую динамику плотности и демографической структуры (Давыдова, Кшнясев, 2004). На основе структуры популяции в 2001-2004 гг. (табл. 1, трехлетний цикл: "пик" - 2001 г.,"депрессия" - 2002 г., "рост" - 2003 г., "пик" - 2004 г.) были сформированы 12 групп животных по репродуктивно-возраст-ному состоянию особей для сравнительной оценки показателей системы крови. Это перезимовавшие особи, отловленные весной (1) и осенью (2) 2001 г., весной (3) и летом (4) 2003 г., весной (5), летом (6) и осенью (7) 2004 г.; половозрелые сеголетки, отловленные осенью 2002 г. (8) и 2003 г. (9); неполовозрелые сеголетки, отловленные осенью 2001 г. (10), 2003 г. (11) и 2004 г. (12).

С помощью дискриминантного анализа установлено, что группы животных различимы между собой (табл. 2). Согласно классификационной матрице 78% всех животных соответствовали априорной классификации, при этом наибольшее соответствие (50-100%) отмечено в группах перезимовавших (1, 4, 5, 6, 7) и неполовозрелых особей (10, 11, 12), наименьшее (до 35%) - среди размножавшихся сеголеток.

С помощью дисперсионного анализа установлена изменчивость показателей в зависимости от года отлова (Я-Рао54.226 = 3.51; p < 0.0001), репродуктивного состояния особей (^-Рао54.226 = 3.28; p < 0.0001), взаимодействия этих факторов (^-Рао108.45х = 2.39; p < 0.0001). Влияние на показатели пола животных несущественно (Я-Рао25.189 = 0.842; p = 0.685), на основании чего данные самцов и самок представлены единой средней. В статистическую модель не могут быть одновременно включены как независимые коррелированные переменные возраст и репродуктивное состояние животных. Из результатов анали-

за видно, что для корректной оценки межгодовой изменчивости показателей важно учитывать репродуктивное состояние особей. На основании специфичности структуры популяции (табл. 1) межгодовая изменчивость отдельных показателей оценена у перезимовавших весенних и осенних особей, неполовозрелых сеголеток с использованием двухфак-торной модели дисперсионного анализа, у перезимовавших летних особей и половозрелых осенних сеголеток - однофакторной модели.

У перезимовавших особей, отловленных в мае 2001, 2003 и 2004 гг., составляющих в структуре популяции 100, 43 и 100% соответственн

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