Температура и развитие насекомых

Развитие насекомых может по-разному зависеть от постоянной и колеблющейся температуры, даже при равенстве их средних значений. Если нуль развития какого-либо вида равен 10сС, то при воздействии такой фиксированной температуры он вообще не будет развиваться. Но если в течение суток температура колеблется от 5 до 25сС (со средним значением 10°С), то животное может расти каждый раз на протяжении того времени дня, когда температура превышает 10сС. Вероятно, в этом кроется основная причина отсутствия многих высокогорных животных в арктической тундре. Обе эти среды обитания на первый взгляд кажутся во многом сходными, в том числе по низкой температуре. Однако арктическим летом в высоких широтах температура постоянно низка, тогда как высокогорье отличается большими суточными колебаниями температуры около низкого среднего значения.

Температура влияет не только на темпы развития насекомых, но и на их смертность на разных стадиях развития. Эта зависимость была установлена, особенно для насекомых-вредителей, на основании продолжительных серий экспериментов, выполненных с целью прогноза размеров поражения леса вредителями в различных климатических областях и при разных погодных условиях. Если изобразить найденные данные о смертности подопытных групп насекомых (в %) при определенных значениях температуры и влажности в системе координат, где по осям отложены оба эти фактора, и провести изолинии смертности, то мы получим так называемую диаграмму смертности.

Для яичек соснового шелкопряда Dendrolimus pini самыми благоприятными условиями являются температура 20°С и относительная влажность воздуха 70%; в этих условиях смертность равна нулю. Температура 30°С и влажность воздуха 20% лежат за пределами изолинии смертности 100%. При таких условиях вид вообще не способен к развитию. Однако подобная диаграмма показывает также, что влияния температуры и влажности в какой-то мере взаимозаменяемы. При 25°С и 20% относительной влажности воздуха смертность составляет 100%; при той же температуре и более высокой влажности воздуха (60%) значительная часть животных вполне может развиваться.

Разумеется, температура имеет большое значение также и для распределения животных на земной поверхности и по местам их обитания. Однако она является лишь одним из нескольких важных климатических факторов. Рассмотренный выше пример показывает, что влияние температуры нельзя рассматривать изолированно, само по себе. Оно может сказываться по-разному в зависимости от других обстоятельств. Задача экологии состоит в том, чтобы взвесить относительное влияние отдельных факторов в их взаимосвязи. А этого можно достичь лишь разумным сочетанием наблюдений и опытов в природе с лабораторными экспериментами .

Сбор ночных чешуекрылых был начат в заповеднике “Юганский” Сургутского района Тюменской области с 2001 года в пойменном лесу в охранной зоне заповедника “Юганский” на кордоне «Каменный». От кордона до северной границы заповедника не более 1,5 км. Для проведения исследования в 2001 и 2002 годах был выбран биотоп поймы реки Большой Юган. Недалеко от реки находится старица Большого Югана, окруженная пойменными мелколиственно - зеленомошными лесами. Состав леса представлен 3К3П2Б2Е. Высота деревьев примерно 25 - 27 м. Второй древесный ярус не выделяется. Подрост состоит из пихты, кедра, ели. Подлесок редкий: по опушкам растут черемуха, шиповник, черная смородина, дерен. В травяном ярусе преобладает таежное мелкотравье: майник двулистный, седмичник европейский, грушанка круглолистная, ортилия однобокая, плаун годичный и др. Местами в более осветленных местах встречаются виды крупнотравья и папоротники: борец северный, щитовник шатрский, кочедыжник женский. Из мхов наиболее обычны в этих лесах: гилокомиум блестящий, климациум древовидный, ритидиадельфус трехрядный, виды рода мниум. По более низким участкам поймы развита кустарниковая растительность: черемуха, дерен, смородина черная, ивы шерстистопобеговая, лопарская, черничная и др.

Коренной берег, входящий в районе кордона к реке Большой Юган, занят разными типами сосновых лесов. По склону коренного берега расположены сосновые ягодниково - зеленомошные леса. Первый ярус 10С, высотой 25 м. Сомкнутость 0,6. Второй ярус 6К3П2Е. Высота 10 м. Сомкнутость 0,2. Подрост темнохвойный, редкий. Подлесок: шиповник, рябина, ива козья. Редкий. Травяно - кустарничковый ярус состоит из брусники (10 %), черники (15%), багульника (5%) и видов таежного мелкотравья. Мохово - лишайниковый ярус: плевроциум Шребера (35%), гилокомиум блестяший (45%), дикранум волнистый (10%), кукушкин лен (5%), пельтигера – (5%). Самые высокие участки грив заняты сосняком кустарничково - лишайниково - зеленомошным. Первый ярус 10С, h = 25,5 м. густой, одиночно кедр, береза; подлесок ива козья, осина, редки; травяно - кустарничковый ярус ОПП = 40 %, багульник - 10 %, черника - 15 %, вейник - 10%, - Hylocomium spledens +, лишайники -50 %; МП - 20 %.

При проведении исследования использовали методику лова и учета на свет.

Отлов проводился с помощью световой приманки, которую устанавливали в пойме рек Негусъях и Большой Юган. Световая приманка представляет собой источник света с закрепленным позади него белым экраном. В качестве источника света использовалась лампа ДРЛ мощностью 400 Вт. Источник света устанавливали на высоте 1 -2 метров над поверхностью земли. За лампой вертикально натягивали экран из белой ткани, размером 2 х 1,5 м. Всех прилетающих на экран бабочек накрывали морилками, в качестве которых использовали небольшие стеклянные банки с плотными крышками. Ко дну банки прикрепляли ватный тампон, смоченный хлороформом, сверху тампон покрывали фильтровальной бумагой. В одну морилку помещали не более трех бабочек. Усыпленных насекомых переносили на ватные матрасики . В дневник наблюдений каждый час заносили изменения погодных условий (температуру, облачность, осадки, ветер) и количество отловленных экземпляров.

В 2006 году отлов ночных чешуекрылых производился с 15 по 23 августа.

Лето 2006 года отличалось от предыдущих лет изучения большим количеством осадков. Так, в июне месячная сумма осадков была выше нормы на 30-40%. Температура воздуха была на 4-5°С ниже нормы. Жаркая погода (до 30-35°С) установилась только с 7 июля и продолжалась до 20 июля. В последнюю декаду июля до середины августа ежедневно шли дожди, температура воздуха редко достигала 22°С. Месячная сумма осадков была выше нормы на 60%. В заповеднике реки были полноводными, болота наполнены водой. Ясная теплая погода установилась только с 16 августа. Холодные ясные ночи (до +3-5 °С) отмечались с 21 августа. В ночь с 21 на 22 августа был обширный заморозок на почве.

В первые две ночи отлова температура воздуха опускалась до + 5-7°С. Поэтому было отловлено всего 8 экземпляров бабочек. С 17 августа начался хороший лет смородинной пяденицы и белопятнистой полосатой совки, который продолжался в течение всего периода отлова, кроме холодных ночей (21 по 23 августа). Хороший лет насекомых отмечен при температуре воздуха +12- +15°С (17 – 20). За эти 4 ночи было поймано 385 смородинных пядениц (51% от всех бабочек и 91% от пядениц), 83 экз белопятнистой совки. Впервые отловлены такие виды как металловидка Macdunnoughia confuse, маленькая бабочка Сем. Pterophoridae Platiptilia Hbn. , которой мы не нашли русского названия, коконопряд травяной Ruthryx potatoria L. и 6 экз. кувшинковой огневки Nymphula nymphaeata L. Моль-чехлоноска и совка эль-белое.

К редким видам можно отнести медведицу Кайе, краснокнижный вид голубую орденскую ленту. Всего в этот год было отловлено 758 экземпляров бабочек. Из них совки составили 32%, пяденицы – 56%, остальные семейства по 0,2-2 %

Мы провели корреляцию между климатическими особенностями весны-лета и динамикой численности изучаемого класса насекомых . Нами было отмечено, что на протяжении всего времени исследования постоянно отлавливались листовертки, пяденица щавелевая, зеленая, каемчатая (от 2 до 18 экз). К редким можно отнести медведиц, бражников, серпокрылок, которые отлавливались по 1-2 экз и не во все года. Также не влияет влажность и температура на малочисленные виды совок, таких как, совку запятую, козлобородниковую, порфировую, красную и желтую ленточницу ленточницы, количество которых изменялось от 1 до 6 экз. Мы предположили, что на данные виды насекомых погодные условия практически не влияют. Сильно зависит от погодных условий лета развитие таких видов как совка желтая, совка золотистая, совка сосновая, совка притворщица, металловидка гамма, количество которых имело пик в 2002 (дождливый год, полноводные реки) и 2006 года (от 37 до 144 экз). В сухое лето, с низким уровнем воды в реках количество данных видов стремилось к нулю. Это было в 2001, 2003,2004, 2005. В дождливое лето 2002 года развитие получили хохлатки (14 экз), горностаевые моли (10 экз), но в другие года они не были обнаружены.

По данным Ханты-Мансийского гидрометеоцентра зима 2000-2001 года выдалась холоднее обычной, осадков выпало близко к норме. Обычно солнечный и бесснежный из-за усиления сибирского антициклона, март в 2001 году отмечен чрезвычайно неустойчивой погодой с небывало большим количеством осадков. В течение месяца через территорию округа прошло около десяти циклонов. Температура воздуха при этом менялась от -40°С до + 10°С, в итоге оказавшись в среднем за месяц близкой к многолетней норме. Продолжительность солнечного сияния оказалась в два раза меньше обычной, а месячное количество выпавших осадков в три раза превысило норму. В значительной степени благодаря мартовским снегопадам максимальная высота снежного покрова в округе оказалась больше нормы на 15-30 см, составив к концу марта 50-80 см. К концу апреля произошел сход снежного покрова, на неделю раньше обычных сроков. В мае погода была неустойчивой. Теплые периоды чередовались похолоданиями до -5°С, снегопадами. Последний снег, как и последний заморозок, отмечался 21 мая. Третья декада мая отличилась необычайным теплом, даже жарой - до +30+32°С. При этом часто были ливневые дожди и грозы с сильным ветром (до 20-22 м/сек). А первые грозы отметились уже в начале мая. Дожди распределялись очень неравномерно по территории округа - местами в июне их выпало до 300%, в других местах - лишь 50% месячной нормы. В июне, а затем и в июле, особенного тепла не было, температура почти никогда не доходила до +30°С. В целом июль на территории Ханты-Мансийского округа был на 2°С прохладнее обычного, осадков выпало меньше нормы. Наиболее теплая погода стояла в первой неделе августа, когда и ночами температура не опускалась до +15°С. Но уже 9 августа температура понизилась, пошли ежедневные дожди, и до конца августа выпало около 200% месячной нормы осадков. В 2001 году исследования проводились в пойме реки Большой Юган, в охранной зоне заповедника “Юганский” (исследования проводила Цыбулько Анастасия). При отлове фиксировались погодные условия, температура и количество отловленных насекомых. Отлов производился с 22. 00 до 24. 00. Практически все пойманные бабочки были определены до вида.

За время проведенной работы было собрано 205 экземпляров ночных чешуекрылых. 15 августа (в первый день лова) наблюдался массовый лет и было собрано 79 экз. , что составило 38,5%. Мы считаем, что это связано с тем, что в данное время температура воздуха была самая максимальная (+19 С) за весь период наблюдения.

Конец весны 2002 года отличался высокими температурами, в отдельные дни до +30°С (данные НОУ станции юных натуралистов). Дождливая погода предыдущей осени и обилие снегопадов обусловили высокий уровень паводка и высокий уровень воды в реках в течение всего лета. Осадков в течение лета наблюдалось немного. По данным Стрельникова Е. Г. июньские температуры были в пределах нормы: от +15 до + 28 °С. Наиболее теплая погода стояла в июле – до +30 °С. Первая неделя августа отличалась выпадением осадков в виде несильных дождей и теплыми ночами. Во время экспедиции юннатов в ГПЗ «Юганский» дожди шли каждый день. Температура днем редко достигала + 22 °С, ночью - + 9, +14 °С. Летом 2002 года за пять дней отлова было собрано 646 экземпляров ночных чешуекрылых. Из них преобладающим таксоном в 2002 году были представители семейства Совок (Noctuidae). Их поймано 373 экземпляра 14 видов 11 родов . Следующим по численности является семейство Пядениц: их отловлено 144 экземпляра двенадцати видов одиннадцати родов. 40 бабочек – из семейства Листоверток, 42 представителя различных семейств Молей (моли-чехлоноски, мешочницы, огневки, горностаевые моли, пальцекрылки). Интересен тот факт, что в 2002 году было поймано достаточно большое количество бабочек семейства хохлаток (14 экз. ) и лишайниц (10 экз. ), которых ранее практически не было. В отличие от предыдущих лет исследований в 2002 году были отловлены 2 экземпляра бражников. Сравнивая полученные данные с результатами исследований за прошлые года, можно предположить следующее: 1) в августе 2002 года наблюдался массовый лет ночных чешуекрылых, что возможно связано с погодными условиями: было холодное и влажное лето и бабочки дали только одно поколение, а в 2000 и 2001 годах в это время многие из представителей этих насекомых находились в стадии гусеницы, а не имаго. 2) Подтвердились наши предположения о влиянии температуры, влажности и облачности на лет ночных чешуекрылых.

К началу 2003 года высота снежного покрова повсеместно доходила до 40 см (данные Х-М гидрометценра) . К концу января высота снега была уже 60-80 см, на 20-40 см больше нормы. Майская погода была во многом необычной. Наряду с очень теплой (до +25,+28°С) погодой в течение всего месяца случались и заморозки до -5,-7°С, а в начале мая температура опускалась до -10,-13°С. Заморозки отмечались еще в начале июня. Первая половина июня была довольно прохладной с частыми дождями и грозами, затем потеплело. Последние десять дней июня и первая неделя июля были очень теплые. Этот период был самым теплым в году, максимальная температура воздуха достигала +30,+34°С. Довольно частые грозы отмечались преимущественно в западной части округа. С 8-9 июля до последних дней месяца в округе стояла прохладная облачная погода с частыми, но очень слабыми дождями, так что месячная сумма выпавших осадков составила всего 30-50% нормы. С конца июня на реках округа началась межень при уровнях на 3-4 м ниже прошлогодних. Август был чрезвычайно теплым, температура постоянно была на 5-6°С выше многолетних значений, иногда достигая рекордных значений для соответствующих дней. По-прежнему часто отмечались грозы, дожди носили ливневый характер. 5 августа в Сургуте за два часа выпало 64 мм осадков - практически месячная норма. Из-за жаркой погоды уровни воды в реках были чрезвычайно низкими. Лето 2003 года выдалось очень сухим и теплым. За время экспедиции юннатов с 12 по 22 августа дождь прошел только один раз – 19 августа после обеда. Все ночи, когда проводился учет чешуекрылых, были ясными и теплыми. Температура не опускалась ниже +15(С. Влажность воздуха была низкой, давление - высоким. Из-за редких осадков все верховые болота были пересушены, реки обмелели. Мы предположили, что, возможно, из-за сухого лета произошло снижение численности ночных чешуекрылых, имеющих лет в августе. Так, за время исследования в этом году (7 вечеров отлова) было отловлено всего 107 экземпляров бабочек (в сравнении с 2002 годом, когда было отловлено за 5 дней 646 экземпляров бабочек). Самый массовый лет отмечался 17 августа на 6 день лова, было поймано 29 экз. бабочек .

Если в предыдущие года изучения массовым семейством были Совки, то в 2003 году – Пяденицы. В процентном соотношении Пядениц было отловлено 71%, Совок – 19% от общего количества бабочек. Самым массовым видом оказалась Пяденица смородинная – 65 экземпляров, что составляет 61% от общего количества бабочек и 86% от всех пядениц. Если в 2001 - 2002 годах самым массовым видом была Совка желтая (214 экз. или 39% от всех Совок), то в 2003 году представителей данного вида было поймано всего 3 экз. Это связано с тем, что у совок из-за жаркой, сухой погоды летом 2003 года не произошло развитие гусениц. А на Пядениц данные погодные условия не оказывают значительного влияния . И за все года изучения их количество было на одном уровне (52-144 экз. ), летом 2006 года произошло значительное развитие пяденицы смородинной (385 экз. за четыре дня лова), что составило 91 % от пядениц и 51% от всех отловленных бабочек.

Лето 2004 года отмечалось прохладной, но сухой погодой (данные юннатов). Реки были сильно обмелевшими. Все болота заповедника «Юганский» были пересушены. Температура воздуха в среднем была на 2-5 °С ниже нормы. В июле месячная сумма осадков составила 40-50% нормы. Август был прохладным и также чрезвычайно сухим. Осадков выпало на 50% ниже нормы. Хороший лет наблюдался в первый день лова 14 августа . Температура воздуха была +150С, облачность 25%, новолуние, осадков и ветра не было. Весь день накануне лова шел дождь. За два часа лова (с 22 до 24 часов) было поймано 116 экземпляров (43% всех бабочек). В последующие пять дней (с 15по 20 августа), когда вечерняя температура воздуха была ниже 100С, было отловлено155 экземпляров. Всего в 2004 году было поймано 271 бабочек относящихся к 30 видам, девяти семейств . Из них 14 видов отловлены впервые. Доминирующим семейство были совки 41%, затем пяденицы 38%. За время исследования доминирующим видом была пяденица смородинная - 87% от всех пядениц и 33% от общего количества пойманных бабочек.

Летом 2005 года практически постоянно чередовались недельные периоды жаркой и прохладной погоды. В июне первая и вторая декада месяца была холодной, температура воздуха редко достигала 20°С. В конце месяца наступила жаркая сухая погода, которая продолжалась всего 5 дней. Июль был прохладным, с небольшим количеством осадков. Реки заповедника «Юганский» были обмелевшими, болота пересушенными. Месячная сумма осадков июля – августа были ниже нормы. В 2005 году было продолжено изучение динамики лета и видового состава ночных чешуекрылых, имеющих лет в августе. Подтвердилось наше предположение, что сухое, жаркое лето отрицательно влияет на развитие многих видов бабочек. За время исследования с 12 по 22 августа нами было отловлено всего 97 экземпляров бабочек. Как и в предыдущие года доминировали совки 45% и пяденицы 32%. В 2005 году нами были отловлены 7 новых видов, которых ранее мы не отлавливали. Это совка порфировая Lycophotia porphyrea , совка швейцарская Rhyacia helvetina, совка земляная каемчатая Noctua fimbriata, стрельчатка вилоносец Apetele cuspis, челночница Earias vernana, пяденица угловатая ольховая Ennomos alniaria L. Кроме этого нами были обнаружены две куколки древесницы въедливой Zeuzera pyrina L, интересной тем, что она строит себе защитный кокон из древесины, где успешно перезимовывает.

Таким образом, можно предположить, что разные виды бабочек по-разному реагируют на изменения влажности и температурного режима лета. Массовое развитие отдельных видов наблюдаются в прохладные и влажные сезоны. Сухость воздуха является лимитирующим фактором для развития и роста таких семейств как совки, настоящие листовертки, моли, огневки. Так как для многих видов бабочек самыми благоприятными условиями для развития являются температура 200С и относительная влажность воздуха 70%. Температура 300С и влажность воздуха 20% лежат за пределами изолинии смертности 100%.

ВЫВОДЫ.

1. Таксономический состав ночных чешуекрылых в заповеднике «Юганский», имеющих лет в августе, представлен шестнадцатью семействами: Совки, Пяденицы, Настоящие листовертки, Огневки, Коконопряды, Хохлатки, Волнянки, Выемчатокрылые моли, Настоящие моли, Медведицы, Серпокрылки, Бражники, Мешочницы, Горностаевые моли и Пальцекрылки. Определено 99 видов ночных чешуекрылых.

2. Преобладающим по численности и видовому разнообразию семейством за весь период исследования (2000-2006 года) были совки – 43 % от общего количества, пяденицы – 40 %, настоящие листовертки – 6%, настоящие моли и огневки – по 4 %, серпокрылки – 1 %, волнянки и медведицы – по 0,78 %, хохлатки- 2%, выемчатокрылые моли по 0,58 % , коконопряды, бражники и пальцекрылки по 0,29 %, горностаевые моли – 0. 42%.

3. Облачность от 50 до 100 % и температура выше +14 С способствует высокой активности бабочек, слабый моросящий дождь сопровождался активным летом, а в сильный дождь лет прекращается. Препятствуют лету – ветер, полная луна и отсутствие облачности.

4. Количество поколений ночных чешуекрылых зависит от погодных условий летнего сезона. В жаркое, сухое лето у бабочек семейства Совок практически не происходит развития гусениц и вылета имаго. Во влажное и прохладное лето Совки являются доминирующим семейством. В засушливое лето доминирующим семейством становятся пяденицы.

5. Погодные условия летнего сезона практически не влияют на малочисленные виды бабочек.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В ходе исследования (2000-2006 гг. ) удалось собрать и определить 99 видов ночных чешуекрылых, обитающих в заповеднике «Юганский» и имеющих лет в августе. Предполагается продолжить изучение в мае-июне 2007 года для определения видов, имеющих лет в весенне-летний период года.

Составлен Систематический список видового разнообразия ночных чешуекрылых заповедника «Юганский». А также оформлена рабочая коллекция.