Лаборатория экологии видов и сообществ беспозвоночных животных

Создана в 2004 г. по инициативе чл.-корр. РАН Ф.А. Темботовой

Основные задачи:

• Изучение разнообразия типулоидных двукрылых, комаров-звонцов, муравьев, ос-блестянок, ксилофильных и мицетофильных жесткокрылых, коротконадкрылых жуков, диплопод, дождевых червей Кавказа и других горных систем;
• Анализ высотно-поясного распределения видов и структуры населения беспозвоночных в разных высотных поясах; выявление эколого-географических факторов, определяющих структурно-функциональную организацию сообществ беспозвоночных в горных экосистемах;
• Изучение экологии видов и сообществ беспозвоночных; анализ ценотических связей мало изученных видов;
• Изучение морфо-экологических и этологических адаптаций беспозвоночных к среде обитания; исследование жизненного цикла, онтогенетических стадий развития, хромосомного полиморфизма и других аспектов биологии видов.

Основные результаты:

Впервые проведена ревизия типуломорфных двукрылых (Diptera: сем. Tipulidae, Limoniidae, Pediciidae, Cylindrotomidae, Chironomidae) Северного Кавказа, составлен общий список видов. Опубликованы наиболее полные определительные таблицы преимагинальных стадий развития (личинки и куколки) пресноводных типуломорфных из семейств Cylindrotomidae, Tipulidae, Limoniidae (более 107 видов) России и сопредельных стран. Изучены личинки первого возраста 9 видов комаров-долгоножек из двух родов и 6 подродов рода типула. Исследована биология, экология и преимагинальные стадии развития северокавказских популяций Tipula (Tipula) subcunctans (Alexander, 1921), показано существование внутривозрастного диморфизма для личинок IV возраста. Проведено сравнительное изучение личинок I возраста близких видов рода Tipula (Lantsov, 2009). Изучены экология и биология Tipula (Acutipula) nigroantennata Savchenko, 1961. Описаны личинка IV возраста, куколки самца и самки (Lantsov, 2013). Опубликован обзор западнопалеарктических видов рода Dolichopeza (Oosterbroek, Lantsov, 2011), представлена определительная таблица (Oosterbroek, Lantsov, 2011). Изучена фауна типулид высокогорий Кавказа, выделены четыре варианта высотного распределения видов. Нахождение высокогорных видов на Малом Джинале позволило сделать вывод о существовании высотной биогеографической границы (от 900 до 1000 м над ур. м.) распространения некоторых высокогорных видов беспозвоночных в эльбрусском варианте поясности (Ланцов, 2007). Совместно с Зоологическим музеем и Институтом зоологии НАН Украины составлен каталог 302 типов типуломорфных двукрылых Палеарктики (коллекция Е.Н. Савченко). Выявлен параллелизм в адаптациях некоторых видов типуломорфных к экстремальным условиям высокогорий и высоких широт и показан преадаптивный их характер.
Впервые изучен видовой состав дождевых червей (Oligochaeta: Lumbricidae) центральной части Северного Кавказа, составлены региональные определительные таблицы. Впервые на Кавказе найден Lumbricus castaneus (Savigny, 1826) (Рапопорт, 2005), 14 видов впервые указаны для северного макросклона Центрального Кавказа. Проведено сравнение высотно-поясного и биотопического распределения люмбрицид эльбрусского и терского вариантов поясности, рассмотрены видовой состав, хорология и распределение морфо-экологических групп. Проведен анализ зависимости структуры населения и показателей обилия от физико-географических условий местообитаний. У крымско-кавказского эндемика D. schmidti отмечено обособление трех симпатрически обитающих морфо-экологических форм (Rapoport, 2009). Изучение сезонной динамики численности дождевых червей в разных высотных поясах Центрального Кавказа показало разнообразие экологических стратегий переживания неблагоприятных погодных условий у разных видов: 1) использование микростаций в зимний и засушливый периоды; 2) формирование в годичном жизненном цикле двух фаз активной жизнедеятельности, как вариант – наличие длительной диапаузы, в отдельные годы достигающей 8-10 месяцев; 3) развитие у вида нескольких жизненных форм с различной глубиной стратификации в почвенном профиле (Рапопорт, 20010, 2011, 2012).
Проведена инвентаризация ос-блестянок (Hymenoptera, Chrysididae) Центрального и Западного Кавказа – 175 видов. Впервые для высокогорий Центрального Кавказа указаны 33 вида, из них 23 вида – новые для фауны России. Изучен видовой состав ос-блестянок Кабардино-Балкарского государственного высокогорного заповедника (45 видов), Тебердинского заповедника (28 видов), Национального парка «Приэльбрусье» (17 видов). Составлен полный список видов ос-блестянок подсемейства Chrysidinae Кавказских Минеральных Вод, проведен зоогеографический анализ, выделен 31 тип ареала. Описан новый для науки вид ос-блестянок Chrysis vicana Vinokyrov 2010 и впервые описан самец редкого вида Chrysis neobule Semenov, 1967 из Центрального Предкавказья. Для Chrysis glasunovi Semenov, 1967 найден ранее неизвестный самец, а для Euchrum gemma Sem. и Chrysura medea Semenov, 1967 – неизвестные самки. Рассмотрено высотно-поясное распределение видов в пределах эльбрусского, терского и кубанского вариантов поясности.
Результаты изучения ксилофильных и мицетофильных жесткокрылых Западного Кавказа опубликованы в монографии «Ксилофильные жесткокрылые (Coleoptera) Кавказского государственного природного биосферного заповедника и сопредельных территорий» (Никитский, Бибин, Долгин, 2008), сборнике «Особо охраняемые виды животных, растений и грибов в Кавказском заповеднике» (2009), серии очерков «Кадастра жесткокрылых Адыгеи» (2011), «Красной книги республики Адыгея» (2012). Впервые представлены данные о видовом разнообразии ксилофильных жесткокрылых (Coleoptera: Scolitidae, Nitidulidae, Leoididae и др.) Хостинской тисо-самшитовой рощи. Проанализированы данные о приуроченности к кормовым породам 90 видов древоядных короедов Кавказского заповедника.
Проведен анализ фауны, хорологии и экологии муравьев (Hymenoptera, Formicidae) лесных сообществ Центрального Кавказа (терский и эльбрусский варианты поясности). Выделены 2 фаунистических комплекса: 1) муравьи, обитающие в ассоциациях хвойных, смешанных и мелколиственных лесов (1700-2400 м над ур.м.), 2) муравьи широколиственных и экстразональных мелколиственных лесов (150 – 1600 м над ур. м.) Описан новый для науки вид Myrmica elbrusi Radchenko et Yusupov, 2012. Впервые приведены данные о нахождении в России муравья Pyramica argiola (Emery, 1869), ранее известного из Закавказья. Рассмотрены особенности морфологии особей региональной популяции.
Впервые изучено разнообразие и высотно-поясное распределение прямокрылых насекомых (отр. Orthoptera, сем. Tettigoniidae, Gryllidae, Tetrigidae, Pamphagidae, Acrididae) северного макросклона Центрального Кавказа с учетом высотного и долготного градиентов (Мокаева 2013). Проведено сравнение высотно-поясного распределения прямокрылых эльбрусского и терского вариантов поясности (Центральный Кавказ). Изучено влияние эколого-географических факторов на синэкологические характеристики группы. Проведен сравнительный анализ изменения структуры жизненных форм прямокрылых степной зоны по временному срезу (за последние полвека).
Впервые с использованием кариотипического подхода исследован видовой состав родов Chironomus и Camptochironomus (Diptera: Chironomidae) Центрального Кавказа и Предкавказья. Представлены морфологические диагнозы преимагинальных стадий, детальное картирование политенных хромосом и спектр гетеро- и гомозиготных инверсий. Впервые описаны 11 новых хромосомных последовательностей: у Сh. balatonicus Devai et аl., 1983 (bal D19, bal F9), Сh. usenucus Loginova et Beljanina, 1994 (use A3), Сh. nuditarsis Str. (Keyl, 1961) (ndt F2), Ch. bernensis Klötztli, 1973 (ber C2), Ch. aprilinus Meigen, 1838 (apr A3), Ch. pseudothummi Strenzke, 1956 (pst A2, pst B2, pst F2), Ch. uliginosus Keyl, 1960 (uli B4), Camptochironomus pallidivittatus sensu Edwards, 1929 (pal B10), эндемичных для Кавказа, и составлены каталоги последовательностей диcков политенных хромосом (ПХ). Описан новый для науки вид – Сh. kabardensis, Karmokov, Polukonova, Shobanov, 2013. Описаны кариотипы и морфологические особенности трех новых для науки видов Chironomus – Ch. sp. 1, Ch. sp. 2 и Сh. kabardensis. Впервые определены экологические факторы, ограничивающие обитание Chironomus и Camptochironomus в водоемах Кавказа, которые можно рассматривать в качестве изолирующих барьеров, ограничивающих панмиксию между соседними популяциями. Впервые на основе хромосомного анализа выявлено, что большинство кавказских популяций видов с широким ареалом – терминальные, обладающие специфичными особенностями по составу хромосомных последовательностей.
Начаты работы по изучению фауны, экологии и высотно-поясного распространения диплопод (Diplopoda) и коротконадкрылых жуков (Staphylinidae) Центрального Кавказа.

Впервые на примере поясов широколиственных и темнохвойных лесов Западного Кавказа показано, что структура населения дождевых червей (Oligochaeta, Lumbricidae) кубанского варианта (Западный Кавказ) определяется влиянием приморского подтипа. Доминирует амфибионт Eiseniella tetraedra (Sav.) и виды, адаптированные к избытку влаги, что подтверждает роль гидроморфного режима, как одного из ведущих факторов, формирующих структуру населения беспозвоночных в когорте умеренно-климатических высотно-поясных спектров Кавказа. Исследование по Программе фундаментальных исследований Президиума РАН «Живая природа: современное состояние и проблемы развития».

Впервые показана возможность использования дождевых червей (Oligochaeta, Lumbricidae) как индикаторов ценности лесных экосистем. Распространение на Северо-Западном Кавказе Aporrectodea handlirshi (Rosa) – реликтового вида, находящегося под угрозой исчезновения (Красная книга России, 2001), согласуется с эталонным состоянием формаций самшита колхидского, внесенного в Красную книгу России и Красный список МСОП. Редкий на Северном Кавказе средиземноморский вид Dendrobaena attemsi Mich. высокой численности достигает исключительно в перестойных старовозрастных ельниках и грабовниках, на основании геоботанических данных относимых к лесам климаксового типа.

Рассмотрено биоиндикационное значение населения комаров-болотниц и педициид (Diptera: Pediciidae, Limoniidae) двадцати пяти вариантов местообитаний Кавказского биосферного заповедника (бас. р. Большая Лаба, 1136-1471 м. над ур. м.). Выявлены 24 вида из трёх подсемейств (10% от общего числа видов этих таксонов на Кавказе). Личиночные стадии всех отмеченных видов развиваются исключительно в заболоченных и прибрежных почвах, что косвенно свидетельствует о преобладании в районе исследований местообитаний с повышенным режимом увлажнения.

Впервые проведен анализ использования в качестве биоиндикаторов ос-блестянок (Hymenoptera, Chrysididae) – паразитов одиночных пчелиных, складчатокрылых и роющих ос. Показано, что структура экологических комплексов ос-блестянок является надежным показателем однородности природных биоценозов. Доминирование ос-блестянок – ксилобионтов (94,7%) в лесных сообществах среднегорья Кавказского заповедника свидетельствует о значительном преобладании лесных сообществ над луговыми и отсутствии ландшафтов с эрозионными процессами.

Впервые изучен биоиндикационный потенциал 31 вида муравьев (Hymenoptera, Formicidae) пояса широколиственных лесов терского варианта (Центральный Кавказ). Выделены 7 видов, наиболее уязвимые к антропогенным воздействиям, которые могут быть рекомендованы в качестве биоиндикаторов состояния буковых и дубовых лесов. 6 видов муравьев являются экологически пластичными и толерантны к изменениям окружающей среды.

Показана возможность использования экологической структуры населения коротконадкрылых жуков (Coleoptera, Staphilinidae) – одной из наиболее многочисленных групп беспозвоночных – для мониторинга лесных экосистем. На участке леса со 2 стадией дигрессии (средненарушенный лес, Центральный Кавказ) увеличивается видовое богатство копробионтных (обитатели навоза) видов, которые здесь доминируют. На ненарушенных участках леса коротконадкрылые жесткокрылые представлены преимущественно герпетобионтами (подстилочные виды) и мицетобионтами (обитатели грибов).

Пополнено разнообразие избранных групп беспозвоночных Кавказа 2 новыми для науки видами муравьев рода Temnothorax; 1 видом комаров-болотниц — Dactylolabis tschernovi Lantsov sp. n., 1 видом ос-блестянок Spintarina balcarica Vinokyrov sp.n. Выявлены: 7 видов муравьев, 1 вид коротконадкрылых жуков и 1 род ос-блестянок – новые для фауны России; 4 вида муравьев, 1 вид комаров-болотниц и 1 вид комаров-звонцов – новые для Кавказа; 2 вида дождевых червей – новые для Северного Кавказа; 7 видов коротконадкрылых жуков – новые для Центрального Кавказа; 11 видов ос-блестянок – новые для Западного Кавказа. По Программе фундаментальных исследований Президиума РАН «Живая природа: современное состояние и проблемы развития».

Впервые представлены сведения по фауне, экологии и кариотипам комаров-звонцов рода Chironomus (Diptera, Chironomidae) временных водоемов верховьев рек Центрального Кавказа с ледниковым питанием. Выявлены Ch. piger Strenzke, Ch. dorsalis Meigen и Ch. riparius Meigen – широко распространенные типичные обитатели временных водоемов. Генотипическая изменчивость не выявлена. Рассмотрены особенности биототического размещения видов в свете концепции жизненных стратегий комаров-звонцов, живущих во временных водоемах. По Программе фундаментальных исследований Президиума РАН «Живая природа: современное состояние и проблемы развития».

Впервые проанализированы сообщества ксилофильных жуков эталонных лесных массивов с преобладанием бука, пихты, ели (бас. р. Большая Лаба). Ядром фауны буковых и пихтовых сообществ являются трансевроазиатские виды. В лесных сообществах с преобладанием ели восточной доминируют голарктические виды. Большинство видов, за исключением Monochamus galloprovincialis и Hylastes angustatus, не являются специфичными для еловых лесов. Изучение структуры фауны ксилофильных жуков, особенно, настоящих ксилофагов в климаксных сообществах важно для раннего предупреждения деградации лесных экосистем. По Программе фундаментальных исследований Президиума РАН «Живая природа: современное состояние и проблемы развития».

Состав сотрудников

Рапопорт Ирина Борисовна
к.б.н., зав. лабораторией
Бибин Алексей Ричардович
к.б.н., с.н.с.
Винокуров Николай Борисович
к.б.н., с.н.с.
Кармоков Мухамед Хусенович
к.б.н., с.н.с.
Ланцов Владимир Иванович
к.б.н., с.н.с.
Юсупов Залим Магомедович
к.б.н., с.н.с.
Мокаева Аслижан Алимовна
к.б.н., н.с.