Midges (Diptera, Simuliidae) as bioindicators of water bodies

Full Text

В экосистемах водоемов наблюдаются изменения под влиянием естественных факторов окружающей среды и антропогенного воздействия. Последнее приводит к изменению сообществ гидробионтных организмов. Экологическое состояние водных объектов – интегральный показатель общего экологического состояния местности. Значительную роль при формировании фауны и флоры прилегающих территорий играют водные экосистемы, которые живые организмы используют при миграциях и расселении. [2, 4] Поэтому особенно актуальны исследования закономерностей реакций водных организмов на меняющиеся условия окружающей среды. [3]

Насекомые – один из компонентов биогеоценозов. Изучение природных популяций насекомых может показать зависимость их биологического состояния от качества окружающей среды. Это позволяет использовать данные о влиянии антропогенных факторов на изменчивость насекомых в экологическом мониторинге (биоиндикация). Реакция насекомых на те или иные виды загрязнителей различна, зависит от вида насекомого, расстояния от источника и срока выброса. В качестве биоиндикаторов могут быть любые гидробионты, их популяции и сообщества. Наиболее удобный, информативный и надежный биоиндикатор – зообентос. [1] Так же наблюдают за реакцией водорослей (красные, бурые, зеленые) и животных (моллюски, ракообразные и другие). [2] Преимагинальные фазы мошек можно использовать в качестве биоиндикаторов окружающей среды по степени загрязненности проточных водоемов. Личинки мошек входят в состав гидробиоценозов и принимают участие в процессах биологического самоочищения водоемов. На численность мошек и их видовое разнообразие влияет и антропогенный фактор. Они не заселяют мутные ручьи и реки с илистым дном.

Цель работы – изучение особенностей выплода кровососущих мошек Diptera, Simuliidae – биоиндикаторов в Тюменской области.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Исследовали амфиболические виды отряда двукрылые (Diptera, Simuliidae) с 2006 года на реках и ручьях юга Тюменской области. Материал обрабатывали в лаборатории энтомологии и дезинсекции ВНИИВЭА – филиале ТюмНЦ СО РАН.

В качестве критериев для выявления мошек-биоиндикаторов изучали видовой состав выплода в сходных по экологическим условиям, но отличающихся по степени загрязненности водоемов.

Сбор беспозвоночных осуществляли по общепринятой методике. Обследование мест выплода начинали ранней весной и проводили один раз в декаду. Наблюдали за преимагинальными фазами в течение сезона. В местах скопления личинок определяли температуру и уровень воды, скорость течения (в стоячих водоемах мошки не развиваются).

Личинки и куколки охотно селятся в прибрежной части на водной растительности (листья осоки), камнях, тальнике. Устанавливали плотность их заселения на 1 дм² исследуемого субстрата.

Для идентификации видовой принадлежности насекомых использовали бинокулярный микроскоп МБС, Микромед МС-2 Zoom, а также специальную литературу.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Природные условия юга Тюменской области благоприятствуют массовому выплоду кровососущих двукрылых насекомых.

При возрастающем антропогенном воздействии на природу актуально изучение современного состояния фауны и экологии мошек как биоиндикаторов водоемов для выявления накопления загрязняющих веществ, влияния неблагоприятных факторов среды.

В ходе исследований нами были найдены места выплода четырех видов кровососущих мошек – биоиндикаторов: Byssodon maculatus Mg., Cnetha verna Rubz., Schoenbaueria pusilla Rub. и Boophthora erythrocephala D.G., из них редкие – Cnetha verna Rubz. и Boophthora erythrocephala D.G.

Каждый из водоемов представляет собой экологически своеобразный биотоп со своим гидрологическим режимом.

Полученные данные свидетельствуют о загрязненности водоемов и подтверждают, что мошки – биондикаторы не заселяют мутные реки и ручьи с илистым дном и содержащимися в воде токсикантами. Минеральные вещества забивают кокон, дыхательные нити, а органические – окисляясь, уменьшают содержание в воде кислорода. В нашем случае такой пример – р. Тура с высокой мутностью воды, где мошки отмечаются единично, плотность личинок и куколок в месте обитания – 5…20 особ./дм².

Численность личинок и куколок в водотоках изменялась от 2 до 390 особ./дм² субстрата, наиболее высокую наблюдали в реках Исеть, Пышма, Иска. Окукливание личинок начиналось со II декады мая. Сравнение плотности преимагинальных фаз мошек показало, что в сезон 2007 года при высоком длительном паводке, водотоки были более интенсивно заселены мошками, что согласуется с данными других исследователей о зависимости обилия личинок и куколок от гидрологического режима рек. При выходе рек из берегов создаются наилучшие условия для преимагинального развития мошек. Высокий продолжительный паводок и медленный спад воды позволяют водным фазам завершить развитие.

На р. Исеть со скоростью течения не менее 0,25 м/ сек., крутым берегом, песчано-илистым дном, температурой воды с июня по август – 16…23,5°С первые личинки появились в конце мая–начале июня. Наибольшее их количество мы находили на прибрежных участках крутых и обрывистых берегов с обилием в воде поваленных деревьев, где скорость течения достигала 0,8 м/с.

Во II декаде июня при температуре воды 23,5°С на ветке тальника плотность заселения личинок – 210, куколок – 25 особ./дм². В конце июня количество куколок стало преобладать (до 700) при плотности личинок до 50 особ./дм². В конце II декады июля во время подъема уровня реки и температуре воды 25°С, на субстрате обнаружены личинки и куколки с плотностью 10 и 100 особ./дм² соответственно и из половины куколок уже произошел вылет. В конце июля при спаде уровня воды и температуре 16°С найдены единичные особи личинок и много пустых куколок.

В I декаде августа при температуре воды 16°С на ветке тальника отмечены единичные личинки, плотность куколок – 60 особ./дм², но из большинства мошки уже вылетели. В августе продолжался спад уровня воды и на субстрате встречались единичные особи личинок при плотности куколок 50 особ./дм².

Таким образом, р. Исеть – место массового выплода мошек. Максимальная плотность личинок была в начале II декады июня (до 200 особ./дм²), куколок – в конце июня (до 700 особ./дм²). С середины июля численность личинок значительно уменьшилась. До конца августа встречались единичные особи личинок и куколок, из большинства которых произошел вылет.

Периодически обследовали притоки р. Исеть – Бешкиль и Ирюм. Они протекают в пойменных участках пастбищ и служат местом водопоя животных, в связи с чем на них имеются многочисленные плотины (запруды) шириной 2…5 м, что приводит к снижению скорости течения и застою воды. В таких речках личинки и куколки мошек были только около плотин. На р. Бешкиль при ограниченном стоке воды личинки и куколки обнаружены выше плотины, где скорость течения увеличивалась перед входом в трубу, непосредственно в самой трубе и ниже плотины, где вода падает и обогащена кислородом. Ниже плотины плотность куколок 28 июня – около 500 особ./ дм². На участках рек Ирюм и Бешкиль со скоростью течения 0,1…0,3 м/с личинок и куколок не находили.

Р. Юзя обследована недалеко от устья около моста, из-за строительства которого грунт состоял из песка и гравия, глубина 15…30 см, ширина – около 2 м. Выше и ниже моста дно реки илистое, глубина до 1 м. Берега с зарослями ивняка и осоки. Единичных личинок и куколок находили на листьях растений и камнях на перекате, выше и ниже его они не обнаружены вследствие медленного течения.

Скорость течения – одно из необходимых условий распространения мошек. В крупных реках Среднего Приобья наибольшая численность личинок наблюдается при 0,7…1,2 м/с, в малых – 0,5…0,8 м/с.

Сравнение плотности преимагинальных фаз мошек показало, что в сезоны 2006 и 2020 годов средняя численность личинок и куколок была низкой (2…97 особ./дм²) из-за отсутствия весеннего паводка. В 2019 году наиболее высокая средняя плотность личинок и куколок составила от 100 до 200 особ./дм² в р. Цинга, в 2023 – их не было обнаружено. Это объясняется увеличением мутности воды (см. рисунок, 3-я стр. обл.).

 

Места выплода кровососущих мошек на р. Цинга: а - 2008 год, б - 2023

 

В результате исследований, проведенных на юге Тюменской области, установлены места выплода четырех видов кровососущих мошек – биоиндикаторов: Byssodon maculatus Mg., Cnetha verna Rubz., Schoenbaueria pusilla Rub. и Boophthora erythrocephala D.G., из них редкие – Cnetha verna Rubz., Boophthora erythrocephala D.G.

Тема актуальная и требуется дальнейшее изучение мошек как биоиндикаторов водоемов для выявления накопления загрязняющих веществ.

About the authors

O. A. Fеdorova

All-Russian Scientific Research Institute of Veterinary Entomology and Arachnology – Branch of Federal State Instution Federal Research Centre Tyumen Scientific Centre of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: fiodorova-olia@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0589-2373

PhD in Biological Sciences, Leading Researcher

Russian Federation, Tyumen

References

Supplementary files