Морфологические изменения у животных

Различные факторы среды могут быть причиной как модификаций, так и отбора особей с определенными морфологическими признаками. Об этом свидетельствуют многочисленные примеры экоморфоза (экоморфа – жизненная форма организма, отраженная в его строении, внешнем виде), сезонного диморфизма, цикломорфоза (сезонная смена поколений, каждое из которых имеет заметные морфологические особенности) и экотопических модификаций (изменение морфологии в разных биотопах). Не всегда можно считать, что они обусловлены деятельностью человека, хотя антропогенные влияния, например химическое загрязнение или изменение температуры и радиационной обстановки, могут вызвать морфологические реакции.

Существуют три различные формы анатомо-морфологических реакций на антропогенные стрессоры у животных:

— изменения размеров тела, а также отдельных его частей (длины, ширины, массы, пропорций и др.);

— изменения микроскульптуры поверхности тела или отдельных его областей;

— изменение окраски тела или отдельных его частей.

1. Биометрически выявляемые реакции.

У многих групп животных для характеристики популяций привлекаются биометрические параметры. На них может быть основана индикация антропогенных стрессоров.

Например, исследования тлей на различно загрязненных территориях показали значительные различия многих промеров тела, в частности ширины головы, длины бедра и голени, различных члеников усиков, хвостика. Помимо морфологических изменений, можно обнаружить и некоторые физиологические реакции, например изменение активности ряда ферментов и коэффициента рождаемости.

Значимые различия отмечены и между некоторыми промерами раковинок брюхоногих моллюсков, происходящих из областей с разным уровнем загрязнения.

Использование этих биометрических параметров для индикации антропогенных стрессоров сталкивается с определенными проблемами, т.к. хорошо обнаруживаемые различия, не всегда доказывают связь с конкретными нагрузками, обусловленными человеческой деятельностью.

2. Изменения скульптуры поверхности под действием антропогенных стрессоров.

В лабораторных условиях проводили опыты на тлях, которые получали с пищей различные концентрации сульфит-ионов, и затем проводилось сравнительное изучение поверхности тела с помощью сканирующего электронного микроскопа. Выявленные значительные изменения в скульптуре поверхности тела у разных особей.

Жужелиц тоже используют в качестве биоиндикаторов, так как именно у жужелиц известно большое количество зависящих от местообитания морф с различной структурой поверхности тела. Видимо некоторые из них являются индикаторами антропогенных стрессоров.

Водных насекомых также можно использовать в качестве биоиндикаторов. Известно, что у некоторых личинок водных насекомых есть так называемые хлоридные клетки, способные активно поглощать анионы, особенно хлорид-ион, тем самым обеспечивая постоянную концентрацию их в гемолимфе. У многих эти клетки чаще всего строго приурочены к определенным участкам тела Их число обратно пропорционально уровню солености. То есть низкое содержание соли способствует повышению числа хлоридных клеток, тогда как о максимальной концентрации хлорид-ионов сигнализирует уменьшение их числа. При каждой линьке личинок число хлоридных клеток восстанавливается в соответствие с соленостью среды. Если заранее установить зависимость между соленостью и числом таких клеток, то путем их подсчета можно определять от линьки к линьке тенденции изменения солености данного водоема.

У многих насекомых также известна зависимость некоторых признаков крыльев от факторов внешней среды, что тоже можно использовать в качестве биоиндикации.

3. Изменение окраски тела под действием антропогенных факторов среды.

Среди реакций окраски тела на антропогенное изменение среды, наиболее известной является так называемый «индустриальный меланизм», или «меланизм крупных городов». Под меланизмом в данном случае подразумевается заметное потемнение первоначально светлых форм.

Еще в 1848 г. в промышленном районе вблизи Манчестера (Англия) впервые появилась темная форма пяденицы березовой, в норме имеющей светлые крылья, отличающаяся темными пятнами и черными линиями на крыльях. Уже через 50 лет доля меланистов составляла 99% местной популяции этого вида. Меланистические формы оказались вполне жизнеспособными, о чем свидетельствует их быстрое распространение сначала в Англии, а позднее в континентальной Европе.

Сейчас уже известный факт, что темная форма пяденицы березовой особенно часто встречается в промышленных районах. Это было установлено еще в 1955 г. для Великобритании, а затем для ФРГ. Кстати, в последнее время происходит убыль этих особей в районах, где загрязнение воздуха снижается.

Известно также, что одновременно с потемнением происходит повышение жизнеспособности и интенсивности обмена веществ. Помимо прочего, это должно приводить к усилению миграции (ускоренному распространению) и сказываться на выделении самками феромонов, что обеспечивает повышенную плодовитость. Из-за лучшего использования температуры окружающей среды темные формы получают преимущество перед исходной светлой формой в более прохладных и влажных местообитаниях. Этим объясняется ее преобладание в некоторых климатических областях, не отличающихся заметным промышленным воздействием.

Сходные явления меланизма известны и у многих других видов бабочек, в особенности у пядениц, и свидетельствуют о принципиальном их превосходстве. В целом меланистические формы известны примерно у 100 видов, свыше 70 из которых обитают в промышленных районах.

Возможность использования меланизма для биоиндикации считается спорным, но все же с помощью этого признака можно с уверенностью говорить о последствиях и степени загрязнения воздуха.

Жук двухточечная божья коровка также имеет две основные формы окраски. Средняя доля черных форм во многих популяциях составляет около 2 – 3 % (иногда от 8 до 15%). В районах с повышенным загрязнением воздуха их процент значительно выше, на основании чего был сделан вывод о возможности биоиндикации по «индустриальному меланизму».

Было исследовано влияние выбросов химического предприятия на окраску членистоногих. При этом обнаружились существенные отличия по сравнению с животными, обитающими в близких к природным луговых экосистемах, у пауков. Один из видов пауков, заселяет верхний ярус травянистых растений и обычно встречается в местах с незначительным антропогенным воздействием в виде двухцветной формы. Доля редкого белого варианта окраски самки в районе с газодымовыми выбросами значительно возрастает, а при сильном загрязнении остается только он. То же самое относится к доле белоокрашенных самцов (примерно до 50%). Подобные отношения, по-видимому, имеются и у других насекомых.

Особенно в последнее время растет число сообщений об альбиносах и неполных альбиносах у различных видов птиц в городах. В первую очередь это относится к городскому воробью и дрозду, затем к городской ласточке и скворцу. Альбинизм часто объясняют «доместикацией», т. е. отсутствием врагов, однако при этом не исключено влияние и других невыясненных факторов.

Приведенные примеры показывают, что у животных встречаются разные морфологические формы реакции на антропогенные стрессоры. С другой стороны, нельзя не учитывать, что действие стрессоров может самым различным образом перекрываться другими факторами.

Дата добавления: 2014-12-09; просмотров: 416; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!