Вестник Оренбургского государственного педагогического университета. Электронный научный журнал. 2017. № 1 (21). С. 49—64
03.00.00 БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 573.01:595.762.12
Суходольская Раиса Анатольевна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник
Институт проблем экологии и недропользования Академии наук Республики Татарстан Савельев Анатолий Александрович, доктор биологических наук, профессор
Казанский (Поволжский) федеральный университет
ПОЛОВОЙ ДИМОРФИЗМ ПО РАЗМЕРАМ ЖУЖЕЛИЦЫ Carabus cancellatus Ill. (COLEOPTERA, CARABIDAE)
Аннотация
Проведены морфометрические промеры жуков (выборка составила более 600 особей), собранных в трех точках ареала в градиенте антропогенного воздействия (города, пригороды и естественные ценозы) в биотопах с различной растительностью. Было задействовано шесть признаков: длина и ширина надкрылий, переднеспинки, длина головы и расстояние между глазами. По всем исследованным признакам самки больше самцов. Материал анализировали с помощью редуцированных моделей регрессии II типа. Коэффициенты детерминации при анализе всех признаков приближаются к 1, что говорит о том, что модели адекватно описывают изучаемый феномен. Коэффициенты регрессии всегда положительны — свидетельство того, что изменчивость размеров самок и самцов однонаправлена. По параметрам надкрылий и переднеспинки самки Carabus cancellatus более чувствительны к факторам среды, чем самцы, поскольку константы моделей в отношении этих признаков положительны.
Ключевые слова
Половой диморфизм по размерам, карабиды, редуцированные модели регрессии, изменчивость размеров, факторы среды.
1. Гелашвили Д. Б., Солнцев Л. А., Якимов В. Н., Суходольская Р. А., Хабибуллина Н. Р., Иудин Д. И., Снегирева М. С. Фрактальный анализ видовой структуры карабидокомплексов урбанизированных территорий (на примере г. Казани) // Поволжский экологический журнал. 2011. № 4. С. 407—420.
2. Гринько Р. А. Экологическая структура популяций жужелиц (Coleoptera, Carabidae) зональных и интразональных экосистем при разной степени их изоляции : дис. … канд. биол. наук. Н. Новгород, 2002. 180 с.
3. Жеребцов А. К., Зайнулгабидинов Э. Р., Суходольская Р. А., Кузнецова Т. В., Халидов А. Б. Общая характеристика сообществ почвообитающих беспозвоночных естественных фитоценотических формаций // Кадастр сообществ почвообитающих беспозвоночных (мезофауна) естественных экосистем Республики Татарстан. Казань : Казанский федеральный университет, 2014. С. 20—128.
4. Минец М. Л., Гричик В. В. Изменчивость фенетических и морфологических характеристик популяций жужелицы Carabus granulatus L. (Coleoptera, Carabidae) на территории Беларуси // Вестник Белорусского государственного университета. Сер. 2. 2007. № 2. С. 69—74.
5. Суходольская Р. А., Еремеева Н. И. Закономерности изменчивости размеров и формы жужелицы Carabus aeruginosus Fischer von Waldheim, 1822 (Coleoptera, Carabidae) // Сибирский экологический журнал. 2013. № 6. С. 803—812.
6. Суходольская Р. А., Савельев А. А. Влияние экологических факторов на морфометрическую изменчивость и половой диморфизм жужелиц (на примере Carabus cancellatus Ill.) // Прикладная энтомология. 2012. Т. 3, № 2 (8). С. 28—38.
7. Cуходольская Р. А., Савельев А. А. Влияние экологических факторов на размерные признаки жужелицы Carabus granulatus L. (Coleoptera, Carabidae) // Экология. 2014. Т. 5. С. 369—375.
8. Шитиков В. К., Розенберг Г. С. Рандомизация и бутстреп: статистический анализ в биологии и экологии с использованием R. Тольятти : Кассандра, 2013. 314 с.
9. Abouheif E., Fairbairn D. J. A comparative analysis of allometry for sexual size dimorphism: assessing Rensch’s rule // American Naturalist. 1997. Vol. 149. P. 540—562.
10. Alibert P., Moureau B., Dommergues J.-L., David B. Differentiation at a microgeographical scale within two species of ground beetle, Carabus auronitens and C. nemoralis (Coleoptera, Carabidae): a geometrical morphometric approach // Zoologica Scripta. 2001. Vol. 30. P. 299—311.
11. Andersson M. Sexual selection. N. J. : Princeton University Press, 1994. 221 p.
12. Arak A. Sexual dimorphism in body size: a model and a test // Evolution. 1988. Vol. 42. P. 820—825.
13. Arnqvist G., Rowe L. Sexual Conflict. Princeton University Press, 2013. 352 p.
14. Badyaev A. V. Growing apart: an ontogenetic perspective on the evolution of sexual dimorphism // Trends of Ecology and Evolution. 2002. Vol. 17. P. 369—378.
15. Benitez H. A., Vidal M., Briones R., Jerez V. Sexual Dimorphism and Morphological Variation in Populations of Ceroglossus chilensis (Eschscholtz, 1829) (Coleoptera: Carabidae) // Journal of the Entomological Research Society. 2010. Vol. 12 (2). P. 87—95.
16. Benitez H. A., Sanzana M.-R., Jerez V., Parra L. E., Hernandez C. E., Canales-Aguirre C. B. Sexual shape and size dimorphism on carabid beetles of the genus Ceroglossus, is the geometric body size similar between sexes due to sex ratio? // Zoological Sciences. 2013. Vol. 30 (4). P. 289— 295.
17. Berger D., Walters R., Gotthard K. What limits insect fecundity? Body size- and temperature-dependent egg maturation and oviposition in a butterfly // Functional Ecology. 2008. Vol. 22, is. 3. P. 523—529.
18. Blanckenhorn W. U. Case studies of differential — equilibrium hypothesis of sexual size dimorphism in two dung fly species // Sex, Size and Gender Roles: Evolutionary Studies of Sexual Size Dimorphism. New York : Oxford University Press, 2004. P. 106—114.
19. Blanckenhorn W. U. Divergent juvenile growth and development mediated by food limitation and foraging in the water strider Aquarius remigis (Heteroptera: Gerridae) // Journal of Zoology. 2006. Vol. 268. P. 17—23.
20. Blanckenhorn W. U., Dixon A. F. G., Fairnbairn D. J., Foellmer M. W., Gilbert P. Proximate causes of Rench’s rule: does sexual size dimorphism in arthropods result from sex differences in development time? // American Naturalist. 2007. Vol. 169. P. 245—257.
21. Blanckenhorn W. U., Stillwell R. C., Young K. A., Fox C. W., Ashton K. G. When Rensch meets Bergmann: Does sexual size dimorphism change systematically with latitude? // Evolution. 2006. Vol. 60. P. 2004—2011.
22. Bonduriansky R. The evolution of condition-dependent sexual dimorphism // American Naturalist. 2007. Vol. 169. P. 9—19.
23. Bonduriansky R., Chenoweth S. F. Intralocus sexual conflict // Trends in Ecology and Evolution. 2009. Vol. 24, No. 5. P. 280—288.
24. Clutton-Brock T. H., Harvey P. H., Rudder B. Sexual dimorphism, socionomic sex ratio and body weight in primates // Nature. 1977. Vol. 269. P. 797—800.
25. Etile E., Despland E. Developmental variation in the forest tent caterpillar: life history consequences of a threshold size for pupation // Oikos. 2008. Vol. 117. P. 135—143.
26. Fairbairn D. J. Allometry for sexual dimorphism: pattern and process in the evolution of body size in males and females // Annual Review of Ecological Systems. 1997. Vol. 28. P. 659—687.
27. Fairbairn D. J. Allometry for sexual size dimorphism: testing two hypotheses for Rensch’s rule in the water strider Aquarius remigis // American Naturalist. 2005. Vol. 166. P. S69—S84.
28. Fairbairn D. J., Blanckenhorn W. U., Székely T. eds Sex, Size and Gender Roles, New York : Oxford University Press, 2007. 266 p.
29. Fairbairn D. J., Preziosi R. F. Sexual selection and the evolution of allometry for sexual size dimorphism // American Naturalist. 1994. Vol. 144. P. 101—118.
30. Frýdlová P., Frynta D. A test of Rensch’s rule in varanid lizards // Biological Journal of the Linnean Society. 2010. Vol. 100, is. 2. P. 293—306.
31. Gibert P., Capy P., Imasheva A., Moreteau B., Morin J. P., Pétavy G., David J. R. Comparative analysis of morphological traits among Drosophila melanogaster and D. simulans: genetic variability, clines and phenotypic plasticity // Genetica. 2004. Vol. 120. P. 165—179.
32. Gutierres D., Menendez R. Patterns in the distribution, abundance and body size of carabid beetles (Coleoptera, Caraboidea) in relation to dispersal ability // Journal of Biogeography. 1997. Vol. 24. P. 903—914.
33. Herczeg G., Gonda A., Merila J. Rensch’ rule inverted-female-driven gigantism in nine-spined stickleback Pungitius pungitius // Journal of Animal Ecology. 2010. Vol. 79. P. 581—588.
34. Herler J., Kerschbaumer M., Mitteroecker P., Postl L., Sturmbauer C. Sexual dimorphism and population divergence in the Lake Tanganyika cichlid fish genus Tropheus // Frontiers in Zoology. 2010. Vol. 7. P. 4.
35. Kingsolver J. G., Izem R., Ragland G. J. Plasticity of Size and Growth in Fluctuating Thermal Environments: Comparing Reaction Norms and Performance Curves // Integrative and Comparative Biology. 2004. Vol. 44. P. 450—460.
36. Koivula M. J. Useful model organisms, indicators, or both? Ground beetles (Coleoptera, Carabidae) reflecting environmental conditions // ZooKeys. 2011. Vol. 100. P. 287—317.
37. Laparie M., Lebouvier M., Lalouette L., Renault D. Variation of morphometric traits in populations of an invasive carabid predator (Merizodus soledadinus) within a sub-Antarctic island // Biological Invasions. 2010. Vol. 12, is. 10. P. 3405—3417.
38. Legendre L., Legendre P. Numerical ecology. Amsterdam : Elsevier Science, 1998. 853 p.
39. Le Polák J., Frynta D. Patterns of sexual size dimorphism in cattle breeds support Rensch’s rule // Evolutionary Ecology. 2010. Vol. 24. P. 1255—1266.
40. Rainio J., Niemelä J. Ground beetles (Coleoptera: Carabidae) as bioindicators // Biodiversity and Conservation. 2003. Vol. 12. P. 487—506.
41. Rensch, B. Die Abhängigkeit der relativen Sexualdifferenz von der Körpergrösse // Bonner zoologische Beiträge. 1950. Bd. 1. S. 58—69.
42. Rice W. R., Chippindale A. K. The evolution of hybrid infertility: perpetual coevolution between gender-specific and sexually antagonistic genes // Genetica. 2002. Vol. 116. P. 179—188.
43. Roff D. A. Evolutionary Quantitative Genetics. New York : Chapman & Hall., 1997. 345 p.
44. Rykken J. J., Capen D. E., Mahabir S. P. Ground beetles as indicators of land type diversity in the Green Mountains of Vermont // Conservation Biology. 1997. Vol. 11. P. 522—530.
45. Serrano-Eneses M. A., Córdoba-aguilar A., Azpilicueta-Amorín M., González-soriano E., Székely T. Sexual selection, sexual size dimorphism and Rensch’ rule in Odonata // Journal of Evolutionary Biology. 2008. Vol. 21. P. 1259—1273.
46. Smith R. J., Cheverud J. M. Scaling of sexual dimorphism in body mass: a phylogenetic analysis of Rensch’s rule in primates // International Journal of Primatology. 2002. Vol. 23. P. 1095—1135.
47. Stillwell R. C., Blanckenhorn W. U., Teder T., Davidowitz G., Fox C. W. Sex Differences in Phenotypic Plasticity Affect Variation in Sexual Size Dimorphism in Insects: From Physiology to Evolution // Annual Review of Entomology. 2010. Vol. 55. P. 227—245.
48. Stillwell R. C., Fox C. W. Environmental effects on sexual size dimorphism of a seed-feeding beetle // Oecologia. 2007. Vol. 153. P. 273—280.
49. Stillwell R. C., Fox C. W. Geographic variation of body size, sexual size dimorphism and fitness components of a seed beetle: local adaptation versus phenotypic plasticity // Oikos. 2009. Vol. 118. P. 703—712.
50. Sukhodolskaya R. A. Intraspecific body size variation in Ground Beetles (Coleoptera, Carabidae) in urban-suburban-rural-natural gradient // Acta Biologica Universitatis Daugavpiliensis. 2013. Vol. 13, is. 1. P. 121—128.
51. Sukhodolskaya R. A. Variation in Body Size and Body Shape in Ground Beetle Pterostichus melanarius Ill. (Coleoptera, Carabidae) // Journal of Agri-Food and Applied Sciences (JAAS). 2014. Vol. 2, is. 7. P. 196—205.
52. Sustek Z. Changes in body size structure of Carabid communities (Coleoptera, Carabidae) among an urbanization gradient // Biologia (Bratislava). 1987. Vol. 42, is. 2. P. 145—156.
53. Szyszko J. State of Carabidae (Col.) fauna in fresh pine forest and tentative valorization of this environment. Warsaw, Poland : Warsaw Agricultural University Press, 1983. 80 p.
54. Tammaru T., Esperk K. T., Castellanos I. No evidence for costs of being large in females of Orgyia spp. (Lepidoptera, Lymantriidae): larger is always better // Oecologia. 2002. Vol. 133. P. 430—438.
55. Teder T., Tammaru T. Sexual Size Dimorphism within species increases with body size in insects // Oikos. 2005. Vol. 108. P. 321—334.
56. Tubaro P. L., Bertelli S. Female-biased sexual size dimorphism in tinamous, a comparative test fails to support Rensch’s rule // Biological Journal of the Linnean Society. 2003. Vol. 80. P. 519—527.
57. Venn S. Morphological responses to disturbance in wing-polymorphic carabid species Coleoptera: Carabidae) of managed urban grasslands // Baltic Journal of Coleopterology. 2007. Vol. 7 (1). P. 51—59.
58. Webb T. J., Freckleton R. P. Only half right: species with female-biased sexual size dimorphism consistently break Rensch’s rule // PLOS ONE. 2007. Is. 9. URL: http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0000897.
59. Wu H., Jiang T., Huang X., Lin H., Wang H. A Test of Rensch’s Rule in Greater Horseshoe Bat (Rhinolophus ferrumequinum) with Female-Biased Sexual Size Dimorphism // PLOS ONE. 2014. Vol. 9, is. 1. URL: http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0086085