Эколого-генетические аспекты адаптации божьей коровки Coccinela septempunctata L. к питанию колорадским жуком Leptinotarsa decemlineata Say

Работа посвящена исследованию коадаптаций в системае «хищник-жертва» на примере семиточечной божьей коровки (Coccinella septempunctata L.) и колорадского жука (Leptinotarsa decemlineata Say). В первую очередь нас интересует то, как меняется структура популяций хищника при появлении нового объекта питания. Колорадский жук обосновался на территории Южного Урала около тридцати лет назад и за это время сложился комплекс его энтомофагов, наиболее активным из которых является семиточечная коровка.

Целью нашего исследования является выявление процессов перестройки структуры популяций Coccinella septempunctata L. при переходе к питанию колорадским жуком. Основные задачи: 1) определение корреляций пространственного распределения в популяцих колорадского жука и божьих коровок, 2) определение наличий адаптаций у божьих коровок к питанию колорадским жуком, 3) выявление влияния питания колорадским жуком на генетическую структуру популяций божьих коровок.

Для выполнения поставленных задач использовались следующие методы: 1) полевой учет и ручной сбор с растений особей колорадского жука и божьих коровок, 2) анализ пространственного распределения по дисперсионным индексам, 3) Мантель-тест по данным полевого учета, 4) анализ связи пространственного распределения (Spatial analysis by distance indices – SADIE), 5) биохимический анализ маркеров стресса при кормлении разной пищей, 6) генетический анализ особей коровок с помощью неспецифических RAPD-маркеров, 7) популяционно-генетический анализ (генетическое разнообразие — Gst) выборок коровок, питавшихся и не питавшихся колорадски жуком.

По рузультатам анализа пространственного распределения особей божьих коровок (имаго) и колорадского жука (все стадииразвития) определили, что особи божьих коровок имеют случайное распределение, не связанное с агрегированным распределением особей колорадского жука. В то же время присутствие божьих коровок повышает агрегированность личинок колорадского жука.

В лабораторных экспериментах по кормлению божьих коровок разной пищей определили наличичие адаптаций к питанию яйцами колорадского жука.

Проведя популяционно-генетический анализ групп особей божьих коровок, питавшихся и не питавшихся колорадским жуком, выявили отличия в распределении нескольких локусов. Понижение генетического разнообразия и повышение частот нескольких локусов в группе, питавшихся колорадским жуком, свидетельствует о наличии отбора в популяции божьих коровок оп признаку способности к питанию колорадским жуком. Непараметрический анализ группового сходства по генетическим маркерам показывает, что исследованные выборки божьих коровок относятся к одной популяции.

Результаты исследования свидетельствуют о том, что в единой популяции божьих коровок сущестуют особи, способные к питанию колорадским жуком. Естественный отбор приводит к повышению количества особей с этим признаком.