Биологическая активность муравейников Lasius Niger L.

• Автор: Новоселов, Алексей Львович
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 116 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава № 1. Муравьи как объект экологических исследований

1.1. Общие сведения о биологии Муравьёв

1.2. Экологические особенности рода Lasius

1.3. Биогеоценотическая роль муравьев

1.4. Микрофлора муравейников

1.5. Влияние муравьев на грибное сообщество почв

Глава № 2. Объекты и методы

2.1. Характеристика района исследования

2.2. Методика отбора проб

2.3. Методика лабораторных исследований
Глава № 3. Влияние муравьев на микробиологическую активность
3.1. Микробный пул углерода и потоки углеродсодержащих газов
3.2. Потоки азотсодержащих газов
3.4. Модификация биогеохимических циклов
3.5. Биологическая активность гнезд муравьев Lasius flavus и Formica cunicularia
Глава № 4. Влияние муравьев на видовой состав и численность микроорганизмов
4.1. Бактериальный комплекс муравейников
4.2. Актиномицеты муравейников
4.3. Взаимодействие бактерий и актиномицетов в муравейниках
4.4. Грибной комплекс муравейника
4.5. Функциональное биоразнообразие микробных популяций
Выводы
Список литературы

Введение
В естественных биогеоценозах большую часть зоомассы составляют безпозвоночные, на долю позвоночных приходится до 4,3% (Тарко, 2005). Муравьи - наиболее многочисленные представители отряда перепончатокрылых Нушепор1ега. Для них характерен колониальный, общественный образ жизни. На данный момент насчитывается 12 470 видов Муравьёв; 300 из них встречается на территории СНГ, 20 видов относятся к роду Ьазшя. Род Ьаи1т один из наиболее часто встречающихся родов на территории голарктической области. Представители этого рода являются обычными и массовыми видами муравьев в лесной и лесостепной зонах умеренного пояса. Наиболее распространенным среди них является черный садовый муравей Ь. тег Ь. и желтый луговой муравей Ь. А аут Е. (Длусский, 1990). Популяции муравьев могут достигать большой численности и плотности, так численность гнёзд муравьев Ь. пщег на лугах может составлять до 2145 на гектар, создавая особенный микрорельеф.
Сооружая гнезда, муравьи оказывают серьезное воздействие на почву. При гнездостроении муравьи обрабатывают не менее 26 м3 почвы на 1 га ( Зрянин 2003). По оценкам некоторых авторов, суммарный объем гнезд Ь. т&ег и Ь. Ааут достигает 270 м3 /га ( Димо 1955). Численность гнезд, как правило, весьма высока: на одном гектаре может находиться до 7-8 тыс. муравейников, причем число гнезд менее тысячи на 1 га - явление редкое. В луговой степи Центрально-Черноземного заповедника вклад этих муравьев в ежегодный вынос почвы при гнездостроительной деятельности оценивается в 50 м3/га (Павлова, 1977; Зрянин, 2003). В тайге Северного Урала их роль в комплексе с другими мелкими видами (Мугппса, Бегу1/огт1са) не так велика, вместе они выносят 1.5-15 м3/га почвы (Рубинштейн 1985).
Большинство научных исследований муравьев посвящено социальным и поведенческим аспектам их биологии. При изучении биоценотической роли муравьев необходимо учитывать социальный образ жизни, влияющий на всю

их деятельность. Единицей воздействия на биоценоз является не единичная особь, а семья, представленная в пространстве гнездом и окружающим его кормовым участком (Сейма, 2008). Имея ничтожную по сравнению с растениями биомассу, муравьи играют большую роль в регулировании их роста (Тарко, 2005) В зоне активной жизнедеятельности муравьев изменяется целый ряд физических и химических свойств почв. Воздействие муравьев рода Lasins на почву приводит к изменению в почве содержания азота, калия и бария (Jakubczyk et al., 1972). Муравьи улучшают аэрацию почвы, увеличивают показатели порозности в пределах гнезда, изменяют параметры водного режима. Их деятельность влияет на структуру почвы, сказывается на почвенном плодородии (Eldridge, 1993; Dean et ah, 1997). В зоне интенсивной жизнедеятельности муравьев видовое разнообразие и обилие почвенных беспозвоночных и растений отличается от окружающей территории (Lavelle et ah, 1997). Муравьи существенно преобразуют среду обитания (Wright, Jones, 2006), в числе прочего интенсифицируя круговороты биогенных элементов.
Хотя биоценотическое значение муравьев изучается давно, лишь сравнительно недавно стал появляться систематический интерес исследователей к изучению микробиологических процессов, протекающих в муравейниках. Процессы, приводящие к изменениям свойств почвы в зоне воздействия муравейников, во многом могут определяться деятельностью микроорганизмов, обильно населяющих муравьиные гнезда (Бабьева и др., 1975). Было показано, что муравьи могут влиять на микробиологические свойства почв, численность бактерий и актиномицетов (Jakubczyk et ah, 1972). В муравьиных гнёздах формируются специфические микробные комплексы (Jouquet, 2006). Характер воздействия муравьев на микробиологические свойства почвы может быть различен и зависит от параметров биогеоценоза, характеристик почвы и экологических особенностей вида муравьев (Levan, 1983). Однако, до сих пор нет общего понимания влияния муравьев на микробиологические процессы,
некоторых растений, складируя их после обгрызания элайосом вблизи гнезд или на территории, где семена впоследствии прорастают. Доказано участие муравьев в создании мозаичной структуры травостоя суходольного луга за счет тесной связи их гнезд со злаковой растительностью, Однако мирмикогенная трансформация пространственной структуры и видового состава группировок растений травостоя в зоне активной деятельности муравьев изучена не полностью. Остается не ясным, каким образом состояние гнезд муравьев и длительность их обитания на одном месте влияют на состав растительных сообществ.
1.4. Микрофлора муравейников
Воздействие муравьев родов Myrmica и Lasius на почву приводит к изменению численность бактерий и актиномицетов. (Jakubczyk, Czerwinski, Petal, 1972,). Число бактерий в подземной части гнезда муравьёв-формик увеличивается в два раза, а грибов и актиномицетов в 3-3.5 раза по сравнению с окружающей гнездо почвой (Дунаев, 1997). В муравейниках группы F. rufa отмечено возрастание численности бактерий и актиномицетов во внутреннем конусе (Пименов, Покаржевский, 1975 цит. по Бабьева и др., 1975). Увеличение численности бактерий, актиномицетов и грибов по сравнению с окружающей средой обнаружено также в гнездах F. pratensis (Стебаева и др., 1977; цит. по Бабьева и др., 1975). В муравейниках отмечается изменение структуры микробного сообщества. Микробное сообщество в муравейниках Lasius niger разнообразнее по сравнению с микробным сообществом контрольной почвы (Dauber, 1999).
При исследовании дрожжевой флоры и круговорота веществ в системе растение-подстилка-почва в лесных биогеоценозах двумя авторами была обнаружена ассоциация рыжих лесных муравьев (группа Formica rufa) с дрожжами рода Debaryomyces (Голубев, Бабьева, 1972; Бабева и др., 1975). Специфическую микрофлору гнезд этих муравьев составляли два вида — D.