Эколого-фаунистическое исследование насекомых

эколого-фаунистическое исследование насекомых

Приступая к эколого-фаунистическому исследованию насекомых, исследователь вне зависимости  от избранной группы должен решать ряд типичных задач, как-то: сбор материала  и осуществления количественного  учета насекомых, зоогеографический  анализ фауны, изучение биотопического размещения, получение данных о сезонной и суточной активности, биологии размножения, хозяйственном значении группы.

Методы  обнаружения 

  Всякое исследование животных – фаунистическое, экологическое или практическое – предполагает сбор коллекционного материала, который служит основным документом. Научные коллекции дают возможность систематизировать животных, решить важные вопросы биологии и географического распространения.

  Методы обнаружения, сбора и изучения насекомых базируются на знании их биологии и экологии, особенностей пространственной и этологической структуры их популяции. Существует много приёмов обнаружения и оценки численности популяций некоторых видов насекомых в конкретных биогеоценозах, которые детально описаны в ряде руководств (Знаменский, 1927; Бей-Биенко, 1930; Гиляров, 1941, 1975, 1987; Кожанчиков, 1953, 1961; Фасулати, 1961; Драховская, 1962; Ильинский, Тропин, 1965; Стриганова, 1975, 1987; Тихомирова, 1975 и др.).

 При обследованиях в природе  приходится собирать не только  то, что сразу бросается в глаза  и не только явно вредящие  или заведомо полезные виды, но  и прочих, попадающихся в месте  исследования насекомых, поскольку  среди них могут оказаться  виды ещё не известные или  виды с ещё не известным  значением для хозяйства человека.

 При сборе насекомых осматривают  различные укромные места, растения, деревья. Собирают их в почве,  на земле, под камнями, поваленными  деревьями, в лесной подстилке,  во мху, на траве и вообще  во всех местах, где они могут  укрыться. Для сбора хищников  и мёртвоедов осматривают трупы  различных животных. В норах грызунов  и в гнёздах птиц обитает  много видов насекомых. Некоторые  из них настолько приспособлены  к норовым условиям, что вне  этой стадии не могут жить.

 Для большинства насекомых  с полным превращением характерна  разобщенность мест обитания  имагинальных и личиночных стадий. Поэтому места и методы сбора их различны. Например, хорошо известные всем майские жуки (Melolontha L.), питаются листьями деревьев, в то время как их личинки живут на корнях в почве и могут встретиться лишь при почвенных раскопках.

Хорошие результаты могут быть получены и просто при тщательном осмотре  стволов деревьев, ветвей, листьев, в особенности со следами погрызов, поврежденных плодов, семян и соцветий.

  Навозы травоядных млекопитающих,  состоящие из органических веществ,  представляют отличный питательный  материал и привлекают большое  количество насекомых (и других  беспозвоночных), образующих своеобразный  комплекс. Обнаружение насекомых  легче всего в ясные солнечные  дни, когда они активно питаются, перелетают и поэтому хорошо  заметны. Особенно много их  на лесных полянах и опушках,  в пойменных лугах и по берегам  водоёмов.

 Приборы  и приспособления для сбора  и оценки численности насекомых

 Для продуктивного собирания  насекомых необходимо специальное  оборудование. В энтомологических исследованиях широко пользуются сачком, пинцетом, пробиркой, кисточкой, сеткой, различными ловушками, эксгаустером, ланцетом, лупой. Для лова ночных насекомых пользуются различными фонарями, светоловушками. Количественные учеты насекомых на поверхности земли и в травостоях производятся при помощи биоценометров и эклекторов.

 Сачок воздушный - состоит  из металлического обруча и  марлевого мешка – рисунок  - Н1. Обруч прикреплен к палке. Рекомендуют длину палки 1,0-1,5м. Толщина палки 3-4см. для специальных сборов летающих насекомых, пользуются мешком из марли; для количественного сбора (кошений) мешок шьют из плотной материи (бязь, мельничный газ, капрон и т.п.). Для учета численности применяются специальные сачки с диаметром обруча 30см.

А-после кошения; перекладывают морилку. Б - засыпка пробы в банку

Рисунок Н1 - Сачки для кошения

Обращение с сачком требует некоторых  навыков, особенно при ловле насекомых  в воздухе. Успех приносит точный и достаточно резкий взмах, производимый обычно в горизонтальной плоскости; после этого следует быстрым  движением повернуть сачок отверстием вниз так, чтобы отвисающий марлевый мешок закрыл выход. После этого в сачок вводят открытую морилку и стряхивают в нее насекомых; достаточно крупных насекомых осторожно захватывают пальцами через марлю и вывернув сачок.

 Один из методов работы  сачком – «кошение», в процессе  которого исследователь энергичными  движениями водят им по поверхности  растений вправо и влево. Амплитуда  взмаха должна равняться 180 градусов; при каждом новом взмахе делают  шаг вперед. Таких двойных (вправо  и влево) взмахов нужно сделать  50 (100 одинарных). При кошении сачком, движения направляются против  солнца (в противном случае своей  тенью можно отпугнуть насекомых). После последнего взмаха сачок  передвигают к себе, быстрым взмахом  в воздухе стряхивают собранных  насекомых на дно сачка, перехватив  его рукой посередине или перевязав  шнурком. ( рисунок Н1А).

 Затем приготавливают морилку  (в банку бросить кусочек поролона  или комочек ваты, смоченной эфиром  или хлороформом и закрыть  пробкой). Развязывают дно сачка,  снимают пробку с морилки и,  натянув развязанные края сачка  на шейку банки, туго стягивают  их и завязывают. Затем постепенно  стряхивают содержимое в банку  (рисунок - Н1Б). После того, как все насекомые пересыпаны в банку, ее закрывают пробкой, вывертывают сачок и осматривают его. В случае обнаружения насекомых, вылавливают их рукой, эксгаустером или пинцетом и переносят в банку. После этого отвязывают мешок сачка и освобождают в банку от последнего, сразу закрывают, снабжают этикеткой и аккуратно вкладывают в сумку, сохраняя до разборки и подсчета в лаборатории. Этот метод не дает абсолютных цифр, так как из нижнего яруса травянистого покрова захватываются лишь часть населения насекомых, но он очень удобен для сравнительных целей, когда проводится параллельные учеты в различных биотопах или в одном и том же биотопе, но в разное время. Для того чтобы представить себе численность насекомых на единицу площади можно пользоваться формулой, предложенной Л.Г.Динесманом (1966):

Х = N/2RLn,

где Х - количество насекомых на 1м2, N - число  насекомых, пойманных при кошении, R- радиус сачка в метрах, L - средняя  длина пути, проходимого обручем  сачка по травостою при каждом взмахе сачка, n - число взмахов (ударов) сачка. Следует, однако, помнить, что полученные цифры дают лишь приблизительное представление о численности насекомых и не являются исчерпывающими.

  В лаборатории содержимое банки  (морилки) высыпают на лист  бумаги, отбирают растительные части.  Насекомых сортируют по систематическим  группам, подсчитывают и переносят  на слой ваты – матрасик  или ватник, а данные (название  группы и количество) заносят  в дневник или карточку следующей  формы – рисунок Н2.

Рисунок Н2 – Карточка анализа кошения

Для изучения суточной динамики активности хортобионтов, т.е насекомых – обитателей травянистого покрова, кошение целесообразно проводить через каждые 2-3 часа.

 Наибольшая точность учета  достигается при использовании  биоценометров. Биоценометры бывают нескольких систем, но все они устроены по одному принципу и представляет квадратный железный ящик (высота 10см) с двумя ручками – рисунок Н3.

Рисунок Н3 - Биоценометр

Нижний  край заострен, а верхний загнут наружу в виде канта для надевания  мешка. Мешок сшит из плотной материи  по размеру ящика. Перед употреблением  на ящик надевают мешок и его завязывают. Принцип работы биоценометра сводится к изоляции участка почвы, подстилки и травостоя с помощью металлической рамки определенного размера. Для учета насекомых биоценометр быстро опускают на землю и надавливают. При этом ящик врезается в землю. Затем землю вокруг подкапывают лопатой и быстро проталкивают в мешок – рисунок Н4. Мешок снимают с рамы и сразу же завязывают. В дальнейшем содержимое мешка разбирают.

Рисунок Н4 - Учет с биоценометром

Эксгаустер  используется для сбора мелких насекомых он представляет собой пробирку (или широкогорлую банку) с пробкой. В пробку вставляют 2 тонкие (0,5 см.) стеклянные трубочки, на одну из них натягивают резиновую трубку – рисунок Н5. Отверстия свободной трубочку приближают к животному и через резиновую трубку втягивают воздух. При этом насекомые втягиваются и переносятся в пробирку (банку).

1 – стеклянный цилиндр, 2 – резиновая  пробка, 3 – стеклянные трубки, 4 –  фильтр, 5 – резиновая трубка, 6 –  кольцо липкой ленты (лейкопластыря)

Рисунок Н5 - Эксгаустер

Фонари  используют для лова ночных насекомых, осмотра ночью стволов приманок. Пользуются электрическими фонарями с  батареей. Фонарь ставят на возвышенное  место, а под него расстилают белое  полотно, часть которого укрепляют  вертикально и освещают. Можно  фонари помещать на фоне белой стены. Прилетающих на свет насекомых ловят  пинцетом и переносят в морилку.

  Ртутные лампы ПРК. Очень хорошие  результаты могут быть получены  при использовании лампы с  ультрафиолетовыми лучами, которые  привлекают большее количество  насекомых. Источником ультрафиолетовых  лучей служат ртутные лампы  ПРК. Их устанавливают на более  или менее открытом месте, вблизи  стены дома или специально  натянутого экрана из белого  полотна. Во время работы глаза  исследователя должны быть защищены  специальными очками. Насекомые  прилетают с расстояния 400-500 м.  массовый лет насекомых у источника  ультрафиолетового излучения наблюдается  в тихие теплые и чаще пасмурные  ночи.

  Ловушки. Широко применяются при  фаунистическом сборе насекомых  и различные ловушки. Насекомые  активные в ночные часы, привлекаются  любым источником света и могут  отлавливаться или собираться  специальными светоловушками.

  Светоловушка состоит из мощной электрической лампы, абажура-отражателя и закрепленной под ним металлической воронки, соединенной с широкогорлой банкой, наполненной фиксирующей жидкостью (спиртом, бензином, керосином и формалином). Светоловушка изображена на рисунке Н6. Прилетающие на свет насекомые ударяются о металлические части прибора, падают в воронку и скатываются в ловчую банку. Ловушки должны быть прикреплены не ниже 2-3 м. над землей. Их ставят на всю ночь.

Материал  выбирают каждое утро и разбирают, как  обычно. На следующую ночь ловушку  заправляют и ставят вновь, так повторяют  в течение всего сезона исследования.

Приманки

 Для некоторых насекомых  привлекающими являются различные  сильно пахнущие приманки. Мертвоедов, жужелиц, коротконадкрылых жуков, карапузиков и некоторых мух привлекает запах гниющего мяса. У трупов позвоночных животных их всегда можно собрать в изобилии. Мясную приманку можно поместить на дно широкогорлого сосуда, погруженного до краев в почву и периодически проводить выборку попавших туда насекомых.

 Для приманки вредителей  древесины (усачей, короедов, златок) используют ловчие деревья, поваленные  или частично ошкуренные, но не  спиленные. На таких ослабленных  мертвых деревьях ими происходит  интенсивная откладка яиц, а  через некоторый промежуток времени  здесь можно собрать личинок  и взрослых насекомых.

Для некоторых семейств чешуекрылых  и жуков-хрущей возможен также лов  самцов на запах самки. Половые феромоны, выделяемые самкой, воспринимаются самцами с большого расстояния, исчисляемого иногда несколькими километрами. Самок при этом помещают в марлевый мешок, который, в свою очередь, прикрепляется внутри большого садка, назначенного для разведения насекомых.

Методы  умерщвления, фиксирования и хранения насекомых

а) умерщвление

 Насекомых,  собранных одним из указанных  выше способов, переносят в морилки.  Морилка представляет собой стеклянную  или полиэтиленовую банку с  плотно пригнанный корковой пробкой  - рисунок Н10.

Рисунок Н10 –  Морилка для умерщвления насекомых

В морилку кладут анестезирующие вещество, впускают туда насекомых и закрывают  корковой пробкой, через некоторые  время насекомые погибают. Внутрь морилки закладываются узкие  полоски фильтровальной бумагой, поглощающие  влагу, а на дно несколько слоев  из той же бумаги. Заряжается морилка  серным эфиром или хлороформом, последний менее летуч и поэтому чаще применяется. Для замаривания имаго очень удобно использовать также этилацетат, пары которого обладают консервирующим и мацерирующим действием.

 Бабочек обычно собирают  в отдельные морилки и дневных  бабочек умерщвляют легким сдавливанием  грудного отдела с помощью  большого и указательного пальцев,  после того крылья остаются  сложенными вместе, а чешуйки  не стираются. 

б) фиксирование

 Фиксируют насекомых в спирте, крепость которого зависит от  объекта, который фиксируют: от 50% до 90% для многих насекомых 70%. Белых, мягких личинок и куколок  насекомых перед фиксацией погружают  в крутой кипяток (тогда они  не потемнеют), затем переносят  в 70%-ный спирт или 4%-ный формалин.

 Формалин хуже спирта, насекомые  сильно твердеют, становятся хрупкими, ломкими, но сохраняют окраску.  Употребляют слабые растворы  -продажный 40-процентный формалин следует разбавить в 15-25 раз.

в) хранение

 Для хранения сухих насекомых  пользуются ватными матрасиками:  из белой ваты готовят слой  по размеру коробки, кладут  их в бумажные пакетики, края  которых загибают наверх слоя  ваты. На вату накладывают вкладной  лист, вырезанный по размеру ватника.  Вкладной лист служат для записывания  этикетки.

 Плотные коробки с набором  таких матрасиков - очень удобны  для перевозки или пересылки  насекомых и незаменимы в экспедиционных  условиях. Для сохранения производится  также накалывание насекомых  на специальные энтомологические  булавки. Для этого сухих насекомых  предварительно размягчают в  течение 1-2 суток во влажной  камере рисунок Н11.

 Рисунок  Н11 - Влажные камеры для размачивания  насекомых

  При наколке булавку вводят  в тело насекомого вертикально  на 2/3 ее длины в строго определенном  месте – рисунок Н12. Мелких  насекомых наклеивают на треугольники  или прямоугольники из плотной  бумаги, расправляя их усики и  ноги. Наколотые на булавки экземпляры  размещаются в закрытых коробках  с пенопластиковым дном. Все энтомологические  материалы, сохраняемые сухим  способом, необходимо обезопасить  от нападения кожеедов, молей,  хрущаков и др. вредителей, используя  нафталин, антимоль или иные вещества аналогичного действия. Эти вещества насыпают в небольшие, обтянутые сверху марлей коробочки, которые закрепляют в одну из углов коллекционного ящика или закладывают их под слой ваты на матрасике.

1-прямокрылое; 2-жук; 3,4-клопы; 5-бабочка; 6-перепончатокрылое; 7-мелкие насекомые на бумажном  треугольнике или прямоугольнике.

Рисунок Н12 - Способы накалывания и наклеивания  насекомых:

Этикетирование

  Весь собранный материал снабжается  этикетками. Недокументированные экземпляры, как бы они не были интересны  или редки, не представляют  не какой научной ценности. Этикеткой  для сбора, хранящегося на ватных  слоях, служит вкладыш. На правильно  составленной этикетке должны  быть указаны географический  пункт, даты сбора и фамилия  коллекционера. Такой же этикеткой  должно быть снабжено и каждое  наколотое на булавку насекомое  оно снабжается двумя этикетками. На одной пишется место и  дата сбора с указанием фамилии  собирателя, на другой - видовая принадлежность  насекомого и фамилия специалиста  определившего материал. Эти данные  записывают мелким, но разборчивым  почерком, лучше тушью на прямоугольнике  белой плотной бумаги, размером 18 мм х 8 мм. Этикетку и бумагу с видовым названием подкалывают снизу на ту же булавку на которую наколото насекомое.

 Материал, хранящийся в фиксирующей жидкости, снабжается этикеткой, написанной  карандашом на кусочках пергамента, бумаги или тушью на кальке.

 Сбор и учет численности  иксодовых клещей с крупных  млекопитающих

Большинство иксодовых клещей в процессе своего развития меняет хозяев. Прокормителями для личинок и нимф обычно служат мелкие позвоночные животные, включая птиц, рептилий, для половозрелых особей - крупные млекопитающие. При обследовании на бактериальные или вирусные инфекции иксодовых клещей собирают не только с мелких млекопитающих, ходов их нор и гнезд, но и с крупных (домашних и диких) млекопитающих. По возможности осмотру на наличие клещей следует подвергать все виды крупных млекопитающих данной территории.

  В период максимальной активности  клещей одновременно со сбором  их для лабораторного исследования  проводят учеты численности. Клещей  с сельскохозяйственных животных  собирают в населенных пунктах,  на фермах, пастбищах в присутствии  хозяина или ответственного лица. В каждом из пунктов сбора  осматривают не менее 10 голов,  отдавая предпочтение систематически  выпасаемым животным. Особое внимание  при сборе клещей уделяют местам  их концентрации на прокормителе: шея, подгрудок, ушные раковины, веки, подмышечные впадины, вымя, основание и конец хвоста. Присосавшихся иксодовых клещей снимают жестким пинцетом с узкими длинными браншами, ухватив за основание хоботка. Можно снимать руками в тонких резиновых перчатках. Отрывают клещей при любом способе не резко, а осторожно, расшатывающими движениями или вращая клеща вокруг продольной оси тела, чтобы не оторвать хоботок. Место прикрепления клеща можно смазать маслом, вазелином, это способствует его отпадению. Клещей, собранных с разных видов животных (овца, корова, лошадь, собака и т.д.), помещают в отдельные пробирки. В этикетке, кроме обычных данных, указывают, выпасается ли животное или находится на стойловом содержании.

Отлов и учет численности кровососущих двукрылых

Сбор  кровососущих двукрылых (комаров, мокрецов, мошек, слепней) в очагах зоонозов проводят, главным образом, для их лабораторного  исследования, а также в целях  изучения экологии, численности, суточной активности, частоты нападения на человека и т.д.

  Развитие преимагинальных фаз у этих насекомых проходит в воде или влажных биотопах. Взрослые особи - активно нападающие летающие паразиты. Кровью теплокровных питаются преимущественно самки, самцы способны питаться соками растений, либо не питаются вовсе.

  В природе имаго находят убежища  среди растительности, в норах,  пещерах, помещениях для скота  или других укромных местах. Комары  и мокрецы нападают обычно  в вечерние и утренние часы, днем - только в тенистых и влажных  биотопах. Мошки и слепни активны  в светлое время суток, при  этом не избегают освещенных  солнцем открытых пространств.  Мошки нападают вне помещений,  на открытом воздухе. Слепни  для кровососания особенно предпочитают жаркие солнечные дни.

  Наиболее распространен сбор  и учет насекомых при нападении  их на жертву (человека или  животное). Для отлова практически  всех видов нападающих кровососов  используют стандартный энтомологический  сачок (диаметр 30 см, глубина мешка  70 см, ручка 10 - 20 см). Выбирают насекомых  через каждые 10 взмахов сачком (единица  учета), сделанных ловцом вокруг  себя. Для репрезентативного учета  необходимо сделать не менее  100 взмахов. Показателем численности  является среднее число кровососов  на 10 взмахов.

  Учет кровососущих двукрылых проводят также по методу А.В. Гуцевича "на себе". Собирают нападающих на учетчика насекомых эксгаустером или пробиркой. За учетную единицу времени принимают 20 мин., а при низкой численности - 30 мин. или 1 час. Учеты повторяют в разные часы активности насекомых обычно на специальных контрольных участках.

  Сборы на животных проводят  теми же способами, что и  на человеке, при этом удается  собрать большее число видов  и экземпляров кровососов.

  Наиболее полный учет всех  видов летающих кровососов обеспечивается  методом учетного колокола Мончадского. Колокол представляет собой цилиндрический колпак из тонкого белого материала, растянутого с помощью обруча. Под поднятым колоколом располагается учетчик, являющийся одновременно приманкой. После 5-минутной экспозиции колоколом быстро накрывают наблюдателя, который отлавливает оказавшихся внутри насекомых эксгаустером или пробиркой. Эффективность отлова слепней этим методом повышается, если приманкой служит небольшое животное.

  Модификацией белого колокола  Мончадского является колокол Березанцева, сшитый в виде конусообразного колпака из черной непрозрачной материи. К отверстию на вершине конуса крепят садок из светлой сетчатой ткани. После экспозиции (приманка - человек) колокол опускают, оказавшиеся в темноте насекомые самостоятельно скапливаются в пропускающем дневной свет садке. Таким же образом устроена чучелообразная ловушка Скуфьина, сшитая в виде чехла из темной материи и растянутая на специальном каркасе. Нижняя сторона ловушки открыта, верхнее отверстие накрывают прозрачным садком, устроенном наподобие верши. Кровососы, привлеченные формой и цветом ловушки, напоминающими крупное животное, влетают внутрь чехла и устремляются в садок. Этой ловушкой при небольших трудозатратах отлавливают большое количество мошек и слепней некоторых видов.

  Для отлова в любое время  суток комаров и мокрецов как в природе, так и в помещениях применяют двойные ловчие полога. Во внутренний полог небольшого размера помещают приманку (человека или животное), а кровососам обеспечивают доступ в пространство между внутренним и наружным пологами, откуда их затем извлекают через несколько часов экспозиции. Самок, завершивших нападение на прокормителей, совместно с голодными самками и самцами учитывают методом кошения по растительности энтомологическим сачком на удлиненной (до 1,5 м) рукоятке. Сборы проводят днем в теплую тихую погоду в период минимальной активности вида.

  Для сбора и учета численности  мошек, мокрецов часто используют  клеевые листы (липучки) в местах  концентрации этих насекомых  в природе, в убежищах прокормителей или вблизи них. Учетной единицей обычно служит экспозиция 1 листа размером 20 x 30 см в течение одной ночи.

  Отловленных комаров для сохранения  живыми помещают в садок (с  проволочным остовом в виде  куба), обтянутый марлей или мельничным  газом, закрывают влажной тканью  и ставят в прохладное место.  Садки со слепнями содержат  также в тени, прикрытыми темной  материей. На верхнюю стенку садка  кладут тампон ваты, пропитанный  подсахаренной водой. В лабораторию кровососущих двукрылых доставляют в термоконтейнерах с сухим льдом или в сосудах Дьюара. Предназначенных для коллекционирования насекомых умерщвляют в морилке. Часть сборов при необходимости фиксируют в 70°-ном спирте.

  В целях количественного учета  преимагинальных фаз развития насекомых собирают их личинки и куколки в местах выплода (из влажного грунта, с водных растений, в толще воды). Учетной единицей служит среднее число особей на единицу поверхности биотопа либо на одно растение. Для учета личинок и куколок комаров в водоемах пользуются сачком (обод 20 см, глубина мешка 25 см). Его погружают в воду на половину диаметра обода с небольшим разворотом вверх и протягивают по поверхности воды на расстояние 1 м. Обычно в одном участке водоема делают 5 - 10 проводок. Обилие определяют по среднему числу особей на одну проводку. Личинок и куколок мокрецов, живущих в воде, также собирают сачком, предварительно взмутив воду. Определение видовой принадлежности личинок и куколок насекомых проводят для установления мест их выплода, сроков развития, выяснения различных вопросов систематики и биологии, для контроля за эффективностью мер борьбы. В этих случаях часто пользуются методом доращивания преимагинальных фаз до имаго в лабораторных условиях.

  Каждый сбор членистоногих переносчиков  снабжают подробной этикеткой  с указанием даты, адреса места  и его номера, способа сбора  и числа учетных единиц, указывают  погодные условия.