Сейчас в Мурманске

18:26 ˚С
6+

Важное звено арктических экосистем. Зачем нужны насекомые среди льдов

В мире животных
Иван Мизин
23 ноября, 2022, 12:46

Важное звено арктических экосистем. Зачем нужны насекомые среди льдов
Крупный экземпляр комара (Tipulidae) полярной пустыни, солнечный день в июле 2012 года на берегу залива Русская Гавань, Новая Земля.


Какие насекомые живут в Арктике


Находясь в Арктике, в полярных пустынях или тундре, наблюдатель в основном уделяет внимание птицам или млекопитающим. Но если посмотреть внимательно под ноги, то среди камней, в подушках растений или возле ручейков можно заметить и маленьких обитателей холодного края – насекомых. А иногда и не совсем мелких. 
Хотя жители тундры скажут, что под ноги смотреть не надо: тучи комаров могут заслонить весь пейзаж перед глазами, заставляя забыть об всех других живых существах. А чуть южнее, в зоне типичных тундр, уже и шмели летают, и мухи, и появляются бабочки. Напомним, почему же так важно изучать заполярных беспозвоночных, особенно насекомых.
Во-первых, Арктика – обширный регион планеты с крайне специфическими экосистемами, являющимися «модельными» для изучения нашей биосферы. Группа по сохранению биоразнообразия Арктики (CAFF) при Арктическом совете выделяет её границы по особенностям почвенного состава, растительности, климатическим характеристикам, ограничивая весьма причудливой линией:

Общепризнанные границы "биологической Арктики". Отсюда.



Можно прекрасно видеть, что мест (и типов местообитаний), пригодных для существования многочисленных систематических групп беспозвоночных, не так уж и много. Особенно интересны районы так называемой «высокой Арктики», ибо климат субарктических районов гораздо более мягок. Также весьма условна категория "арктический вид", она неоднозначно трактуется специалистами. В частности, нет согласия в отношении включения в эту категорию видов, широко распространённых как в тундровой зоне, так и в соседних высокогорьях. Отсюда следует наше «во-вторых»: кто же эти маленькие животные, обитающие среди льдов? В какие таксономические группы они входят? Какую роль выполняют в экосистемах, где господствует многолетняя мерзлота? Полезны они или вредны? Впрочем, в природе «вредных» существ в общем смысле не бывает. 

Пища для птиц


Насекомые всем хорошо известны по повседневной жизни. Из учебников мы помним, что насекомые (Insecta) это – представители большого класса беспозвоночных животных, имеющих внешний скелет и обитающих практически повсеместно на нашей планете. Учёные смогли описать уже больше одного миллиона видов, а возможное количество представителей этой группы оценивается в несколько раз больше. Самый крупный отряд насекомых – Жесткокрылые (Coleoptera), к ним относятся различные жуки и жужелицы. Но как раз их полярный турист не увидит. Накопленные к настоящему времени данные свидетельствуют о том, что в фауне Арктики на долю жесткокрылых приходится около 13% видового богатства насекомых, в северной полосе тундровой зоны их доля снижается до 4%, а в полярных пустынях обитают лишь единичные виды отряда. Лидирующая роль в энтомофауне тундровой зоны переходит к двукрылым, которые здесь составляют половину видового богатства класса. Доля в энтомофауне Арктики двух других крупнейших отрядов – чешуекрылых (это бабочки) и перепончатокрылых (это пчёлы, осы, шмели и муравьи), которых в целом в мире примерно столько же, сколько и двукрылых, уменьшается в тундрах до 11–14%. То есть удельный вес жуков резко снижается, а комаров – повышается. Именно двукрылые, наряду с некоторыми другими группами членистоногих, сохраняют высокое ценотическое (экосистемное) значение в полярных пустынях. А среди двукрылых исключительное положение в энтомофауне арктических тундр занимают комары-долгоножки Tipulidae и, особенно, комары-звонцы Chironomidae – одна из наиболее процветающих групп арктической энтомофауны. 

   

    Личинки хирономид в мелком водоёме, мыс Желания, Новая Земля, август 2014 года.


Населяют насекомые верхнюю часть дернины (где она есть) и грунта, травянисто-кустарничковый ярус. Либо «подушки» из мхов и растений. Напомним, что так называемые «подушковидные» формы сосудистых растений в арктической пустыне очень распространены, это идеальное убежище для беспозвоночных, ведь температура внутри них может быть выше окружающей среды на 10-15 градусов! А личинки хирономид по этой же причине живут в мелких лужах, которые прогреваются гораздо выше температуры окружающего воздуха.


Подушка камнеломки супротивнолистной (Saxifraga oppositifolia) – местообитание насекомых, полярная пустыня острова Хейса, Земля Франца-Иосифа.


Итак, многочисленные взрослые хирономиды и их личинки представляют собой прекрасную кормовую базу для птиц. Почему так многочисленны в Арктике кулики? А потому что они приспособились к кормлению мелкими беспозвоночными. Кулики питаются имаго (взрослыми особями) хирономид, своеобразно «зондируя» растительные подушки и моховые дернины клювом-пинцетом, который выработался у них в процессе эволюции как приспособление для поиска и вытаскивания насекомых из толщи грунта — болотной жижи, мха или травяной дерновины. Например, на нашем самом северном архипелаге Земля Франца-Иосифа, морские песочники (Calidris maritima) – самые обычные обитатели, встречающиеся повсеместно по берегам островов – именно потому, что им достаточно этих кормовых объектов. 


Морской песочник ищет личинок насекомых, Малые Кармакулы, Новая Земля.


Кроме куликов, активно добывают комаров и пуночки (Plectrophenax nivalis) – обычный гнездящийся на всех высокоарктических островах и побережьях вид воробьиных птиц. Пуночки могу питаться и растительной пищей, но в период выкармливания птенцов насекомые им просто необходимы.


Самка пуночки с набранными хирономидами для птенцов. Мыс Желания, Новая Земля.


Вообще, птенцы самых разных видов (вплоть до гусей) в своем рационе имеют имаго двукрылых насекомых. Даже чайки могут поедать взрослых комаров – звонцов и долгоножек. Также личинки этих видов служат одним из основных компонентов корма пресноводных арктических рыб. А некоторые виды птиц, например, каменка (Oenanthe oenanthe), встречающаяся далеко в северных широтах, любят ловить наиболее крупных насекомых, в том числе шмелей.

Ещё одна важная экосистемная функция – участие в круговороте энергии на низших уровнях. Личинки насекомых в процессе собственного питания перерабатывают массу органического вещества, являясь настоящими арктическими сапрофитами, наряду с микроорганизмами.


Насекомые-опылители

Ну, и, конечно, важная роль – это опыление цветковых растений. Да, в Арктике много высших сосудистых растений, имеющих яркие венчики цветков – маки, лютики, камнеломки. Хотя опыление может быть и перекрёстным, и ветровым (как страховые случаи для неустойчивых суровых погодных условий региона), насекомые в тундре переносят пыльцу. В этом, конечно, главную роль играют шмели, основные заполярные опылители цветковых растений.


 Шмель на цветке пижмы дваждыперистой (Tanacetum bipinnatum), типичная тундра в Ненецком заповеднике. Фото Ю. Богомоловой.


Процент пчёл в общей численности насекомых-опылителей в Арктике довольно низок: чем севернее расположены территории – тем меньше пчёл. Поэтому урожай морошки, клюквы, брусники и черники в тундровых экосистемах напрямую зависит от состояния популяций шмелей. Увы, до «крайней» Арктики они не долетают, слишком уж неблагоприятны здесь для них условия жизни.

О шмелях можно рассказать поподробнее, уж очень интересная эта группа насекомых применительно к Арктике. Они неплохо приспособлены к выживанию в суровом климате. Шмели способны поддерживать высокую температуру тела, что даёт им возможность летать при низких температурах воздуха, в некоторых случаях ниже 0°. Крупные размеры тела шмелей помогают преодолевать сопротивление ветра, а переменчивая погода с сильными ветрами – отличительная особенность климата региона. Шмели обычно гнездятся в земле, часто – в норах леммингов, показывая пример настоящего симбиоза. А вот, к примеру, настоящие пчёлы, гнездящиеся на деревьях, уже не находят в тундре и, тем более, в арктической пустыне, подходящих мест для устройства гнёзд. Важную особенность арктических шмелей представляет также сокращение численности семьи за счёт рабочих особей: небольшую семью легче выкормить за короткое лето.

Наконец, важное свойство шмелей— способность питаться на разных видах растений. Обычно в каждой отдельной местности количество основных кормовых растений шмелей невелико (10—20 видов), а в самых северных местах в шмелином «меню» нередко числятся всего 2—3 растения. На Новой Земле, в Гренландии, арктической Канаде кормовой базой шмелей служат камнеломки, некоторые виды ив (Salix), мытников (Pedicularis) и другие виды. Зависимость жизни некоторых растений от шмелей очень велика: в Арктике в тех местах, где нет шмелей, нет и бобовых (Fabaceae).

Шмели предпочитают посещать те богатые нектаром и пыльцой растения, которые образуют заросли или подушки, поэтому в холодную погоду насекомым не нужно подниматься из самого тёплого приземного слоя воздуха в более высокие холодные слои. А поскольку, как говорилось выше, подушковидность растений – свойство полярных пустынь, то мы видим наглядный пример взаимной адаптации различных организмов к арктическим условиям.

Среди двукрылых только некоторые группы (например, мухи-журчалки семейства Syrphidae) могут рассматриваться как специализированные опылители. Правда, в некоторых случаях крупные мухи могут брать на себя роль шмелей и посещать те растения, которые по устройству доступны обычно только шмелям или бабочкам. Во многих случаях мухи посещают цветки беспорядочно, перелетая с цветков одного вида на цветки другого вида, и в этом случае они могут больше способствовать самоопылению, чем перекрестному опылению. Значение мух как опылителей повышается в тех местах, где есть удобный для их размножения гниющий материал (гниющие водоросли на берегу моря, норы грызунов и хищников, отбросы близ посёлков и т. п.). Перечень растений, посещаемых мухами, очень велик и включает почти все виды растений с цветками открытого типа, т.е. таких, у которых пыльца и нектар не укрыты наглухо венчиком. 


 Муха на цветке толстореберника альпийского (Pachypleurum alpinum), арктическая тундра, Малые Кармакулы, остров Южный, Новая Земля.


            Но вернёмся ещё раз к кровососущим насекомым в Арктике, с которых мы начали рассказ. Биомасса комаров и мошки настолько велика, что они могут определять миграционные потоки многотысячных стад северных оленей, доводить животных (и человека) буквально до помешательства, «заедать птенцов» и детёнышей. В своё время при Сибирском отделении Академии наук СССР была создана комиссия, занимающаяся разработкой способов борьбы с гнусом в Сибири. Химики пытались разработать химические способы борьбы, биологи — биологические, физики — физические. Причём как на стадии имаго, так и личинок. Несомненно, отсутствие «гнуса» могло изменить жизнь в тундре. Но не в лучшую сторону. С точки зрения экосистемы, любое звено крайне важно, а при крайне низком общем уровне видового разнообразия Арктики, это особенно актуально. Базовый тезис об уникальности, неповторимости каждого вида в условиях Арктики приобретает особо острое звучание. Исчезновение хотя бы нескольких видов (или даже одного) может привести к катастрофическим нарушениям в трофических цепях и экосистемах в целом. Поэтому без насекомых Арктике не выжить…


Автор: Иван Андреевич Мизин, зоолог, к.б.н., заместитель директора по научной работе национального парка "Русская Арктика".

Фотографии автора, если не указано иное.


Литература.

1.    https://caff.is/terrestrial

2.    https://www.nkj.ru/archive/articles/28750/

3.    https://www.shmel.org/article/article.php?storyid=77

4.    Чернов Ю.А. Приспособительные особенности жизненных циклов насекомых тундровой зоны. –Журнал общей биологии,1978, т.39, вып.3 - с. 394-402.

5.    Чернов Ю.А. Трофические связи птиц с насекомыми в тундровой зоне //Орнитология, 1967, вып. 8. – с. 133-149.

6.    Стишов М.С. Остров Врангеля – эталон природы и природная аномалия. Йошкар-Ола: изд-во Марийского полиграфкомбината, 2004. – 596 с.

7.    Комолова Г. Гнус будет побежден //Техника – молодёжи, 1959, №11. -  С. 16.

 

 

 


далее в рубрике