Последнее обновление    06.06.2007 

Федосеева Елена Борисовна

      Закономерности преобразования скелетно-мышечных структур у муравьев (Formicidae).
Автореф. дисс… канд. биол. наук.
Москва. Московский государственный университет. 2006. 35 с.

ПРЕДИСЛОВИЕ:

Работа выполнена на кафедре биологической эволюции Биологического факультета и в секторе энтомологии Научно-исследовательского Зоологического Музея Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова
       Защита прошла 4 декабря 2006 г. в 15 час. 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 501.001.20 при Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова по адресу: 119992, Москва, Ленинские горы, МГУ, Биологический факультет, ауд. М-1
       Научный руководитель: доктор биологических наук А.А. Захаров
       Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Ж.И. Резникова
доктор биологических наук, профессор С.Ю. Чайка
       Ведущая организация: Палеонтологический институт Российской Академии Наук
      

       АПРОБАЦИЯ. Материалы диссертации докладывались на коллоквиумах кафедры теории эволюции Биологического факультета МГУ, лаборатории палеоэнтомологии ПИН РАН, на Всесоюзном IX, Всеросcийских X, XI и XII мирмекологических симпозиумах "Муравьи и защита леса" (Колочава, 1991; Москва, 1998; Пермь, 2001; Новосибирск, 2005) и Симпозиуме стран СНГ по перепончатокрылым насекомым (Москва, 2006).

       МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Проанализированы морфологические показатели свыше 10 тыс. экземпляров муравьев. Материалом служили собственные данные, полученные в ходе изучения морфологии рабочих особей 40 видов, относящихся к 30 родам и 8 подсемействам. В последующем анализе, были использованы имеющиеся в литературе сведения о строении представителей остальных 8 относительно малочисленных подсемейств муравьев (Bolton, 1990; 1997). Для сравнения с Formicoidea были изучены представители основных семейств других Aculeata. Главное внимание уделялось описанию топографии мускулатуры, поскольку показатели действий зависят от силоскоростных качеств мышц. Определялось их взаимное положение, а также положение относительно сочленений и мест соединения склеритов, необходимое для воссоздания картины силовых векторов и моментов.

       ОГЛАВЛЕНИЕ
ГЛАВА 1. МОРФОЛОГИЯ FORMICIDAE: ИСТОРИЯ, ПРОБЛЕМЫ, ПЕРСПЕКТИВЫ
ГЛАВА 2. ПОДХОД, ОБЪЕКТ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
ГЛАВА 3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ГОЛОВНОГО ОТДЕЛА МУРАВЬЕВ
ГЛАВА 4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ БРЮШНОГО ОТДЕЛА МУРАВЬЕВ
ГЛАВА 5. АБЕРРАЦИИ И ИХ РОЛЬ В ЭВОЛЮЦИИ СИСТЕМ СКЕЛЕТНО-МЫШЕЧНОГО АППАРАТА МУРАВЬЕВ
ГЛАВА 6. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СКЕЛЕТНО-МЫШЕЧНОГО АППАРАТА FORMICIDAE

      

ВЫВОДЫ:

       1. Разработанный подход направлен на реконструкцию связей, объединяющих организацию в единое целое и основан на принципе выделения функционирующих структурных комплексов по задачам в процессах с жизненно важными эффектами.

       2. Выделение и описание технологических систем осуществляется на основе взаимосвязанных табличных описаний объектов трех типов (функциональных, морфологических и технологических) общей предметной области - технологии получения жизненно важных эффектов организма. Связи отражают тип объекта, его иерархическое положение и отношение к конкретным процессам.

       3. Двигательные процессы выполняются иерархически организованными системами, состоящими из биомеханических элементов- скелетно-мышечных комплексов, из которых формируются технологические объекты - блоки, подсистемы и системы, осуществляющие действия разного ранга и назначения. Поэтому описание всех технологических уровней проводится двояко - по параметрам производимых действий и по существенным для них детерминированным показателям СМК.

       4. По задачам с участием структур головного отдела Aculeata выделены шесть технологических систем, их которых пять - биомеханические и одна - сенсорная. Биомеханические системы: краниоартикулярная, мандибулярная, антеннальная, лабиомаксиллярная и фарингеальная, - решают задачи, связанные с движением головы, придатков и перемещением пищи. Скелетные части оптической системы выполняют опорные и защитные функции.

       5. Установлено, что строение скелета головного отдела Aculeata зависит от сопряженных модификаций его систем, детерминированных жесткими связями биомеханических элементов капсулы и тенториума.

       6. У Aculeata выявлены три морфотипа головного отдела: гипогнатный, гипо-прогнатный и прогнатный, отличные по мобильности, пропорциям капсулы, положению тенториума и топографии СМК мандибулярной системы.

       7. Установлено, что прогнатные формы, выделяющиеся мобильностью головы, отсутствуют среди Aculeata, применяющих полет в качестве главного способа перемещения. Единственным таксоном крупного ранга, где прогнатность носит всеобщий характер являются Formicoidea, у которых разнообразие капсулы обусловлено модификациями мандибулярной системы в рамках прогнатного морфотипа.

       8. Выделены три сериальных биомеханические системы, связанные с брюшным отделом (метасомой) Aculeata: система дыхальцевых клапанов и две системы сегментарных движений: компрессионная и изгибания. Система дыхалец обеспечивает доступ газа в трахеи, компрессионная система регулирует объем метасомы, а система изгибания - ее конфигурацию и положение относительно тела.

       9. Показано, что взаимодействие систем метасомы в газообмене, защитных реакциях, балансировке, а также наличие в их составах общих биомеханических элементов, приводят, несмотря на слабую интеграцию тагмы, к сопряженным перестроениям и кардинальным изменениям в жизненно важных процессах.

       10. Установлено, что значимость систем сегментарных движений в жизнедеятельности Aculeata зависит от типа локомоции: при полете определяющую роль играет компрессия ("брюшной насос"), применяемая для активизации метаболизма, а менее энергоемкая опорная локомоция позволяет снизить объем дыхательных движений, но нуждается в гибкой и динамичной регуляции центра тяжести.

       11. Установлено, что развитие системы изгибания, характерное для метасом бескрылых Aculeata и в первую очередь - Formicidae, обусловлено ростом числа межсегментарных сочленений и сопряженной с ним внутрисегментарной интеграцией, что усиливает гибкость метасомы, но одновременно снижает ее пластичность, объем компрессии и защищенность дыхалец от испарения.

       12. Показано, что развитие опорной локомоции определило общую для муравьев тенденцию к снижению инерционных показателей метасомы, а становление разнообразия ее строения - следствие сопряженных модификаций ее систем в ходе адаптации видов к различным условиям наземной биоты.

       13. У муравьев выявлены три основных морфотипа метасомы: компрессионный, тубуляционный и тубуляционно-компрессионный, отличных по числу межсегментарных сочленений и тесно связанных с биологией видов. Способность повышать внутригнездовую температуру при интенсификации дыхания и создавать запасы пищи внутри тела характерны исключительно для муравьев с компрессионной метасомой, близкой по пластичности к метасомам летающих Aculeata.

       14. Установлено, что крайние варианты снижения метасомальной компрессии, повышая эффективность отдельных действий (жала или перемещения в почве) ограничивают спектр условий существования видов теплыми влажными средами (почва, тропические леса) и препятствует становлению развитого трофобиоза с Homoptera.

       15. Доказано, что переход к наземной локомоции снял ограничения, накладываемые полетом на параметры систем скелетно-мышечного аппарата и стимулировал у Formicidae развитие и усовершенствование форм двигательной активности и восприятия, ставших базисом для развития контактных взаимодействий и манипуляторики.

       16. Показано, что механизмы социальной интеграции (онтогенетической, пространственной и поведенческой) создают предпосылки для расширения фенотипической изменчивости Formicidae.

       17. Установлено, что сочетание социальности с наземным существованием благоприятствует у Formicidae накоплению внутри общин однотипных аномальных фенотипов, а также их циркуляции и распространению в популяциях, поэтому они могут служить необходимым материалом для быстрых перестроений морфотипа рабочих, ускоряя тем самым темпы морфологической эволюции муравьев.

      

      

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1.        Федосеева Е.Б., Шатов К.С. 1987. О возможности использования люминисцентных красителей для установления межгрупповых связей муравьев. Материалы 8 Всесоюзн. симп. "Муравьи и защита леса" Новосибирск, 1987. С. 198-201.
2.        Длусский Г.М., Федосеева Е.Б. 1987. О биологии Crematogaster sorokini Ruzsky (Hymenoptera: Formicidae). Бюл.Моск.Об-ва Испытателей Природы.отд.Биол. 1987. Т.92. Вып.6. С.28-41
3.        Длусский Г.М., Федосеева Е.Б. 1988. Происхождение и ранние этапы эволюции муравьев (Hymenoptera: Formicidae). В кн.: Меловой биоценотический кризис и эволюция насекомых. (под ред. А.Г. Пономаренко). М.: Наука. 1988. С. 70-144
4.        Федосеева Е.Б. 1991. Головная капсула Formicidae: ее форма и тенториальные структуры. Материалы IX Всесоюзн. мирмекол. симп. "Муравьи и защита леса" Колочава, 1991. М. С. 103-106
5.        Федосеева Е.Б. 1997. Фуражировка и возрастная структура населения муравьев Myrmica rubra. Тезисы докладов Всерос. конф. "Изменчивость поведения животных: описание, классификация, анализ" Борок, 1997. Борок. С. 41
6.        Федосеева Е.Б., Демченко А.В., 1997. Влияние субстрата на распределение плотности гнезд муравьев Myrmica ruginodis (Hymenoptera, Formicidae). Зоол.журн. Т.76. № 5. С. 543-553
7.        Федосеева Е.Б. 1998. Обменные отношения в поселениях муравьев Myrmica rubra (Hymenoptera, Formicidae). Успехи соврем.биологии. 1998. Т.118.Вып. 3. С. 331-343
8.        Федосеева Е.Б. 1998. Формирование структуры территории в поликалической системе Myrmica rubra. Материалы X Всерос. мирмекол. симп. "Муравьи и защита леса" Пешки, 1998. М. 1998. С.53-57
9.        Длусский Г.М., Федосеева Е.Б., Томпсон Л.Ч., 1998. Изменчивость муравьев Solenopsis richteri и S. wagneri (Hymenoptera, Formicidae): статистический анализ морфометрических признаков. Успехи современной биологии. 1998. Т. 118. Вып. 3. С. 283-298
10.        Федосеева Е.Б. 2001. Морфофункциональные аспекты топографии головной капсулы Aculeata (Hymenoptera). Журн.Общей Биологии. 2001. Т.62. № 2. С.157-170
11.        Федосеева Е.Б. 2001 . Аберрации морфологических признаков в популяциях муравьев Formica. Материалы XI Всерос. мирмекол. симп. "Муравьи и защита леса" Пермь, 2001. Пермь. С. 117-121
12.        Федосеева Е.Б. 2003. Аберрации морфологических признаков и социальная регуляция онтогенеза у муравьев (Hymenoptera, Formicidae). Успехи современной биологии. Т. 123. № 3. С. 213-222
13.        Федосеева Е.Б. 2005. Размерно-функциональная дифференциация у муравьев-жнецов. Материалы XII Всерос. мирмекол. симп. "Муравьи и защита леса", Новосибирск, 2005. Новосибирск. С. 280-285
14.        Федосеева Е.Б. 2005. Технологические системы и технологии у муравьев. Материалы XII Всерос. мирмекол. симп. "Муравьи и защита леса", Новосибирск, 2005. Новосибирск. С. 286-290
15.        Захаров А.А., Федосеева Е.Б. 2005. Коалиции гнезд в поселении муравьев Myrmica rubra (Hymenoptera , Formicidae) и их статус. Зоол. журн. 2005. Т. 84. № 6. С. 651-665
16.        Федосеева Е.Б. 2006. Перестроение метасомы Aculeata при переходе от полета к наземной локомоции. Симпозиум стран СНГ по перепончатокрылым наскомым, Россия, Москва. С. 85

©2007, Vladislav Krasilnikov  

… [Муравьиные новости]. [История сайта]. [ФОТОГАЛЕРЕЯ]. [Библиография]. [Неотропика]. [ Австралия]. [Афротропика].[Голарктика]. [ Муравьи Северной Америки]. [Обзор родов]. [Мирмекологи].[Рабовладельцы].[Муравьи – паразиты]. [Грибководы и листорезы]. [Кочевые муравьи]. [Крылатые муравьи].[Медовые муравьи]. [Пустынные муравьи – бегунки и «фаэтончики»]. [Муравьиные «коровы»]. [Мирмекофилы]. [Содержание муравьев]. [Простые опыты с муравьями]. [ТЕРМИНОЛОГИЯ]. [Ссылки].[Разное]… [ МУРАВЬИ в Анекдотах, ...Афоризмах, Высказываниях, ...Поэзии и Прозе]. [Муравьиная БИБЛИОТЕКА]. [Журналы]. [Муравьиная ГАЛЕРЕЯ].[СМЕХОгалерея]. [Муравьиная Галактика].