Форезия клещей на жесткокрылых-некрофагах
Руководители: Анастасия Алексеевна Антоновская, Петр Николаевич Петров
Представители некоторых групп клещей (Arachnida: Acari) расселяются, используя в качестве транспорта различных насекомых, в том числе жуков-некрофагов (питающихся трупами животных). Такой способ расселения (на теле других организмов) называют форезией. Среди клещей есть виды, в той или иной степени специализирующиеся на форезии на конкретных видах жесткокрылых. У многих видов клещей такое расселение осуществляют преимущественно особи определенного пола и стадии развития. В средней полосе европейской части России клещей особенно часто переносят на себе жуки-некрофаги из семейств Silphidae (мертвоеды), Geotrupidae (навозники) и Carabidae (жужелицы). Крупных представителей этих семейств нетрудно собирать с помощью почвенных ловушек с приманкой. Для некоторых видов этих жуков известны основные таксоны расселяющихся на них клещей, но в каждом регионе и биотопе эти взаимоотношения могут иметь свои особенности, поэтому изучение форезии клещей на жуках-некрофагах на территории Звенигородской биостанции может позволить узнать что-то новое и о клещах, и о жуках. В ходе работы планируется собирать в почвенные ловушки и другими доступными способами жуков, снимать с них форезирующих на них клещей, определять жуков до вида, измерять их массу и размер, а также оценивать число клещей на каждом жуке и при возможности их таксономический, половой и возрастной состав. Основная задача работы состоит в том, чтобы установить, как виды и размеры жуков влияют на численность и представленность разных групп связанных с ними форезирующих клещей.
Исследование летных характеристик микронасекомых: трипсы (Thysanoptera)
Руководители: Сергей Эдуардович Фарисенков, Надежда Алексеевна Лапина, Алексей Алексеевич Полилов
Размеры тела драматическим образом сказываются на особенностях локомоции живых организмов. Исключением не является и полет насекомых: при миниатюризации в связи с увеличением влияния вязкого трения существенно изменяется как механика полета, так и строение крыла. Ранее на жуках-перокрылках (Coleoptera: Ptiliidae) было показано, что различные адаптации позволяют им не только сохранить способность к активному машущему полету, но и достигать более высоких скоростей и ускорений, чем у более крупных родственных жуков. Пока что не известно, насколько эффективен полет других групп миниатюрных насекомых, так как данные об их скоростях и ускорениях практически отсутствуют. Трипсы (Thysanoptera) – самая древняя группа микронасекомых. Они имеют перистые крылья, похожие на крылья жуков-перокрылок и наездников, но кинематика и аэродинамика их полета существенно различаются. В ходе самостоятельной работы нам предстоит изучить летные характеристики трипсов и выяснить, могут ли они летать настолько же быстро, как другие микронасекомые. Нами будет выполнена скоростная видеосъемка полета трипсов на четыре синхронизированные камеры, трехмерная реконструкция траекторий, расчет скоростей и ускорений и анализ полученных данных.
Возможности памяти микронасекомых
Руководители: Мария Александровна Федорова, Алексей Алексеевич Полилов
Миниатюрные насекомые из-за критически низкого числа нейронов становятся удобным модельным объектом современной нейробиологии. Особенности строения их нервной системы заставляют задаваться вопросом, настолько ли широки когнитивные способности микронасекомых, как у более крупных и хорошо изученных объектов — пчел, муравьев и других. Ранее было показано, что миниатюрные жесткокрылые (Coleoptera), трипсы (Thysanoptera) и перепончатокрылые (Hymenoptera) способны к ассоциативному обучению. Следующий шаг состоит в том, чтобы узнать, как долго после обучения сохраняются следы памяти. В рамках данной самостоятельной работы предполагается провести эксперименты по обучению жуков-перокрылок (Ptiliidae) и тестирование разных форм их памяти – кратковременной и долговременной. В ходе работы планируется провести серию экспериментов для оценки памяти жуков после аверсивного обучения.
Сравнение амплитудно-временных параметров акустических сигналов кузнечиков Московского региона
Руководители: Александр Александрович Бенедиктов
Прямокрылые насекомые (Orthoptera) относятся к акустически активным видам. Для привлечения самок и равномерного распределения в пространстве самцы издают призывные звуковые сигналы, которые имеют видоспецифические характеристики. Для саранчовых (Acrididae) наиболее важен рисунок, или паттерн сигнала — его амплитудно-временная структура; для кузнечиков (Tettigoniidae) — амплитудно-временная и частотная характеристики. Эти различия позволяют разным видам обитать совместно, не конкурируя за канал связи. Оцифрованные и представленные в графическом виде (осциллограмма, частотный спектр) призывные звуки являются «паспортом вида», по которому проводят таксономическую идентификацию. Планируется оцифровать в природе или в лаборатории звуковые сигналы одиночных самцов Orthoptera из одного биотопа, проанализировать их характеристики и сравнить между собой. Результат должен наглядно показать, по каким параметрам призывных акустических сигналов симпатрические виды не конкурируют между собой за канал связи, занимая свою акустическую нишу.
Исследование долговременной памяти трипсов Thrips tabaci (Thysanoptera: Thripidae)
Руководители: Мария Александровна Федорова, Алексей Алексеевич Полилов
Миниатюрные насекомые из-за критически низкого числа нейронов становятся удобным модельным объектом для современной нейробиологии. Особенности строения их нервной системы заставляют задаваться вопросом, так ли широки когнитивные способности микронасекомых, как у более крупных и хорошо изученных объектов — пчел, муравьев и других. Ранее было показано, что миниатюрные жесткокрылые (Coleoptera), трипсы (Thysanoptera) и перепончатокрылые (Hymenoptera) способны к ассоциативному обучению. Следующий шаг состоит в том, чтобы узнать, как долго после обучения сохраняются следы памяти. В рамках данной самостоятельной работы предполагается провести эксперименты по обучению трипсов (Thysanoptera: Thripidae) и тестирование их долговременной памяти. В ходе работы планируется провести серию экспериментов для оценки памяти трипсов после аверсивного обучения.
Влияние размеров тела на лётные характеристики перепончатокрылых насекомых (Hymenoptera)
Руководители: Сергей Эдуардович Фарисенков, Надежда Алексеевна Лапина
Размеры тела драматическим образом сказываются на особенностях локомоции живых организмов. Исключением не является и полет насекомых: при миниатюризации в связи с увеличением влияния вязкого трения существенно изменяется как механика полета, так и строение крыла. Ранее на жуках-перокрылках (Coleoptera: Ptiliidae) было показано, что различные адаптации, в том числе перистые крылья, позволяют им не только сохранить способность к активному машущему полету, но и достигать более высоких скоростей и ускорений, чем у более крупных жуков из родственных групп. Миниатюрные перепончатокрылые имеют крылья разных типов, от перистых до обычных мембранозных. На данный момент не известно, как это сказывается на их летных характеристиках, что и предстоит исследовать в ходе нашей работы на примере перепончатокрылых насекомых (Hymenoptera) Нами будут выполнены скоростная видеосъемка полета насекомых на четыре синхронизированные камеры, трехмерная реконструкция траекторий, расчет скоростей и ускорений и анализ полученных данных.
Динамика лета насекомых на искусственные источники света и сравнение привлекательности разных светоловушек для насекомых
Руководители: Петр Николаевич Петров
Искусственные источники света, особенно ультрафиолетового, привлекают многих крылатых насекомых, нередко в массе. Основные причины этого явления, по-видимому, связаны с механизмом ориентации мигрирующих насекомых, летящих под определенным углом к параллельным лучам вечерней зари или луны и в результате по спирали приближающихся к источнику радиально расходящихся лучей, и со стремлением насекомых к свету как сигналу открытого пространства. Характер этого сложного явления и факторы, влияющие на него, изучены далеко не полностью. Продолжается накопление данных по лету на свет в различных регионах в разные годы и периоды. Работа предполагает привлечение в ночное время насекомых с помощью двух разных светоловушек, регулярный учет погодных условий и выявление динамики лёта насекомых на свет про отработанному методу (предполагающему регулярное фотографирование и подсчет всех привлеченных светоловушкой насекомых), сравнение полученных результатов и данных прошлых лет и анализ факторов, влияющих на интенсивность лёта, а также сбор насекомых, прилетающих на свет и пополнение справочной коллекции для последующего учета прилетающих на свет в районе биостанции представителей разных семейств, родов и видов.
Апробация феромонных ловушек на усачей (Coleoptera: Cerambycidae) и короедов (Coleoptera: Curculionidae: Scolytinae) в окрестностях Звенигородской биостанции
Руководители: Джейкоб Викам, Олег Александрович Беляев
Жуки-дровосеки, или усачи (Cerambycidae) — насчитывающее более 35 000 видов семейство жуков, преимущественно ксилофагов, многие из которых представляют интерес как инвазионные виды, поскольку их личинки развиваются относительно долго и легко транспортируются по всему миру, скрываясь в изделиях из древесины и упаковочных материалах. Кроме того, жуки этого семейства играют немалую роль в экологии лесов, участвуя в разрушении древесины. До недавнего времени о роли сигнальных химических веществ в экологии этих жуков было известно очень мало. К настоящему времени феромоны известны для нескольких сотен видов. Как феромоны, так и кайромоны могут использоваться, во-первых, для обнаружения и изучения инвазионных видов и, во-вторых, для исследований биоразнообразия жуков-дровосеков. Основной целью данного исследования будет совершенствование методов применения феромонов возможных инвазионных видов, особенно представляющих высокий риск согласно данным агенств по защите растений, например Европейско-средиземноморской организации по защите растений (ЕОЗР), в которой состоит и Россия. Ловушки с феромонными приманками могут использоваться для обнаружения экономически опасных чужеродных видов жуков-дровосеков и для ликвидации локальных инвазий таких видов. Студенты будут тестировать ловушки с различными приманками, содержащими феромоны из библиотеки известных феромонов, вести учет числа попадающих в ловушки самцов и самок каждого вида и анализировать полученные данные. При это планируется тестировать как однокомпонентные приманки с единственным феромоном, так и многокомпонентные, включающие феромоны жуков-дровосеков в сочетании с кайромонами растений или феромонами жуков из другого семейства. Кроме того, студенты будут собирать живых жуков и участвовать в выделении из них экстрактов для последующего химического анализа.
Взаимосвязь между параметрами лесных фитоценозов и видовым разнообразием жуков Cerambycidae и Scolytinae
Руководители: Джейкоб Викам
Кора и древесина растений служит пищей многим насекомым как при жизни деревьев, так и после их смерти. Жуки-дровосеки, или усачи (семейство Cerambycidae) и жуки-короеды (подсемейство Scolytinae семейства Curculionidae) относятся к числу наиболее экономически значимых насекомых-фитофагов, повреждающих деревья в лесах умеренных и тропических широт. Личинки жуков развиваются под корой и в древесине, во многих случаях способствуя гибели дерева. Внутривидовые и межвидовые взаимодействия этих насекомых во многом осуществляются с помощью сигнальных химических веществ — феромонов и кайромонов соответственно. Существенную роль в данных процессах играют также пахучие вещества, выделяемые деревьями. Ловушки с феромонными приманками используются для обнаружения экономически опасных инвазионных видов жуков и для ликвидации локальных инвазий таких видов. В ходе эволюции конкретные виды жуков приспосабливаются к питанию древесиной и корой определенных видов деревьев. Деревья, в свою очередь, вырабатывают приспособления, позволяющие им в той или иной степени защищаться от жуков-фитофагов. Цель работы состоит в изучении факторов, лежащих в основе экологии и распространения взрослых жуков-дровосеков и короедов, личинки которых повреждают деревья. Сбор насекомых будет проводиться совместно с группой, изучающей привлекательность разных феромонных ловушек для жуков-дровосеков. Студенты будут анализировать связь состава жуков-ксилофагов, попадающих в ловушки, с типом фитоценоза, диаметром и углом наклона ствола, возрастом дерева, удельной листовой поверхностью и высотой размещения ловушки.