View message

Перетинчастокрилі (Hymenoptera) – найбільший за кількістю видів ряд комах, який, за сучасними оцінками, налічує близько мільйона видів, що робить цю групу комах узагалі найчисленнішим рядом тварин. Однією з найважливіших функцій Перетинчастокрилих у природі є стабілізація екосистем шляхом регуляції чисельності інших комах, що активно застосовується у біометоді (використанні хижих та паразитичних комах для знищення шкідників без застосування отрутохімікатів). Таксономічний склад і чисельність Перетинчастокрилих певного регіону відображають різноманіття та стан популяцій багатьох домінантних груп комах загалом. Завдяки чому представники цього ряду, зокрема паразитичні види, можуть використовуватися не тільки як ключові групи у моніторингу біорізноманіття, а й як індикатори стану лісових угруповань, а будова і функціонування яйцекладу (органу, призначеного для відкладання яєць) та його похідного (жала) Перетинчастокрилих уже стали моделлю для багатьох біонічних розробок – від гнучких голок для мікрохірургії до планетарного мікробуру.

Тому, зважаючи на істотну актуальність вивчення ряду Hymenoptera, у межах проєкту за ґрантом НАН України молоді вчені-зоологи здійснювали різнопланові дослідження представників ключових груп Перетинчастокрилих, зокрема їздців-іхневмонід (Ichneumonidae), хризидоїдних ос (Chrysidoidea) та апоїдних ос (Apoidea). Які ж результати отримали науковці?

Передусім вони істотно розширили відомості про видове багатство їздців із підродин Mesochorinae та Diplazontinae України: на території Карпат виявили 111 видів, з яких 90 видів – уперше на території нашої держави, й описали новий вид, що мешкає виключно у букових пралісах Закарпаття.

Diplazontinae Карпат, габітус (тобто тіло цілком, у повний зріст). A – Bioblapsis polita; B – Campocraspedon annulitarsis; C – Diplazon parvus; D – Diplazon laetatorius; E – Diplazon varicoxa; F – Enizemum ornatum. Шкала = 1 мм. (за Varga, 2020a)

Крім того, детальне вивчення морфологічних особливостей будови яйцекладу, його форми та довжини дало змогу описати 5 нових сучасних видів їздців-іхневмонід із комплексу Pimpliformes, зокрема їздців роду Gnathochorisis, представники якого можуть також виступати потенційними біоіндикаторами стабільних лісових екосистем.

Gnathochorisis malavensis Varga, 2021, самиця. A – габітус, B – голова, C – голова та середньоспинка, D – проподеум, E – тергіти метасоми 1–3. Шкала = 0.1 мм (за Varga, 2021)

Молоді науковці Інституту зоології ім. І. І. Шмальгаузена НАН України описали також 5 нових викопних родів і 8 нових видів хризидоїдних ос із родин Sclerogibbidae та Scolebythidae. За припущенням дослідників, значну чисельність і різноманіття викопних представників ос-склерогібід спричинило різноманіття їхніх хазяїв – ембій (окремого реліктового тропічного ряду комах, здатних до формування вкритих шовком розгалужених ходів, у яких вони мешкають) – і захистом, який надавали шовкові галереї останніх.

Cretosclerogibba rasnitsyni Perkovsky, Martynova, Mita, Olmi, Zheng, Müller, Zhang, Gantier, Perrichot, 2020: A, B – голотип (еталонний екземпляр, за яким описано таксон), самець, екземпляр 62 NIGP171720; C – паратип (один з екземплярів типової серії, за якими описують новий таксон), самець, екземпляр LY-HY-007-2. Шкала = 0.5 мм (A), 0.2 мм (B, С). (за Perkovsky et al., 2020)

Отримано нові дані про поширення червонокнижних видів їздців роду Megarhyssa в Україні, вперше виявлено мінливість забарвлення виду Megarhyssa superba та підготовлено ілюстрований ключ до визначення європейських видів роду, що дозволить коректно ідентифікувати види, які перебувають під загрозою, а отже, і правильно застосовувати щодо них природоохоронні заходи.

Види роду Megarhyssa, метасома самиці (вигляд збоку). 1–3 – M. superba, 4 – M. rixator, 5 – M. perlata, 6 – M. vagatoria (за Varga, 2020b)

У межах проєкту молоді вчені-зоологи також дослідили особливості будови та функціонування прихованих сегментів метасоми різних груп хризидоїдних ос. Зокрема, вперше уніфікували термінологію, докладно описали всі структури у різних таксономічних груп і визначили таксономічну значущість окремих ознак.

Приховані сегменти метасоми та генітальний апарат самиці Chrysura laevigata: а – приховані тергіти (T-IV–T-VII), б – схема розміщення прихованих тергітів у висунутому положенні, в – приховані стерніти (St-IV–St-VI), г – яйцеклад. 1 – тергальна антекоста, 2 – тергальна аподема, 3 – латеральний тергальний кіль, 4 – тергальний градулюс, 5 – дихальце, 6 – латеротергіт, 7 – заднє маргінальне поле тергуму, 8 – серединна тергальна лінія, 9 – передградулярне поле тергуму, 10 – постградулярне поле тергуму, 11 – латеральна вирізка, 12 – дистальна вирізка, 13 – стернальна антекоста, 14 – латеральний стернальний кіль, 15 – вія стернуму, 16 – стернальний градулюс, 17 – серединна стернальна лінія, 18 – восьмий тергіт метасоми (T-VIII), 19 – серпоподібна пластинка, 20 – вальвіфери I, 21 – вальвули II, 22 – вальвули I, 23 – фурка вальвул I, 24 – рамуси вальвул II, 25 – вальвіфери II (за Мартинова, 2021)

Виконавці проєкту вперше проаналізували особливості будови коконів хризидоїдних ос. Вони з’ясували, що різні роди та групи видів різняться між собою наявністю в коконах різних специфічних структур, таких як латки, покриття, арки, підкладки, пори, сосочки, внутрішні диски та поперечні кришечки. А різні види можна розрізнити за розміщенням, формою та зовнішнім виглядом цих структур. Виявлено також, що в будові коконів відображено як адаптації до життя у гніздах і комірках хазяїв, так і філогенетичне (сформоване протягом історичного розвитку видів) положення самих ос.

Кокони з аркою. (35) Загальна схема будови. (36) Кокони Chrysellampus sculpticollis усередині гнізда хазяїна. (37) Структурні елементи кокона C. sculpticollis. (38) Кокон C. sculpticollis із сосочком. (39) Кокон Pseudomalus auratus всередині гнізда хазяїна. (40) Кокон P. auratus. (41) Поперечна кришечка на коконі P. auratus (вигляд згори). Червоними стрілками позначені сосочки. Шкала: 2 мм (за Martynova, 2020)

Розглянуто морфо-функціональні особливості жала та їхній зв’язок із біологією в апоїдних родини Crabronidae. На прикладі представників родів Cerceris і Тachysphex продемонстровано, що кривизна другої вальви (структурний компонент жала) та наявність зубців на першій і другій вальвах різняться у різних видів залежно як від рухливості й жорсткості здобичі, так і від довжини ротових органів самих ос.

Угорі: контур другої вальви, вентральну криву позначено кольором. Унизу: графік залежності середнього значення локальної абсолютної кривизни вентральної кривої другої вальви Cerceris albofasciata (темнішим кольором) і стандартного відхилення (світлішим кольором) від відносного положення точки вимірювання

За підсумками дослідження 12-ти морфологічних ознак жала ос-крабронід, зокрема Bembecinus hungaricus, Lestica alata, Crabro scutellatus, Sceliphron curvatum, Cerceris albofasciata, C. quadricincta, C. sabulosa, Tachysphex costae та T. panzeri, науковці встановили, що три з цих ознак (а саме: відсутність ряду трихоїдних сенсил уздовж другого рамуса, наявність постеромедіальної мембранної вирізки латеральної частини 9-го тергіта метасоми й однопелюсткові вальвілі) можуть мати важливе значення для кращого розуміння історичного розвитку цієї групи та взаємозв’язків усередині неї.

Деталі будови жала Bembecinus hungaricus: A – латеральні частини 9-го тергіта (вигляд згори); B – латеральна частина 9-го тергіта (посередині); C – фурка (вигляд збоку); D – друга вальва (вентролатерально); E – другий рамус (вентрофронтально); F – третя вальва (вигляд збоку); G – третя вальва, верхівка (вигляд знизу); H – перший вальвіфер і перша вальва (посередині); I – вальвілля (посередині); J – перша вальва, верхівка (вигляд збоку). A – СМ; В - J – СЕМ. Масштабна лінійка: 200 мкм A і D; 100 мкм – B, F, H; 50 мкм – C; 20 мкм – E, G, I, J. l – латеральний напрям; p – постеріальний напрям; v – вентральний напрям (за Stetsun, 2020)

Стани ознак, символьно накладені на спрощену дендрограму (ієрархічно візуалізовані зв’язки між об’єктами), що відображає молекулярно-філогенетичні дані з літератури. Затемнені ділянки виокремлюють ознаки, що мають кладоспецифічний розподіл (за Stetsun, 2020)

Загалом, учені також дійшли висновку, що різноманіття у будові яйцекладу і, як наслідок, широкий діапазон біологічних стратегій розвитку у паразитоїдів відіграють чи не ключову роль у формуванні їх колосального видового різноманіття. Тоді як у перехідних груп, зокрема ос-хризидид і прогресивніших апоїдних ос, різноманіття морфологічних особливостей жала як модифікації яйцеклада не завжди зіставні з їхніми біологічними особливостями.

Результати виконання цього наукового проєкту відображені в одній монографії та 10-ти статтях, більшість з яких – в іноземних фахових виданнях, що мають імпакт-фактор.

*     *     *

Проєкт виконували:

– науковий співробітник відділу систематики ентомофагів та екологічних основ біометоду Інституту зоології ім. І. І. Шмальгаузена НАН України кандидат біологічних наук Олександр Варга (керівник);

– молодший науковий співробітник цього відділу кандидат біологічних наук Катерина Мартинова;

– молодший науковий співробітник і аспірантка цього відділу Галина Стецун.

Олександр Варга працює над описами нових таксонів їздців-іхневмонід у Білостоцькому університеті в Польщі (на фото ліворуч) і встановлює пастку Малеза (пастку для збору комах, що активно літають) у Біловезькому національному парку в Польщі (праворуч)

Катерина Мартинова під час експедиційного виїзду до Карпат (ліворуч) і за роботою над описами нових викопних таксонів хризидоїдних ос (праворуч)

Галина Стецун за роботою над вимірювання кривизни жала ос-крабронід (ліворуч) і під час польових досліджень на території Національного природного парку «Олешківські піски» в Херсонській області (праворуч)

За інформацією Інституту зоології ім. І. І. Шмальгаузена НАН України