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Variabilidad del color y diferenciación fenotípica de la hormiga del bosque peludo Formica lugubris Zetterstedt, 1838 (Hymenoptera, Formicidae) en la región de Baikal Texto de un artículo científico en la especialidad - Ciencias biológicas

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En la parte europea de Rusia y Siberia occidental se encuentra en densos bosques de abetos en suelos pesados. En el norte de la región de Moscú, vive exclusivamente en viejos abetos y bosques mixtos. Las especies más amantes del frío del grupo. F. rufa y, al encontrarse con otras especies, siempre elige bosques con sombra para anidar F. rufa y F. polyctena.

Hábitats: zona de taiga paleártica, montañas de Europa occidental. Se encuentra al este de Baikal, al sur de la zona de taiga, incluso en los bosques caducifolios de Krai de Primorsky, donde es la única especie de este grupo. También vive en las montañas de Japón. En la parte europea de Rusia al sur de Moscú no se encuentra.

Resumen de un artículo científico sobre ciencias biológicas, autor de un artículo científico - Antonov Igor Alekseevich, Gilev Alexey Valerevich

Se presentan los resultados del estudio de la variabilidad de la hormiga del bosque peludo Formica lugubris Zett. en la región de Baikal. Se reveló la diferenciación fenotípica de las poblaciones de hormigas. Se distinguen tres grupos de poblaciones de hormigas peludas del bosque, que difieren en color. En los grupos occidental y oriental, la versión más oscura de Pn 4 prevalece, en la central, la versión más ligera de Pn 3. Como resultado, el patrón de variabilidad asociado con la estructura de la población aún no se ha revelado en el territorio estudiado, similar al encontrado para otras especies de hormigas rojas del bosque en el Medio Ural Hasta ahora, no ha sido posible identificar ninguna tendencia de variabilidad que pueda interpretarse como formas probables de dispersión de una hormiga forestal peluda de los refugios glaciales. Sin embargo, la presencia de tres grupos fenotípicamente distintos de poblaciones de hormigas sugiere que podrían haberse asentado en tres refugios locales diferentes. Un patrón similar de variabilidad fue previamente identificado para la hormiga del bosque del norte Formica aquilonia Yarr. en la región de Baikal.

El texto del trabajo científico sobre el tema "Variabilidad del color y diferenciación fenotípica de una hormiga peluda del bosque Formica lugubris Zetterstedt, 1838 (Hymenoptera, Formicidae) en la región de Baikal"

Serie “Biología. Ecología »I C V E S T I

2016.V.15.P.47-54 Irkutsk

Acceso en línea a la revista: estado

Variación de color y fenotipo.

diferenciación de una hormiga forestal peluda

Formica lugubris Zetterstedt, 1838 (himenópteros,

Formicidae) en la región de Baikal

1 2 I.A. Antonov, A.V. Gilev

'' Instituto Siberiano de Fisiología y Bioquímica Vegetal SB RAS, Irkutsk 2, Instituto de Ecología Vegetal y Animal, Rama Ural de RAS, Ekaterimburgo Correo electrónico: [email protected]

Anotación Se presentan los resultados del estudio de la variabilidad de la hormiga del bosque peludo Formica lugubris Zett. en la región de Baikal. Se reveló la diferenciación fenotípica de las poblaciones de hormigas. Se distinguen tres grupos de poblaciones de hormigas peludas del bosque, que difieren en color. La versión más oscura de Pn 4 prevalece en los grupos occidentales y orientales, y la versión más ligera de Pn 3 en el grupo central. Como resultado, el patrón de variabilidad asociado con la estructura de la población aún no se ha revelado en el territorio estudiado, similar al encontrado para otras especies de hormigas de bosque rojo en Urales medios. Hasta ahora, no ha sido posible identificar ninguna tendencia de variabilidad que pueda interpretarse como formas probables de dispersión de una hormiga forestal peluda de los refugios glaciales. Sin embargo, la presencia de tres grupos fenotípicamente distintos de poblaciones de hormigas sugiere que podrían haberse asentado en tres refugios locales diferentes. Un patrón similar de variabilidad fue previamente identificado para la hormiga del bosque del norte Formica aquilonia Yarr. en la región de Baikal.

Palabras clave: hormigas rojas del bosque, variabilidad, diferenciación fenotípica, región de Baikal.

En nuestro artículo anterior, se presentaron los resultados del estudio de la variabilidad de la hormiga del bosque del norte Formica aquilonia Yarr. Este trabajo está dedicado a otra especie de hormigas rojas del bosque que habitan en la región de Baikal: la hormiga peluda del bosque F. lugubris Zett.

Hormiga peluda del bosque F. lugubris Zett. También es una especie extendida de hormigas rojas del bosque que habitan en toda la región de la taiga de Eurasia. En la región de Baikal, se encuentra principalmente en las regiones de estepa forestal 1, 10. A diferencia de la hormiga forestal del norte, es menos propensa a la formación de estructuras de superfamilias (colonias y federaciones) y, como resultado, a grandes asentamientos, que a menudo ocurren en forma de familias individuales. La mayor parte de su rango es bastante raro. Esta especie también se caracteriza por una variabilidad significativa de los caracteres morfológicos, incluidos los signos de color 3, 5.

Este trabajo describe por primera vez la variabilidad en el color de los individuos que trabajan y la diferenciación fenotípica de la hormiga F. lugubris Zett. Región de Baikal.

Materiales y métodos

El material para el trabajo se recolectó en el territorio de la región de Baikal en 1998-2010. Se registraron nidos de formica en rutas de hasta 5 km de largo. En cada ruta, se tuvieron en cuenta todos los nidos de hormigas encontrados. Se tomaron muestras de 30-50 individuos que trabajan de la cúpula de cada uno de los hormigueros descubiertos para determinar la afiliación de las especies y la variabilidad del estudio.

La descripción de la variabilidad del color de las hormigas se realizó de acuerdo con el esquema propuesto anteriormente. Se estudió la coloración de la cabeza y el pecho en todas las hormigas recolectadas. En este artículo, analizamos los signos de coloración del tórax anterior y medio, según los cuales se obtuvieron los resultados más interesantes e interpretados de manera significativa. Como característica dimensional, se utilizó la longitud del cofre. En la mayoría de las muestras estudiadas, el tamaño de las hormigas era cercano y no se realizó el procedimiento de alineación. Todas las mediciones se llevaron a cabo utilizando el binocular MBS-10. El procesamiento del material se realizó con Excel de MS Office 2003.

Resultados y discusión

En la tabla se muestra la frecuencia de aparición de variantes de color del cofre anterior y medio de individuos que trabajan de una hormiga forestal peluda en las muestras estudiadas. Se puede ver que en esta especie, así como en la hormiga forestal del norte, se observa una diferenciación fenotípica significativa, dominan diferentes variantes en diferentes muestras. Esto es consistente con los resultados obtenidos previamente sobre la variabilidad de esta especie.

Tras un examen más detallado, resulta que las muestras de una hormiga del bosque peludo con un predominio de diferentes opciones de color no se distribuyen al azar en el territorio estudiado. Se pueden distinguir tres grandes regiones, dentro de las cuales existe una gran similitud fenotípica de las muestras: occidental (okrug del pueblo de Mondy, okrug del pueblo de Arshan), oriental (okrug de la ciudad de Severobaikalsk, okrug del pueblo de Severomuisk) y central (todas las demás muestras) .

En la fig. La figura 1 muestra las frecuencias de los colorantes más populares del cofre anterior y medio de una hormiga peluda. Se ve claramente que en los grupos occidentales y orientales prevalece la variante Pn 4. Sin embargo, en las muestras occidentales la segunda ocurrencia más frecuente es la variante Pn 5, la tercera es la variante Pn 3. En las muestras orientales, la segunda ocurrencia más frecuente es Pn 3 y la tercera - Pn 5 Se produce un cambio en las variantes dominantes en el grupo central, prevalece la variante Pn 3, la segunda variante más frecuente es Pn 4, que dominó los dos primeros grupos, y el tercero es la variante Pn 5 (ver Fig.1, a).

LIQUIDAS DE LA PISTA KODAR

Frecuencia de aparición de coloración mamaria de individuos trabajadores de la hormiga del bosque peludo E. lugubris 2do. en los puntos geográficos estudiados de la región de Baikal

Artículo No. Artículo, año de colección Número de copias. Longitud del pecho, unidades aprox. Opciones de color

1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5

1 Okr. pos. Mondy (República de Buriatia), 2002 30 10.17 ± 0.242 - - 0.07 0.50 0.37 0.07 - - 0.50 0.43 0.07

2 Okr. pos. Arshan (República de Buriatia), 2010 35 10.64 ± 1.218 - - 0.20 0.46 0.34 - - 0.03 0.49 0.40 0.09

3 Okr. con Gutai (Territorio Trans-Baikal), 1999 38 11.12 ± 0.089 0.32 0.24 0.37 0.08 - - 0.61 - 0.39 - -

4 Okr. con Romanovka (República de Buriatia), 2007 61 10.25 ± 0.135 - 0.13 0.41 0.34 0.10 0.02 0.10 0.10 0.72 0.08 -

5 Okr. Ust-Kut (Óblast de Irkutsk), 2010 90 10.62 ± 0.883 0.02 0.37 0.33 0.20 0.08 - 0.11 0.02 0.79 0.08 -

6 Okr. con Baikal (República de Buriatia), 2010157 9.67 ± 1.115 - - 0.50 0.37 0.12 0.01 0.04 0.03 0.77 0.16 -

7 Okr. Severobaikalsk (República de Buriatia), 2010 54 10.12 ± 1.145 - - 0.31 0.67 0.02 - 0.02 0.02 0.83 0.13 -

8 Okr. pos. Severomuisk (República de Buriatia), 1998 45 10.68 ± 0.210 0.11 0.09 0.27 0.40 0.13 - 0.36 0.02 0.56 0.07 -

Nota: Las muestras se ordenan según sus características fenotípicas espaciales.

Fig. 1. Diferencias fenotípicas en el color del protórax (a) y mesotórax (b) en la hormiga forestal peluda F. lugubris Zett. en la región de Baikal. Las muestras se ordenan según sus características fenotípicas espaciales.

Por lo tanto, tres grupos de poblaciones de una hormiga de bosque peludo se distinguen en el territorio estudiado, fenotípicamente diferentes entre sí en el conjunto y las frecuencias de las variantes dominantes de protórax. En este caso, las hormigas del grupo central resultan ser notablemente más ligeras que las hormigas de los grupos occidentales y orientales. Si en el mapa de la región la designación del protórax dominante en las muestras se indica con signos convencionales, entonces la imagen se aclarará. En este caso

Noticias de la Universidad Estatal de Irkutsk 2016. V. 15. Serie “Biología. Ecología ". S. 47-54

Cabe señalar que el grupo central de poblaciones se distribuye tanto en la región Pre-Baikal como en Transbaikalia.

Los límites entre estos grupos de poblaciones están marcados por un cambio en las opciones de color dominantes. Es de destacar que la frontera entre estos grupos de poblaciones está bastante bien definida: a veces el cambio en las variantes de color dominantes se produce a una distancia de solo varias decenas de kilómetros (la distancia entre el pueblo de Baikalskoye y la ciudad de Severobaikalsk donde se observa este cambio de variaciones es de 42 km). Esto también es consistente con los resultados obtenidos para otras especies de hormigas.

Fig. 2. Variabilidad del color del protórax y diferenciación fenotípica de la hormiga forestal peluda E. 1i ^ bn $ en la región de Baikal. Los signos convencionales muestran las opciones de color predominantes en las muestras. Los números de puntos de recolección corresponden a los datos en la tabla.

También se observa cierta diferenciación fenotípica en el color del pecho medio. En la mayoría de las muestras, prevalece absolutamente la variante Mn 3. Sin embargo, en el grupo occidental de poblaciones su frecuencia es de aproximadamente el 50%, y la frecuencia de la segunda variante más importante de Mn 4 alcanza el 40% (Fig. 1, b). En el grupo central de poblaciones, la frecuencia de la variante Mn 3 dominante es notablemente más alta, aproximadamente 70-80%, y la frecuencia de la variante Mn 4 disminuye. Cabe señalar que, según el color del cofre medio, las hormigas de las proximidades de Severobaikalsk tienen más probabilidades de pertenecer al grupo central de poblaciones. Hormigas de los alrededores del pueblo. Severomuisk (grupo oriental de poblaciones) difiere de las hormigas del grupo central en la frecuencia reducida de la variante Mn 3. y la frecuencia aumentada de la variante ligera Mn 1. Una muestra de hormigas de la vecindad de s. Gutai, en el que la versión ligera de Mn 1 es dominante, pero esto puede deberse al hecho de que en esta muestra las hormigas son las más grandes y, en consecuencia, de color claro (ver tabla, Fig. 1, b).

Debe enfatizarse que la coloración del mesotórax revela casi los mismos bordes de los grupos fenotípicos que la coloración del protórax. Algunas de las diferencias señaladas anteriormente pueden estar asociadas con efectos fronterizos inexplorados hasta ahora similares a los que descubrimos previamente en otras especies de hormigas rojas del bosque.

Por lo tanto, en la región de Baikal, una hormiga forestal peluda exhibe una diferenciación fenotípica distinta. Se distinguen al menos tres grandes grupos de poblaciones, que difieren bien en el color del tórax anterior y medio. Cabe señalar especialmente que esta imagen de diferenciación fenotípica es casi similar a la que encontramos en la hormiga forestal del norte F. aquilonia Yarr. . Sorprende el hecho de que los límites de las poblaciones reveladas de estas dos especies prácticamente coinciden. Anteriormente, descubrimos un hecho similar de coincidencia de los límites de la población en varias especies de hormigas de formica. str. en los Urales medios 4, 5, sin embargo, en este caso, la escala de la imagen es mucho mayor. Podemos suponer la presencia de algunos factores ambientales que afectan a estas dos especies de hormigas de manera similar y determinar el patrón de diferenciación fenotípica que observamos. Estas pueden ser barreras físicas que impiden la dispersión de hormigas y el flujo de genes entre grupos de poblaciones.

También es posible que la imagen que estamos observando sea el resultado del reasentamiento de estas dos especies de tres refugios glaciales locales diferentes, cuya ubicación aún no se ha establecido 11, 12, etc. La imagen de la variabilidad de las hormigas en esta área puede ser muy complicada, y podemos esperar que estudios adicionales nos permitirán identificar cualquier tendencia en la variabilidad correspondiente a los caminos probables de asentamiento postglacial de las especies 6–8, y determinar con mayor precisión la localización de los refugios.

Los autores agradecen sinceramente a P. Yu. Gorbunov,

B. L. Semerikov y V. N. Olshvang, quienes amablemente proporcionaron colecciones de hormigas para su análisis. Este trabajo fue parcialmente apoyado por el programa de desarrollo para las principales escuelas científicas (proyecto NSh-5325.2012.4).

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Variabilidad del color y diferenciación fenotípica

de la hormiga de madera peluda Formica lugubris Zetterstedt, 1838

(Hymenoptera, Formicidae) en la región de Baikal

I. A. Antonov1, A. V. Gilev2

'Instituto Siberiano de Fisiología y Bioquímica Vegetal SB RAS, Irkutsk 2 Instituto de Ecología Vegetal y Animal UB RAS, Ekaterinburg

Resumen Los resultados del estudio de la variabilidad de Formica lugubris Zett. en la región de Baikal se mostraron. Encontramos una diferenciación fenotípica de poblaciones de hormigas. Hay tres grupos de poblaciones de hormigas que difieren en los patrones de color. El morph Pn 4 más oscuro prevalece en los grupos occidentales y orientales y el morph Pn 3 más brillante prevalece en el grupo central. Es posible que estos tres grupos de poblaciones de hormigas colonizaran esta región de diferentes refugios posglaciales locales. Anteriormente, se ha descubierto un patrón similar de variabilidad para Formica aquilonia Yarr. en la región de Baikal.

Palabras clave: hormigas de madera roja, variabilidad, diferenciación fenotípica, región de Baikal.

Antonov Igor Alekseevich Candidato de Ciencias Biológicas, Investigador Instituto Siberiano de Fisiología y Bioquímica Vegetal SB RAS 664033, Irkutsk, ul. Lermontov, 132 tel. (3952) 42-45-95 correo electrónico: [email protected]

Gilev Aleksey Valerievich Doctor en Ciencias Biológicas, Investigador Principal del Instituto de Ecología Vegetal y Animal, Rama Ural de la Academia de Ciencias de Rusia 8 de marzo de 202 tel. (343) 210-38-58 correo electrónico: [email protected]

Antonov Igor Alekseevich Candidato de Ciencias (Biología), Investigador Científico

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