| Description: |
Актуальность изучения землероек на Урале определяется тем, что в пределах Уральского региона они остаются одной из недостаточно изученных групп млекопитающих (Большаков, Васильев, Шарова, 1996). Кроме того, работ по влиянию радиационного загрязнения на эту группу мелких млекопитающих не так много. Интересным аспектом экологических исследований является изучение морфологической изменчивости животных при воздействии на них различных антропогенных факторов среды. Объектом исследования является обыкновенная бурозубка (Sorex araneus Linnaeus, 1758), обитающая в зоне воздействия Восточно-Уральского радиоактивного следа (ВУРСа) в Челябинской области. ВУРС образовался в результате аварии на ПО «Маяк» в 1957 г., и его территория – это уникальный полигон для биологических и экологических исследований при изучении состояния и путей адаптации живых организмов к воздействию радиации (Позолотина и др., 2008). Цель работы: изучение и выявление закономерностей морфологической изменчивости формы нижней челюсти обыкновенной бурозубки (Sorex araneus), обитающей на радиационно-загрязненной территории и контрольной площадке, с помощью методов геометрической морфометрии. Импактный участок «Лежневка» расположен в головной части следа в 6 км от эпицентра аварии. Основным загрязнителем почвы на этой территории является 90Sr (остеотропный элемент, замещающий кальций в костной ткани). Контрольный участок находится в 10 км от центральной оси следа, в 2 км к северо-востоку от поселка «Метлино». Для изучения морфологической изменчивости Sorex araneus применен современный высокоточный метод геометрической морфометрии, позволяющий описать размеры и форму объектов независимо (Павлинов, Микешина, 2002; Zelditch, 2004; Васильев, Васильева, Шкурихин, 2018). В исследовании использованы нижние челюсти, имеющие прямое отношение к пищедобыванию, и подходящие для 2D-морфометрии. Всего изучено 250 экземпляров за 2003, 2005, 2006, 2008, 2009, 2010 года. Выборки сформированы из животных, отловленных в период их наибольшей (2003–2006) и средней (2008–2010) численности. Данные о динамике численности обыкновенной бурозубки опубликованы ранее (Коноплина, Городилова, 2023). Правые половинки нижней челюсти в лингвальной проекции оцифровывали через планшетный сканер Epson Perfection V37 с разрешением 2400 dpi. На изображениях размещали 22 метки (рис. 2Б), описывающие форму челюсти, с помощью экранного дигитайзера TPSDig2 (Rohlf, 2001). Вся обработка данных (определение центроидного размера, обобщенный Прокрустов анализ, канонический и дисперсионный анализ прокрустовых координат) произведена в программах MS Excel 2003, Past 2.17с, MorphoJ и Statistica 8.0. В первую очередь были рассмотрены размеры челюстей обыкновенных бурозубок с импактной и контрольной территории, а именно сравнение центроидного размера, который косвенно отражает общий размер животных. По результатам t-теста Сьюдента для каждого года выявлено, что фактор пола не влияет на размер челюсти. Объединив весь материал в 4 выборки: самцы и самки на ВУРСе и контроле, провели тест Тьюки и двухфакторный дисперсионный анализ с учетом факторов «Локалитет», «Пол» и их взаимодействия. Достоверных различий между группами не обнаружено. Изменения формы нижней челюсти оценивали с помощью многомерных статистических методов. Дискриминантный анализ показал различия по форме нижней челюсти у самцов и самок, но с низким уровнем различий (расстояния Махаланобиса – 1.2024, p=0.0026). По результатам канонического анализа прокрустовых координат для выборок с учетом года (рис. 1) видно, что в пространстве первых двух канонических осей в период высокой численности 2003–2006 гг. размах изменчивости значительно больше, чем период умеренной численности бурозубок. Выборки 2008–2010 гг. компактно расположены в верхнем левом углу пространства канонических переменных. Также достаточно четко различаются выборки по локалитету, однако в разные годы наблюдаются разнонаправленные сдвиги изменений от контроля к импактному участку. В пространстве 2 и 3 осей также наблюдается расхождение периодов численности, и еще видна некоторая хронологическая закономерность вдоль CV2. Корреляционный ранговый анализ Спирмена достоверно подтверждает высокую связь координат вдоль первых трех переменных с факторами территории (контроль, импакт), года и фазы численности. На рисунке 2А представлены результаты анализа с импактного и контрольного участков, объединенным по годам, но с учетом пола. На первую каноническую ось приходится 54.52% дисперсии и вдоль нее прослеживается явное различие выборок ВУРСа и контроля, а вдоль 2 оси (28.97 %) видно расхождение выборок самцов и самок. Все эти различия достоверно подтверждаются непараметрическим двухфакторным дисперсионным анализом с учетом факторов «Локалитет», «Пол» и их взаимодействия. Термокарты на графике интенсивным синим цветом маркируют сжатие участка изображения, а красным – расширение. Основные изменения формы касаются отростков челюсти (венечного, сочленовного и углового) и формы резца. Также визуально хорошо заметно изменение угла между венечным отростком и зубной костью. В итоге при описании морфологической изменчивости нижней челюсти обыкновенной бурозубки не выявлены размерные различия, но показаны различия по форме между контрольной и импактной площадками. Отмечен половой диморфизм по форме нижней челюсти. Большой вклад в морфологическую изменчивость вносит период отлова, точнее уровень численности. Различия формы нижней челюсти между выборками с ВУРСа и контрольного участка в большей степени проявляются на отростках восходящей ветви и на резце, а также в изменении угла между венечным отростком и зубной костью. Вероятно, это связано с особенностями диеты на загрязненной территории. Однако отделить фактор воздействия радиации от биотопических условий на данный момент затруднительно. Требуются дальнейшие исследования с применением дополнительных данных и методов. |