Материалы и методы исследования

Земноводные (амфибии) — довольно удобные группы позвоночных для наблюдения и изучения студентами — биологами в рамках сезонной и летней полевых практик. Это древнейшая группа наземных позвоночных животных, весьма широко распространенна и в тоже время недостаточно изучена. Велика и разнообразна роль этих животных в экосистемах и жизни человека. Они поедают большое количество различных беспозвоночных, в том числе и так называемых «вредителей», сами служат пищей для многих птиц и зверей. В последнее время многие виды амфибий используются в качестве биоиндикаторов состояния экосистем при проведении экологического мониторинга. При этом специалисты проводят сравнительное изучение популяций, обитающих на территориях с различной степенью антропогенного воздействия. Результаты подобных исследований позволяют оценить возможное влияние окружающей среды на здоровье самого человека. Однако для принятия конкретных мер по их охране необходимы точные данные о встречаемости и состоянии отдельных популяций. Поэтому любые сведения о распространении, численности и особенностях биологии этих животных представляют большой интерес для специалистов. Для сбора, обобщения и анализа статистических данных используются несколько специальных методов учета:

• 1. Маршрутные методы учета;
• 2. Стационарные методы учета.

Маршрутные методы учета.

Довольно полную информацию можно получить в результате проведения маршрутных учетов. При этом для получения сопоставимых данных следует руководствоваться следующими правилами:

1. Учет проводится на лентах, ширина которых для одного человека равна 1 м на сильно заросших травой участках и в ночное время и 2 м на открытых местах днем. Важно строго соблюдать выбранную ширину учетной полосы, а не стараться сосчитать как можно больше животных.

Длина маршрута — от нескольких десятков метров (по берегам небольших водоемов) до нескольких километров. При учете земноводных длина маршрута может составлять 1−2 км.

• 2. Каждый маршрут (или отдельные его части) должен проходить в пределах одной стации.
• 3. При учете необходимо иметь в виду суточные изменения активности животных. Для жаб, чесночниц, тритонов и наземных лягушек учеты следует проводить в темное время суток с фонарем, дневные виды учитываются в светлое время. На каждый маршрут или его участок, проходящий по одной стации, заполняется отдельная карточка маршрута.

К карточке маршрута необходимо приложить таблицу с результатами наблюдений на маршруте (табл. 1).

Таблица 1 Пример заполнения таблицы с результатами маршрутного учета амфибий.

Маршруты по берегам водоемов и по дорогам имеют свою специфику.

Некоторые виды земноводных все теплое время года живут на мелководных участках водоемов. Для их учета маршрут закладывается по береговой линии водоема. В учетной карточке следует отдельно отмечать:

• 1) ширину полосы на берегу, в которой учитываются все виды;
• 2) ширину полосы мелководья, на которой встречаются земноводные;
• 3) ширину учетной полосы водного зеркала.

Это необходимо, поскольку при большой ширине мелководья трудно определить вид и сосчитать количество животных, сидящих на расстоянии нескольких метров от берега.

Дороги и тропы амфибии используют в темное время суток. Поэтому, если маршрут проходит по дороге, независимо от того, какие стации она пересекает, учет численности может дать завышенный результат. Для получения достоверных данных часть маршрутов желательно закладывать не по дорогам. Но дорожные маршруты тоже необходимы, так как они повышают вероятность обнаружить малочисленные и редкие виды. Кроме того, интересно сравнить результаты учетов, полученные в одних и тех же стациях на маршрутах, заложенных как по дорогам, так и вне их. Учет на одном и том же маршруте для получения более точных данных можно проводить многократно.

Стационарные методы учета.

1. Учеты с помощью ловчих траншей или заборчиков Маршрутный метод учета менее пригоден для скрытно живущих видов (тритоны, чесночницы). Для их учета могут применяться ловчие траншеи (заборчики) длиной 15−50 м и глубиной (высотой) 15−20 см. На дне траншей вкапываются ловчие металлические цилиндры (ведра), где и скапливаются пойманные животные. Этот метод весьма эффективен при длительных стационарных исследованиях, например в условиях любого лагеря. Однако он весьма трудоемок и не рекомендуется при краткосрочных исследованиях.

2. Учеты на пробных площадках.

Земноводных можно также учитывать на пробных площадках. Метод пробных площадок используют, если в работе участвуют много (5 и более) учетчиков в местах с высокой плотностью амфибий. Площадь — от 100 (10Ч10 м) в стациях с высокой травой до 2500 (50Ч50 м) в хорошо просматриваемых стациях. Площадка не обязательно должна быть квадратной, она может быть и прямоугольной. Ее углы маркируют (колышками, флажками и т. д.), границы могут быть обозначены натянутыми веревками или вбитыми колышками. Маркировку границ желательно проводить не менее чем за 6 — 8 часов до начала учета.

Группа учетчиков выстраивается в цепь вдоль одной из сторон площадки так, чтобы между соседними учетчиками не оставалось не просматриваемой территории. Медленно двигаясь к противоположной стороне, группа собирает всех встреченных амфибий. Особенно внимательно осматриваются возможные убежища. При этом переворачиваемые куски коры, небольшие бревнышки и тому подобное после осмотра возвращаются в исходное положение. После определения вида и измерения всех амфибий следует выпустить на площадку.

Для получения более точных данных учет на одной площадке желательно повторить 2−4 раза с интервалами в несколько дней.

К карточке учетной площадки необходимо приложить данные о встреченных на площадке животных по образцу (см. табл. 1).

Особенности проведения учетов земноводных в период их размножения Все амфибии размножаются в водоемах, разные виды — в разное время.

Сезон размножения начинается во время освобождения водоемов ото льда и заканчивается в разгар лета. Поэтому учеты численности размножающихся амфибий следует проводить на одних и тех же водоемах неоднократно (желательно с интервалами в 2 — 5 дней). В зависимости от размера и типа на небольших мелководных водоемах производится полный пересчет всех размножающихся животных и по возможности кладок. На мелководных водоемах с большой площадью, используемой амфибиями, учет ведется на пробных площадках, данные с которых впоследствии пересчитываются на всю площадь водоема. На крупных глубоких водоемах, где земноводными используется узкая прибрежная полоса, закладывается маршрут по береговой линии. При этом считывается число размножающихся животных, приходящихся на единицу длины береговой линии.

Амфибии в момент появления наблюдателя пугаются, замолкают и ныряют. Поэтому для определения точного их числа надо постоять неподвижно на берегу водоема несколько минут, после чего пересчитать животных на просматриваемом участке. Размер пробной площадки может составлять десятки (без применения оптики) и сотни (при использовании бинокля) квадратных метров. Хвостатых земноводных, которые не издают звуков и могут довольно долго не появляться на поверхности воды, учесть значительно труднее. В мелководных водоемах с прозрачной водой их можно пересчитать, внимательно просматривая толщу воды и поверхность дна.

К карточке учета необходимо приложить данные о встреченных во время учета, размножающихся амфибиях по следующей форме (табл. 2).

При учетах по возможности следует считать количество вновь появившихся кладок после предыдущего просмотра (указывать в графе «Примечание») [3;4].

Карточка учета размножающихся амфибий.
Дата.	Время учета.	Тип водоема и его название.	Площадь водоема,.	Погода.
Начало.	Конец.	tє, єС.	Свет.	Влажность.	Ветер
Место учета (административный район, ближайшие населенные пункты).
Стация.
Дополнения.
ФИО наблюдателя, адрес, телефон.

Таблица 2 Пример заполнения таблицы с результатами учета амфибий в период размножения.

Основные морфологические показатели Для количественной объективной характеристики видов бесхвостых земноводных принята система промеров, включающая 15 показателей.

• 1. Длина тела — longitudo corporis (L.) — расстояние от кончика морды до центра клоакального отверстия (животное положить брюхом на ровную поверхность, придавливая пальцем в области крестца).
• 2. Длина головы — longitudo capitis (L. с.) — расстояние от кончика морды до края большого затылочного отверстия (прощупать через кожу).
• 3. Ширина головы — latitude capitis (Lt. с.) — максимальная ширина головы у основании нижних челюстей.
• 4. Длина морды — distantia rostri oculi (D.r.o.) — расстояние от кончика морды до переднего края глаза.
• 5. Ширина морды — spatium canthi rostralis (Sp.c.r.) — расстояние между внутренними краями темных носовых полосок у переднего края глаза.
• 6. Расстояние ноздри — глаза — distantia naris oculi (D.n.o.) — расстояние от ноздри до переднего края глаза.
• 7. Длина глаза — longitudo oculi [I.л-., i — наибольшая длина глазной щели. 8. Ширина века — latitudo palpebrae (Lt.p.) — наибольшая ширина верхнего века.
• 9. Промежуток между веками — spatium palpebralis (Sp.p.) — наименьшее расстояние между внутренними краями верхних век.
• 10. Промежуток между ноздрями — spatium naris (Sp.n.) — расстояние между ноздрями.
• 11. Длина барабанной перепонки — longitudo tympani (I., tym.) — наибольшая длина барабанной перепонки.
• 12. Длина бедра — longitudo femoris (F.) — длина бедра от клоакального отверстия до наружного края сочленения (мерить на согнутой конечности). 13. Длина голени — longitudo tibiae (Т.) — длина голени (мерить на согнутой конечности).
• 14. Первый палец — digitus primus (D. p.) — длина первого пальца задней конечности от дистального основания внутреннего пяточного бугра до конца пальца.
• 15. Внутренний бугор — callus int. (С. int.) — наибольшая длина внутреннего пяточного бугра всего основания.

В лабораторных условиях всех пойманных лягушек измеряют и, по возможности, взвешивают. В принципе, при отсутствии весов или времени можно ограничиться измерениями — этого достаточно для определения возрастных классов лягушек. Взвешивание является альтернативным способом выявления возраста лягушек, но эти данные могут дать дополнительную полезную информацию о состоянии популяции лягушек. Другими словами, если есть лабораторные весы и время — можно проводить взвешивание, если нет — ограничиться измерениями размера.

Измерения проводят по классической для амфибий схеме — линейкой или штангенциркулем измеряют длину тела каждой лягушки — от кончика морды до клоакального отверстия.

Измерения проводят по брюшной стороне тела. Проще всего измерять живых лягушек, держа их в руке брюшком вверх. При переворачивании на спину они, как правило, успокаиваются и дают себя измерить.

Измерения удобно проводить вдвоем: один измеряет, другой записывает.

Для характеристики отдельных видов бесхвостых земноводных использование абсолютных размеров не является целесообразным, как для птиц и млекопитающих. Это связано с тем, что лягушки совсем не имеют «предельных размеров», а растут постоянно. Поэтому для снятия влияния абсолютной величины тела были введены относительные величины, или индексы. В настоящее время используют шесть индексов:

; ;;; ;

индекс для видов имеющих носовые полоски.

Для определения видов лягушек фауны бывшего СССР существует специальная таблица. Она составлена по так называемой шведской системе, при которой все изложение разбито на пронумерованные тезы и антитезы. Рядом с номером тезы в скобках указан номер соответствующей антитезы. Если признаки, перечисленные в тезе, соответствуют таковым у определенного объекта, то можно переходить к следующей по порядку тезе. В противном случае следует обратиться к антитезе, номер которой указан в скобках, и двигаться в такой же последовательности дальше. Определение продолжается до тех пор, пока после очередной подходящей тезы или антитезы мы не находим название необходимого таксона [7;8].

Для изучения возрастного состава популяции используют графический метод. На оси абсцисс откладывают длину тела добытых животных, а на оси ординат — число пойманных экземпляров той или иной длины. В результате на кривой вырисовываются несколько пиков, указывающих длину тела земноводного, которая принимается за среднюю для определённого возраста. Самый левый (первый) пик соответствует среднему размеру вида в первый год жизни; самый правый (последний) — среднему размеру самых старых, половозрелых особей. Число полученных пиков свидетельствует о продолжительности жизни, поскольку у земноводных с возрастом рост не прекращается. Указанных возрастов достигают, понятно, не все особи.

По соотношению возрастных групп в популяции можно судить о величине смертности в разные годы жизни.

Достоверность такого метода относительна, поскольку графическим способом мы не можем точно отделить одну возрастную группу от другой. Кроме того, рост земноводных с возрастом сильно замедляется, и в последнюю возрастную группу могут попадать особи более старших возрастов, в небольшом числе встречающиеся в природе. Наконец, мы допускаем, что отлавливаем различные возрастные группы в количестве, пропорциональном к существующим в природе. Всё же этот метод позволяет составить некоторое представление о том, как идёт смертность по возрастам у разных видов земноводных. В годовалом возрасте гибель снижается, резко увеличиваясь вновь при достижении половой зрелости, что у разных видов происходит в различном возрасте. В этот период после первого размножения (видимо, в основном при зимовках) взрослые, как правило, отмирают, т. е. популяция практически обновляется [3].

Глава 4. Собственные исследования В период летней учебно-полевой практики, которая проходила в июле 2012 года в окрестностях п. Чернолучье, на пойменном лугу старицы р. Иртыш были проведены индивидуальные исследования по изучению видового состава земноводных района практики, выявлению возрастных групп и суточной активности лягушки остромордой. Для этого мы выбрали высокотравный луг в правобережной части поймы площадью 2500.

. На лугу находился заболоченный водоем 900. Площадь выбранной территории для подробного изучения составила 300, границы проходили с одной стороны по прибрежной зоне водоема, с другой захватывали луг и участок дороги.

Материалами работы послужили данные полевых исследований на территории Омской области в правобережной части поймы р. Иртыша у п. Чернолучье.

Для проведения исследований были использованы следующие методы:

• 1. Метод пробных площадок;
• 2. Сбор биологического материала;
• 3. Обобщение и анализ статистических данных.

Для изучения возрастного состава лягушки остромордой была использована методика, предложенная около полувека назад Банниковым А. Г и Денисовой М. Н [1956г]. Для этого используется графический метод, в соответствии с которым отлавливается большое количество лягушек и измеряется длина их тела. Отлов и измерения проводили регулярно, пользуясь при этом сачками, ведром с крышкой для временного содержания, и линейкой. Учет проводили в разное время суток, сразу выявляя суточную активность изучаемого вида. Отлавливая лягушек, помечали их, привязывая к лапке, выше голени, нитку, что позволило подсчитать количество особей без повторов. При этом были сняты следующие морфометрические показатели особей:

• — длина тела
• — длина бедра
• -длина голени
• -длина стопы

После проведения измерений все особи были отпущены на изучаемый биотоп.

Всего за время проведения исследования было проведено 7 экскурсий, в разное время суток: 8:00, 10:00, 16:00, 20:00, 22:00.

В результате проведенного исследования было отловлено 68 особей лягушки остромордой. Также были отловлены и изучены головастики остромордой лягушки на разных стадиях развития. У лягушек различают 7 стадий индивидуального развития:

• 1. Икра;
• 2. Только выклюнувшийся из икры головастик;
• 3. Появление присоски;
• 4. Исчезновение наружных жабр;
• 5. Появление задних ног;
• 6. Появление передних ног;
• 7. Выход на сушу, замена жаберного дыхания на легочное.

Изученные нами головастики попадают в интервал между 4 и 6 стадией включительно. Проанализировав морфологические показания, мы пришли к выводу, что возраст головастиков составляет от 18 до 24 дней. Результаты представлены в таблице 3.

Проанализировав, полученные экспериментальные данные обо всех отловленных особях и изучив снятые морфометрические показатели, распределили всех особей по возрастным группам (табл. 4), а так же выразили графически полученное распределение.

Таблица 3 Морфометрические показатели головастиков лягушки остромордой.

Возраст, сут.	Кол-во особей.	Масса тела, мг.	Длина тела, см.
			2,2.
			3,0.
			3,3.
			4,0.

Таблица 4 Морфометрические показатели остромордой лягушки.

Возраст.	Кол-во особей.	L тела,, см.	L бедра,, см.	L голени,, см.	L стопы,, см.
Всего.

На оси абсцисс графика откладывается длина тела, на оси ординат — количество лягушек той или иной длины. В результате получается кривая, пики которой показывают основные возрастные группы (рис. 1).

На основании полученных результатов было установлено, что в выборке присутствуют особи 6 возрастных групп от 0+ до 5+ лет включительно.

Рис. 1 Возрастной состав популяции остромордой лягушки

При этом сеголетки составляют 3% из общего объема выборки. Далее происходит увеличение доли особей следующих возрастных групп:

• — Однолетки 4%
• — Двухлетки 16%
• — Трехлетки 31%
• — Четырехлетки 40%
• — Пятилетки 6%

Важно учесть, что с возрастом происходит видимое изменение линейных параметров у лягушки остромордой. Наибольший прирост длины и массы тела наиболее интенсивно происходит на первом — втором и четвертом — пятом году жизни. В течение третьего года прирост оказывается не таким заметным из-за начала участия животных в процессе размножения и значительных затрат энергии (рис. 2).

При изучении суточной активности представителей данного вида, выяснили, что особи наиболее активны в определенные периоды времени с 6:00 до 11:00 и с 20:00 до 23:00. Это объясняется тем, что остромордая лягушка выходит на охоту вечером и рано утром, и в эти часы активно кормится.

Рис. 2 Изменение линейных параметров в зависимости от возраста у лягушки остромордой

Так как основу питания лягушек составляют насекомые, активность которых, зависит от влажности и температуры, то и суточная активность лягушек напрямую зависит от интенсивности питания (рис. 3).

Рис. 3 Зависимость суточной активности лягушки остромордой от влажности и температуры

Выводы В результате проведенного исследования были выявлены возрастные группы лягушки остромордой, получены необходимые морфометрические данные лягушек остромордых из определенного биотопа, изучена суточная активность данного вида. После того как все данные были собраны, проанализированы и систематизированы, были составлены следующие выводы:

• 1. Все изученные особи выбранного биотопа принадлежат к шести возрастным группам от 0+до 5+ включительно.
• 2. Наиболее многочисленны особи в возрасте четырех лет, в количестве 27 особей.
• 3. Увеличение линейных параметров с возрастом происходит за счет увеличения длины тела, бедра, голени, стопы. Наибольший прирост происходит на первом — втором и четвертом — пятом году жизни, и может составлять от 3 до 15 мм.
• 4. Наибольшая суточная активность у лягушки остромордой наблюдается в утренние часы с 6:00 до 11:00 и в вечерние с 20:00 до 23:00, так как в это время наиболее благоприятные погодные и кормовые условия. Наименьшая суточная активность наблюдается в дневные часы, с высокой температурой и низкой влажностью. Максимальное количество наблюдаемых особей составило 23, минимальное — 7.