Учредитель: Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова

Адрес редакции: 163002, Архангельская обл., г. Архангельск, наб. Северной Двины, д. 17, каб. 1410а

Тел: (818-2) 21-61-00(15-33)
e-mail: l.zhgileva@narfu.ru
Сайт: http://aer.narfu.ru/

16+

О журнале

Моделирование ареала и анализ вклада факторов в климатическую нишу Parnassius mnemosyne L.1758 (Lepidoptera: Papilionidae). С. 56–67.

Версия для печати

Рубрика: Биология

УДК

574.22+574.91

Сведения об авторах

Болотов Иван Николаевич, доктор биологических наук, заместитель директора по научным вопросам Института экологических проблем Севера Уральского отделения РАН (г. Архангельск). Автор более 100 научных публикаций, в т. ч. 8 монографий (в соавт.) 
  
Фролов Артём Андреевич, аспирант Института экологических проблем Севера Уральского отделения РАН (г. Архангельск). Автор 6 научных публикаций

Аннотация

Методами геоинформационного моделирования уточнены границы ареала бабочки черный аполлон, или мнемозина (Parnassius mnemosyne Linnaeus 1758), занесенной в Красную книгу. Определено, в какой степени территории, входящие в этот ареал, подходят для обитания вида по климатическим параметрам. По данным о 3130 точках наблюдения и отловов, полученным из Российского музея центров биоразнообразия Института экологических проблем Севера Уральского отделения РАН, публикаций и базы данных глобального фонда биоразнообразия GBIF и 19 биоклиматическим параметрам из открытой базы «WorldClim» с помощью метода максимальной энтропии выполнен многомерный анализ климатической ниши, выделены факторы, оказывающие наибольшее влияние на современное распространение мнемозины. Главными климатическими факторами, влияющими на распространение P. mnemosyne на всей территории ареала вида, являются следующие факторы среды в совокупности: годовая сумма осадков (положительная зависимость, 50,7 % вклада в модель), минимальная температура самого холодного месяца (отрицательная зависимость, 19,7 % вклада), средняя годовая температура (положительная зависимость, 12,5 % вклада). При этом следует учитывать, что изученные климатические факторы определяют ареал вида как напрямую, так и через кормовую базу (растения разных видов рода Corydalis DC, 1805, необходимые для питания олиготрофных гусениц мнемозины). Проведено прогнозирование возможного изменения ареала по разным сценариям изменения климата для середины и второй половины XXI века. Согласно полученным прогнозам, территория подходящих местообитаний и климатических оптимумов в течение века может сместиться на северо-восток относительно современного ареала бабочки, при этом ожидается увеличение пригодных площадей на территории центральной и северо-западной России и уменьшение в некоторых точках современных климатических оптимумов в центральной и южной Европе.

Ключевые слова

Parnassius mnemosyne, геоинформационные системы, метод максимальной энтропии, булавоусые чешуекрылые, подходящие местообитания.
Скачать статью (pdf, 6.2MB )

Список литературы

  1. Goldmann J. Der Fang von Parnassius mnemosyne verboten! // Int. Entomol. Zeitschrift. 1911. № 5. 234 с. 
  2. Татаринов А.Г., Долгин М.М. Фауна европейского Северо-Востока России. Булавоусые чешуекрылые. СПб., 1999. Т. VII, ч. 1. 
  3. Полумордвинов О.А., Шибаев С.В. Материалы к распространению, экологии и биологии парусника мнемозины Driopa mnemosyne (Linnaeus, 1758) (Lepidoptera: Papilionidae) на территории Пензенской области // Изв. Пенз. гос. пед. ун-та им. В.Г. Белинского. 2007. Т. 3, № 7. С. 308–313. 
  4. Bolotov I.N., Gofarov M.Y., Rykov A.M., Frolov A.A., Kogut Y.E. Northern Boundary of the Range of the Clouded Apollo Butterfly Parnassius mnemosyne (L .) (Papilionidae): Climate Influence or Degradation of Larval Host Plants? // Nota Lepidopterol. 2012. Т. 36, № 1. С. 19–33. 
  5. Рыков А.М. Современное распространение мнемозины (Driopa mnemosyne) в Архангельской области // Проблемы изучения и охраны животного мира на Севере: материалы докл. Всерос. науч. конф. с междунар. участием. Сыктывкар, Республика Коми, Россия, 16–20 ноября 2009 г. Сыктывкар, 2009. С. 370–373.
  6. Phillips S.J., Anderson R.P., Schapire R.E. Maximum Entropy Modeling of Species Geographic Distributions // Ecol. Modell. 2006. Т. 190, № 3-4. С. 231–259. 
  7. Thuiller W., Lafourcade B., Engler R., Araújo M.B. BIOMOD – a Platform for Ensemble Forecasting of Species Distributions // Ecography (Cop.). 2009. Т. 32, № 3. C. 369–373. 
  8. Soberón J., Nakamura M. Niches and Distributional Areas: Concepts, Methods, and Assumptions // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2009. Т. 106. Suppl. P. 19 644–19 650. 
  9. Wiens J.J., Graham C.H., Moen D.S., Smith S.A., Reeder T.W. Evolutionary and Ecological Causes of the Latitudinal Diversity Gradient in Hylid Frogs: Treefrog Trees Unearth the Roots of High Tropical Diversity // Am. Nat. 2006. Т. 168, № 5. C. 579–596. 
  10. Svenning J.C., Fitzpatrick M.C., Normand S., Graham C.H., Pearman P.B., Iverson L.R., Skov F. Geography, Topography, and History Affect Realized-to-Potential tree Species Richness Patterns in Europe // Ecography (Cop.). 2010. Т. 33, № 6. C. 1070–1080. 
  11. Nogués-Bravo D., Rodríguez J., Hortal J., Batra P., Araújo M.B. Climate Change, Humans, and the Extinction of the Woolly Mammoth // PLoS Biol. 2008. Т. 6, № 4. P. 685–692. 
  12. Hugall A., Moritz C., Moussalli A., Stanisic J. Reconciling Paleodistribution Models and Comparative Phylogeography in the Wet Tropics Rainforest Land Snail Gnarosophia bellendenkerensis (Brazier 1875) // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2002. Т. 99, № 9. P. 6112–6117. 
  13. Pearman P.B., D’Amen M., Graham C.H., Thuiller W., Zimmermann N.E. Within-Taxon Niche Structure: Niche Conservatism, Divergence and Predicted Effects of Climate Change // Ecography (Cop.). 2010. Т. 33, № 6. P. 990–1003. 
  14. Engler R., Randin C.F., Thuiller W., Dullinger S., Zimmermann N.E., Araújo M.B., Pearman P.B., Le Lay G., Piedallu C., Albert C.H., Choler P., Coldea G., De Lamo X., Dirnböck T., Gégout J.C., Gómez-García D., Grytnes J.A., Heegaard E., Høistad F., Nogués-Bravo D., Normand S., Puşcaş M., Sebastià M.T., Stanisci A., Theurillat J.P., Trivedi M.R., Vittoz P., Guisan A. 21st Century Climate Change Threatens Mountain Flora Unequally Across Europe // Glob. Chang. Biol. 2011. Т. 17, № 7. P. 2330–2341. 
  15. Araújo M.B., Luoto M. The Importance of Biotic Interactions for Modelling Species Distributions Under Climate Change // Glob. Ecol. Biogeogr. 2007. Т. 16, № 6. P. 743–753. 
  16. Settele J., Kudrna O., Harpke A., Kuehn I., van Swaay C., Verovnik R., Warren M., Wiemers M., Hanspach J., Hickler T., Kühn E., van Halder I., Veling K., Vliegenthart A., Wynhoff I., Schweiger O., Kühn I. Climatic Risk Atlas of European Butterflies. Sofia; Moscow, 2008. 
  17. R: A Language and Environment for Statistical Computing. 2014. 
  18. Hijmans R.J., Cameron S.E., Parra J.L., Jones P.G., Jarvis A. Very High Resolution Interpolated Climate Surfaces for Global Land Areas // Int. J. Climatol. 2005. Т. 25, № 15. P. 1965–1978. 
  19. Hijmans R., Guarino L. Computer Tools for Spatial Analysis of Plant Genetic Resources Data: 1. DIVA-GIS // Plant Genet. Resour. 2001. № 127. P. 15–19. 
  20. QGIS Geographic Information System. 2009. 
  21. Etten R.J.H., van Raster J. Geographic Analysis and Modeling With Raster Data. 2012. 
  22. Habel J.C., Schmitt T., Meyer M., Finger A., Rödder D., Assmann T., Zachos F.E. Biogeography Meets Conservation: the Genetic Structure of the Endangered Lycaenid Butterfly Lycaena Helle (Denis & Schiffermüller, 1775) // Biol. J. Linn. Soc. 2010. Т. 101, № 1. P. 155–168. 
  23. Hijmans R.J., Phillips S., Leathwick J., Elithdismo J. Species Distribution Modeling. 2014. 
  24. Austin M. Species Distribution Models and Ecological Theory: A Critical Assessment and Some Possible new Approaches // Ecol. Modell. 2007. Т. 200. P. 1–19. 
  25. Moss R., Babiker M., Brinkman S., Calvo E. Towards New Scenarios for Analysis of Emissions, Climate Change, Impacts, and Response Strategies. 2008. 
  26. Weyant J., Azar C., Kainuma M., Kejun J., Nakicenovic N., Shukla P.R., Yohe G., La Rovere E. Report of 2.6 Versus 2.9 Watts/m2 RCPP Evaluation Panel. Geneva, 2000. 
  27. Weiss J.-C.The Parnassiinae of the World. P. 3. Canterbury, U.K., 1999. 
  28. Gratton P., Konopiński M.K., Sbordoni V. Pleistocene Evolutionary History of the Clouded Apollo (Parnassius mnemosyne): Genetic Signatures of Climate Cycles and a “Time-Dependent” Mitochondrial Substitution Rate // Mol. Ecol. 2008. Т. 17, № 19. P. 4248–4262. 
  29. Симачёва Е.В. Флористический комплекс Пинежского государственного заповедника и его роль в сохранении реликтов Беломорско-Кулойского плато: автореф. дис. … канд. биол. наук. Вильнюс, 1989. 19 с. 
  30. Структура и динамика природных компонентов Пинежского заповедника (северная тайга ЕТР, Архангельская область). Биоразнообразие и георазнообразие в карстовых областях. Архангельск, 2000. 
  31. Bernard R.R., Daraż B.B. Relict Occurrence of East Palaearctic Dragonflies in northern European Russia, With First Records of Coenagrion Glaciale in Europe (Odonata: Coenagrionidae) // Int. J. Odonatol. 2010. Т. 13, № 1. Р. 39–62. 
  32. Мохнаткин А.С., Зезин И.С., Филиппов Б.Ю. Население жужелиц (Coleoptera, Carabidae) различных биоценозов карстового ландшафта юго-восточной части Беломорско-Кулойского плато // Вестн. Сев. (Арктич.) федер. ун-та. Сер.: Естеств. науки. 2010. № 4. 
  33. Болотов И.Н. Многолетние изменения фауны булавоусых чешуекрылых (Lepidoptera, Diurna) северной тайги на западе Русской равнины // Экология. 2004. Т. 35, № 2. С. 141–147. 
  34. Шварцман Ю.Г., Болотов И.Н. Пространственно-временная неоднородность таежного биома в области плейстоценовых материковых оледенений. Екатеринбург, 2008.