Email this article THE FORMATION OF SPRINGTAIL ASSEMBLAGES (HEXAPODA, COLLEMBOLA) ALONG A RETREATING TSEY GLACIER, NORTH OSSETIA – ALANIA
- Authors: Antipova M.D.1, Babenko A.B.1
-
Affiliations:
- Severtsov Institute of Ecology and Evolution, Russian Academy of Sciences
- Issue: Vol 102, No 12 (2023)
- Pages: 1370-1388
- Section: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/0044-5134/article/view/231777
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0044513423120036
- EDN: https://elibrary.ru/GRRFPH
- ID: 231777
Cite item
Open Access
Access granted
Subscription Access
Abstract
Successional changes in springtail communities were studied along a retreating Tsey Glacier at 2336 to 2071 m a.s.l. Springtails were collected from 10 sites of different ages ranging from 1 to 170 years. The sites covered the main stages of surface overgrowth, from a bare ground through a grassy-shrub stage to mixed and then mature pine forests. Springtails appeared already during the first year after the glacier’s retreat and were represented by a species of the genus Desoria, a peculiar inhabitant of bare rocky-sandy soils. During the first 7–14 years of succession, rapid changes in population and species composition repeatedly occurred. Both abundance and species diversity of springtails sharply increased at the grassy-shrub stage (14 years) and reached their maximum at later ones. Starting with this intermediate stage, springtail assemblages were primarily composed of widespread generalists belonging to euedaphic and hemiedaphic life forms. Beginning from this point, the pace of succession gradually slowed down. Approximately 100 years since, springtail communities reached a level of diversity similar to that found in mature mountain forest communities in the region. However, their species composition and structure remained quite distinctive. A comparison with similar foreign studies showed the composition of periglacial springtail communities to exhibit high-level regional specificity.
About the authors
M. D. Antipova
Severtsov Institute of Ecology and Evolution, Russian Academy of Sciences
Author for correspondence.
Email: antimar.2410@gmail.com
Russia, 119071, Moscow
A. B. Babenko
Severtsov Institute of Ecology and Evolution, Russian Academy of Sciences
Author for correspondence.
Email: lsdc@mail.ru
Russia, 119071, Moscow
References
- Бабенко А.Б., 1984. Формирование населения почвообитающих микроартропод на отвалах горной промышленности. Дис. … канд. биол. наук. Москва: ИЭМЭЖ РАН имени А.Н. Северцова. 181 с.
- Бабенко А.Б., 1987. Новые виды коллембол рода Typhogastrura (Collembola, Hypogastruridae) из пещер Советского Союза // Зоологический журнал. Т. 66. № 3. С. 463–472.
- Бабенко А.Б., Пономарев А.В., 2023. Пауки (Аranei) перигляциальных ландшафтов Цейского ущелья (Кавказ, Северная Осетия-Алания) // Зоологический журнал. Т. 102. № 3. С. 251–265.
- Бушуева И.С., Соломина О.Н., 2012. Колебания ледника Кашкаташ в XVII–XXI вв. по картографическим, дендрохронологическим и лихенометрическим данным // Лeд и Снег. Т. 118. № 2. С. 121–130.
- Бушуева И.С., 2013. Колебания ледников на Центральном и Западном Кавказе по картографическим, историческим и биоиндикационным данным за последние 200 лет. Дис. … канд. биол. наук. Москва: Институт географии РАН. 169 с.
- Бушуева И.С., Соломина О.Н., Жомелли В., 2015. История ледника Алибек по данным дистанционного зондирования, биоиндикации, 14С и 10Be датирования // Лeд и Снег. Т. 55. № 3. С. 97–106.
- Добролюбова Т.В., 1987. Структура и динамика населения коллембол горных лесных почв Северо-Западного Кавказа. Дис. … канд. биол. наук. Москва: МПГИ имени В.И. Ленина. 268 с.
- Добролюбова Т.В., 1988. Особенности населения коллембол горных сосновых лесов Теберды // Экология микроартропод лесных почв. Отв. ред. Н.М. Чернова. Москва: Наука. С. 60–65.
- Добролюбова Т.В., 1995. Особенности населения коллембол (Арterygota; Collembola) горных сосновых лесов, расположенных на разной высоте над уровнем моря // Экология. № 2. С. 161–163.
- Кременица А.М., 2002. Микроартроподы пастбища равнинной части Северной Осетии // Проблемы почвенной зоологии. Отв. ред. Б.Р. Стриганова. Москва: Товарищество научных изданий КМК. С. 215–216.
- Кузнецова Н.А., 2007. Многолетняя динамика популяций коллембол в лесной и производной экосистемах // Зоологический журнал. Т. 86. № 1. С. 30–43.
- Кузнецова Н.А., Бокова А.И., Сараева А.К., Швеенкова Ю.Б., 2019. Структура видового разнообразия почвенных ногохвосток (Hexapoda, Collembola) сосновых лесов Кавказа и русской равнины: мультимасштабный подход // Зоологический журнал. Т. 98. № 2. С. 149–162.
- Кучиев И.Т., 1982. Коллемболы высокогорных почв Северной Осетии // Антропогенное воздействие на фауну почв. Москва: МПГИ имени В.И. Ленина. С. 43–45.
- Кучиев И.Т., 1984. Коллемболы высокогорий Северо-Осетинского заповедника // Фауна и экология ногохвосток. Отв. ред. М.С. Гиляров, Н.М. Чернова. Москва: Наука. С. 99–100.
- Кучиев И.Т., 1985. Коллемболы высокогорных лугов Северной Осетии // 9 Международный коллоквиум по почвенной зоологии: Тез. докл. Вильнюс. С. 356.
- Кучиев И.Т., 2006. Аннотированный список коллембол Северо-Осетинского заповедника // Труды Северо-Осетинского государственного природного заповедника. Владикавказ: Перо & кисть. Вып. 1. С. 138–141.
- Макарова О.Л., Бабенко А.Б., Палатов Д.М., 2023. Сукцессии сообществ членистоногих при отступании ледников центрального Кавказа. Первые результаты // Экологическая безопасность и сохранение генетических ресурсов растений и животных. Материалы XIV Всероссийской научной конференции с международным участием (13–18 мая 2023 г.). Т. 1. Владикавказ: Северо-Осетинский государственный университет имени К.Л. Хетагурова. С. 151–157.
- Потапов М.Б., Стебаева С.К., 1990. Виды рода Anurophorus Nicolet, 1842 (Collembola: Isotomidae, Anurophorinae) фауны СССР // Таксономия насекомых и гельминтов. Новосибирск. С. 15–48.
- Сараева А.К., Потапов М.Б., Кузнецова H.А., 2015. Разномасштабное распределение коллембол (Collembola) в однородном напочвенном покрове: сфагновый мох // Зоологический журнал. Т. 94. № 5. С. 517–537.
- Стебаева С.К., 1970. Жизненные формы ногохвосток (Collembola) // Зоологический журнал. Т. 49. № 2. С. 1437–1455.
- Стебаева С.К., Андриевский В.С., 1987. Ногохвостки (Collembola) и панцирные клещи (Oribatei) на буроугольных отвалах Сибири // Зоологический журнал. Т. 76. № 9. С. 1004–1015.
- Antipova M.D., Babenko A.B., 2022. An annotated checklist of the springtails (Hexapoda: Collembola) recorded from the foothill and mountain parts of the Republic of North Ossetia–Alania, North Caucasus, Russia // Russian Entomological Journal. V. 31. № 4. P. 331–345.
- Bretfeld G., 1999. Synopses on Palaearctic Collembola. V. 2. Symphypleona // Abhandlungen und Berichte des Naturkundemuseums, Görlitz. Bd. 71. Hf. 1. 318 S.
- Dunger W., 1968. Die Entwicklung der Bodenfauna auf rekultivierten Kippen und Halden des Braunkohlentagebaues. Ein Beitrag zur Standortsdiagnose // Abhandlungen und Berichte des Naturkundemuseums, Görlitz. Bd. 43. Hf. 1. 256 p.
- Dunger W., Schulz H.J., Zimdars B., Hohberg K., 2004. Changes in collembolan species composition in Eastern German mine sites over fifty years of primary succession // Pedobiologia. V. 48. P. 503–517.
- Ficetola G.F., Marta S., Guerrieri A., Gobbi M., Ambrosini R., et al., 2021. Dynamics of Ecological Communities Following Current Retreat of Glaciers // Annual Review of Ecology, Evolution and Systematics. V. 52. P. 405–426.
- Fjellberg A., 1989. Redescription of Manckeziella psocoides Hammer, 1953 and discussion of its systematic position (Collembola, Mackcnziellidae). In: R. Dallai (Ed.) 3rd International Seminar on Apterygota. Siena. P. 93–105.
- Flø D., Hågvar S., 2013. Aerial dispersal of invertebrates and mosses close to a receding Alpine glacier in Southern Norway // Arctic, Antarctic, and Alpine Research. V. 45. P. 481–490.
- Hågvar S., 2012. Primary succession in glacier forelands: How small animals conquer new land around melting glaciers // International Perspectives on Global Environmental Change. Young S.S., Silvern S.E. (Eds). Intech Open Access Publisher. UK: London. P. 151–172.
- Hågvar S., 2010. Primary Succession of Springtails (Collembola) in a Norwegian Glacier Foreland // Arctic, Antarctic, and Alpine Research. V. 42. P. 422–429.
- Hågvar S., Gobbi M., 2022. The role of arthropods in early colonization near melting glaciers: Contradictions between ecological assumptions and recent study results // Acta Oecologica. V. 114. № 103820. P. 1–5.
- Hågvar S., Gobbi M., Kaufmann R., Ingimarsdóttir M., Caccianiga M. et al., 2020. Ecosystem Birth near Melting Glaciers: A Review on the Pioneer Role of Ground-Dwelling Arthropods // Insects. V. 11. № 644. P. 1–34.
- Hågvar S., Solhøy T., Mong C.E., 2009. Primary Succession of Soil Mites (Acari) in a Norwegian Glacier Foreland, with Emphasis on Oribatid Species // Arctic, Antarctic, and Alpine Research. V. 41. P. 219–227.
- Hammer Ø., Harper D. A.T., Paul D.R., 2001. Past: paleontological statistics software package for education and data analysis // Palaeontologia Electronica. V. 4. № 1. P. 1–9.
- Hawes T.C., 2008. Aeolian fallout on recently deglaciated terrain in the high Arctic // Polar Biology. V. 31. P. 295–301.
- Hawes T.C., Worland M.R., Convey P., Bale J.S., 2007. Aerial dispersal of springtails on the Antarctic Peninsula: implications for local distribution and demography // Antarctic Science. V. 19. P. 3–10.
- Hock R., Bliss A., Marzeion B., Giesen R.H., Hirabayashi Y., et al., 2019. GlacierMIP – A model intercomparison of global-scale glacier mass-balance models and projections // Journal of Glaciology. V. 65. № 251. P. 453–467.
- Hodkinson I.D., Coulson S.J., Webb N.R., 2004. Invertebrate community assembly along proglacial chronosequences in the high Arctic // Journal of Animal Ecology. V. 73. P. 556–568.
- Hodkinson I.D., Webb N.R., Coulson S.J., 2002. Primary community assembly on land – the missing stages: why are the heterotrophic organisms always there first? // Journal of Ecology. V. 90. P. 569–577.
- Kaufmann R., 2001. Invertebrate succession on an alpine glacier foreland // Ecology. V. 82. № 8. P. 2261–2278.
- Kaufmann R., Fuchs M., Gosterxeier N., 2002. The Soil Fauna of an Alpine Glacier Foreland: Colonization and Succession // Arctic, Antarctic, and Alpine Research. V. 34. P. 242–250.
- König T., Kaufmann R., Scheu S., 2011. The formation of terrestrial food webs in glacier foreland: Evidence for the pivotal role of decomposer prey and intraguild predation // Pedobiologia. V. 54. P. 147–152.
- Lafooraki E.Y., Hajizadeh J., Antipova M., Kremenitsa A., Shayanmehr M., Potapov M., Hosseini R., 2020. Vertagopus (Collembola, Isotomidae) of Iran and Caucasus // Zootaxa. V. 4786. № 4.
- Matthews J.A., Vater A.E., 2015. Pioneer zone geo-ecological change: Observations from a chronosequence on the Storbreen glacier foreland, Jotunheimen, southern Norway // Catena. V. 135. P. 219–230.
- Pomorski R.J., 2000. Mackenziella psocoides Hammer, 1953 (Collembola, Mackenziellidae) w Polsce // Izegląd zoologiczny. V. 3. № 4. P. 241–242.
- Potapov M.B., 2001. Synopses on Palaearctic Collembola. V. 3. Isotomidae // Abhandlungen und Berichte Naturkundemuseums, Görlitz. Bd. 73. Hf. 2. 603 S.
- Ponge J.F., Arpin P., Vannier G., 1993. Collembolan response to experimental perturbations of litter supply in a temperate forest ecosystem // European Journal of Soil Biology. V. 29. № 3–4. P. 141–153.
- Raso L., Sint D., Mayer R., Plangg S., Recheis T., et al., 2014. Intraguild predation in pioneer predator communities of alpine glacier forelands // Molecular Ecology. V. 23. P. 3744–3754.
- Roe G.H., Baker M.B., Herla F., 2017. Centennial glacier retreat as categorical evidence of regional climate change // Nature Geoscience. V. 10. P. 95–99.
- Rosero P., Crespo-Pérez V., Espinosa R., Andino P., Barragán Á., et al., 2021. Multi-taxa colonisation along the foreland of a vanishing equatorial glacier // Ecography. V. 44. P. 1010–1021.
- Seniczak A., Solhøy T., Seniczak S., 2006. Oribatid mites (Acari: Oribatida) in the glacier foreland at Hardangerjøkulen (Norway) // Biological letters. V. 43. № 2. P. 231–235.
- Skubała P., Gulvik M., 2005. Pioneer oribatid mite communities (Acari, Oribatida) in newly exposed natural (glacier foreland) and anthropogenic (post-industrial dump) habitats // Polish journal of ecology. V. 53. № 3. P. 395–407.
- Sint D., Kaufmann R., Mayer R., Traugott M., 2019. Resolving the predator first paradox: Arthropod predator food webs in pioneer sites of glacier forelands // Molecular Ecology. V. 28. P. 336–347.
- Solomina O.N., Alexandrovskiy A.L., Zazovskaya E.P., Konstantinov E.A., Shishkov V.A., et al., 2022. Late-Holocene advances of the Greater Azau Glacier (Elbrus area, Northern Caucasus) revealed by 14C dating of paleosols // The Holocene. V. 32. № 5. P. 468–481.
- Tielidze L.G., Nosenko G.A., Khromova T.E., Paul F., 2022. Strong acceleration of glacier area loss in the Greater Caucasus between 2000 and 2020 // The Cryosphere. V. 16. P. 489–504.
- Valle B., Cucini C., Nardi F., Caccianiga M., Gobbi M., et al., 2021. Desoria calderonis sp. nov., a new species of alpine cryophilic springtail (Collembola: Isotomidae) from the Apennines (Italy), with phylogenetic and ecological considerations // European Journal of Taxonomy. V. 787. P. 32–52.
- Valle B., di Musciano M., Gobbi M., Bonelli M., Colonnelli E., et al., 2022. Biodiversity and ecology of plants and arthropods on the last preserved glacier of the Apennines mountain chain (Italy) // The Holocene. V. 32. P. 853–865.
- Zemp M., Huss M., Thibert E., Eckert N., McNabb R., et al., 2019. Global glacier mass changes and their contributions to sea-level rise from 1961 to 2016 // Nature. V. 568. P. 382–386.
Supplementary files
