The investigation of ground beetles shape (Coleoptera: Carabidae) and its relationship to the species structure of vegetation in a mixed forest (by the example of the Pustynsky sanctuary, Nizhny Novgorod Region)

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

This paper is devoted to the investigation of the relationship between the body shape of the imago of ground beetles and the structure of vegetation layers in the mixed boreal forest located in the State Natural Biological Sanctuary «Pustynsky», Nizhny Novgorod Region. The materials were collected in the July 2019. 23 sampling sites were established. Vegetation was described at each site and ground beetles were sampled. Representatives of 8 carabid genera were found (Amara, Calathus, Carabus, Cymindis, Harpalus, Notiophilus, Pterostichus, Synuchus). Ground beetles shape analysis was carried out with methods of geometric morphometry. As a result of the analysis, a morphospace was formed. The analysis of shape variability was carried out, which showed that interspecific variability prevailed over intraspecific variability. The relationship between ground beetles shape and species structure of vegetation layers was carried out with a multivariate redundancy analysis. We did not find statistically significant influence of the structure of tree and shrub layers on ground beetles shape, but found the impact of the herb layer. A more heterogeneous herbaceous layer is preferred by species with a body shape characteristic of zoophages, and simplification of the structure of herbaceous vegetation leads to the prevailing of mixophytophages shape.

Full Text

##article.viewOnOriginalSite##

About the authors

Anna Viktorovna Chueva

National Research Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod

Author for correspondence.
Email: anvchueva@gmail.com

postgraduate student, assistant of Ecology Department

Russian Federation, Nizhny Novgorod

Nikita Aleksandrovich Isaykin

National Research Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod

Email: aseout@gmail.com

student of Institute of Biology and Biomedicine

Russian Federation, Nizhny Novgorod

Vladimir Aleksandrovich Zryanin

National Research Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod

Email: zryanin@list.ru

candidate of biological sciences, associate professor of Botany and Zoology Department

Russian Federation, Nizhny Novgorod

Vasiliy Nikolaevich Yakimov

National Research Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod

Email: damselfly@yandex.ru

doctor of biological sciences, associate professor, head of Ecology Department

Russian Federation, Nizhny Novgorod

References

  1. Zelditch M.L., Swiderski D.L., Sheets H.D., Fink W.L. Introduction // Geometric Morphometrics for Biologists. 2004. P. 1–20. doi: 10.1016/B978-012778460-1/50003-X.
  2. Чуева А.В., Гелашвили Д.Б., Якимов В.Н., Брагазин А.А., Муханов А.В. Комплексный краниологический анализ географически удаленных популяций ондатры (Ondatra zibethicus Linnaeus, 1766) // Принципы экологии. 2020. № 1. С. 121–135.
  3. Fuente H.B., Vidal M., Briones R., Jereze V. Sexual dimorphism and morphological variation in populations of Ceroglossus chilensis (Eschscholnz, 1829) (Coleoptera: Carabidae) // Journal of the Entomological Research Society. 2010. Vol. 12, № 2. P. 87–95.
  4. Sukhodolskaya R.A., Saveliev A.A. Impact of environmental factors on the body shape variation and sexual shape dimorphism in Carabus granulatus L. (Coleoptera: Carabidae) // Zoological Systematics. 2017. Vol. 42, № 1. P. 71–89.
  5. Суходольская Р.А., Ухова Н.Л., Воробьева И.Г. Изменчивость размеров и морфометрической структуры популяций жужелицы Pterostichus oblongopunctatus (Fabricius, 1787) в заповедниках // Вестник Оренбургского государственного педагогического университета. Электронный научный журнал. 2018. № 4 (28). С. 44–55.
  6. Суходольская Р.А., Савельев А.А. Влияние экологических факторов на размерные признаки жужелицы Carabus glabratus L. (Coleoptera, Carabidae) // Экология. 2014. № 5. С. 369–375.
  7. Суходольская Р.А., Еремеева Н.И. Закономерности изменчивости размеров и формы жужелицы Carabus aeruginosus F.-W., 1822 (Coleoptera, Carabidae) // Сибирский экологический журнал. 2013. № 6. С. 803–812.
  8. Суходольская Р.А., Савельев А.А. Роль растительности биотопа в изменчивости размеров жуков-жужелиц (Coleoptera: Carabidae) // Биологические системы: устойчивость, принципы и механизмы функционирования: мат-лы V всерос. науч.-практ. конф. Нижний Тагил, 1–4 марта 2017 г. / отв. ред. Т.В. Жуйкова. Нижний Тагил: Нижнетагильский государственный социально-педагогический институт (филиал) ФГАОУ ВО «Российский государственный профессионально-педагогический университет», 2017. С. 311–316.
  9. Сергеева Т.К. Трофические отношения, структура и механизмы устойчивости сообществ хищных беспозвоночных: автореф. дис. … д-ра биол. наук. М., 1994. 61 с.
  10. Якимов В.Н., Зрянин В.А. Зависимость сообщества почвенно-подстилочных жуков от видовой структуры ярусов широколиственного леса при разных масштабах анализа // XVIII всерос. совещание по почвенной зоологии: мат-лы докл. 22–26 октября 2018 г., Москва, ИПЭЭ РАН. М.: Тов-во науч. изданий КМК, 2018. С. 233–234.
  11. Васильев А.Г., Васильева И.А., Шкурихин А.О. Геометрическая морфометрия: от теории к практике. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2018. 471 с.
  12. Гелашвили Д.Б., Чупрунов Е.В., Сомов Н.В., Марычев М.О., Нижегородцев А.А., Маркелов И.Н., Якимов В.Н. Псевдосимметрия в живой природе: монография / под общ. ред. проф. Д.Б. Гелашвили и проф. Е.В. Чупрунова. Нижний Новгород: Изд-во ННГУ, 2016. 363 с.
  13. Olsen A. StereoMorph: Stereo Camera Calibration and Reconstruction, 2019.
  14. Adams D.C., Otárola-Castillo E. Geomorph: an R package for the collection and analysis of geometric morphometric shape data // Methods in Ecology and Evolution. 2013. Vol. 4. P. 393–399.
  15. Klingenberg C.P., Barluenga M., Meyer A. Shape analysis of symmetric structures: Quantifying variation among individuals and asymmetry // Evolution. 2002. Vol. 56, iss. 10. P. 1909–1920.
  16. Adams D., Collyer M., Kaliontzopoulou A. Geomorph: Software for geometric morphometric analyses. R package version 3.2.1. 2020.
  17. Collyer M.L., Sekora D.J., Adams D.C. A method for analysis of phenotypic change for phenotypes described by high-dimensional data // Heredity. 2015. Vol. 115. P. 357–365.
  18. Legendre P., Gallagher E.D. Ecologically meaningful transformations for ordination of species data // Oecologia. 2001. Vol. 129. P. 271–280.
  19. Borcard D., Gillet F., Legendre P. Numerical Ecology with R. Springer, 2018, 440 p.
  20. Эстерберг Л.К. Интересные виды фауны жесткокрылых (Coleoptera) Горьковской и Кировской областей // Энтомол. обозрение. 1957. Т. XXXVI, № 1. С. 142–147.
  21. Blanchet F.G., Legendre P., Borcard D. Forward selection of explanatory variables // Ecology. 2008. Vol. 89. P. 2623–2632.
  22. Purtauf T., Dauber J., Wolters V. The response of carabids to landscape simplification differs between trophic groups // Oecologia. 2005. Vol. 142. P. 458–464.
  23. Шарова И.Х. Жизненные формы жужелиц (Coleoptera, Carabidae). М.: Наука, 1981. 360 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Figure 1 - The system of labels and outlines used to describe the shape of ground beetles using the example of Carabus glabratus: а - labels, б - outlines

Download (31KB)
Indexing metadata
3. Figure 2 - Visualization of the morphospace of ground beetles caught in the territory of the Pustynsky state natural biological reserve (2019)

Download (32KB)
Indexing metadata
4. Figure 3 - Ordinational diagram of redundancy analysis results

Download (22KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2021 Chueva A.V., Isaykin N.A., Zryanin V.A., Yakimov V.N.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».