Изотопный анализ трофической дифференциации

На правах рукописи
Семенина Евгения Эдуардовна
Изотопный анализ трофической дифференциации
почвообитающих коллембол
Специальность 03.02.08 – экология
(биологические науки)
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата
биологических наук
Москва 2010
Работа выполнена в УРАН Институте проблем экологии и эволюции
им. А.Н. Северцова РАН
Научный руководитель:
доктор биологических наук А.В. Тиунов
Официальные оппоненты:
доктор биологических наук, профессор
М.И. Макаров
доктор биологических наук А.Б. Бабенко
Ведущая организация:
Московский Педагогический
Государственный Университет
Защита состоится 21 декабря 2010г. в 14 часов на заседании Совета Д 002.213.01 по
защите диссертаций на соискание ученой степени доктора и кандидата
биологических наук в УРАН Институте проблем экологии и эволюции им. А.Н.
Северцова РАН по адресу: 119071 Москва, Ленинский проспект, 33.
Тел./факс. (495) 952 35 84, www.sevin.ru, e-mail: [email protected].
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Отделения Биологических Наук
РАН по адресу: 119071 Москва, Ленинский проспект, 33.
Автореферат разослан «
» ноября 2010 г.
Ученый секретарь диссертационного совета
кандидат биологических наук
2
Е.А. Кацман
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы
Почвенные
сообщества
отличаются
большим
функциональным
и
таксономическим разнообразием животных разных размерных классов, которые
связаны друг с другом сложной сетью трофических взаимоотношений. Для
сообществ почвенных животных характерен высокий уровень распространения
полифагии и малая трофическая специализация (Стриганова, 1980; Scheu and Setälä,
2002), а также феномен чрезвычайно высокого биологического разнообразия
(Anderson, 1975; Ghilarov, 1977). Эти обстоятельства, в сочетании со скрытым
образом жизни почвенных животных, затрудняют детальные исследования
трофических связей в детритных пищевых сетях.
Почвенные коллемболы (ногохвостки), в силу своей высокой численности,
разнообразия и относительно хорошей изученности, стали классическим объектом
почвенной экологии (Petersen, 2002; Кузнецова, 2005; Fontain and Hopkin, 2005). На
основании лабораторных наблюдений считается, что коллемболы преимущественно
относятся к микрофитофагам, которые контролируют микробные популяции
(Стриганова, 1980; Hopkin, 1997). Однако пищевые связи коллембол в естественных
условиях намного более разнообразны и их рацион включает другие компоненты
(корни, растительные остатки, водоросли, животные ткани), относительная
важность которых в энергетике природных популяций остается неизвестной
(Некрасова и Александрова, 1982; Parkinson, 1988; Gunn and Cherrett, 1993; Lee and
Widden, 1996; Scheu, 2002; Чернова и др. 2007). Многообразие пищевых связей
обуславливает необходимость дифференцированной оценки роли отдельных
трофических и таксономических групп ногохвосток в регуляции разложения
органического вещества и потока энергии через почвенный ярус экосистем.
Вопрос о трофических связях и трофической специализации коллембол
остается малоисследованным во многом из-за методических трудностей.
Применение изотопного анализа для исследования трофической структуры
сообществ, в том числе почвенных, показало высокую разрешающую способность
метода (Peterson and Fry, 1987; Scheu and Falca, 2000; Тиунов, 2007). Однако
широкое внедрение изотопных методов для анализа детритных пищевых сетей
сдерживается рядом факторов. В частности, многие почвенные животные (включая
коллембол) питаются микроорганизмами. В отличие от животных, почвенные
микроорганизмы способны к существенному фракционированию изотопов азота и
углерода в процессе жизнедеятельности. Закономерности фракционирования
изотопов ключевых биогенных элементов (13C/12C; 15N/14N) на базовых уровнях
детритной пищевой сети (растительные остатки – сапротрофные микроорганизмы –
микробофаги) исследованы слабо; это существенно затрудняет интерпретацию
полевых данных о изотопном составе почвенных животных. Поэтому значительная
часть нашей работы была направлена на сбор данных о характере
фракционирования изотопов C и N почвенными грибами и коллемболами и на
совершенствование методов применения изотопного анализа в почвеннозоологических исследованиях.
Таким образом, актуальность исследования определяется недостатком данных о
трофической структуре естественных сообществ коллембол и других почвенных
3
животных, которые необходимы для корректной оценки роли животного населения
в функционировании детритного блока экосистем, а также необходимостью
разработки и совершенствования методов исследования трофической структуры
почвенных сообществ.
Целью работы является выявление степени трофической дифференциации
видов в сообществах почвообитающих коллембол с помощью изотопного анализа.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
• Исследовать характер фракционирования стабильных изотопов углерода и
азота сапротрофными грибами (микромицетами).
• Исследовать закономерности трофического фракционирования стабильных
изотопов углерода и азота в модельной системе растительный опад –
сапротрофные грибы – коллемболы.
• С помощью искусственной изотопной метки исследовать влияние межвидовой
конкуренции на выбор объектов питания в экспериментальных сообществах
коллембол ограниченного видового разнообразия.
• Провести анализ изотопного состава почвообитающих коллембол и их
потенциальных пищевых субстратов в ряде лесных экосистем. На основании
этого анализа выявить различия в характере питания разных видов коллембол.
• На основании собственных и литературных данных протестировать наличие
связи между трофической специализацией вида и его принадлежностью к
определенной таксономической группе (на уровне семейства) или жизненной
форме.
Научная новизна
Впервые проведен комплекс сопряженных лабораторных и полевых
исследований, который выявил основные закономерности фракционирования
изотопов углерода и азота на базовых уровнях детритной пищевой сети. В
лабораторных экспериментах впервые обнаружено существенное трофическое
фракционирование стабильных изотопов углерода (Δ13C = δ13Cколлемболы – δ13Cопад) у
почвенных животных. Установлено, что трофическое фракционирование изотопов
азота (Δ15N = δ15Nколлемболы – δ15Nпища) зависит от физиологического состояния
коллембол и увеличивается у голодающих животных.
В лабораторных и полевых условиях сопоставлена внутривидовая и
межвидовая вариабельность изотопного состава коллембол и их потенциальных
пищевых субстратов (растения, растительные остатки, почва, почвенные грибы).
Установлено, что в естественных условиях внутривидовая дисперсия изотопного
состава коллембол на порядок меньше, чем разница между видами.
Установлено, что в естественных сообществах коллембол представители
разных семейств и разных жизненных форм закономерно отличаются по изотопному
составу, что предполагает наличие разной трофической специализации у разных
таксономических и экологических групп.
4
Теоретическое и практическое значение работы
Оптимизированы и адаптированы для работы с почвенными животными
методы исследования трофических связей животных и структуры пищевых сетей с
помощью изотопного анализа. Разработанные методы и подходы приложимы к
любым биологическим объектам и могут быть использованы для широкого спектра
фундаментальных и прикладных экологических исследований. Результаты,
полученные в ходе исследования, позволяют расширить представления о принципах
организации детритных пищевых сетей, что необходимо для разработки и
совершенствования методов биологической мелиорации почв, а также в целях
биоиндикации.
Апробация работы
Материалы диссертации представлены на XV Всероссийском Совещании по
почвенной зоологии (Москва, 2008); конференции молодых сотрудников и
аспирантов ИПЭЭ РАН «Актуальные проблемы экологии и эволюции в
исследованиях молодых ученых» (Москва, 2010); Всероссийской полевой школе по
почвенной зоологии для молодых ученых (биостанция Малинки, 2009),
IV Всероссийской научной конференции с международным участием «Принципы и
способы сохранения биоразнообразия» (Йошкар-Ола, 2010); Международной
конференции и школе молодых ученых «Проблемы экологии» (Иркутск, 2010);
Восьмом международном семинаре по аптериготам (Сиена, Италия, 2010).
Публикации
Материалы диссертации изложены в шести печатных работах, из них две – в
журналах, рекомендованных ВАК.
Объем и структура диссертации
Диссертация изложена на 130 страницах текста и состоит из Введения, 9 глав,
заключения, выводов и списка литературы. Работа проиллюстрирована 36
рисунками и 9 таблицами.
Благодарности
Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю д.б.н. А.В.
Тиунову и всему коллективу лаборатории почвенной зоологии и общей энтомологии
ИПЭЭ РАН. Автор благодарит к.б.н. А.В. Александрову (МГУ) и к.б.н. Н.И.
Чигиневу (ИБФМ) за помощь и предоставленный материал. Автор выражает особую
признательность А.Н. Чеканову и О.Б. Покровской за моральную поддержку.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Глава 1. Обзор литературы
В главе рассмотрены и проанализированы особенности трофических связей
почвенных коллембол с почвенными грибами и другими организмами. Приводятся
краткие сведения о разных методах исследования трофических связей у почвенных
беспозвоночных. Обсуждаются основные результаты, полученные
при
использовании метода стабильных изотопов для анализа трофической структуры
естественных сообществ коллембол.
5
Глава 2. Материалы и методы
2.1. Полевые исследования
Полевые исследования и сбор материала проводили в еловых лесах разного
возраста в окрестностях биогеоценологической станции ИПЭЭ РАН «Малинки»
(Московская область) и в нескольких формациях хвойного леса в окрестностях
биостанции «Мирное» (Красноярский край). Экстракцию коллембол из лесной
подстилки проводили с помощью аппарата Винклера. Кроме того, применяли
ловушки Барбера. Разборку фиксированного материала производили под
бинокулярным микроскопом. Идентифицированных коллембол высушивали в
термостате при 50-60°С и хранили в пластиковых пробирках.
Помимо коллембол, в каждом биотопе отбирали образцы различных
субстратов: почву (0-5 см), подстилку, корни доминирующих пород деревьев,
зеленые листья или хвою растений разных ярусов, спорокарпы и мицелий грибов.
Перед анализом сухой материал гомогенизировали с помощью шаровой мельницы.
2.2. Полевой эксперимент
Эксперимент проводили с октября 2008 г. по сентябрь 2009 г. на биостанции
Малинки. На двух площадках размером 1 × 2 м, расположенных в 50-летнем
мертвопокровном ельнике, естественный еловый опад (С3-растение, δ13C от –32 до –
26‰) был заменен на побеги кукурузы (С4-растение, δ13C от –11 до –13‰). Разница
изотопного состава углерода С3 и С4 растений позволяет оценить степень участия
углерода почвенного органического вещества (и/или углерода корней растений) и
углерода свежего растительного опада в питании коллембол. В конце эксперимента
почвенные животные были собраны из опада экспериментальных и контрольных
площадок с помощью аппаратов Винклера.
2.3. Лабораторные эксперименты
В лабораторных экспериментах исследовали характер трофического
фракционирования изотопов C и N в системах «искусственная среда –
сапротрофные микромицеты», «микромицеты – коллемболы» и «растительный опад
– микромицеты – коллемболы». Кроме того, с помощью изотопной метки
исследовали влияние конкурентов на выбор пищевых объектов коллемболами.
В качестве микрокосмов использовали пластиковые сосуды емкостью 70 мл, на
дно которых была помещена смесь активированного угля и гипса. В микрокосм
помещали моно- или многовидовое модельное сообщество коллембол, пищей для
которых служил мицелий грибов или растительный опад, заселенный грибами.
Продолжительность отдельных экспериментов составляла от 6 до 12 недель. Все
эксперименты проводили в 3-5 повторностях.
Использованные в экспериментах коллемболы (Folsomia candida Willem 1902,
Xenylla grisea Axelson 1900, Sinella tenebricosa Folsom 1902 и Vertagopus
pseudocinereus Fjellberg 1975) содержались в лабораторных культурах на смеси из
торфа и песка. Для кормления коллембол использовали сухие хлебопекарные
дрожжи Saccharomyces cerevisiae.
Сапротрофные грибы (Absidia spinosa Lendner 1907, Alternaria alternata (Fr.)
Keissler 1912, Chaetomium globosum Kunzo, Cladosporium cladosporioides (Fres.) de
Vries 1952, Mucor plumbeus Bonord. 1864, Trichoderma harzianum Rifai 1969,
6
Ulocladium botrytis Preuss 1851) были выделены из растительного опада и
культивировались на среде Чапека, состав которой модифицировали соответственно
задачам эксперимента. Агаризированную среду покрывали кусочками капроновой
сетки (~20 × 20 мм, ячейка ~40 мкм), на которую высевали грибы. Через 1-4 недели,
в зависимости от скорости роста культуры и задач эксперимента, сеточки с грибным
мицелием отрывали от агара, делили на фрагменты желаемой величины и помещали
в микрокосмы с коллемболами. Для изотопного анализа мицелий тщательно
очищали от агара и высушивали при 50-60°С.
2.4. Изотопный анализ
Изотопный анализ проводили на масс-спектрометре Thermo-Finnigan Delta V
Plus и элементном анализаторе (Thermo Flash 1112), находящимися в Центре
коллективного пользования при ИПЭЭ РАН. Изотопный состав азота и углерода
выражали в тысячных долях отклонения от международного стандарта, δ (‰):
δXобразец (%)=[(Rобразец/Rстандарт) -1] / 1000,
где Х – это элемент (азот или углерод), R – молярное соотношение тяжелого и
легкого изотопов соответствующего элемента. Для азота стандартом служил N2
атмосферного воздуха, для углерода – VPDB. Для калибровки оборудования
использовали референтные материалы МАГАТЭ (глутаминовая кислота USGS 40
[δ15N = -4.5; δ13C = -26.39] и USGS 41 [δ15N = +47.6; δ13C = +37.63]; целлюлоза IAEACH3 [δ13C = -24.72]). В качестве лабораторного стандарта использовали ацетанилид.
Стандарты анализировали после каждой 10-й пробы. Дисперсия (SD) изотопных
значений лабораторного стандарта (n = 6-8) была <0.3‰ для δ15N и <0.15% для δ13C.
Совместно с определением изотопного состава, во всех пробах было определено
общее содержание углерода и азота (%N, %C).
2.5. Статистическая обработка результатов
Основным методом статистического анализа был дисперсионный анализ
(ANOVA). При необходимости первичные данные подвергали логарифмической или
иной трансформации (Krebs, 1989; Sokal and Rohlf, 1995). Для множественного
сравнения средних использовали критерий достоверно значимой разницы (Tukey's
HSD), для сравнения двух выборок - t-тест Стьюдента. Расчеты были выполнены в
разных версиях пакета STATISTICA. За уровень достоверности принят P<0.05.
2.6. Влияние фиксирующей жидкости на изотопный состав коллембол
Кратковременное хранение коллембол в этаноле не оказывает существенного
влияния на изотопный состав их тканей (Fabian, 1998; Sticht et al., 2006). Однако
длительное хранение может приводить к вымыванию липидов, которые обеднены
13
C (Post et al., 2007; Carabel et al., 2009). В нашей работе мы использовали
преимущественно недавно собранный материал, но также и коллембол,
хранившихся в 70° этаноле на протяжении более 20 месяцев (сборы на биостанции
«Мирное»). Это определило необходимость оценки влияния фиксирующей
жидкости на изотопный состав углерода и азота коллембол. Мы сравнили
изотопный состав углерода и азота у пяти видов коллембол при хранении в сухом
виде и 70% этаноле в течение 21 месяца. Перед изотопным анализом все материалы
были досушены в термостате при 50°С в течение 48 часов. Показано, что при
длительном хранении в фиксирующей жидкости происходит потеря легкого изотопа
7
углерода (вероятно, в силу вымывания липидов, на что указывает понижение
общего содержания С в тканях), и небольшое повышение величины δ15N. На
основании полученных данных были рассчитаны поправки (–1.1‰; –0.4‰ и +3.5%
для δ13С, δ15N и %С, соответственно), необходимые для корректного сопоставления
результатов изотопного анализа коллембол, хранившихся в этаноле и в сухом виде.
Глава 3. Фракционирование изотопов азота и углерода сапротрофными
грибами в лабораторной культуре
Возможные вариации в изотопном составе мицелия почвенных грибов обычно
не учитываются при реконструкции структуры почвенных трофических сетей, хотя
известно, что диапазон межвидовых отличий достаточно велик. Помимо разницы
между видами, на изотопный состав может влиять температура и возраст колоний
(Emmerton et al., 2001; Power et al., 2003; Kohzu et al., 2007). В лабораторном
эксперименте мы исследовали влияние вида гриба, возраста колонии и температуры
на изотопный состав мицелия пяти видов сапротрофных микромицетов (A. alternata,
C. cladosporioides, U. botrytis, T. harzianum, M. plumbeus) при выращивании на
простом искусственном субстрате с нитратом натрия в качестве источника азота и
углеводов в качестве источника углерода.
Разные виды грибов достоверно (Р<0.001) отличались по изотопному составу
углерода и азота. У четырех видов (за исключением M. plumbeus) наблюдалось
небольшое, но достоверное (P<0.05) уменьшение содержания 13С относительно
питательной среды (глюкозы или сахарозы). Снижение содержания 13С в тканях
грибов может свидетельствовать об аккумуляции жиров, которые обеднены 13C
(Ruess et al., 2005; Post et al., 2007). Степень фракционирования грибами изотопов
углерода не отличалась в системах, основанных на С3- и С4-сахарах. Разница в
средних значениях δ15N между разными видами сапротрофных грибов, выращенных
на питательной среде с единственным источником азота, достигала 4‰ (Рис. 1).
Три вида из пяти были достоверно обеднены 15N относительно питательной среды
(-2.1±0.2, -1.7±0.2 и -3.3±0.3‰ у C. cladosporioides, M. plumbeus и T. harzianum,
соответственно). Более того, в пределах каждого вида отличия изотопного состава
отдельных колоний разного возраста могли достигать 6‰.
В большинстве случаев значение δ15N в грибах увеличивалось с возрастом
колонии. В среднем, 32-х дневные грибные колонии были обогащены тяжелым
азотом относительно 11-х дневных на 1.2‰. Температура, при которой
выращивались грибы (15, 20 и 25°С) довольно слабо влияла на изотопный состав
азота; это влияние было по-разному выражено у разных видов. Влияние
температуры на δ13С было сильным и сходным у разных видов грибов. Все виды, за
исключением T. harzianum, аккумулировали больше тяжелого углерода при 25°С,
чем при 15°С.
Особенности фракционирования изотопов С и N, наблюдаемые в эксперименте,
не в полной мере отражают ситуацию, которая складывается в природных условиях.
В частности, эксперимент с несколькими видами грибов (A. alternata, A. spinosa, M.
plumbeus), выращенных на растительном опаде, показал, что мицелий грибов может
быть сильно (более чем на 2.5‰) обогащен 15N и 13С относительно опада. Однако
есть все основания полагать, что наши результаты отражают степень дисперсии
8
изотопного состава грибных колоний, растущих на одинаковом субстрате, но
принадлежащих к разным видам и имеющих разный возраст. Разные виды
микофагов, в том числе коллембол, могут предпочитать разные виды грибов (Chen
et al., 1995; Jørgensen et al., 2003). Таким образом, вариации изотопного состава у
почвенных микофагов можно отчасти объяснить выборочным употреблением
определенных видов почвенных грибов.
4
2
15
Д N, ‰
0
-2
-4
Alternaria alternata
-6
Mucor plumbeus
Trichoderma harzianum
-8
-2
-1
0
1
2
13
Д C, ‰
Рис. 1. Изотопный состав (отклонение от изотопного состава среды) разных видов
сапротрофных микромицетов, выращенных при 20°С (показаны колонии всех возрастов).
Для наглядности представлены только три вида грибов. U. botrytis по изотопному составу
был схож с A. alternata. C. cladosporioides занимал промежуточное положение между A.
alternata и T. harzianum. Каждая точка представляет индивидуальную грибную колонию.
Глава 4. Влияние температуры на динамику изменения изотопного состава
коллембол при смене изотопного состава пищи
При проведении лабораторных экспериментов необходимо знать скорость
достижения «изотопного равновесия» между коллемболами и их пищей. Динамика
изменения изотопного состава у пойкилотермных животных должна, очевидно,
зависеть от температуры среды. Кроме того, имеются сведения о влиянии
температуры на величину трофического фракционирования 13C/12С и 15N/14N у
животных (Power et al., 2003; Barnes et al., 2007). В лабораторном эксперименте с
участием двух видов коллембол (F. сandida и S. tenebricosa) исходная пища
(дрожжи, выращенные на тростниковом сахаре, δ13C около –11‰) была заменена на
изотопно-контрастную пищу (микромицеты, выращенные на свекловичном сахаре,
δ13C около –26‰). Динамика изменения изотопного состава коллембол
9
отслеживалась на протяжении 6 недель при температуре 15 и 22°С. При каждом
кормлении коллембол (раз в четыре дня) производился подсчет отложенных яиц.
Температура и вид гриба (но не вид коллемболы) достоверно влияли на
скорость изменения δ13C (Р<0.001). Приближение изотопной подписи углерода и
азота в телах коллембол к изотопной подписи грибов происходило быстрее при
22°С (Рис. 2). У обоих видов коллембол количество отложенных яиц в среднем было
больше при 22°, чем при 15°, что отражает увеличение скорости метаболизма при
повышении температуры. Число отложенных яиц коррелировало со скоростью
обмена азота, но не углерода, в тканях. Это можно объяснить тем, что поступающий
в организм углерод расходуется преимущественно на дыхание, и лишь небольшая
часть тратится на формирование половых продуктов. Напротив, значительная часть
азота тратится на формирование яиц (Larsen et al., 2009). Поэтому связь между
числом яиц и динамикой δ15N была более тесной, чем между числом яиц и δ13C.
-5
Исходная подпись коллембол
-10
15°C
д13C, ‰
-15
22°C
-20
-25
Изотопная подпись гриба
-30
0
15
30
45
Дни от начала эксперимента
Рис. 2. Динамика изменения изотопного состава углерода в телах коллембол при смене
изотопного состава пищи. На рисунке представлены все комбинации Гриб х Коллембола
(n = 20). Сплошная линия указывает на изотопный состав углерода грибов, которыми
питались коллемболы в эксперименте.
Ранее проведенные исследования со сменой изотопно-контрастных диет у
коллембол показали, что практически полное «изотопное равновесие» достигается
менее чем за шесть недель (Ostrom et al., 1997; Chamberlain et at., 2004; Larsen et al.,
2009). Все перечисленные эксперименты проводились при температуре около 20°.
Наши результаты в целом подтверждают эти данные, но в некоторых вариантах
эксперимента изотопное равновесие между пищевым субстратом и коллемболами
так и не было достигнуто даже при температуре 22°. В соответствии с этим,
продолжительность последующих экспериментов, требующих достижения этого
равновесия, была увеличена до 8 – 10 недель.
10
Глава 5. Трофическое фракционирование изотопов углерода и азота в
модельной системе растительный опад – сапротрофные грибы – коллемболы
Согласно данным наиболее полных обзоров, тяжелый углерод (13C) имеет
тенденцию накапливаться в пищевой цепи, но это накопление редко превышает 0.51‰ (Post, 2002; McCutchan et al., 2003; Caut et al., 2009). Однако изотопный состав
природных популяций коллембол указывает на возможность значительного
обогащения тканей коллембол 13C по сравнению с основным источником С
(растительным опадом). Подобные данные были получены и в лабораторных
экспериментах (Scheu and Folger, 2004). Таким образом, вопрос о консервативности
изотопного состава углерода в детритных трофических цепях остается открытым.
В нашем эксперименте были использованы изотопно-контрастные
растительные субстраты: опад кукурузы (δ13C –12.4‰, δ15N +4.9‰) и опад осины
(δ13C –30.2‰, δ15N –1.0‰). Простерилизованный влажный опад был заселен
культурой гриба U. botrytis, который, как было установлено ранее, схожим образом
фракционирует изотопы углерода в С3- и С4- системах. Через неделю в опад были
помещены по 20-30 особей одного из видов коллембол (X. grisea, S. tenebricosa или
V. pseudocinereus). Через четыре недели родительское поколение коллембол было
пересажено в новые микрокосмы; в исходных микрокосмах остались яйца и
молодые коллемболы. Эта процедура была повторена еще через две недели. Через
восемь недель после начала эксперимента был определен изотопный состав тканей
коллембол родительского поколения и двух поколений молодых ногохвосток.
13
Степень трофического фракционирование изотопов углерода (Δ С =
13
δ Сколлемболы – δ13Сопад) достоверно отличалась в С3 и С4 системах. В микрокосмах с
осиновым опадом все виды коллембол были обогащены 13C относительно опада (в
среднем на 4.2‰, Рис. 3). Существенное обогащение почвенных животных 13C по
сравнению с растительным опадом не раз отмечалось в литературе (Ponsard and
Arditi, 2000; Okuzaki et al. 2009; Hyodo et al., 2010). Все эти исследования были
проведены в системах с доминированием С3-растений. Таким образом, сильное
трофическое обогащение коллембол тяжелым изотопом углерода является в какойто степени ожидаемым феноменом. Сапротрофные грибы обычно обогащены 13C по
сравнению с растительным опадом (Henn and Chapela, 2001; Mayer et al. 2009). Мы
не обнаружили накопления 13C в мицелии U. botrytis, доминирующего в
микрокосмах, но в опаде присутствовали и другие виды микроорганизмов,
которыми могли питаться коллемболы.
При культивировании на опаде кукурузы два вида коллембол оказались
обеднены тяжелым углеродом по сравнению с опадом, а S. tenebricosa накапливала
13
C в очень малой степени (Рис. 3). В нашу задачу не входило выяснение
физиологических причин этого явления, однако анализ литературы позволяет
сделать некоторые предположения.
Разные ткани растений и их химические компоненты существенно отличаются
по изотопному составу. Лигнин и липиды обеднены 13C, в то время как протеины,
сахара и целлюлоза имеют более высокие значения δ13C (Bowling et al., 2008). В
среднем более доступные для микробов-деструкторов (и последующих членов
пищевых цепей) компоненты оказываются обогащены, а менее доступные –
обеднены 13C (Pollierer et al., 2009). Таким образом, накопление 13C в тканях
11
коллембол в С3-системе может быть связано с селективным потреблением
обогащенных 13C компонентов растительных тканей. С4-растения отличаются от
С3-растений по валовому изотопному составу С и по соотношению изотопного
состава разных компонентов. Меньшие значения δ13C лигнина, чем δ13C целлюлозы
характерны как для С3, так и для С4-растений (Hobbie and Werner, 2004), но
протеины у С4-растений могут быть обеднены 13C (Fernandez et al., 2003).
Осина
Кукуруза
6
a
ac
c
Д13C ‰
3
b
0
d
-3
d
4
Д15N ‰
3
ab
b
ab
ab
a
2
c
1
X. grisea
V.
pseudocinereus
S. tenebricosa
0
Рис. 3. Трофическое фракционирование углерода (верхний рисунок) и азота (нижний
рисунок) коллемболами, выращенными на осиновом и кукурузном опаде. Показаны
средние значения ± стандартная ошибка среднего; n = 4 - 11. Буквы указывают на
достоверные отличия между вариантами эксперимента.
Если существенная разница в степени фракционирования 13C/12С почвенными
животными в С3- и С4-системах подтвердится в дальнейших экспериментах, это
может заставить пересмотреть количественные результаты целого ряда
экспериментальных работ, в которых Δ13C принимался равным в С3- и С4-системах
(напр. Albers et al., 2006; Pringle and Fox-Dobbs, 2008).
15
15
Трофическое фракционирование азота (Δ N = δ Nколлемболы – δ15Nопад) несколько
отличалось у разных видов коллембол, но в целом имело ожидаемую величину.
Среднее обогащение 15N на один трофический уровень составляет 2.5±0.1‰
12
(Vanderklift and Ponsard, 2003). За исключением V. pseudocinereus на кукурузе
(Δ15N=0.8‰), наши оценки Δ15N укладывались в диапазон от 2 до 3‰. Величины
Δ13C и Δ15N не отличались у коллембол разного возраста (разных поколений).
Факторы, влияющие на трофическое фракционирование изотопов азота,
рассматриваются в следующем разделе.
Глава 6. Трофическое фракционирование изотопов азота в модельной системе
сапротрофные грибы – коллемболы
Закономерное накопление тяжелого азота в пищевых цепях является одним из
ключевых феноменов, на которых базируется изотопный анализ структуры
15
трофических сетей. Однако величина трофического фракционирования (Δ N =
15
δ Nпотребитель – δ15Nпища) не постоянна у животных разных таксономических и
функциональных групп, а также меняется в зависимости от физиологического
состояния организма, пищевой ценности диеты и других факторов (Martínez del Rio
et al., 2009; Caut et al., 2009). Точная оценка величины Δ15N в полевых условиях
невозможна, для этого требуются экспериментальные лабораторные исследования.
F. candida
16
R 2 = 0.767, P < 0.001
Д 15N ‰
12
S.tenebricosa
12
R 2 = 0.766, P <0.001
8
8
4
4
0
0
3
Д 15N ‰
16
5
7
3
9
5
7
9
16
V. pseudocinereus
16
X. grisea
12
R 2 = 0.522, P = 0.001
12
R 2 = 0.460, P = 0.015
8
8
4
4
0
0
3
5
7
9
Соотношение С:N в
коллемболах
3
5
7
9
Соотношение C:N в
коллемболах
Рис. 4. Зависимость трофического фракционирования изотопов азота (Δ15N) от
соотношения С:N в телах коллембол. Каждая точка показывает одну повторность (т.е.
изотопный состав коллембол из одного микрокосма).
Мы оценивали величину трофического фракционирования изотопов азота в
модельной системе с участие четырех видов коллембол из разных семейств: F.
candida и V. pseudocinereus (Isotomidae), S. tenebricosa (Entomobryidae), X. grisea
13
(Hypogastruridae). Коллембол кормили мицелием сапротрофных грибов разной
пищевой ценности; количество пищи также варьировало (C. cladosporioides: 10 мг
сухого веса / микрокосм раз в пять дней; M. plumbeus: 5 мг; C. globosum: 2 мг).
Для всех видов коллембол величина Δ15N была минимальна (0.5-5‰) при
питании предпочитаемой и более обильной пищей (C. cladosporioides) и
максимальна (до 15‰) при питании C. globosum. Ногохвостки размножались во всех
вариантах эксперимента, однако численность коллембол в конце эксперимента (10
недель) варьировала от 197-362 инд./микрокосм при питании C. cladosporioides до
46-73 инд./микрокосм при питании C. globosum (исходно в каждый микрокосм было
помещено по 20 экземпляров коллембол). Для всех видов ногохвосток была
отмечена положительная корреляция между соотношением С:N в тканях и
численностью на конец эксперимента. Известно, что соотношение С:N снижается
при голодании животных (напр. Haubert et al., 2005), поэтому мы использовали этот
показатель как индикатор «сытости» коллембол. Степень трофического
фракционирования изотопов азота достоверно снижалась с увеличением
соотношения С:N в телах коллембол (Рис. 4). Более того, коэффициенты линейной
регрессии (зависимость Δ15N от C:N) очень мало отличались у разных видов.
7
Лабораторные исследования
Полевые исследования
6
15
Д N, ‰
5
4
3
*
2
Все семейства
(103)
Isotomidae
(22)
Entomobryidae
(27)
Все семейства
(70)
Onychiuridae
(20)
Isotomidae
(22)
Entomobryidae
(22)
0
Onychiuridae
(11)
1
Рис. 5. Средние (кружки), медианы (квадраты), а также верхние и нижние квартили Δ15N у
трех семейств коллембол, полученные при анализе данных лабораторных и полевых
исследований. Показаны только те семейства коллембол, которые исследовались в
лабораторных и полевых экспериментах при количестве повторностей > 5. Для полевых
исследований Δ15N было подсчитано как разница между δ15N коллембол и лесной
подстилки. Цифры в скобках показывают количество исследований. Звездочка
показывает достоверное отличие между семействами (unequal n HSD test, P < 0.01).
14
Для подтверждения этого заключения мы проанализировали опубликованные
экспериментальные данные о величине Δ15N у коллембол. В среднем, величина Δ15N
составила 3.9‰ (SD = 3.0, n=70, медиана 3.85). Значение С:N в коллемболах было
указано в 34 экспериментах. Анализ этих данных показал достоверную зависимость
Δ15N от соотношения С:N, хотя эта зависимость была менее выражена, чем в нашем
исследовании (R2 = 0.233).
Несмотря на варьирование степени трофического фракционирования 15N/14N в
зависимости от условий питания, средняя величина Δ15N была близка у коллембол
разных видов, даже относящихся к разным семействам. Напротив, полевые
исследования указывают на существенные и систематические отличия изотопного
состава коллембол разных видов и разных семейств (Рис. 5, см. также Рис. 10 и 11).
Диапазон δ15N разных видов в полевых условиях варьирует от 5.5‰ (Scheu и Falca,
2000) до 8 – 10‰ (Chahartaghi et al., 2005; Pollierer et al., 2009; наша работа).
Таким образом, сравнение экспериментальных и полевых данных позволяет
утверждать, что наблюдаемые в полевых условиях межвидовые отличия изотопного
состава не связаны с видоспецифическими особенностями фракционирования
15
N/14N, а отражают различия в спектре питания отдельных видов.
Глава 7. Влияние межвидовой конкуренции на степень пищевой
избирательности коллембол
Для исследования трофических связей необходима информация о составе пищи
животных. В лабораторных условиях многие виды коллембол предпочитают весьма
схожий круг субстратов (темноокрашенные грибы, животные ткани). Однако в
естественных условиях потребление определенных видов корма определяться целом
рядом разнообразных факторов, в том числе и взаимодействием с конкурентами.
Мы использовали изотопную метку для исследования влияния межвидовой
конкуренции на степень пищевой избирательности у четырех видов коллембол в
экспериментальных условиях. Коллембол (F. candida, V. pseudocinereus, S.
tenebricosa, X. grisea) содержали либо в монокультуре, либо в смешанной культуре.
Пищей служили три вида почвенных грибов (C. cladosporioides, M. plumbeus, C.
globosum), выращенных на изотопно-контрастных средах (для приготовления сред
использовали тростниковый и свекловичный сахар и (15NH4)2SO4). Изотопный
состав азота и углерода в телах коллембол позволяет рассчитать долю трех пищевых
ресурсов. Для расчета была использована программа IsoSource 1.2 (Phillips and
Gregg, 2003).
При раздельном содержании все виды коллембол преимущественно питались С.
cladosporioides (Рис. 6). Однако в присутствии других видов доля наиболее
предпочитаемого вида (C. cladosporioides) снижалась, а доля менее предпочитаемого
вида (C. globosum) увеличивалась. Так, у F.candida и V. pseudocinereus доля C.
globosum в возросла с 6.6 до 12.1% и с 9.1 до 22.1%, соответственно. Присутствие
конкурентов практически не влияло на выбор пищевых объектов у S. tenebricosa.
15
*
*
M.p. C.c.
C.g
100
80
60
40
20
0
S.tenebricosa
M.p. C.c. C.g
Доля в питании (%)
F.candida
Доля в питании (%)
Доля в питании (%)
100
80
60
40
20
0
100
80
60
40
20
0
V.pseudocinereus
*
*
M.p. C.c. C.g
Рис. 6. Доли разных видов грибов в питании коллембол при содержании в монокультуре
(светлые столбики) или в совместной культуре 4-х видов (темные столбики). Звездочки
показывают достоверные отличия (t-test, P<0.05, n = 4). Виды грибов: C. globosum: C.g.,
M. plumbeus: M.p., C. cladosporioides: C.c.
Присутствие конкурентов существенно снижало популяционную плотность
коллембол. V. pseudocinereus и X. grisea практически не размножались в
многовидовых культурах. Примечательно, что два вида, относительно толерантные
к присутствию конкурентов (F. candida и S. tenebricosa) мало изменили состав
своего рациона в присутствии других видов. Напротив, V. pseudocinereus,
численность которого сильно упала в результате конкуренции, значительно изменил
соотношение трех видов грибов в своем рационе. Таким образом, результаты
эксперимента предполагают, что в естественных условиях (т.е. вероятно, в условиях
постоянного или периодического недостатка пищевых ресурсов) освоение
коллемболами разных пищевых объектов зависит не только от пищевых
преферендумов определенного вида, но и от присутствия конкурирующих видов.
Глава 8. Трофическая дифференциация естественного сообщества коллембол
(полевые данные)
В главе рассматриваются результаты изотопного анализа нескольких
естественных сообществ коллембол и результаты полевого эксперимента.
8.1. Сообщества коллембол подстилки среднетаежного леса (окрестности
биостанции «Мирное»)
Совместно обитающие виды коллембол существенно отличались по
изотопному составу тканей, хотя внутривидовая дисперсия величин δ13C и δ15N была
в большинстве случаев невелика (Рис. 7). Минимальные величины δ15N (ниже, чем в
подстилке) были отмечены у Dicyrtoma sp. 1, крупных поверхностно-обитающих
коллембол. Максимальные величины δ15N (+4.5‰ относительно подстилки)
отмечены у Morulina sp. 1, обитателя моховых субстратов. Доминирующие на
площадках представители семейства Tomoceridae – Tomocerus minutus и T. sibiricus
достоверно отличались по изотопному составу азота. Однако изотопный состав
коллембол на луговой площадке показывает, что в некоторых условиях трофические
ниши T. minutus и T. sibiricus могут быть очень сходными.
16
6
5
Morulina sp.1
4
Травы и
папоротники
д15N, ‰
3
T.minutus
Hypogastrura sp.1
2
Dicyrtomina sp.1
T.sibiricus
1
Подстилка
P.atra
0
Деревья
-1
Почва
Dicyrtoma sp.1
-2
-3
-35
-30
-25
-20
13
д C, ‰
Рис. 7. Изотопный состав углерода и азота коллембол и других компонентов экосистемы
лесных биотопов в окрестностях биостанции «Мирное». Каждая точка представляет
среднее значения ± стандартное отклонение (n = 3 - 15). На рисунке представлены
объединенные данные для трех лесных площадок.
Все виды коллембол сильно отличались от растительного опада по величине
δ C (в среднем на 3‰). Изотопный анализ спорокарпов сапротрофных
подстилочных грибов (в основном из родов Marasmius и Mycena), собранных на
лесных площадках, показал достоверное обогащение тканей грибов 13C по
сравнению с подстилкой (в среднем на 4.5‰). Таким образом, питание
сапротрофными грибами может в значительной степени объяснить высокие
значения δ13C в телах коллембол.
13
8.2. Сообщество коллембол подстилки елового леса (окрестности биостанции
«Малинки»)
В молодом мертвопокровном ельнике диапазон межвидовых различий δ13C и
δ15N достигал 4 и 9.5‰, соответственно (Рис. 8). Как и в приенисейской тайге,
атмобионты и верхнеподстилочные формы (Dicyrtoma fusca, Orchesella flavescens,
Entomobrya nivalis, Allacma fusca) имели низкое содержание 15N (на 1.5-2‰ ниже,
чем в подстилке). Максимальные величины δ15N отмечены у N. muscorum и F.
quadrioculata. Эти виды заселяют нижние слои подстилки.
17
8
N.muscorum
Мицелий
6
Почва
4
Корни
F.quadrioculata
15
д N, ‰
2
I.viridis
Tomoceridae
P.flavescens
E.nivalis
A.fusca
0
-2
Подстилка
-4
Водоросли
-6
D.fusca
O.flavescens
Dicyrtomida
-8
-10
-34
-32
-30
-28
-26
-24
-22
д13C, ‰
Рис. 8. Изотопный состав углерода и азота коллембол и некоторых потенциальных
пищевых субстратов в ельнике мертвопокровном. Показаны средние значения для
каждого вида коллембол ± стандартное отклонение (n = 2-10, в некоторых случаях "усы"
не видны). У субстратов каждая точка представляет одну повторность. Спорокарпы
сапротрофных подстилочных грибов (не показано на рисунке) были обогащены на 3.55.0‰ δ13C и 0.5-1.8‰ δ15N относительно опада.
Все виды коллембол, и особенно N. muscorum, были существенно обогащены
С относительно подстилки. Общий диапазон средних для вида величин δ13C и δ15N
примерно соответствовал общему диапазону изотопного состава потенциальных
пищевых субстратов (от напочвенных водорослей до гумусированного
органического вещества почвы). В то же время очень небольшая внутривидовая
дисперсия изотопного состава коллембол указывает на четкую трофическую
специализацию отдельных видов. Можно предположить, что низкие величины δ15N
и δ13C, характерные для атмобионтных и верхнеподстилочных видов, связаны с
питанием водорослями или лишайниками. Высокое содержание 15N и 13C у
нижнеподстилочных видов может быть связано как с освоением гумусированного
органического вещества почвы, так и с потреблением мицелия сапротрофных и
микоризных грибов или субстратов животного происхождения.
13
8.3. Роль наземного растительного опада в питании разных видов коллембол:
экспериментальное исследование
Экспериментальное внесение С4-опада подтвердило, что степень освоения
различных типов ресурсов у разных видов коллембол существенно отличается (Рис.
9). N. muscorum и F. quadrioculata из кукурузного опада показали сильное изменение
изотопного состава углерода по сравнению с животными с контрольных площадок
(с естественным еловым опадом). Приближение значений δ13С и δ15N в телах
18
животных к изотопной подписи кукурузы свидетельствует об ведущей роли
углерода наземного опада в энергетике этих видов. В тоже время E. nivalis, O.
flavescens и ювенильные Tomoceidae, хотя и обитали в кукурузном опаде,
практически не содержали в своих телах углерода кукурузы. Это свидетельствует об
употреблении этими атмобионтными видами почвенных водорослей. Водоросли и
лишайники получают не только углерод, но и азот преимущественно из атмосферы,
и их изотопный состав, по-видимому, мало зависит от изотопного состава
подстилки, на которой они развиваются.
10
8
N. muscorum
Кукуруза
6
F.quadrioculata
д15N, ‰
4
2
0
-2
-4
P.flavescens
Еловый опад Tomoceridae
O.flavescens
E.nivalis
D.minuta
-6
-8
-10
-35
Водоросли
-30
-25
-20
-15
-10
13
д C, ‰
Рис. 9. Изотопный состав углерода и азота коллембол, заселяющих естественный еловый
опад и экспериментально внесенный опад кукурузы. Показаны средние значения разных
видов коллембол, растительного опада и наземных водорослей (n = 2 - 10). Стрелки
указывают на изменение в изотопном составе азота и углерода коллембол при смене
растительного опада (еловый → кукурузный).
Глава 9. Изотопный состав разных семейств коллембол: анализ литературных
и собственных данных
Анализ собственных (все комбинации вид × биотоп; n = 29) и литературных (n
= 82) данных об изотопном составе разных видов коллембол в естественных
условиях выявил систематические отличия величины δ15N у представителей разных
таксономических групп ногохвосток (F7,103=21.0, P<0.005). Максимальное
содержание 15N (δ15N на 3 – 5 ‰ выше, чем в подстилке) характерно для
представителей семейств Hypogastruridae, Neanuridae и Onychiuridae. Минимальные
величины δ15N (δ15N меньше или схоже с δ15N подстилки) обнаружены у
представителей семейств Dicyrtomidae и Sminthuridae (Рис. 10).
Различия изотопного состава представителей разных семейств коллембол
вполне закономерны, поскольку таксономическая принадлежность вида отражает
19
его морфологические адаптации к освоению определенного круга экологических (в
том числе трофических) ниш. Для ногохвосток характерна приуроченность
отдельных видов к определенным биотопам и микростациям. В частности, хорошо
разработана система жизненных форм, заселяющих разные слои подстилки и почвы
(Стебаева, 1970; Кузнецова, 2005). Величина δ15N достоверно отличается у
ногохвосток разных жизненных форм (F5,105=11.79; P<0.0005; Рис. 11).
Максимальное содержание 15N характерно для почвенных коллембол, а у
обитателей подстилки оно снижается, достигая минимума у атмобионтов.
Атмобионтные и поверхностнообитающие коллемболы в данном исследовании
были представлены преимущественно семействами Entomobryidae, Dicyrtomidae и
Sminthuridae. Нижнеподстилочные и подстилочно-почвенные – семействами
Isotomidae, Neanuridae и Tomoceridae, а представители семейства Onychiuridae
обитают преимущественно в подстилочно-почвенном слое и в верхних
гумусированных горизонтах почвы.
7
Средняя
6
Медиана
5
15
Д N, ‰
4
3
2
1
0
-1
В среднем
(n=111)
Tomoceridae
(n=18)
Sminthuridae
(n=3)
Onychiuridae
(n=11)
Neanuridae
(n=12)
Isotomidae
(n=24)
Hypogastruridae
(n=5)
Entomobryidae
(n=27)
-3
Dicyrtomidae
(n=11)
-2
Рис. 10. Изотопный состав азота представителей разных семейств коллембол. Показаны
средние значения (белые кружки; n=3-27), медиана (черные квадраты) и верхние и
нижние квартили ("усы"). Δ15N было подсчитано как разница между δ15N коллембол и
лесной подстилки. Цифры в скобках показывают количество исследований.
Можно предполагать, что низкие величины δ15N, характерные для
верхнеподстилочных и атмобионтных форм, связаны с употреблением в пищу
водорослей и других низших растений, в то время как высокие величины δ15N у
нижнеподстилочных и почвенных коллембол могут объясняться потреблением
мицелия микоризных грибов и/или гумусированного органического вещества
почвы.
20
10
Средняя
8
Медиана
Д15N, ‰
6
4
2
почвенная (n=1)
верхнепочвенная
(n=11)
подстилочнопочвенная
(n=9)
верхнеподстилочная
(n=29)
атмобионт (n=27),
-2
нижнеподстилочная
(n=34)
0
Рис. 11. Изотопный состав азота представителей разных жизненных форм коллембол.
Показаны средние значения (белые кружки; n=1-34), медиана (черные квадраты) и
верхние и нижние квартили ("усы"). Δ15N было подсчитано как разница между δ15N
коллембол и подстилки. Цифры в скобках показывают количество исследований.
Заключение
Комплекс сопряженных лабораторных и полевых исследований с применением
изотопного анализа позволил оценить степень трофической дифференциации
разных видов почвообитающих коллембол, а также выявить основные
закономерности фракционирования стабильных изотопов азота и углерода в
модельной детритной трофической цепи: растительный опад – сапротрофные грибы
– коллемболы.
Закономерная разница изотопного состава коллембол, обитающих в разных
слоях лесной подстилки, и относящихся к разным семействам, указывает на
освоение ими различных ресурсов углерода и азота. Это подтверждают и результаты
полевого эксперимента. Мы предполагаем, что значительную долю в питании
атмобионтных и верхнеподстилочных видов коллембол составляют почвенные
водоросли, в то время как подстилочно-почвенные и почвенные формы в большей
степени утилизируют углерод, поступающий из наземного растительного опада
и/или корней растений.
Важным методическим результатом работы явилось выявление степени
внутривидовой и межвидовой вариабельность изотопного состава коллембол и их
потенциальных пищевых субстратов. Установлено, что, несмотря на значительную
вариацию изотопного состава потенциальных пищевых объектов, внутривидовая
дисперсия изотопного состава коллембол на порядок меньше, чем разница между
видами.
21
Выводы
1) Изотопный состав углерода (соотношение 13C/12С) в модельной пищевой цепи
«растительные остатки – подстилочные грибы – коллемболы» существенно
изменяется, что не соответствует принятым представлениям о
консервативности изотопного состава углерода в пищевых цепях.Накопление
тяжелого изотопа азота (15N) в экспериментальной системе «подстилочные
грибы – коллемболы» составляет в среднем 3.9‰ на один трофический
уровень. Содержание тяжелого изотопа азота увеличивается при голодании
животных.
3) В лабораторных условиях (при питании идентичной пищей) изотопный состав
углерода и азота (13С/12С и 15N/14N) мало отличается у разных видов
коллембол. Наблюдаемые в естественных условиях межвидовые отличия
изотопного состава тканей коллембол не связаны с видоспецифическими
особенностями фракционирования изотопов.
4) Изотопный состав углерода и азота отличается у разных видов почвенных
микромицетов даже при выращивании на идентичном субстрате (межвидовая
вариация δ15N достигает 4‰). В пределах одного вида изотопный состав
углерода и азота мицелия грибов зависит от температуры и возраста грибных
колоний. Вариации изотопного состава почвенных микофагов можно отчасти
объяснить выборочным употреблением определенных видов почвенных
грибов.
5) Присутствие конкурентных видов влияет на выбор пищевых объектов у
коллембол. В моновидовых культурах все исследованные виды коллембол
предпочитали одни и те же виды микромицетов, однако присутствие
конкурентов приводило к расширению спектра потребляемых видов грибов.
6) В естественных сообществах межвидовые различия изотопного состава
углерода и азота тканей коллембол достигали 7.6‰ и 9.3‰, соответственно,
что указывает на существенные отличия в спектре пищевых объектов разных
видов. Разные виды коллембол в пределах одного семейства и жизненной
формы имеют схожую трофическую специализацию.
15
7) Минимальное содержание тяжелого азота (δ N меньше, чем в подстилке)
обнаружено у
атмобионтных и верхнеподстилочных коллембол
(представителей семейств Dicyrtomidae и Sminthuridae). Это предполагает, что
значительную долю их рациона составляют наземные водоросли.
22
Список публикаций по теме диссертации
Журналы из перечня изданий, рекомендованных ВАК:
Semenina E.E., Tiunov A.V. (2010) Isotopic fractionation by saprotrophic microfungi:
Effects of species, temperature and the age of colonies. Pedobiologia, 53: 213-217.
Semenina E.E., Tiunov A.V. (2010) Trophic fractionation (Δ15N) in Collembola depends
on nutritional status: a laboratory experiment and mini-review. Pedobiologia,
doi:10.1016/j.pedobi.2010.10.004.
Другие издания:
Семенина Е.Э. (2008). Изотопная дифференциация сапротрофных грибов в
лабораторной культуре. В кн.: Проблемы почвенной зоологии. Материалы XV
Всероссийского совещания по почвенной зоологии. М.: КМК-ИПЭЭ РАН. С.
157-158.
Семенина Е.Э. (2010). Пищевая избирательность у коллембол зависит от
присутствия конкурентов. В кн.: Актуальные проблемы экологии и эволюции в
исследованиях молодых ученых. Материалы конференции молодых
сотрудников и аспирантов ИПЭЭ РАН. М.: ИПЭЭ РАН. C.97-98.
Семенина Е.Э. (2010). Роль наземного растительного опада в питании разных видов
эндогейных дождевых червей: экспериментальное исследование. В кн.:
Принципы и способы сохранения биоразнообразия. Материалы IV
Всероссийской конференции, Йошкар-Ола, с. 383-384.
Семенина Е.Э. (2010). Пищевая избирательность у коллембол зависит от
присутствия конкурентов. В кн.: Проблемы экологии. Материалы
Международной конференции и школы молодых ученых. Иркутск. C. 257.
23