Жужелицы рода Harpalus (Coleoptera, Carabidae) мировой фауны: систематика, зоогеография, филогения

Катаев, Борис Михайлович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Жужелицы рода Harpalus (Coleoptera, Carabidae) мировой фауны: систематика, зоогеография, филогения
ВАК РФ 03.02.05, Энтомология

Автореферат диссертации по теме "Жужелицы рода Harpalus (Coleoptera, Carabidae) мировой фауны: систематика, зоогеография, филогения"

На правах рукописи

КАТАЕВ 4857244

Борис Михайлович

Жужелицы рода Harpalus Latr. (Coleóptera, Carabidae) мировой фауны: систематика, зоогеография, филогения

03.02.05 - энтомология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

1 з ОКТ 2011

Санкт-Петербург - 2011

4857244

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Зоологический институт РАН

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Медведев Сергей Глебович

доктор биологических наук Никитский Николай Борисович

доктор биологических наук Федоренко Дмитрий Николаевич

Ведущая организация:

Государственное научное учреждение Всероссийский НИИ защиты растений Российской академии сельскохозяйственных наук

Защита диссертации состоится 1 ноября 2011 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д002.223.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук при Зоологическом институте РАН по адресу:

199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., д. 1 Факс: (812) 328-29-41 E-mail: brach@zin.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Зоологического института РАН

Автореферат разослан ZO сентября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук

Овчинникова О.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Род Harpalus Latreille, 1802 - самый большой в трибе Harpalini и один из наиболее крупных в семействе жужелиц. Он включает около 400 видов (более 1500 номинальных таксонов), большинство из которых распространено в Голарктике. Необходимость таксономического изучения этого рода с практической точки зрения вызвана прежде всего тем, что виды Harpalus, будучи преимущественно обитателями открытых ландшафтов, - наиболее обычные жужелицы полевых агроценозов. Выяснению их хозяйственного значения препятствует слабая таксономическая изученность группы, и в первую очередь трудности, связанные с определением.

Эти трудности обусловлены несколькими причинами: довольно однообразной внешностью всех представителей рода, их большой индивидуальной и географической изменчивостью, обширными ареалами у многих видов, а также тем, что большинство таксонов было описано в XIX и в самом начале XX века на очень ограниченном материале и по немногим признакам внешнего строения. В этот же период устанавливалась основная синонимика и, как показывали современные исследования, почти вся она нуждалась в проверке. Осложняет работу и нечеткость диагностических признаков рода. В полном объеме род никогда не был изучен, а имевшиеся к началу исследований автора специальные, в основном региональные, работы охватывали лишь незначительную часть видов, и многие из них к тому же сильно устарели. Соответственно, не был ясен статус многих таксонов, и не было изучено распространение даже самых обычных видов. Отсутствие же обоснованной классификации Harpalus значительно тормозит не только таксономические исследования, но и любые другие работы по этому роду, особенно фаунистические и зоогеографические.

Цель работы. Цель данного исследования - построение классификации рода Harpalus в объеме мировой фауны и выявление основных направлений эволюции этой группы.

Задачи исследований. В связи с поставленной целью были определены следующие задачи: 1) уточнить таксономические границы рода и выяснить его разделение на естественные группы на основе сравнительно-морфологического изучения видов мировой фауны; 2) составить морфологические диагнозы этих групп и проанализировать их ареалы; 3) дать анализ общего географического распространения рода и охарактеризовать основные региональные фауны; 4) реконструировать филогению рода и проследить основные этапы генезиса современной фауны; 5) уточнить видовой состав и распространение жужелиц рода Harpalus фауны России и сопредельных территорий (в границах бывшего СССР); б) составить определительную таблицу для всех представителей рода в фауне России и сопредельных территорий.

Научная новизна. Впервые выполнено детальное исследование по систематике, зоогеографии и филогении рода Harpalus в объеме мировой фауны, не имеющее аналогов в литературе по другим крупным таксонам жесткокрылых родовой группы с преимущественно голарктическим распространением. На основе комплекса морфологических признаков, в том числе использованных впервые, уточнен диагноз и полностью ревизован состав рода. Предложенная система рода с разделением его на подроды, филетические линии и видовые группы представляет собой первую попытку классификации рода в полном объеме. Впервые описан факт резких сходных аномалий в вооружении внутреннего мешка эдеагуса у жужелиц, позволивший установить ряд общих закономерностей в развитии склеротизованных структур внутреннего мешка у

Harpalus и близких к нему родов. Впервые детально проанализировано географическое распространение рода как на основе общих фаунистических списков, так и на основе закономерностей распределения монофилетических групп, выделенных внутри рода. Впервые разработана филогения рода и реконструированы основные этапы генезиса современной фауны. Впервые составлены определительные таблицы для подродов Harpalus в объеме мировой фауны, а также для 166 видов и 29 подвидов Harpalus, известных с территории бывшего Советского Союза. В качестве новых для науки описано 63 таксона видовой группы (46 видов и 17 подвидов), еще 4 новых названия видовой группы предложены взамен выявленных младших омонимов. Для 164 видовых названий установлена новая синонимия, для 18 названий - новая комбинация. Предложен не использованный ранее способ иллюстрации ареалов таксонов и фаунистических группировок на основе стандартизованных карт с условным обозначением первичных зоогеографических выделов.

Теоретическое и практическое значение работы. Результаты исследования представляют собой существенный вклад в изучение морфологии, систематики, зоогеографии и филогении жужелиц трибы Harpalini. Данные по географическому распространению таксонов могут быть использованы для уточнения схем общего зоогеографического районирования Голарктики. Фаунистические связи между Евразией и Северной Америкой, выявленные на разных таксономических уровнях, важны для понимания генезиса голарктической фауны в третичное и четвертичное время. Не использованный ранее способ иллюстрации ареалов таксонов и фаунистических группировок на основе первичных зоогеографических выделов может быть применен при работе с другими группами животных. Определительные таблицы, составленные для видов и подвидов Harpalus фауны бывшего СССР, представляют интерес не только для фаунистов и систематиков, но и для специалистов по защите растений.

Апробация работы. Материалы по теме диссертации докладывались на II Всесоюзном карабидологическом совещании (Махачкала, 1986) и на семинарах лаборатории систематики насекомых в 1982,1983, 1984 и 2009 годах.

Публикации. По теме диссертации опубликована 41 работа, в том числе 20 - в журналах, рекомендованных ВАК, и 23 - на иностранных языках.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, 7 глав, выводов, приложения и изложена на 604 страницах, из которых основная часть включает 142 страницы. Список литературы состоит из 293 названий, 188 из них на иностранных языках. Работа иллюстрирована 4 цифровыми таблицами и 158 таблицами рисунков. В приложение вынесены: 1) обзор системы рода Harpalus, 2) характеристика фаун первичных зоогеографических выделов, 3) филогенетический анализ признаков, 4) таксономический обзор жужелиц рода Harpalus фауны России и сопредельных территорий и 5) список описанных новых таксонов.

Благодарности. Автор с сердечной благодарностью вспоминает своего учителя и научного руководителя O.JI. Крыжановского, который в течение многих лет поддерживал это исследование. Глубокую благодарность автор выражает также всем друзьям и коллегам, предоставившим для изучения материалы, особенно O.P. Александровичу (Минск), М. Барклаю (Лондон), В.В. Белову, C.B. Киселеву, К.В. Макарову, A.B. Маталину, Н.Б. Никитскому, Д.Н. Федоренко (Москва), И.А. Белоусову, Т.Н. Верещагиной, И.И. Кабаку, О.Н. Кабакову, А.Г. Ковалю, И.М. Соколову, В.Н. Прасолову (Санкт-Петербург), Д.И. Берману и A.M. Бударину (Магадан), Дж. Боллу (Эдмонтон), Д. Вразе и Ф. Хике (Берлин), В.И. Гусарову (Осло),

Ф. Гузенляйтнеру (Линц), Р. Даниэльсону (Лунд), Т. Деву (Париж), Р.Ю. Дудко (Новосибирск), К. Жаннэ (Лангон), A.C. Замотайлову (Краснодар), Е.В. Зиновьеву (Екатеринбург), Е.В. Ильиной (Махачкала), А.Ю. Исаеву (Ульяновск), Н. Ито (Каваниси Сити), Е.В. Комарову (Волгоград), Г.Ш. Лаферу (Владивосток), Х.-Б. Лиангу (Пекин), П. Линдскогу (Стокгольм), Д.М. Морвану (Карентуар), О. Мартину и A.C. Солодовникову (Копенгаген), О. Мерклу и Д. Селю (Будапешт), А. Ньютону и М. Тейлор (Чикаго), C.B. Овчинникову (Бишкек), A.B. Пучкову (Киев), И.А. Солодовникову (Витебск), Ю.Н. Сундукову (пос. Лазо), В. Хайнцу (Шванфельд), М. Хартманну (Эрфурт), В.Г. Шиленкову (Иркутск) и Й. Шмидту (Росток). Искреннюю признательность я выражаю и всем сотрудникам лаборатории систематики насекомых ЗИН РАН, в первую очередь коллективу отделения жесткокрылых - Г.С. Медведеву, М.Е. Тер-Минасян, Е.Л. Гурьевой, Б.А. Коротяеву, М.Г. Волковичу, А.Г. Кирейчуку, А.Л. Лобанову, A.B. Фролову, А.К. Чистяковой и C.B. Андреевой, а также И.М. Кержнеру, А.Ф. Емельянову и С.Ю. Синеву, за внимание и помощь, оказанные в процессе подготовки этой работы. За многочисленные советы и постоянную помощь, особенно в организации баз данных и работе с компьютерными программами, я очень благодарен К.В. Макарову (Москва) и И.А. Белоусову (Санкт-Петербург).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава 1. Материал и методы

Работа основана главным образом на богатейшей коллекции Зоологического института РАН. Кроме того, были изучены материалы из 42 других отечественных и зарубежных научных учреждений, а также коллекции многочисленных любителей и профессионалов. Собственные сборы проводились на протяжении 1976-2009 гг. в различных регионах Палеарктики.

Всего были изучены десятки тысяч экземпляров. Типовой материал изучен для 929 номинальных таксонов видовой группы, описанных в роде Harpalus.

Изготовлено более 2500 препаратов гениталий и примерно 400 препаратов нижней губы. Выполнено более 1200 рисунков деталей строения имаго. Измерено более 2000 экземпляров. Для каждого экземпляра производилось от 7 до 9 промеров, на основе которых рассчитывались 7-10 морфометрических индексов.

Для накопления и анализа таксономической, морфологической, географической и экологической информации по роду Harpalus и другим родам трибы Harpalini была создана база данных в системе Visual FoxPro.

Кластерный анализ фаун основных зоогеографических выделов выполнен в операционной среде системы MATLAB7 на основе коэффициента Жаккара методом невзвешеиного среднего как для полных фаунистических списков, составленных на разных таксономических уровнях, так и для большинства монофилетических групп, выделенных внутри Harpalus - подродов, филетических линий и групп видов.

Глава 2. Объем рода Harpalus и его систематическое положение

Объем рода Harpalus - старая и очень трудная таксономическая проблема. Характерно, что при описании этого рода Латрейль включил в него 25 видов, из которых только 5 сейчас относят к трибе Harpalini, а свое положение в роде Harpalus из этих 5 видов сохранили только 2. Поскольку название рода является старейшим в трибе Harpalini, первоначально в роде Harpalus описывались почти все представители этой трибы. Впоследствии, по мере накопления знаний, наиболее обособленные

формы выделялись в качестве самостоятельных родов, но общей ревизии так и не было проведено.

В большинстве современных систем Награ1ш рассматривается в составе родовой группы НаграН, которую выделяют в подтрибе НаграНпа наряду с группами Астор1, ТпсЬоНсЬш, 8е1епорЬоп и некоторыми другими. Родовой состав группы НаграН, как, впрочем, и всех других, - предмет многочисленных разногласий и в значительной степени определяется тем, в каких границах рассматривается род Награ1ия - самый крупный и наиболее сложно дифференцированный в этой группе.

Одна из причин этих разногласий связана с тем, что большинство надвидовых таксонов в трибе НаграНш, в том числе и род НаграЫя, определяются политетически (Майр, 1971; Симпсон, 2006), на основании комплекса признаков, каждый из которых может отсутствовать у части представителей данной группы. Другая причина разногласий состоит в том, что почти все предложенные системы разрабатывались на основе региональных фаун и на немногих анализируемых признаках. Было очевидным, что выделение естественных таксонов внутри НаграН возможно лишь при анализе этой группы в полном объеме и на основе комплекса признаков, охватывающих самые разные структуры.

В результате сравнительно-морфологического изучения группы НаграН в объеме мировой фауны был полностью пересмотрен диагноз рода Наград. Предложенный диагноз включает наличие щетинок по краям параглосс, отсутствие фронто-окулярных бороздок на голове, узкие эпилобы, расширенные у самца передние и средние лапки и асимметричный пенис с более или менее развитой апикальной головкой. Значительно изменен и состав рода. С одной стороны, обоснован независимый родовой статус ОрИопи.ч, }Лрропокагра1ин, ЛЛсгос/ега, Пагра1оЬгас\хуз и АпкосМгий, часто объединяемых с Наград в один род, с другой стороны, показана необходимость включения в этот род Р5еи<1оор1гопи$, СерИЫорИопця, ЕетюрЪопт, Сгур^рИопия, Бпитохча, НаграЫЫ, ВгасИурапЬохорИопия, Ис1пос1еп^ и НаграЬрИопия, которые обычно рассматривались вне таксономических границ этого рода. В состав рода Награ1т включены также ОрЪопии суапор1егиз и О. р1его5ИсЬш, имеющие лишь внешнее сходство с представителями рода Оркопия.

Глава 3. Морфология

Описание строения имаго выполнено с акцентом на функциональное значение морфологических структур и их адаптивные изменения в пределах рода. Сравнительный анализ и трансформационные серии, построенные для ряда структур (нижней губы, метэпистерн, передних голеней, апикальной головки пениса), демонстрируют многочисленные параллелизмы. Для выяснения родственных отношений внутри НаграЫэ наибольшее значение имеют особенности строения эдеагуса, в первую очередь характер склеротизованного вооружения внутреннего мешка, а также строение нижней губы, хетотаксия и наружные вторичнополовые признаки. На основании литературных данных приведен краткий очерк морфологии личинок и обобщены сведения о кариотипах.

Глава 4. Некоторые особенности экологии

Связь с открытыми, относительно сухими биотопами и миксофитофагия (способность поедать как животную, так и растительную пищу, преимущественно семена злаков) - характерные особенности группы, имеющие принципиальное значение для ее становления и последующей эволюции.

Глава 5. Система рода Награ1и$

5.1. История вопроса. Дан анализ взглядов разных авторов на систему рода. Показана невозможность построить естественную классификацию Награ1т на материале, ограниченном региональными фаунами.

5.2. Система рода на основании современных данных. В составе рода выделено 10 подродов, однако подавляющее большинство видов (81 %) отнесено к номинативному подроду, который разделен на 62 видовые группы, объединенные в 20 филетических линий.

НагрЫш ШгеШе, 1802

Подрод Cephalophonus Gangibauer, 1892(1 вид) Подрод Pseudoophonus Motschulsky, 1844 (40 видов) Группа 'capito' (1 вид) Группа1rufipes' (38 видов) Группа'calceatus' (1 вид) Подрод Megapangus Casey, 1914 (2 вида) Подрод Plectralidus Casey, 1914 (2 вида) Подрод Loboharpalus Schauberger, 1932 (3 вида) Подрод Semiophonus Schauberger, 1933 (1 вид) Подрод Zangoharpaius Huang, 1998 (5 видов) Подрод Cryptophonus Brandmayr & Zetto

Brandmayr, 1982 (10 видов) Подрод Harpalus s. str. (319 видов) Линия "fuivicornis"

Группа '/unicornis1 (50 видов) Линия "Iaevipes"

Группа 'puetzC (2 вида) Группа'Iaevipes' (3 вида) Группа 'fulvilabris' (2 вида) Группа'major' (3 вида) Группа 'laticeps' (1 вид) Группа 'spadiceus' (1 вед) Линия "cordifer"

Группа'cordifer(1 вид) Линия "atratus"

Группа'atratus'(\ вид) Группа 'punctipennis' (2 вида) Группа 'aeneipennis' (2 вида) Группа 'potaninC (1 вид) Группа 'chobautianus' (2 вида) Группа1honestus' (16 видов) Линия "serripes"

Группа 'serripes' (5 видов) Tpynn^'benesht (\ вид) Группа 'picipennis' (11 видов) Линия "hirtipes"

Группа 'fraternus' (4 вида) Группа 'hirtipes" (12 видов) Группа 'ßavescens' (1 вид) Линия "kozlovC'

Группа'kozlovC (1 вид) Линия "anxius"

Группа 'ventralis' (2 вида) Группа 'anxius' (15 видов) Линия "nigrans"

Группа 'nigrans' (3 вида) Линия "latus"

Группа 'latus' (20 видов) Группа'rußscapus' (} вил) Группа 'tardus' (10 видов)

Линия "fuscipalpis"

Группа 'cautus' (8 видов) Группа 'vittatus' (12 видов) Группа 'fuscipalpis' (4 вида) Линия "smaragdinus"

Группа 'smaragdinus' (3 вида) Группа 'optabilis' (3 вида) Группа 'mitridatC (5 видов) Группа'remboides* (3 вида) Группа 'cyanopterus' (2 вида) Группа 'famelicus' (3 вида) Группа 'ingenuus' (2 вида) Группа 'breviusculus' (2 вида) Группа'salinulus' (1 вид) Группа'kadyrbekoví (2 вида) Группа 'cisteloides' (4 вида) Линия "stoetznerianus"

Группа 'stoetznerianus' (\ вид) Линия "indianus"

Группа 'indianus' (2 вида) Линия "autumnal is"

Группа'lumbaris' (2 вида) Группа 'autumnalis' (13 видов) Группа 'antonowC (1 вид) Группа 'tíapperichC (2 вида) Группа 'setiporus' (2 вида) Группа 'desertus' (2 вида) Линия "cardón?'

Группа'cardónГ (1 вид) Линия "dimidiatus"

Группа 'cupreus' (2 вида) Группа 'dimidiatus' (6 видов) Группа 'metallinus' (8 видов) Линия "numidicus

Группа'питidicus' (I вид) Линия "dispar"

Группа'dispar1 (14 видов) Группа 'kandaharensis' (1 вид) Линия44ajjinis"

Группа 'crates' (1 вид) Группа 'distinguendus' (4 вида) Группа'oblitus' (6 видов) Группа'affinis' (14 видов) Группа 'hospes' (7 видов) Группа'semenowC (2 вида) Подрод Glanodes Casey, 1914 (9 видов)

Группа 'tadorcus" (2 вида) Группа 'obliquus' (7 видов)

Как и сам род, большинство надвидовых группировок внутри Наград определяются политетически. Отсутствие у большинства групп и линий четких диагностических признаков не позволяет с уверенностью придавать им ранг подродов. На современном уровне знаний выделение неформальных группировок представляется более целесообразным. Такой подход согласуется и с результатами изучения личинок (Нйгка, 2002). Группы, выделяемые внутри Награ1т на основании строения личинок, хотя и соответствуют группам, выделяемым на основании строения имаго, также не имеют четких диагностических признаков.

При описании системы рода НагрЫш приводятся диагнозы, синонимика, полный видовой состав, географическое распространение и экологические особенности всех надвидовых группировок внутри рода.

Глава 6. Географическое распространение

6.1. Общие особенности распространения. Ареал рода Наград охватывает почти всю Голарктику (включая Мадейру, Канарские и Азорские острова), горные районы севера Индо-Малайской области (в пределах Индии, северной Бирмы и северного Вьетнама), а также восточную и южную Африку, с включением островов Зеленого Мыса, Святой Елены и Реюньон.

В пределах родового ареала виды Награ1ш распространены почти повсеместно, однако представители рода, вероятно, отсутствуют в типичных тундрах и песчаных пустынях. Наибольшее разнообразие видового состава наблюдается в умеренно теплых и относительно сухих регионах.

Видовые ареалы, как правило, имеют большую протяженность и нередко охватывают целые ландшафтные зоны или обширные природные регионы. На равнинах локальные фауны могут включать до 30-40 видов, причем совместно могут встречаться по нескольку представителей одной видовой группы. Широкое распространение многих видов объясняется не только их относительной эвритопностью и способностью большинства особей к полету, но, видимо, и отсутствием в этом роде строгой пищевой специализации. Узкими ареалами обладают бескрылые виды, как правило, обитающие в горных районах. Особенно много узколокализованных эндемиков выявлено в горах Пиренейского полуострова, Малой Азии, Тянь-Шаня, Гиссаро-Дарваза и в Сино-Тибетских горах. Дизъюнкции, обнаруженные в распространении ряда видов и групп, обусловлены в основном изменениями климата в ледниковые и ксеротермические эпохи плиоцена и плейстоцена, однако некоторые разрывы ареалов, например, в линиях "/оеу/рет", "а/га/мж" и "аШитпаШ", имеют более древнее происхождение. Образование трех изолированных фрагментов ареала рода, один из которых расположен в Палеарктике, второй - в Неарктике, а третий - в Афротропической области, вызвано неблагоприятными для обитания Наград современными условиями, с одной стороны, Чукотки и Аляски, с другой стороны - Сахары и Аравийского полуострова. На современное распространение целого ряда видов, особенно степных и неморальных, оказала влияние хозяйственная деятельность человека.

6.2. Региональное распространение. Из 400 известных видов Награ1ия большинство - 281 - сосредоточено в Палеарктике. В Неарктике известно 73 вида, в Афротропической области - 50 видов и в Индо-Малайской области - 11 видов. Голарктическими ареалами обладают 6 видов. В границах зоогеографических областей (Крыжановский, 1983, 2002) большая часть видов (44 %) населяет область Древнего Средиземья (с включением в нее степной зоны), примерно 18 % обитает в

Восточноазиатской области, 14 % - в Циркумбореальной, 12 % - в Сонорской, 10 % -в Афротропической, и только 2 % - в Индо-Малайской области. В фауне России зарегистрирован 121 вид, в фауне бывшего СССР - 166 видов (195 таксонов видовой группы).

Рис. 1. Распределение видов рода НаграШв по первичным зоогеографическим выделам (обозначения выделов, как на рис. 2).

Для детального анализа географического распространения видов и надвидовых группировок использовались по преимуществу принципы и методология частного зоогеографического районирования (Песенко, 1984, 1991). На основании зон сгущения границ видовых ареалов внутри ареала рода выделено 63 фаунистических региона, принятые за первичные зоогеографические выделы. Разная степень детализации первичных выделов объясняется как неодинаковой степенью изученности фауны различных регионов, так и поставленной задачей более детально изучить фауну на территории бывшего Советского Союза. Границы между выделами в большинстве случаев довольно условны, поскольку области сгущения ареалов, так называемые синператы, у НаграЫя обычно образуют более или менее широкие полосы. На рис. 1 показано общее число видов и число эндемиков в каждом из первичных регионов.

6.2.1. Зоогеографический анализ региональных фаун. Иерархическая система сходственных и родственных отношений, существующая между региональными фаунами на разных таксономических уровнях, отражена на серии дендрограмм, полученных в результате кластерного анализа фаун первичных регионов, который проводился отдельно для видов, видовых групп, филетических линий и подродов.

Ареалы большей части фаунистических группировок изображены на серии схематичных карт с условным изображением всех первичных выделов путем затушевки соответствующих выделов, составляющих ту или иную группировку. Поскольку такое районирование, полученное на основе распределения таксонов одного рода, имеет ограниченный характер, для выделяемых хоронов не использовались формальные категории, применяемые в схемах общего зоогеографического районирования (царства, области, провинции).

6.2.1.1. Зоогеографический анализ фаун на видовом уровне. Среди наиболее обособленных группировок выделяются 6 основных кластеров (рис. 2): 1 -афротропический (50 видов, все эндемичные), 2 - неарктический (74 вида, 68 эндемичных), 3 - тибето-гималайский (51 вид, 31 эндемичный), 4 - макаронезийский (7 видов, 2 эндемичных), 5 - евросибирско-восточноазиатский (80 видов, 31 эндемичный) и 6 - древнесредиземный (210 видов, 56 эндемичных). Внутри почти каждого из этих кластеров фауны формируют более или менее сложную иерархическую систему кластеров более низкого ранга.

1 I—---—-Реюньон - РНН

Троп. Африка - ТАФ

_I-ЮВ Неарктнка • ЮВН

_I I---СВ Неарктнка - СВН

-ЮЗ Неарктнка - ЮЗН -СЗ Неарктнка - СЗН

ЖтГ

-Сино-Тибетские горы - СТГ -3 Гималаи - ЗГМ

цгм

-Ц Гималаи - ЦГМ -В Памир - ВПМ

-О-ва Зеленого Мыса - ОЗМ -МДР.

-Канарские о-ва - КАН -север Инд.-Мал. обл. - ИМО —юго-восток Китая - ЮВК -Япония - ЯПН —северо-восток Китая - СВК -Корейский п-ов - КОР -юг ДВ России-ЮДВ -Южн. Курилы-КУР —Сахалин - СХЛ -в.-сиб. тайга - ВСТ -евр. и з.-сиб. тайга - ЕВТ -южнотуран. пустыни - ЮТП —северотуран. пустыни - СТП -СЗ Африка - САФ

-Бадахшан - БДШ -Гиссар - ГСР -Ю Тянь-Шань - ЮТШ -3 Тянь-Шань - ЗТШ -Копетдаг - КПД -Ближн. Восток-БЛВ -Иран - ИРН -Гирканский регион - ГРК -Пиренейскии п-ов - ПРН -Апеннинский п-ов - АПН —Малая Азия - МАЗ

-Закавказье - ЗАК -В Кавказ - ВКВ -Центр. Европа - ЦЕВ -Балканский п-ов - БЛК -Крым - КРМ -евр. степи - ЕСТ -3 Кавказ - ЗКВ -евр. и з-сиб. лесостепь - ЕЛС -Альпы - АЛП

-евр. ш.-листв. и см. леса - ШСЛ -Колымский регион - КЛМ -ЦиВн. Тянь-Шань - ЦТШ -В Тянь-Шань - ВТШ

-С Тянь-Шань - СТШ —Джунгарский Алатау - ДЖА —Саур и Тарбагатай - СТБ

-Ц Якутия-ЦЯК -Монголия - МНГ •Забайкалье - ЗБК

-Прибайкалье - ПБК -Алтай - АЛТ

0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2

Относительная дистанция между кластерами

Рис. 2. Дендрограмма сходства фаун первичных зоогеографических выделов, построенная на основе распределения видов рода Награ1ш.

6.2.1.2. Зоогсографический анализ фаун на уровне групп видов.

Дендрограмма, построенная на основе распределения видовых групп, также демонстрирует довольно сложную иерархическую систему сходственных отношений между фаунами. Выявляются следующие 6 основных кластеров: африкано-макаронезийский (3 группы, 1 эндемичная), индо-малайский (2 группы), американо-евросибирский (21 группа, 12 эндемичных), тибето-гималайский (12 групп), восточноазиатский (21 группа) и древнесредиземный (61 группа, 36 эндемчных).

6.2.1.3. Зоогсографический анализ фаун на уровне филетических линий. Дендрограмма, построенная на основе распределения филетических линий, сходна с дендрограммой, построенной на основе распределения групп видов. Среди основных кластеров выделяются африкано-макаронезийский (5 линий, 1 эндемичная), индо-малайский (2 линии), евросибирский (6 линий), тибетский (6 линий), японо-южнокитайский (9 линий), американо-восточносибирский (17 линий, 5 эндемичных) и древнесредиземный (23 линии, 7 эндемичных).

6.2.1.4. Зоогеографичсский анализ фаун на уровне подродов. Выявляется значительно меньшее число кластеров, чем при анализе на более низких таксономических уровнях. Наиболее крупных кластеров 4: древнесредиземный (6 подродов, 2 эндемичных), восточноазиатский (4 подрода, 1 эндемичный), берингийско-тибетский (1 подрод) и неарктический (5 подродов, 3 эндемичных).

6.2.2. Общие закономерности региональной дифференцировки фауны НаграЫя. Сравнение результатов анализа, выполненного на разных таксономических уровнях, показывает, что, несмотря на имеющиеся различия в составе, основные объединения совпадают на большинстве дендрограмм. Большая часть этих объединений довольно хорошо соответствует основным зоо- и ботанико-географическим областям схем общего районирования, особенно тех, в основе которых также лежат регионы со сходным составом фаун и флор (например, Крыжановский, 1983, 2002; Тахтаджян, 1987). Значительная часть наблюдаемых различий в составе группировок, выделяемых на разных уровнях анализа, связана как с разным возрастом фаун, так и с неоднородным характером элементов, составляющих эти фауны. В целом, чем выше ранг таксонов, использованных для построения дендрограммы, тем более древние генетические связи выявляются между фаунами.

Поскольку крылатых представителей рода заметно больше, чем бескрылых, миграционные процессы в сложении большинства региональных фаун превалировали над автохтонными. Особенно велика доля во многих фаунах степных (скифских) видов, ареалы которых, как правило, далеко выходят за пределы степной зоны. Большую роль в сложении многих региональных фаун, особенно европейских и фаун южных районов Средней Азии, играют также таксоны, широко распространенные в Средиземноморье. Весьма показательно в этом отношении, что фауна европейских степей почти на всех уровнях анализа объединяется с фаунами средиземноморских выделов, в то время как фауны казахстанских степей и Монголии формируют единый кластер с фауной Тянь-Шаня. Фауна Тянь-Шаня при этом почти всегда оказывается изолированной от довольно самобытной фауны Гиссаро-Дарваза, куда виды из степной зоны почти не проникают.

Тот факт, что при анализе абсолютно на всех таксономических уровнях фауны степных выделов, прежде всего казахстанских степей и Монголии, не выделяются в единый кластер, говорит об их сравнительно раннем обособлении друг от друга. Обособление фаун этих двух степных регионов, вероятно, вызвано как существованием физической преграды, которую представляют для степных видов

горы Алтая, расположенные на стыке двух регионов, так и резко различными климатическими условиями казахстанских и монгольских степей. Степи Забайкалья населены почти исключительно монгольской фауной, а в степях Прибайкалья примерно в равных пропорциях обитают как казахстанские, так и монгольские виды. Европейские и казахстанские степи объединяются в один кластер только при анализе на уровне групп видов. Фауна европейских степей при значительном сходстве видового состава собственно степного (скифского) ядра с фауной казахстанских степей отличается от нее главным образом значительно большей долей средиземноморских таксонов.

Фауна европейской и западносибирской лесостепи при анализе на уровне видов и групп видов входит в состав европейско-средиземноморских группировок, однако на уровне филетических линий проявляется сходство лесостепной фауны с фаунами южносибирских выделов и Монголии. Одна из характерных особенностей лесостепной зоны состоит в том, что по ней в Европу проникает ряд ксерофильных видов (Н. га/е/о/й/е,?, Н. ¡агваНв, Н. ИсИотэ, Н. Ьгех'Ь и Н. тос1е.ч1и.ч), основные части ареалов которых расположены на юге Восточной Сибири. На западе их ареалы сильно фрагментированы, а сами виды довольно редки.

Фауны северотуранских и южнотуранских пустынь на всех уровнях анализа формируют единую фаунистическую группировку, довольно сильно изолированную внутри древнесредиземного кластера. Отчетливая обособленность туранской группировки от фаун других выделов Древнего Средиземья свидетельствует об относительно длительном независимом развитии этого фаунистического комплекса. На уровне подродов фауна туранских пустынь наиболее сходна с фауной скифской группировки, однако все эндемичные таксоны принадлежат к древнесредиземным филетическим линиям.

При возрастании ранга анализируемых таксонов от видового уровня до уровня филетических линий ареал древнесредиземного кластера расширяется в восточном направлении за счет включения в его состав некоторых восточноазиатских региональных фаун. На уровне подродов в состав древнесредиземного кластера включаются макаронезийская и афротропическая фауны. С одной стороны, это говорит о глубокой генетической близости фаун Старого Света, с другой - о ведущей роли области Древнего Средиземья в прогрессивной эволюции рода. Самобытные восточноазиатская, макаронезийская и афротропическая фауны в большей мере сохраняют реликтовые черты.

Фауны Гималаев, Тибета и Сино-Тибетских гор на разных уровнях анализа обычно объединяются, правда, в различной комбинации, в отдельный кластер, в той или иной мере изолированный как от древнесредиземных, так и от восточноазиатских фаун. Фауна Тибето-Гималайского региона развивалась на стыке фаун области Древнего Средиземья и Восточноазиатской области и для нее характерно смешение элементов этих двух основных зоогеографических областей Палеарктики при высоком уровне эндемизма разного таксономического ранга, однако эндемичные подроды в ней не известны.

Фауна Неарктики формирует единый кластер только на уровне видов и видовых групп, при этом проявляются ее связи на видовом уровне с фауной палеарктической тундры, а на уровне групп видов - еще и с фауной всей палеарктической таежной зоны. На уровне филетических линий и подродов фауна северо-западного неарктического выдела, состоящая в основном из голарктических линий номинативного подрода, демонстрирует гораздо большее сходство с палеарктической

фауной, чем с фауной остальной части Северной Америки. Очевидно, что фауна северо-запада развивалась как преимущественно миграционная, и в ее формировании большую роль играл обмен фаунистическими элементами с Евразией через Берингийскую сушу.

Глава 7. Филогения и фауногенез

7.1. Палеонтологические данные. В литературе есть описания 21 ископаемого вида рода НаграЬя, выполненные на основании отпечатков жуков в слоях третичного времени Европы и Северной Америки. Все эти описания сделаны в XIX и первой половине XX века, причем не специалистами по систематике жужелиц. Кроме того, отнесение отпечатков к роду НагрсАж в этих работах основано почти исключительно на некотором внешнем сходстве ископаемых жуков с рецентными представителями этого рода, понимаемого обычно очень широко. Отсутствие на третичных отпечатках основных диагностических признаков рода Награ1т, а во многих случаях даже трибы НаграНт, делает все выше приведенные определения недостоверными. Надежно идентифицировать удается пока только ископаемый материал четвертичного возраста, который весь относится к современным формам.

7.2. Основные методы и принципы. Для реконструкции филогенетических отношений внутри Награ1и$ были привлечены в основном базовые методы кладистического анализа без применения специальных компьютерных программ.

7.3. Филогенетический анализ признаков. Сравнительно-морфологическое изучение представителей трибы в объеме мировой фауны показало, что апоморфные состояния признаков различных морфологических структур, выявляемые у Награ1ж, как правило, носят характер гомоплазий, что создает значительные трудности при попытке построить на их основе филогенетические древеса. Для реконструкции филогенетических отношений внутри НаграЫв отобрано 44 морфологических признака. В качестве внешней группы рассматривались все остальные представители трибы НаграНт, в первую очередь подтрибы НаграИпа.

7.4. Анализ аберрантного строения гениталий у некоторых видов НаграШя и ОрИопиБ. Большое значение для понимания эволюции НагрсЛт и близких к нему родов имело обнаружение особей нескольких видов Наград и ОрИотк со сходными аномалиями гениталий. Вооружение внутреннего мешка пениса у этих особей резко отличалось от обычного для них вооружения наличием двух крупных шипов. Сравнительный анализ особенностей вооружения внутреннего мешка в разных филетических линиях НаграП показал, что эволюция склеротизованных структур мешка в этой группе шла как по пути постепенного усложнения, так и по пути редукции, вплоть до полного их исчезновения. Характерный для многих НаграН тип вооружения с доминированием двух шипов сформировался еще на самых ранних стадиях эволюции этой родовой группы, и, по-видимому, очень сходное вооружение было и у общего предка всех НагрЫия. Сделан вывод, что появление двух аберрантных шипов у видов, принадлежащих к группам, для которых наличие крупных одиночных шипов в вооружении внутреннего мешка не характерно, нужно рассматривать как атавизм, то есть возврат характера вооружения к плезиоморфному состоянию.

7.5. Филогения рода Награ/иэ и основные аспекты генезиса фауны.

7.5.1. Происхождение и ранние этапы эволюции рода НаграШй. Эволюция НаграЫ протекала сопряженно с другими таксонами группы НаграН, и ее основным направлением, как и у других членов этого родового комплекса, была адаптация к аридным и семиаридным ландшафтам, которые стали появляться в третичное время на

территории Древнего Средиземья в результате начавшейся общей аридизации климата. Наиболее вероятно, НаграН берут свое начало от одной из ветвей 8е1епорЬоп или ТпсЬоНсИш - групп, несомненно, более древних и по совокупности морфологических признаков менее продвинутых, чем НаграН. Кроме того, в отличие от НаграН, распространенных преимущественно в Голарктике, большая часть 8е1епорЬоп и ТпсИо^сЬш сосредоточена в тропиках и включает много лесных форм. Занятие новой, свободной адаптивной зоны способствовало образованию и раннему расхождению внутри НаграН сразу большого числа разных филумов, однако, общность решаемых ими адаптивных задач привела к тому, что последующая их эволюция шла во многих отношениях параллельно. В результате филогенетическое древо с самого начала приобрело вид широкого куста, а образовавшиеся таксоны характеризовались мозаичным распределением сходных плезиоморфных и апоморфных признаков. Особенности филетической радиации НаграН рассматриваются как проявление принципа эволюционной инерции (Красилов, 1977) в рамках концепции итеративной эволюции (Рауп, Стэнли, 1974; Раутиан, 1988). Сделано предположение, что в процессе освоения группой НаграН аридных и семиаридных ландшафтов от разных ее ветвей отделялись многочисленные специализированные формы, морфологические изменения у которых происходили параллельно и порой гораздо быстрее, чем у исходных таксонов, продолжавших существовать одновременно с этими отделившимися формами.

Исходя из характера распространения и условий обитания большинства современных НаграЬя, представляется наиболее вероятным, что этот род возник примерно на границе палеогена и неогена, по всей видимости, в олигоцене, на внетропической территории Внутренней Азии, предположительно на южной окраине зоны тургайских лесов. Отсутствие одного отчетливо выраженного географического центра многообразия НагрЫия говорит о достаточно широком распространении ранних представителей этой группы, ареал которой уже в миоцене включал, по-видимому, не только Евразию, но также Северную Америку и Африку, куда Награ1ш попали, очевидно, из Азии. Предполагается, что раннее развитие НагрЫш во многом шло параллельно с развитием широко распространенной в неогене гиппарионовой фауны.

Рис. 3. Схема филогенетических отношений подродов рода Наград.

7.5.2. Филогения и генезис подродов рода НаграЫэ. Анализ распределения признаков в подродах показывает, что обособление большинства подродов произошло, вероятно, на самых ранних этапах эволюции рода (Рис. 3). Довольно сильное варьирование «базовых» диагностических признаков, наблюдаемое внутри многих архаичных подродов - характерная особенность групп, находящихся у основания крупных филогенетических ветвей (Мамкаев, 1968,1979).

Монофилетическую, довольно архаичную группировку, формируют 4 подрода: палеарктический СерИа1ор}юпи$, голарктический Р5еис1ооркопи5 и неарктические Megapangus и РЬсКаИсЬя. Развитие этой группировки, для которой предложено название 'псевдоофоноидного' комплекса, было связано, очевидно, с умеренными широколиственными лесами тургайской флоры, занимавшими в олигоцене и миоцене значительную часть Голарктики. Дериватами тургайской флоры являются современные хвойно-широколиственные леса Восточной Азии и востока Северной Америки. Именно там сейчас сосредоточено большинство видов 'псевдоофоноидного' комплекса, в основном представителей самого крупного его подрода Рлемс/оор/гоиги. По совокупности признаков этот подрод является наиболее плезиоморфным в пределах всего комплекса и ближе всех стоит к исходной для него форме. Все виды Руеис/оор/гоим связаны с неустойчивыми краевыми местообитаниями (лесные опушки, вырубки, обочины дорог, сельскохозяйственные поля) и таким образом могут быть отнесены к ценофобам (по определению Разумовского, 1981). Известно, что именно такие группы часто оказываются родоначальниками таксонов, осваивающих новые адаптивные зоны (см., например, Северцов, 1990). В результате прогрессирующей в миоцене общей аридизации климата в Восточном Средиземноморье от ранних представителей 'псевдоофоноидного' ствола отделился подрод СерЬаЬрИопиз, а в Северной Америке от одной из ветвей РъеиЛооркотк - подроды Megapangus и Р1ес1гаИс/из. В отличие от большинства Р5ет1оор1ют^, все эти 3 подрода адаптированы к открытым, более или менее аридным ландшафтам.

Как рано отделившийся, специализированный дериват 'псевдоофоноидного' комплекса рассматривается подрод ЬоЬокаграЫя, все 3 вида которого распространены в Восточной Азии. Эти виды населяют песчаные берега крупных рек и морей и развили морфологические адаптации для закапывания в грунт.

Вероятно, естественную группу, филогенетически также связанную с 'псевдоофоноидным' комплексом, образуют довольно архаичные восточноазиатский Zangoharpalus и западнопалеарктический ЗетгорИоти. Обособление ЗетюрИопиз от предковой формы современных Zangoharpalus в значительной степени шло параллельно с обособлением Сер1ш1ор1юпиа от ранних представителей 'псевдоофоноидного' ствола и также было обусловлено усиливающейся аридизацией климата на западе Евразии в миоцене.

Формирование подрода С/урГор/ютк, вероятно, происходило вдоль побережья Тетиса, и уже в миоцене эта группа, по-видимому, проникла в Северную Африку, где в третичное время были развиты субтропические лавровые леса. В качестве реликтов эти леса сохранились на Канарском архипелаге. Известно, что распространение, по крайней мере, одного из двух эндемичных канарских видов СгурЮрИопих связано именно с зоной реликтовых лавровых лесов.

Ряд признаков североамериканского подрода 01апос1е$ сближает его с палеарктическими родами ААсгос/егея и Neophygas, и, возможно, дальнейшие исследования покажут, что аапос^еэ заслуживает родового статуса.

7.5.3. Филогения и генезис номинативного подрода рода НаграШэ. В составе номинативного подрода (Рис. 4), ареал которого почти полностью совпадает с ареалом рода, заметно обособленное положение занимает группа '/м/у/соги«', куда включены все афротропические виды. Предковая форма этой группы попала в Африку, вероятно, из Азии еще в миоцене после соединение африканского континента с азиатской частью Евразии.

ствол "latus" 20 21

ствол яа№п18'

. ф. 'fulvicomls'

• rp.'puetzi'

. rp. 'iaevipes'

■ ф. 'fulvilabris'

• ф. 'major1

. ф. 'laticeps'

• ф. 'spadiceus'

• ф. 'cordifer* . ф.'atratus'

. ф. 'punctipennis'

■ ф. 'potanini'

линия I "fulvicomis"

. ф. 'chonestus'

■ ■ ■ Л ф.'serripes' ф- 'beneshi' 1 Ш á го. 'Dia'oennis'

линия Чаемрев*

линия 'а^иэ"

линия 'ббШрвв*

линия

"Ыгёрев"

линия

''кодом*

-С

-Í2

7 9 17* Зв 19 43>

7 9 25 38 41

• ф. 'fratemus'

• ф.'hirtipes'

• ф. 'flavescens'

• ф. 'kozlovi'

. ф. Ventralis" . ф. 'anxius'

. ф. 'nigrans'

• ф.'latus'

• ф. 'mfiscapus'

• ф. tardus" . ф. 'cautus'

• ф,'vittatus' - ф.'fuscipalpis'

. ф. 'smaragdinus' , ф. 'optabilis'

• rp. 'mitridatl' ' ф. 'romboides' ■ ф. 'cyanopterus'

ф.'fameliGue' ф. 'Ingenuus' rp. 'breviusculus'

• ф.'salinulus' ' ф.'kadyrbekovi' ' ф. 'tisteloides'

линия

, ф. 'stoetznerianus' I'stoetznerianus"

1 "nigrans"

ЛИНИЯ

"latus*

I линия

•fuscipaipis"

линия

'втагадйичк"

7 9" 19 26 27 ;

Т Я 14- 17" 19 i

• ф.'indianus'

• ф. 'lumbaris' ф. 'autumnalis' ф. 'antonowi' ф. 'klapperichi' ф, 'seüpoais'

' rp. 'desertus'

■ ф. 'cardoni'

■ ф. 'cupreus' i

■ ф. 'dimidiatus' I

. rp. 'metallinus' |

• ф. 'numidicus' |

• ф.*1

линия ' Indianus*

. линия

1 "cardo пГ

линия *пит141си8"

12 3 4 Ю 15 31* 32

ф. 'kandatiarensis' ф. 'crates' ф. 'distinguendus' ф. 'oblitus' ф. 'affinis' ф. 'hospes' ф. 'semenowi'

I линия 'dispar'

линия 'аЯмв*

Рис. 4. Схема филогенетических отношений видовых групп и филетических линий номинативного подрода рода Награ1ш.

Анализ распределения признаков у голарктических видов номинативного подрода показывает, что уже на самых ранних этапах развития этого комплекса он разделился на 2 ствола - ствол Чшт' и ствол 'гэ^/июОба ствола различаются как по экологии, так и по зоогеографическим характеристикам включенных таксонов. К

стволу 'latus' помимо групп, характерных для открытых ландшафтов, относятся и все известные лесные таксоны. Виды открытых ландшафтов, принадлежащие к этому стволу - в основном типичные ксерофилы-степняки, встречающиеся в плакорных стациях. Среди них нет ни одного вида, связанного с засоленными почвами, не известны и специализированные пустынные формы. В зоогеографическом плане к этому стволу кроме палеарктических таксонов относится и подавляющее большинство голарктических и неарктических видов. Наоборот, к стволу 'affinis' принадлежат таксоны, населяющие только открытые ландшафты, в том числе и средиземноморского типа. Среди них преобладают формы, связанные с азональными стациями, то есть встречающиеся на аридных территориях в основном по берегам водоемов, на солонцах и солончаках. Ареалы большей части видов не выходят за пределы Палеарктики, концентрируясь в Средиземноморье, Передней и Средней Азии.

Наиболее вероятно, что развитие ствола 'latus', так же как и таксонов «псевдоофоноидного комплекса», изначально было связано с умеренными широколиственными лесами тургайского типа, занимавшими в олигоцене и миоцене значительную часть северной Евразии и Северной Америки. В противоположность этому, ствол 'affinis', как и подрод Cryptophonus, формировался, по-видимому, в условиях вечнозеленой субтропической растительности. Из этих двух источников достаточно независимо осваивались и открытые аридные ландшафты. В стволе 'latus' происходила адаптация исходно лесных форм к открытым, главным образом степным, ландшафтам, которые образовывались вдали от морских побережий. В стволе 'affinis' ксерофильные формы развивались в открытых биотопах, появляющихся вблизи и на месте усыхающего Тетиса. Впоследствии во многих аридных и семиаридных регионах, в том числе и степных, оба элемента смешались.

7.5.3.1. Филогения и генезис таксонов филетического ствола 'latus'. В пределах филетического ствола 'latus' отчетливо прослеживается эволюционный переход от исходных лесных форм к более специализированным формам, населяющим открытые, в основном степные, территории.

Монофилетическую группу близкую, вероятно, к предковой форме ствола 'latus' составляют 3 линии - голарктическая линия "laevipes", западнонеарктическая линия "cordifer" и палеарктическая линия "atratus", давшая в области Древнего Средиземья, преимущественно в Западном Средиземноморье, вторичный очаг развития. Первые две линии включают в основном лесные формы, в составе третьей помимо лесных форм есть также таксоны, населяющие открытые пространства (группа 'honestus').

Уже в миоцене ареал линии "laevipes", по-видимому, охватывал как Восточную Азию, так и Северную Америку, которые на протяжении большей части этого периода составляли единое целое. Наличие архаичных бескрылых эндемичных групп линии "laevipes" в Центральном Китае и на востоке Северной Америки говорит о древности этой связи, существовавшей, вероятно, еще до образования Берингова пролива в позднем миоцене, который вплоть до раннего плиоцена прервал фаунистический обмен между Азией и Америкой. Среди видовых групп линии "laevipes" изначальное голарктическое распространение имела, вероятно, одноименная группа 'laevipes' с 3 современными видами. На основании анализа географической изменчивости строения апикальной головки пениса у Н. laevipes сделано предположение, что предковая форма этого вида в течение какого-то времени была изолирована в горных лесах юга США и уже впоследствии дала начало современной форме, которая относительно поздно, по-видимому, не ранее плиоцена, распространилась через Бсрингийский мост по всей лесной зоне Голарктики.

Очень близка к голарктической линии "laevipes" палеарктическая линия "atratus". Эта линия сформировалась и развивалась, вероятно, в лесной части Западной Палеарктики, поэтому американских представителей в ней нет. Довольно древний характер этой линии подчеркивается наличием в ее составе узко локализованных форм, изолированных в горах Пиренейского полуострова, Альп, Кавказа и Центрального Китая. Отсутствие эндемичных таксонов линии "atratus" в горах Средней Азии связано, вероятно, с засушливостью или изолированностью этого региона в период активного расселения этой линии.

Монофилетическую группу составляют линии "serripes", "hirtipes" и "anxius". Становление и основная радиация этих линий происходили уже в условиях открытых ландшафтов, что наложило определенный отпечаток на их морфологию. Прежде всего, это выразилось в развитии у многих из них адаптаций к закапыванию в грунт, из которых наиболее заметны характерные изменения в строении передних голеней. Большинство таксонов этого филетического комплекса сосредоточено в степном поясе Палеарктики, но в его составе есть и 2 небольшие группы ('fraternus' и 'ventralis'), эндемичные для семиаридных территорий Северной Америки. Так как американские группы менее специализированы по сравнению с их палеарктическими родственниками, наиболее вероятно, что их обособление от палеарктических групп произошло еще на ранних стадиях развития всего этого комплекса.

Отчетливо прослеживается эволюционный переход от исходных лесных форм к более специализированным степным формам в линиях "latus" и "fuscipalpis", вместе формирующих одну монофилетическую группу. В составе этих линий много как палеарктических, так и неарктических таксонов разного ранга, поэтому наиболее вероятно, что их предковая форма обитала в третичное время на единой азиатско-американской территории. С периодическим возникновением в районе Берингийской суши водных или экологических барьеров американские и азиатские таксоны развивались независимо. После исчезновения этих барьеров между американской и азиатской фаунами происходил взаимный обмен. Так, голарктическая группа 'vittatus' имеет азиатское происхождение, а голарктическая группа 'cautus' - американское.

7.5.3.2. Филогения и генезис таксонов филетического ствола 'afflnisВнутри этого ствола хорошо очерченную монофилетическую группу составляют линии "dimidiatus", "numidicus", "dispar" и "affinis. Изначальная связь этих линий с побережьем Тетиса проявляется особенно отчетливо.

Наиболее обособлена из этих линий - линия "dimidiatus. Наименее продвинутая из трех групп этой линии, группа 'cupreus', представлена 2 видами с сильно разобщенными ареалами - одним в Средиземноморье, вторым в Восточной Азии. Более специализированные группы 'dimidiatus' и 'metallinus' распространены в основном в Средиземноморье, преимущественно в Восточном. Проявляется тенденция к заселению все более аридных территорий в направлении от группы 'cupreus' к группе 'dimidiatus' и далее к группе 'metallinus'. Параллельно с заселением видами аридных территорий у них происходила утрата крыльев, и развивалось волосковое опушение на надкрыльях.

Линия "dispar" является, вероятно, сестринской по отношению к линии "affinis". Почти все ее представители - ярко выраженные галофилы, живущие как на литоралях Средиземноморского бассейна, так и по берегам соленых озер и на солончаках в аридных и семиаридных регионах Западной Палеарктики. Теплолюбивость и галофильность этой линии являются, вероятно, древними чертами экологии, отражающими исходную для нее экологическую обстановку.

Очень четко морфологически очерчена линия "afflnis". Большинство ее видов сконцентрировано в области Древнего Средиземья, однако один вид (Н. amputatus) сравнительно поздно, по-видимому, в плиоцене по Берингийскому мосту проник на запад Северной Америки. Весьма характерно, что наименее продвинутая из групп этой линии - монотипная группа 'crates' - обитает в Восточной Азии. Такой тип распространения, очевидно, нужно рассматривать как реликтовый. Очень близки между собой и, очевидно, развивались во многом параллельно группы 'distinguendus', 'oblitus'qffinis' и 'hospes', хотя и прослеживается усиление морфологической специализации в ряду от группы 'distinguendus' к группе 'hospes', в частности в степени выраженности ряда вторичнополовых признаков.

Из остальных линий филетического ствола "affinis" наиболее крупной является палеарктическая линия "smaragdinus", большинство представителей которой сосредоточены в аридных и семиаридных областях восточной части области Древнего Средиземья. Наименее продвинутые в филогенетическом отношении группы этой линии характеризуются нормально развитыми крыльями и встречаются преимущественно на равнинах. Более продвинутые группы - эндемики или субэндемики Тянь-Шаня и Памиро-Алая, причем большинство представителей этих групп лишены крыльев.

Линия "autumnalis" также распространена преимущественно в восточной части области Древнего Средиземья, однако одна ее группа ('desertus') довольно рано попала в Северную Америку. Вероятно, в силу ранней изоляции от палеарктических таксонов эта группа сохранила много плезиоморфных черт и, таким образом, морфологически довольно близка к предковой форме всей линии. Довольно древний характер линии "autumnalis" подчеркивается наличием в ее составе многих специализированных бескрылых форм, обладающих небольшими, часто - изолированными ареалами. В качестве наиболее специализированных членов линии "autumnalis" рассматриваются группы 'klapperichi' и 'setiporus' из Бадахшано-Дарвазского региона.

ВЫВОДЫ

1. На основании сравнительно-морфологического изучения большей части видов всех надвидовых таксонов группы Harpali полностью пересмотрены диагноз рода Harpalus и его состав в объеме мировой фауны. С одной стороны, обоснован родовой статус 5 таксонов, часто объединяемых с Harpalus в один род, с другой стороны, показана необходимость включения в этот род 10 надвидовых таксонов, рассматриваемых обычно вне таксономических границ рода Harpalus.

2. Род Harpalus разделен на 10 подродов. Наиболее дифференцированные подроды Pseudoophonus, Harpalus s. str. и Glanodes подразделены еще на группы видов и филетические линии. Приведенные морфологические диагнозы для всех выделенных подродов, филетических линий и видовых групп позволяют надежно идентифицировать представителей этих надвидовых группировок.

3. В принятом объеме род Harpalus включает около 400 видов, большая часть которых (281 вид, примерно 70 %) сосредоточена в Палеарктике. В Неарктике известно 73 вида, в Афротропической области - 50 видов и в Индо-Малайской области - 11 видов. В фауне России зарегистрирован 121 вид, в фауне бывшего СССР - 166 видов (195 таксонов видовой группы).

выяснения родственных отношений внутри Награ1ш наибольшее значение имеют особенности строения эдеагуса, в первую очередь характер склеротизованного вооружения внутреннего мешка, строение нижней губы, хетотаксия и наружные вторичнополовые признаки.

5. Характерный для НаграН тип организации внутренних структур эдеагуса, включающий 2 отдельных шипа, сформировался, по-видимому, еще на самых ранних стадиях эволюции этой родовой группы. Очень сходное вооружение внутреннего мешка было, вероятно, и у общего предка всех Наград. Эволюция склеротизованных структур внутреннего мешка у Награ1ш шла как по пути постепенного усложнения, так и по пути редукции, вплоть до полного их исчезновения.

6. Наибольшее разнообразие видового состава наблюдается в умеренно теплых и относительно сухих регионах Палеарктики. Большинство видов связано с открытыми ландшафтами, главным образом степными и горностепными.

7. Видовые ареалы, как правило, имеют большую протяженность и нередко охватывают целые ландшафтные зоны или обширные природные регионы. На равнинах локальные фауны могут включать до 30-40 видов, причем совместно могут встречаться по нескольку представителей одной видовой группы. Узкими ареалами обладают бескрылые виды, как правило, обитающие в горных районах. Особенно много таких узколокализованных эндемиков выявлено в горах Пиренейского полуострова, Малой Азии, Тянь-Шаня, Гиссаро-Дарваза и в Сино-Тибетских горах.

8. На основании зон сгущения границ видовых ареалов внутри ареала рода выделено 63 фаунистических региона. Анализ распределения видов, видовых групп, филетических линий и подродов по этим регионам показал, что большая часть фаунистических объединений довольно хорошо соответствует основным зоо- и ботанико-географическим подразделениям схем общего районирования. Наиболее обособленными фаунистическими группировками являются древнесредиземная, восточноазиатская, афротропическая, макаронезийская и неарктическая, выделяемые почти на всех уровнях анализа. В фауне Неарктики на видовом уровне анализа проявляются связи с фауной палеарктической тундры, а на уровне групп видов - еще и с фауной всей палеарктической таежной зоны. При анализе на уровне филетических линий и подродов фауна северо-запада изолирована от фауны остальной части Северной Америки, поскольку демонстрирует гораздо большее сходство с палеарктической фауной.

9. В развитии многих региональных фаун миграционные процессы превалировали над автохтонными. Особенно велика доля во многих фаунах степных (скифских) видов, ареалы которых, как правило, далеко выходят за пределы степной зоны. Большую роль в сложении многих региональных фаун, особенно европейских и фаун южных районов Средней Азии, играют также виды средиземноморского происхождения.

10. Род НаграЫ возник, вероятно, в олигоцене на внетропической территории Внутренней Азии, по-видимому, на южной окраине зоны тургайских лесов. Эволюция Награ1ия протекала сопряженно с другими таксонами группы НаграН, и ее основным направлением, как и у других членов этого родового комплекса, была адаптация к открытым пространствам с более или менее выраженным дефицитом влаги. Выделяемые как внутри НаграН, так и внутри Награ1иэ филетические линии во многих отношениях развивались параллельно.

11. Освоение открытых аридных и семиаридных ландшафтов у НаграЫ происходило из двух источников - подстилки умеренных широколиственных лесов и

открытых биотопов средиземноморских субтропиков. Соответственно, наиболее

примитивные таксоны Harpalus сконцентрированы, с одной стороны, в

Восточноазиатской области и на востоке Северной Америки, с другой стороны - в

Средиземноморье. Фаунистический обмен между Евразией и Северной Америкой

происходил неоднократно и, вероятно, во всех случаях через Берингийский мост.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

Монографии:

Kryzhanovskij O.L., Belousov I.A., Kabak 1.1., Kataev B.M., Makarov K.V., Shilenkov V.G. A checklist of the ground-beeles of Russia and adjacent lands (Insccta, Coleoptera, Carabidae). - Sofia-Moscow: Pensoft Publishers, 1995. - 272 p.

Работы, опубликованные в периодических изданиях, рекомендованных ВАКом:

Катаев Б.М. Обзор жужелиц подрода Harpalophonus Ganglb. (Coleoptera, Carabidae, род Harpalus) // Энтомол. обозр. - 1984. - Т. 63, вып. 3. - С. 518-532.

Катаев Б.М. О таксономическом положении Smirnovia tristis Lutshn. (Coleoptera, Carabidae)//Тр. Зоол.ин-таАН СССР.- 1987a.-Т. 164.-С. 11-14.

Катаев Б.М. Жужелицы рода Harpalus Latr. группы "affmis" (Coleoptera, Carabidae) // Тр. Зоол. ин-та АН СССР. - 19876. - Т. 170. - С. 3-41.

Катаев Б.М. Новые виды жужелиц рода Harpalus Latr. (Coleoptera, Carabidae) из Средней Азии // Энтомол. обозр. - 1988а. - Т. 67, вып. 4. - С. 769-777.

Катаев Б.М. Жужелицы группы Harpalus vittatus (Coleoptera, Carabidae) // Энтомол. обозр. - 1990а. - Т. 69, вып. 2. - С. 391-400.

Катаев Б.М. Жужелицы рода Harpalus Latr. группы gisellae (Coleoptera, Carabidae) // Тр. Зоол. ин-та АН СССР. - 19906. - Т. 211. - С. 17-27.

Катаев Б.М. Новый вид жужелиц рода Harpalus группы "anxius" (Coleoptera, Carabidae) из Малой Азии // Зоол. журн. - 1991. - Т. 70, вып. 9. - С. 147-149.

Катаев Б.М. Жужелицы группы oblitus рода Harpalus Latr. (Coleoptera, Carabidae) // Энтомол. обозр. - 1993. - Т. 72, вып. 1. - С. 65-95.

Катаев Б.М. О сходных аномалиях в строении гениталий некоторых видов жужелиц родов Harpalus Latr. и Ophonus Dej. (Coleoptera, Carabidae) и их значении для реконструкции филогении родовой группы Harpali // Энтомол. обозр. - 1995. -Т. 74, вып. 4.-С. 795-810.

Катаев Б.М. Новый вид жужелиц рода Harpalus Latr. (Coleoptera, Carabidae) из Ирана // Энтомол. обозр. - 2008. - Т. 87, вып. 4. - С. 799-804.

Лафер Г.Ш., Катаев Б.М. О видах рода Diplocheila Brullé (Coleoptera, Carabidae) с кратким обзором восточноазиатских видов // Энтомол. обозр. - 2008. - Т. 87, вып. З.-С. 604-623.

Kataev В,М. New and little-known species of ground beetles of the genus Harpalus from Palaearctic Asia (Coleoptera, Carabidae) // Zoosyst. Rossica. - 1993. - Vol. 2, N 1. -P. 121-136.

Kataev B.M. On taxonomic position of Nesarpax labiatus (Erichson), endemic to the Cabo Verde Islands, with remarks on Acinopi genus-group (Coleoptera: Carabidae) // Zoosyst. Rossica. - 1995. - Vol. 3, N 2. - P. 273-278.

Kataev B.M. On some Palaearctic species of Harpalini described by A. Jedlicka (Coleopera: Carabidae) // Zoosyst. Rossica. - 1999. - Vol. 8, N 1. - P. 150.

Kataev B.M. To the knowledge of species of the subgenus Pseudoophonus (genus Harpalus) from the Himalayan region and Southern China (Coleoptera: Carabidae) // Zoosyst. Rossica.- 2001a [2000].-Vol. 9, N2.-P. 391-407.

Kataev B.M. Synonymy of some Palaearctic species of Harpalini (Coleoptera: Carabidae) // Zoosyst. Rossica. - 2001b [2000]. - Vol. 9, N 1. - P. 188.

Kataev B.M. On the identity of Harpalus subphaedrus Basilewsky (Coleoptera: Carabidae) // Zoosyst. Rossica. - 2005. - Vol. 14, N 1. - P. 146.

Kataev B.M., Liang H.-B. New and interesting records of ground beetles of the tribe Harpalini from China (Coleoptera: Carabidae) // Zoosyst. Rossica. - 2005 [2004]. -Vol. 13, N2.-P. 209-212

Kataev B.M., Liang H.-B. Contribution to the knowledge of the genus Harpalus in China, with description of new taxa (Coleoptera: Carabidae: Harpalini) // Zootaxa. - 2007. -Vol. 1604.-P. 1-20.

Kataev B.M., Matalin A.V. First record of Harpalus tinctulus Bates from Russia (Coleoptera: Carabidae) // Zoosyst. Rossica. - 2007. - Vol. 16, N 1. - P. 144.

Работы, опубликованные в прочих отечественных и иностранных изданиях:

Катаев Б.М. Некоторые особенности эволюции жужелиц рода Harpalus Latr. // IX Съезд Всесоюзн. энтомол. общ-ва, ч. 1. - 19846. - Киев, Тезисы докладов. -213с.

Катаев Б.М. Материалы к познанию жужелиц подрода Hypsinephus Bates рода Harpalus Latr. (Coleoptera, Carabidae) // Насекомые Монголии, вып. 9. - 1984в. -Ленинград: Наука. - С. 75-89.

Катаев Б.М. Состав и характер распространения степного комплекса жужелиц рода Harpalus Latr. в Евразии // Материалы научн. сессии энтомологов Дагестана. -19886. - Махачкала. - С. 33-34.

Катаев Б.М. Новые данные о жужелицах родов Pangus и Harpalus (Coleoptera, Carabidae) Монголии с ревизией ряда палеарктических групп // Насекомые Монголии, вып. 10. - 1989. - Ленинград: Наука. - С. 188-278.

Катаев Б.М. Жужелицы рода Harpalus, близкие к Н. pumilus (Coleoptera, Carabidae) // Насекомые Монголии, вып. 11. - 1990в. - Ленинград: Наука. - С. 91-124.

Катаев Б.М. О распространении в СССР некоторых видов жужелиц рода Harpalus // Фауна и экология жужелиц, Тез. докл. III Всесоюзн. карабидологического совещания. - 1990г. - Кишинев. - С. 28-29.

Катаев Б.М. Гарпалюс Петра - Harpaluspetrí Tschitscherine, 1902 // В кн.: Замотайлов А.С. (Отв. ред.). Красная книга Краснодарского края (Животные). Издание второе. Краснодар: Центр развития ПТР Краснодарского края, 2007. - С. 146147.

Kataev В.М. Ground beetles of the genus Harpalus (Insecta, Coleoptera, Carabidae) from East Asia // Steenstrupia. - 1997. - Vol. 23. - P. 123-160.

Kataev B.M. Revision of the Harpalus honestus group from the Himalaya and a review of the Harpalus species from Nepal (Coleoptera: Carabidae) // Russ. Entomol. J. - 2002a [2001]. - Vol. 10, N 4. - P. 357-384.

Kataev B.M. Taxonomic, faunistic and nomenclatural notes on certain Palaearctic and Oriental Harpalini (Coleoptera, Carabidae) // Linzer biol. Beitr. - 2002b. - Bd 34, N 1. -P. 721-736.

Kataev B.M. On the types of some Palaearctic Harpalus in the Muséum National d'Histoire Naturelle, Paris // Russ. Entomol. J. - 2002c. - Vol. 11, N 2. - P. 191-195.

Kataev B.M. On some new and little-known species of the Anisodactylina and Hatpalina (the Selenophori group) from East Asia and Oriental region (Coleoptera: Carabidae: Harpalini) // Russ. Entomol. J. - 2002d. - Vol. 11, N 3. - P. 241-252.

Kataev B.M. Taxonomic remarks on some Palaearctic Anisodactylus, Harpalus and Stenolophus species (Coleoptera: Carabidae) // Acta Soc. Zool. Bohemoslov. - 2003a. -Vol. 67.-P. 185-187.

Kataev B.M. Carabidae: Harpalini. New nomenclatorial and taxonomic acts // In: Lobl L. & Smetana A. (eds.). Catalogue of Palaearctic Coleoptera. Volume 1. Archostemata -Myxophaga - Adephaga. - Stenstrup: Apollo Books, 2003b. - P. 23.

Kataev B.M. To the knowledge of the genus Harpalus Latreille, 1802 of Eastern Palaearctic (Coleoptera: Carabidae) // Proc. Russ. Entomol. Soc. - 2006. -Vol. 77. - P. 137-165.

Kataev B.M., Liang H.-B. Review of the pumilus group of Harpalus Latreille, 1802 from China, with description of a new species from Sichuan and Qinghai (Coleoptera: Carabidae: Harpalini) // Russ. Entomol. J. - 2004. - Vol.13, N 1-2. - P. 13-17.

Kataev B.M., Wrase D.W. On taxonomy and distribution of Harpalus famelicus Tschit. and two related species (Coleoptera, Carabidae) // Linzer biol. Beitr. - 1993. - Bd 25, N 1. -S. 127-139.

Kataev B.M., Wrase D.W. Three new and two little-known Palaearctic species of the genus Harpalus Latr. (Coleoptera, Carabidae) // Linzer biol. Beitr. - 1995. - Bd 27, N 1. - S. 319-330.

Kataev B.M., Wrase D.W. New taxa of the genus Harpalus Latr. from China and Turkey (Coleoptera, Carabidae) // Linzer biol. Beitr. - 1997. - Bd 29, N 2. - S. 991 -1014.

Kataev B.M., Wrase D.W., Ito N. Harpalina // In: Lobl L. & Smetana A. (Eds.). Catalogue of Palaearctic Coleoptera. Volume 1. Archostemata - Myxophaga - Adephaga. -Stenstrup: Apollo Books, 2003. - P. 367-397.

Подписано в печать 29.08.11 Формат 60x84'/i6 Цифровая Печ. л. 1.5 Уч.-изд.л. 1.5 Тираж 120 Заказ 08/08 печать_

Отпечатано в типографии «Фалкон Принт» (197101, г. Санкт-Петербург, ул. Большая Пушкарская, д. 54, офис 8)

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Катаев, Борис Михайлович

Введение.

Глава 1. Материал и методы.

Глава 2. Объем рода Наград и его систематическое положение.

Глава 3. Морфология.

3.1. Строение имаго.

3.2. Половой диморфизм.

3.3. Строение личинки

3.4. Кариотипы.

Глава 4. Некоторые особенности экологии.

4.1. Местообитания.

4.2. Характер питания.

4.3. Жизненные циклы.

Глава 5. Система рода Награ1ш.

5.1. История вопроса.

5.2. Система рода на основании современных данных.

Глава 6. Географическое распространение.

6.1. Общие особенности распространения.

6.2. Региональное распространение.

6.2.1. Зоогеографический анализ региональных фаун.

6.2.1.1. Анализ фаун на видовом уровне.

6.2.1.2. Анализ фаун на уровне групп видов.

6.2.1.3. Анализ фаун на уровне филетических линий.

6.2.1.4. Анализ фаун на уровне подродов.

6.2.2. Общие закономерности региональной дифференцировки фауны Награ1ш.

Глава 7. Филогения и фауногенез.

7.1. Палеонтологические данные.

7.2. Основные методы и принципы.

7.3. Филогенетический анализ признаков.

7.4. Анализ аберрантного строения гениталий у некоторых видов Harpalus и Ophonus.

7.5. Филогения рода Harpalus и основные аспекты генезиса фауны.

7.5.1. Происхождение и ранние этапы эволюции рода Harpalus.

7.5.2. Филогения и генезис подродов рода Harpalus.10S>

7.5.3. Филогения и генезис номинативного подрода рода Harpalus. 1147.5.3.1. Филогения и генезис таксонов филетического ствола 'latus'.

7.5.3.2. Филогения и генезис таксонов филетического ствола 'affinis' .12~

Выводы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Жужелицы рода Harpalus (Coleoptera, Carabidae) мировой фауны: систематика, зоогеография, филогения"

Род Награ1ш - самый большой род трибы НаграПш и один из самых богатых видами родов жужелиц (около 400 видов). В фауне России по числу видов (121) он занимает 4-е место после родов СагаЬш, ВетЫсИоп и РгегоБйсИш. Необходимость таксономического изучения этого рода с практической точки зрения вызвана, прежде всего, тем, что виды Наград, будучи преимущественно обитателями открытых ландшафтов, в особенности степных, являются наиболее обычными и многочисленными жужелицами полевых агроценозов. Однако хозяйственное значение этой группы выяснено еще далеко недостаточно, и имеющиеся в литературе сведения весьма противоречивы. В связи с тем. что роду свойственна в той или иной степени выраженная миксофитофагия, то есть питание как животной, так и растительной пищей, часто даже один и тот же вид относят то к сельскохозяйственным вредителям, то к полезным хищникам-энтомофагам. На современном этапе выяснению хозяйственного значения этих жужелиц препятствует до сих пор еще слабая таксономическая изученность группы и, в первую очередь, трудности, связанные с точной идентификацией подавляющего большинства видов.

В то же время Награ1ш является одной из наиболее трудных в таксономическом отношении групп жужелиц. Эти трудности обусловлены довольно однообразной внешностью при большом числе видов, очень сильной индивидуальной и географической изменчивостью, обширными ареалами у подавляющей части видов, а также тем, что большинство таксонов было описано в XIX или в самом начале XX века на очень ограниченном материале, как правило, по очень немногим признакам внешнего строения и без анализа их географической изменчивости. В этот же период устанавливалась основная синонимика и:э как показали современные исследования, почти вся она нуждалась в пересмотре Достаточно сказать, что только для форм, встречающихся* в Палеаркгике, было предложено более 900 названий, а полная синонимика рода включает более 1.5 тысячи названий.

Высокая численность представителей этого рода в экосистемах и относительная простота их сбора способствовали тому, что в музеях, в том числе и в Зоологическом институте РАН, был накоплен огромный материал по Harpalus однако до начала наших исследований он оставался фактически не обработанным Соответственно, не был ясен статус многих таксонов, и не было изучено распространение даже самых обычных видов. Имеющиеся в то время специальные работы по отдельным палеарктичским группам рода, в основном Шаубергера (Schauberger, 1926, 1928, 1929, 1932ab, 1933, 1934 и др.), или по отдельным-регионам - Рейтера (Reitter, 1900) по западной части Палеарктики, Жаннеля (Jeannel, 1942) по фауне Франции, Антуана (Antoine, 1959) по фауне Марокко Хабу (Habu, 1973) по фауне Японии, Млынаржа (Mlynár, 1974) по фауне Монголии Фройде (Freude, 1976) по фауне Средней Европы, Яблокова-Хнзоряна (1976) по фауне Армении, Базилевского (Basilewsky, 1951) по афротропическому региону и Линдрота (Lindroth, 1968) по фауне Канады и Аляски охватывали лишь небольшую часть видов, и многие из них к началу наших исследований к тому же сильно устарели.

В целом систематика рода Harpalus оставалась сильно запутанной, а приводимые в литературе отличия между видами во многих случаях были недостаточны для их распознавания. Отсутствие же до настоящего времени обоснованной классификации Harpalus значительно тормозит не только дальнейшие таксономические исследования, но и любые другие работы по этому роду, особенно фаунистические и зоогеографические.

Целью данной работы были построение классификации рода Harpalus в объеме мировой фауны и выявление основных направлений эволюции этой группы. В связи с этим были поставлены следующие конкретные задачи:

1. Уточнить таксономические границы рода и выяснить его разделение на естественные группы на основе сравнительно-морфологического изучения видов мировой фауны.

2. Составить морфологические диагнозы этих групп и проанализировать их ареалы.

3. Дать анализ общего географического распространения рода и охарактеризовать основные региональные фауны.

4. Реконструировать филогению рода и проследить основные этапы генезиса современной фауны.

5. Уточнить видовой состав и распространение жужелиц рода Harpalus фауны России и сопредельных территорий (в границах бывшего СССР).

6. Составить определительную таблицу для всех представителей рода в фауне России и сопредельных территорий.

Автор с сердечной благодарностью вспоминает своего учителя и научного руководителя O.JI. Крыжановского, который в течение многих лет поддерживал это исследование. Глубокую благодарность автор выражает также всем друзьям и коллегам, предоставившим для изучения материалы, особенно Г.М. Абдурахманову (Махачкала), O.P. Александровичу (Минск), М. Барклаю (Лондон), В.В. Белову, C.B. Киселеву, К.В. Макарову, A.B. Маталину, Н.Б. Никитскому, Д.Н. Федоренко (Москва), И.А. Белоусову, Т.Н. Верещагиной, И.И. Кабаку, О.Н. Кабакову, А.Г. Ковалю, И.М. Соколову, В.Н. Прасолову (Санкт-Петербург), Д.И. Берману и A.M. Бударину (Магадан), Дж. Боллу (Эдмонтон), Д.В. Вразе и Ф. Хике (Берлин), В.И. Гусарову (Осло), Ф. Гузенляйтнеру (Линц), Р. Даниэльсону (Лунд), Т. Деву (Париж), Р.Ю. Дудко (Новосибирск), К. Жаннэ (Лангон), A.C. Замотайлову (Краснодар), Е.В. Зиновьеву (Екатеринбург), Е.В. Ильиной (Махачкала), А.Ю. Исаеву (Ульяновск), Н. Ито (Каваниси Сити), Е.В. Комарову (Волгоград), Г.Ш. Лаферу (Владивосток), Х.-Б. Лиангу (Пекин), П. Линдскогу (Стокгольм), Д.М. Морвану (Карентуар), О. Мартину и A.C. Солодовникову (Копенгаген), О. Мерклу и Г. Селю (Будапешт), В.А. Михайлову (Цюрюпинск), А. Ньютону и М. Тейлор (Чикаго), C.B. Овчинникову (Бишкек), A.B. Пучкову (Киев), И.А. Солодовникову

Витебск), Ю.Н. Сундукову (Лазо), В. Хайнцу (Шванфельд), М. Хартманну (Эрфурт), В.Г. Шиленкову (Иркутск) и Й. Шмидту (Росток). Самую искреннюю признательность хочется выразить и всем сотрудникам лаборатории систематики насекомых ЗИН РАН, в первую очередь коллективу отделения жесткокрылых — Г.С. Медведеву, М.Е. Тер-Минасян, E.JI. Гурьевой, Б.А. Коротяеву, М.Г. Волковичу, А.Г. Кирейчуку, A.JI. Лобанову, A.B. Фролову, А.К. Чистяковой и C.B. Андреевой, а также И.М. Кержнёру, А.Ф. Емельянову и С.Ю. Синеву за внимание и помощь, оказанные в процессе подготовки этой работы. За многочисленные советы и постоянную помощь, особенно в организации баз данных и работе с компьютерными программами, автор очень благодарен К.В. Макарову (Москва) и И.А. Белоусову (Санкт-Петербург).

Заключение Диссертация по теме "Энтомология", Катаев, Борис Михайлович

140 ВЫВОДЫ

4. Апоморфные состояния признаков морфологических структур, выявленные у представителей разных ветвей рода Harpalus, как правило, носят характер гомоплазий, развитие которых происходило параллельно в нескольких независимых ветвях. Для выяснения родственных отношений внутри Harpalus наибольшее значение имеют особенности строения эдеагуса, в первую очередь характер склеротизованного вооружения внутреннего мешка, строение нижней губы, хетотаксия и наружные вторичнополовые признаки.

5. Характерный для Harpali тип организации внутренних структур эдеагуса, включающий 2 отдельных шипа, сформировался, по-видимому, еще на самых ранних стадиях эволюции этой родовой группы. Очень сходное вооружение внутреннего мешка было, вероятно, и у общего предка всех Harpalus. Эволюция склеротизованных структур внутреннего мешка у Harpalus шла как по пути постепенного усложнения, так и по пути редукции, вплоть до полного их исчезновения.

6. Наибольшее разнообразие видового состава наблюдается; в умеренно» теплых и относительно сухих регионах Палеарктики. Большинство видов связано с открытыми/ландшафтами, главным образом степными и горностепными:

7. Видовые ареалы,,как правило, имеют большую протяженность,шнередко охватывают целые ландшафтные зоны или обширные природные регионы; На равнинах локальные; фауны могут включать до 30-40 видов; причем совместно могут встречаться по нескольку представителей? одной видовой; группы^ Узкими ареалами обладают бескрылые виды, как правило, обитающие в горных районах. Особенно много таких узколокализованных эндемиков выявлено в горах Пиренейского полуострова, Малой Азии, Тянь-Шаня, Тиссаро-Дарваза и в Оино-Тибетских горах.

8. На основании зон сгущения границ видовых ареалов внутри ареала рода выделено 63 фаунистических региона: Анализ распределения видов, видовых групп, филетических линий и подродов по этим регионам показал, что большая часть фаунистических объединений довольно хорошо соответствует основным зоо-и ботанико-географическим подразделениям: схем общего- районирования. Наиболее обособленными фаунистическими группировками являются древнесредиземная, восточноазиатская, афротропическая, макаронезийская и неарктическая, выделяемые почти на всех уровнях анализа. В фауне Неарктики на видовом уровне анализа проявляются связи с фауной палеарктической тундры, а на уровне групп видов - еще и с фауной всей палеарктической таежной зоны. При анализе на уровне филетических линий и подродов фауна северо-запада изолирована от фауны остальной части Северной Америки; поскольку демонстрирует гораздо большее сходство с палеарктической фауной.

9; В развитии многих региональных фаун миграционные процессы превалировали над автохтонными. Особенно велика доля во многих фаунах степных (скифских) видов, ареалы которых, как правило, далеко выходят за пределы степной зоны. Большую роль в сложении многих региональных фаун, особенно европейских и фаун южных районов Средней Азии, играют также виды средиземноморского происхождения.

10. Род Награкю возник, вероятно, в олигоцене на внетропической территории Внутренней Азии; по-видимому, на южной окраине зоны тургайских лесов. Эволюция Наград протекала сопряженно с другими таксонами группы

НаграН, и ее основным направлением, как и у других членов этого родового комплекса, была адаптация к открытым пространствам с более или менее выраженным дефицитом влаги. Выделяемые как внутри НаграН, так и внутри Наград филетические линии во многих отношениях развивались параллельно.

11. Освоение открытых аридных и семиаридных ландшафтов у Наград происходило из двух разных источников - подстилки умеренных широколиственных лесов и открытых биотопов средиземноморских субтропиков. Соответственно, наиболее примитивные таксоны Наград сконцентрированы, с одной стороны, в Восточноазиатской области и на востоке Северной Америки, с другой стороны - в Средиземноморье. Фаунистический обмен между Евразией и Северной Америкой происходил неоднократно и, вероятно, во всех случаях через Берингийский мост.

143

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Катаев, Борис Михайлович, Санкт-Петербург

1. Ахметьев М.А. Кайнозойские флоры // В кн.: Мейен С.В. Основы палеоботаники. -М.: Недра, 1987. С. 354-379:

2. Берг Л.С. Географические зоны Советского Союза. Том 2. М., 1952. - 510 с.

3. Берман Д.И., Алфимов А.В., Мажитова Г.Г., Гришкан И.Б., Юрцев Б.А. Холодные степи северо-восточной Азии. Магадан: ИБПС ДВО РАН, 2001. - 183 с.

4. Биске С.Ф., Баранова Ю.П. Основные черты палеогеографии Берингии вдочетвертичном кайнозое // Берингия в кайнозое. Владивосток, 1976. - С. 121-128.

5. Буданцев Л.Ю. Ранние этапы формирования и расселения умеренной флоры Бореальной области. Ленинград: Наука, 1986. - 60 с.

6. Бударин А.М. Жужелицы Магаданской области. Список видов. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1985.-21 с.

7. Бударин А.М., Матис Э.Г. Жужелицы (Coleóptera, Carabidae) юга Магаданской области // Фауна и экология наземных членистоногих Сибири. Иркутск: ИГУ, 1981.-С. 3-21.

8. Верещагин Н.К. Млекопитающие Кавказа. М; Л.: Наука, 1959. - 703 с.

9. Габуния Л.К. К истории гиппарионов (по материалам из неогена СССР). М.: Изд-во АН СССР, 1959. - 570 с.

10. Герасимов И.П. Происхождение природы современных географических зон натерритории СССР // Изв. АН СССР, сер. географическая. 1951. - N 2. - С. 3-16.

11. Дарлингтон Ф. Зоогеография. Географическое распространение животных. Пер. с англ. М.: Прогресс, 1966. - 518 с.

12. Емельянов А.Ф. Предложения по классификации и номенклатуре ареалов // Энтомол. обозр. 1974. - Т. 53, вып.З. - С. 497-522.

13. Емельянов А.Ф. Филогения и эволюция носаток подсемейства Orgeriinae

14. Homoptera, Dictyopharidae) // Чтения памяти Н.А. Холодковского. Доклад на тридцать втором ежегодном чтенииТО апеля 1979 г. Л.: Наука, 1980. - 96 с.

15. Емельянов А.Ф. Филогения цикадовых (Homoptera, Cicadina) по сравнительноморфологическим данным // Тр. Всесоюзного энтомологического общества. -1987.-Т. 69.-С. 19-109.

16. Жерихин В.В. Природа и история травяных биомов // Степи Евразии: проблемы сохранения и восстановления. СПб-М, 1993. - С. 29-49.

17. Ильин М.М. Флоры литоралей и пустынь в их взаимосвязи // Сов. Ботаника. 1947. -Т. 15, N5.-С. 249-267.

18. Ильин М.М. Флора пустынь Центральной Азии, ее происхождение и этапыразвития // Материалы по истории флоры и растительности СССР. — М.; Д.: Изд-во АН СССР, 1958. Вып. 3. - С. 129-230.

19. Исаков Ю.А., Казанская Н.С., Панфилов Д.В. Классификация, география и антропогенная трансформация экосистем. М.: Наука, 1980. — 226 с.

20. Каландадзе Н.Н., Раутиан А.С. Система млекопитающих и историческаязоогеография // Филогенетика млекопитающих. Изд-во Московского ун-та, 1992. - С. 44-152.

21. Катаев Б.М. Обзор жужелиц подрода Harpalophonus Ganglb. (Coleóptera, Carabidae, род Harpalus) // Энтомол. обозр. 1984а. - Т. 63, вып. 3. - С. 518-532.

22. Катаев Б.М. Некоторые особенности эволюции жужелиц рода Harpalus Latr. // IX Съезд Всесоюзного энтомологического общества, ч. 1. 19846.-Киев, Тезисы докладов. 213 с.

23. Катаев Б.М. Материалы к познанию жужелиц подрода Hypsinephus Bates рода Harpalus Latr. (Coleóptera, Carabidae) //Насекомые Монголии, вып. 9. Л.: Наука, 1984в.-С. 75-89.

24. Катаев Б.М. О таксономическом положении Smirnovia tristis Lutshn. (Coleóptera, Carabidae) // Тр. Зоол. ин-та АН СССР. 1987а. - Т. 164. - С. 11-14."

25. Катаев Б.М. Жужелицы рода Harpalus Latr. группы "affinis" (Coleóptera, Carabidae) // Тр. Зоол. ин-та АН СССР. 19876. - Т. 170. - С. 3-41.

26. Катаев Б.М. Состав и характер распространения степного комплекса жужелиц рода Harpalus Latr. в Евразии // Материалы научной сессии энтомологов Дагестана. Махачкала, 1988а. - С. 33-34.

27. Катаев Б.М. Новые виды жужелиц рода Harpalus Latr. (Coleóptera, Carabidae) из Средней Азии // Энтомол. обозр. 19886. - Т. 67, вып. 4. - С. 769-777.145 . • .

28. Катаев Б.М. Новые данные о жужелицах родов Pangus и Harpalus (Coleóptera,

29. Carabidae) Монголии с ревизией ряда палеарктических групп // Насекомые: • Монголии; вышЛО:-JI.: Наука-1989. С. 188-278.

30. Катаев Б.М. Жужелицы труппы Harpalus vittatus (Coleóptera, Carabidae)?// Энтомол. обозр. 1990а; - Т. 69, вып., 2: ,- С: 391-400;

31. КатаевБ.М! Жужелицыфода НаграШз, близкие:к Н; pumilus(Coleóptera;Carabidae)? // Насекомые Монголии; вып: 1 Г. — Л.: Наука- .19906. С. 91-124.

32. Катаев Б.М. Жужелицы рода Harpalus Latr. группы gisellac (Coleóptera, Carabidae) // Тр. Зоол. ин-га АН СССР. 1990в. - Т. 211. - С. 17-27.

33. Катаев Б.М. О распространении в СССР некоторых видов жужелиц рода Harpalus // Фауна и экология жужелиц, Тезисы докладов ПГВсесоюзного карабидологического совещания. 1990г. - Кишинев. - С. 28-29.

34. Катаев Б.М. Новый вид жужелиц рода Harpalus группы "anxius" (Coleóptera;

35. Carabidae) из Малой Азии// Зоол. журн. 1991. - Т. 70, вып. 9. - С. 147-149.

36. Катаев Б¡M: Жужелицы группы oblitus рода Harpalus Latr. (Coleóptera, Carabidae) // Энтомол. обозр. -1993. Т. 72, вып. 1. - С. 65-95.

37. Катаев Б.М: Тарпалюс Петра Harpalus petri Tschitscherine, 1902 // В кн.: Замотайлов ACG. (Отв. ред.). Красная книга Краснодарского края (Животные). Издание второе. Краснодар: Центр развития ПТР Краснодарского края, 2007. С. 146-147. ' '

38. Катаев БМ. Новый вид жужелиц рода Harpalus Latr. (Coleóptera, Carabidae) из Ирана // Энтомол. обозр. 2008. - Т. 87, вып. 4. - С. 799-804.

39. Катаев Б.М:, Дудко Р:Ю. Новый вид жужелиц рода Stenolophus Steph. (Coleóptera; Carabidae) с юга Дальнего Востока России // Энтомол. обозр. 1997. - Т. 76, вып. 3.-С. 589-592.

40. Киселев С.В. Позднекайнозойские жесткокрылые Северо-Востока Сибири. Mi: Наука. 1981.- 116 с.

41. Кожевников Ю.П., Железнов-Чукотский Н.К. Берингия: история и эволюция. — М.: Наука, 1995.-383 с.

42. Красилов В.А. Эволюция и биостратиграфия. Москва: Наука, 1977. - 256 с.

43. Криштофович А.Н. Развитие ботанико-географических областей, северногополушария с начала третичного периода // Вопросы геологии Азии. Т. 2. -М.: Изд-во АН СССР, 1955. С. 824-844.

44. Криштофович А.Н. Палеоботаника. Л.: Гостоптехиздат, 1957. - 650 с.

45. Криштофович А.Н. Происхождение флоры ангарской суши // Материалы поистории флоры и растительности СССР. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1958. -Вып. 3.-С. 7-42.

46. Крыжановский О.Л. 1. Сем. СагаЫс1ае Жужелицы // В кн.: Определительнасекомых европейской части СССР, т. 2. М.; Л.: Наука, 1965а. - С. 29-77.

47. Крыжановский О.Л. Состав и происхождение наземной фауны Средней Азииглавным образом на материале по жесткокрылым. -М.; Л.: Наука, 19656. -420 с.

48. Крыжановский О.Л. Сем. СагаЫс1ае жужелицы // В кн.: Насекомые и клещивредители-сельскохозяйственных культур. Т. И. Жесткокрылые. Л.: Наука, 1974. - С. 8-14.

49. Крыжановский О.Л. Жуки подотряда Ас1ер1^а: семейства Ш1у8осН(1ае,

50. ТгасЬурасЫёае; семейство СагаЫёае (вводная часть, обзор фауны СССР). -Фауна СССР, Жесткокрылые, т. 1, ч. 2. Л.: Наука, 1983. - 342 с.

51. Крыжановский О.Л. Принципы единого зоогеографического районирования суши на основе распространения наземных беспозвоночных // Журн. общ. биол. 1987. Т. 48, вып. 1. - С. 66-71.

52. Крыжановский О.Л. Состав и распространение энтомофаун земного шара. М.: Тов-во научн. изд. КМК, 2002. - 237 с.

53. Кузнецов Н.Я. Арктическая фауна Евразии и ее происхождение (преимущественно на основе материала по чешуекрылым) // Тр. Зоол. ин-та АН СССР. 1938. -Т. 5, N 1. - С. 1-85.

54. Лавренко Е.М. Возраст ботанических областей внетропической Евразии // Изв. АН СССР, сер. географическая. 1951. - N 2. - С. 17-28.

55. Лавренко Е.М. Провинциальное разделение Центральноазиатской подобласти Степной области Евразии // Бот. журн. Т. 55, N 5. — 1970а. - С. 609-625.

56. Лавренко Е.М. Провинциальное разделение Причерноморско-Казахстанскойподобласти Степной области Евразии // Бот. журн. Т. 55, N 12. - 19706. - С. 1734-1747.

57. Лафер Г.Ш. 4. Сем. Carabidae Жужелицы // В кн.: Определитель насекомых

58. Дальнего Востока СССР в шести томах, т. 3, ч. 1. Л.: Наука, 1989. - С. 71222.

59. Лафер Г.Ш., Катаев Б.М: О видах рода Diplocheila Brullé (Coleóptera, Carabidae) с кратким обзором восточноазиатских видов // Энтомол. обозр. 2008. — Т. 87, вып. З.-С. 604-623.

60. Лучник В. О новых или малоизученных Harpalini (Coleóptera, Carabidae) // Тр. Ставроп. с.-х. ин-та. 1922. - Т. 1 (Зоология), N 13. - С. 51-66.

61. Майр Э. Принципы зоологической систематики. Пер. с англ. М.: Мир, 1971. - 454 с.

62. Мамкаев Ю.В. Сравнение морфологических различий в низших и высших группах одного филогенетического ствола // Журн. общей биол. 1968. - Т. 29, N 1. -С. 48-56.

63. Мамкаев Ю.В. Принцип морфологического многообразия как подход красшифровке филогенетических связей // Состояние и перспективы развития морфологии. Матер, к всесоюзн. совещ. М.: Наука, 1979. — С. 376-377.

64. Маталин А.В. Особенности жизненного цикла Pseudoophonus (s. str.) rufipes Deg. (Coleóptera, Carabidae) в условиях юго-западной Молдовы // Изв. АН, Серия Биологическая. -1997. N 4. - С. 455-466.

65. Медведев С.И. Жесткокрылые // В кн.: Животный мир СССР. Том третий. Зона степей. М.; Л.: Изд-во Академии наук СССР, 1950. - С. 294-347.

66. Мейен С.В. Основы палеоботаники. — М.: Недра, 1987. -403 с.

67. Мекаев Ю.А. Зоогеографические комплексы Евразии. Ленинград: Наука, 1987а. -126 с.

68. Мекаев Ю.А. История формирования зоогеографических таксонов суши // Известия ВГО. 19876. - Т. 119, вып. 2. - С. 143-151.

69. Михайлов В.А. Эколого-фаунистическая характеристика жужелиц (Coleóptera, Carabidae) Горно-Бадахшаиской автономной области // В кн.: Фауна, экология и зоогеография-Памира. Душанбе: Дониш, 1986. - С. 3-22.

70. Неронов В.М. Количественные методы в биогеографии // Итоги науки и техники. Сер. Биогеография. Т. 2. - М., 1980. - С. 6-40.

71. Овчинников С.В. Сем. Carabidae жужелицы // В кн.: Кадастр генетического фонда-Кыргызстана. Том. III. Надкласс Hexapoda - шестиногие (Entognatha и Insecta). - Бишкек, 1996. - С. 93-108.

72. Орлов Ю.А. В мире древних животных. Очерки по палеонтологии позвоночных. Издание второе. М.: Наука, 1968. — 212 с.

73. Павлинов И .Я. Методы кладистики. Изд-во Московского ун-та, 1989. — 118 с.

74. Павлинов И.Я. Введение в современную филогенетику (кладогенетический аспект). М.: Товарищество научн. изд. КМК, 2005. - 391 с.

75. Песенко Ю.А. Принципы и методы количественного анализа в фаунистических исследованиях. М.: Наука, 1982. - 287 с.

76. Пидопличко И.Г. История фауны степей // В кн.: Животный мир СССР. Томтретий. Зона степей. М.; Л.: Изд-во Академии наук СССР, 1950. - С. 492526.

77. Правдин Ф.Н., Мищенко Л.Л. Формирование и эволюция экологических фаун насекомых в Средней Азии. М.: Наука, 1980. - 156 с.

78. Проханов Я.И. Травяные равнины и новейшие пустыни, их природа ипроисхождение // Проблемы филогении растений. Тр. МОИП, отд. биол. -1965.-Т. 13.-С. 124-154.

79. Разумовский С.М. Закономерности динамики биоценозов. М.: Наука, 1981. — 231 с.

80. Рауп Д., Стэнли С. Основы палеонтологии. Пер. с англ. -Mv: Мир. 1974. 390 с;

81. Раутиан A.C. Палеонтология как источник, сведений о закономерностях и факторах эволюции // Современная палеонтология. .Т. 2. Ml: Недра; 19781- С. 76-118.

82. Северцов A.C. Направленность эволюции: М.: Изд-во МГУ, 1990. - 272 с:

83. Семенов-Тян-Шанский А.П. Пределы и зоогеографические подразделения;

84. Палеарктической области для) наземных сухопутных животных на основании географического распределения жесткокрылых насекомых (с картой). М;-Л.: Изд-во АН СССР, 1936. - 16 с, 1 карта.

85. Сергеев М.Г. Закономерности распространения прямокрылых насекомых Северной Азии. Новосибирск: Наука, 1986. - 238 с.

86. Симпсон Дж.Г. Принципы таксономии животных. Пер: с англ. М.: Тов-во научн. изд. КМК, 2006. - 293 с.

87. Синицын В.М; Палеогеография Азии. -М ; Л : Изд-во АН СССР, 1962: 268 с.

88. Синицын В.М: Древние климаты Евразии. Часть 1. Палеоген и неоген. Изд-во Ленинградского ун-та, 1965.-168 с.

89. Синицын В.М: Древние климаты Евразии. Часть 2. Мезозой. Изд-во Ленинградского ун-та, 1966. - 167 с.

90. Синицын В.М. Введение в палеоклиматологию: Л.: Недра, 1967. — 232 с.

91. Старобогатов Я.И. Фауна моллюсков и зоогеографическое районирование континентальных водоемов земного шара. Л.: Наука, 1970. — 372 с.

92. Старобогатов Я.И. Проблема минимального выдела в биогеографий,и ее

Информация о работе

Катаев, Борис Михайлович
доктора биологических наук
Санкт-Петербург, 2011
ВАК 03.02.05

Диссертация

Жужелицы рода Harpalus (Coleoptera, Carabidae) мировой фауны: систематика, зоогеография, филогения - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы