Zróżnicowanie gatunkowe zespołów chruścików (Trichoptera) oraz elementy biologii wybranych gatunków w źródliskach Polski Środkowej

Abstract

Obszar Polski Środkowej, w szczególności w okolicach Łodzi, charakteryzuje się zwiększoną liczbą skoncentrowanych wypływów wód podziemnych. Wynika to ze specyficznej budowy geologicznej tego terenu i przebiegu strefy krawędziowej Wzniesień Łódzkich. Źródła uważane są często, za „naturalne laboratoria” o niezmiennych parametrach fizyczno-chemicznych, które zapewniają stabilne miejsce do życia określonej grupy organizmów. Gatunki zwierząt bezkręgowych zamieszkujące źródliska i wypływające z nich strumienie posiadają dostosowane do tych warunków cykle życiowe. Dotyczy to w szczególności aspektów związanych z odżywianiem i reprodukcją. Dlatego zbadanie szczególnych powiązań ekologicznych istniejących pomiędzy fauną bezkręgową i środowiskiem może sprzyjać lepszemu poznaniu funkcjonowania tych ekosystemów, określeniu aktualnego ich stanu, a także rozpoznaniu zagrożeń oraz planowaniu działań ochronnych podejmowanych w stosunku do obszarów źródliskowych. Celem pracy była charakterystyka źródlisk położonych w Polsce Środkowej i procesów je kształtujących oraz rola zespołów chruścików w funkcjonowaniu tych specyficznych ekosystemów. Badania prowadzono w ośmiu źródliskach położonych w okolicach Łodzi. Prace rozpoczęto jesienią 2011 roku i kontynuowano przez kolejne 4 lata z różnym natężeniem w zależności od rodzaju prowadzonych badań. W pierwszej kolejności dokonano inwentaryzacji wytypowanych źródlisk pod względem elementów biologicznych, takich jak chruściki i okrzemki oraz abiotycznych, obejmujących rodzaj podłoża, a także podstawowe parametry fizyczno-chemiczne. Na tej podstawie przeprowadzono analizę, pozwalającą wyróżnić niektóre z badanych źródeł pod względem zarówno zamieszkujących je organizmów, jak i czynników środowiska. Na podstawie wyników pomiarów szerokości puszek głowowych larw chruścików, gatunków dominujących w źródliskach, określono przebieg cykli życiowych tych gatunków, a także preferencji przez poszczególne stadia larwalne różnych substratów. Prawidłowe funkcjonowanie źródlisk i początkowych odcinków strumieni wiąże się z przetwarzaniem materii allochtonicznej. W tym celu, w latach 2013 i 2014, przeprowadzono eksperymenty terenowe, w których zatopiono maty z liśćmi: A. glutinosa, A. pseudoplatanus, Q. robur oraz Q. rubra, w źródlisku Wolbórka oraz w strumieniu odpływowym, 150 metrów poniżej niszy źródliska. Bardziej szczegółowo zbadano preferencje pokarmowe dwóch dominujących gatunków detrytusożernych: P. nigricornis oraz C. villosa. Larwom dawano do wyboru kwadraty wycięte z liści A. glutinosa, A. pseudoplatanus, Q. robur oraz Q. rubra. Obserwacji poddano 55 larw P. nigricornis i 55 larw C. villosa. W oddzielnych, długotrwałych eksperymentach laboratoryjnych, oceniono aktywność pokarmową larw V stadium C. villosa. Doświadczenia te pozwoliły uzyskać informacje odnośnie synchronizacji cyklu życiowego, zróżnicowania czasu potrzebnego do zakończenia cyklu larwalnego oraz określenia masy i płci dorosłych C. villosa, w odniesieniu do czasu żerowania larw i rodzaju spożywanego pokarmu. W ocenie obserwowanych u C. villosa odchyleń od proporcji płci 1:1, wzięto pod uwagę znaczne różnice wielkości larw, które po przeobrażeniu staną się samcami (małe) i samicami (duże). W trakcie prowadzonych eksperymentów i obserwacji terenowych stwierdzono, że larwy te, przynajmniej częściowo zajmują inne obszary w źródlisku. Niezwykle interesujące okazały się zachowania kopulacyjne jak również strategia składania jaj przez samice C. villosa. W pracy analizowane są kompromisy ewolucyjne związane z późnym wylotem, długotrwałą kopulacją i przedłużonym okresem składania jaj obejmującym miesiące późno-jesienne, a nawet na zimowe. W wyniku przeprowadzonych badań uzyskane wyniki, pozwoliły na stwierdzenie, że: • trzy źródliska: Podwierzchowiec, Wardzyń i Mineralne mogą być traktowane jako odmienne pod względem stwierdzonej w nich fauny chruścików i mikroflory okrzemek, • dominujące w badanych źródliskach gatunki Trichoptera, P. nigricornis, C. villosa i S. personatum, mają zróżnicowane stadia rozwojowe, zależnie od źródła, w którym je łowiono, • poszukiwanie pożywienia lub też/i poszukiwanie odpowiednich materiałów do budowy domku, który często zbudowany jest z przewagą materii mineralnej lub organicznej, w zależności od stadium, w którym obecnie znajduje się larwa, prowadzi do wybiórczości mikrosiedliskowej określonych stadiów larwalnych, • dekompozycja liści A. glutinosa jest najszybsza w porównaniu z ubytkiem powierzchni liści A. pseudoplatanus, Q. robur i Q. rubra oraz, że ubytek powierzchni liści obcego gatunku Q. rubra zachodzi w podobnym lub nieco wolniejszym czasie, co liści rodzimego Q. robur, • liście Q. robur są pokarmem jedzonym przez larwy, nie tylko najmniej chętnie, ale także wpływającym na wydłużenie cyklu larwalnego oraz zmniejszenie masy imagines, • dysproporcje w ilości pobieranego przez Larwy C. villosa pokarmu oraz różnice w wielkości larw wpływają na zachowanie larw. Może to doprowadzać do „ucieczki” mniejszych larw , przyszłych samców,w dół źródliska, • różnice w masie dorosłych C. villosa, wynikają m.in. z różnych warunków termicznych i pokarmowych, w strumieniu odpływowym i w źródlisku. Wpływają one również na tempo metabolizmu larw, co w rezultacie przekłada się na masę imagines, • przynajmniej część larw i/lub poczwarek C. villosa przechodzi przez stan diapauzy. Zróżnicowanie czasu braku aktywności pokarmowej potwierdziło się, szczególnie wyraźnie, u larw przyszłych samic, które są zdolne „poczekać” do momentu, aż inne larwy uzupełnią zasoby energetyczne i „będą gotowe” do wylotu, aby przekształcenie w formę imaginalną odbyło się w podobnym czasie, • zwiększenie sukcesu reprodukcyjnego samic C. villosa może zależeć od liczby złożonych w różnym okresie złóż jajowych. Ostatnie złoże może zostać zdeponowane w połowie stycznia, • osobniki gatunków źródliskowych, podlegają kompromisy związane z optymalnym czasem wylotu i składaniem jaj. Co istotne, każda zmiana środowiska wywołana, czy to czynnikami naturalnymi, czy działalnością człowieka, niesie ze sobą ryzyko zaburzenia cyklu rozwojowego chruścików, co w konsekwencji może prowadzić do zaburzenia delikatnej równowagi ekosystemów źródliskowych.