resarПриродные ресурсы Арктики и СубарктикиArctic and Subarctic Natural Resources2618-97122686-9683Академия наук Республики Саха (Якутия)10.31242/2618-9712-2024-29-4-628-640resar-602Research ArticleБиологические науки. ЭкологияBiological sciences. EcologyЭколого-географическая изменчивость морфометрических признаков рабочих особей Bombus lucorum L. (Hymenoptera: Apidae) в условиях СевераThe ecological and geographical variability of the morphometric characteristics of Bombus lucorum L. (Hymenoptera: Apidae) bumblebee workers in the Northhttps://orcid.org/0000-0003-4777-0072СолдатоваВ. Ю.SoldatovaV. Yu.

Солдатова Виктория Юрьевна, кандидат биологических наук, доцент

ResearcherID: A-9436-2018, Scopus Author ID: 7801406178

г. Якутск

Soldatova Victoria Yurievna, Cand. Sci. (Biol.), Assistant Professor

ResearcherID: A-9436-2018, Scopus Author ID: 7801406178

Yakutsk

solvik75@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9660-0072ШадринаЕ. Г.ShadrinaE. G.

Шадрина Елена Георгиевна, доктор биологических наук, главный научный сотрудник, профессор

ResearcherID: A-9436-2018, Scopus Author ID: 7801406178

г. Якутск

Shadrina Elena Georgievna, Dr. Sci. (Biol.), Chief Researcher, Professor

ResearcherID : A-9436-2018, Scopus Author ID: 7801406178

Yakutsk

e-shadrina@yandex.ruhttps://orcid.org/0009-0005-3696-1801ДавыдоваН. Г.DavydovaN. G.

Давыдова Нина Григорьевна, кандидат биологических наук, доцент

г. Якутск

Davydova Nina Grigorievna, Cand. Sci. (Biol.), Assistant Professor

Yakutsk

dav-nina@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0007-5947-3493ЗатеевМ. Ю.ZateevM. Yu.

Затеев Марк Юрьевич, бакалавр биологии

г. Якутск

Zateev Mark Yurievich, B. Sci. (Biol.)

Yakutsk

m3faal@gmail.comСеверо-Восточный федеральный университет им. М.К. АммосоваРоссияAmmosov North-Eastern Federal UniversityRussian FederationИнститут биологических проблем криолитозоны СО РАНРоссияInstitute for Biological Problems of Cryolithozone, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian Federation202426122024294628640Copyright © Солдатова В.Ю., Шадрина Е.Г., Давыдова Н.Г., Затеев М.Ю., 20242024Солдатова В.Ю., Шадрина Е.Г., Давыдова Н.Г., Затеев М.Ю.Soldatova V.Y., Shadrina E.G., Davydova N.G., Zateev M.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://resar.elpub.ru/jour/article/view/602

В работе представлены результаты исследования морфометрических признаков 358 рабочих особей норового шмеля Bombus lucorum, отловленных в долине Средней Лены (Центральная Якутия) и в долине р. Яна (Центральное Верхоянье, Северо-Восточная Якутия). Проведен однофакторный и двухфакторный дисперсионный анализ. Шмели Центрального Верхоянья отличаются от особей из Центральной Якутии более крупными размерами тела и крыла, но различия достигают статистически значимого уровня только по промерам ширины спинки и брюшка (p < 0,01), а также по всем промерам переднего и заднего крыльев (p < 0,001). По-видимому, такие изменения возникли в процессе эволюции как приспособление к обитанию в более суровых природно-климатических условиях. Рабочие особи B. lucorum, отловленные во второй половине лета, статистически значимо крупнее, чем в начале летнего периода. Отмечено наличие различий на уровне двух микропопуляций долины р. Яна: шмели, собранные в нетрансформированном биотопе, крупнее, чем на месте послепожарной сукцессии, это может быть обусловлено различиями в обилии трофических ресурсов. В долине Средней Лены размеры тела B. lucorum статистически значимо зависят от кормовых объектов: особи крупного размера предпочитают более крупные растения и крупные соцветия. Таким образом, размеры и пропорции тела рабочих особей B. lucorum в условиях Севера зависят от многих экологических факторов, включая климатические и биотопические условия и обеспеченность трофическими ресурсами.

This study reports the findings of a morphometric analysis conducted on 358 worker specimens of the white-tailed bumblebee, Bombus lucorum, which were collected from the Middle Lena Valley (Central Yakutia) and the Yana River Valley (Central Upper Yana Region, North-Eastern Yakutia). Statistical analyses, including one-way and two-way ANOVA, were employed to evaluate the data. The results indicated that bumblebees from the Central Upper Yana Region exhibited larger body and wing dimensions compared to their counterparts from Central Yakutia; however, significant differences were only noted in the measurements of the notum and abdomen widths (p < 0.01), as well as in all measurements of the front and hind wings (p < 0.001). These changes are posited to have developed as adaptations to more extreme natural and climatic conditions. Furthermore, it was observed that bumblebee workers of B. lucorum collected during the latter part of summer were statistically larger than those gathered earlier in the season. A notable difference was identified between two micropopulations within the Yana River Valley, where bumblebees from a non-transformed biotope were larger than those from a post-fire succession, likely attributable to variations in the availability of trophic resources. In the Middle Lena Valley, the body size of B. lucorum exhibited a significant correlation with forage availability, with larger individuals preferentially utilizing larger plants and inflorescences. Consequently, the sizes and proportions of bumblebee workers of B. lucorum in the North are influenced by a variety of environmental factors, including climatic and biotopic conditions, as well as the availability of trophic resources.

Bombus lucorumрабочие особи шмеляморфометрические показателиразмеры теларазмеры крылахронологическая изменчивостьСеверBombus lucorumbumblebee workersmorphometric parametersbody sizewing sizechronological variabilityNorthРабота выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации по проекту «Популяции и сообщества животных водных и наземных экосистем криолитозоны восточного сектора российской Арктики и Субарктики: разнообразие, структура и устойчивость в условиях естественных и антропогенных воздействий» (тема № FWRS-2021-0044; гос. регистрация в ЕГИСУ № №121020500194-9).This study was conducted within the state assignment of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation “Animal populations and communities of aquatic and terrestrial ecosystems in the cryolithozone of the Eastern sector of the Russian Arctic and Subarctic: diversity, structure and sustainability under natural and anthropogenic influences” (theme No. 0297-2021-0044, reg. No. 121020500194-9).ReferencesКупянская А.Н. Сем. Apidae – Апиды. В кн.: Определитель насекомых Дальнего Востока СССР. Т. IV. Сетчатокрылообразные, скорпионницы, перепончатокрылые. Ч. 1. СПб.: Наука;1995. С. 551–580.Kupianskaya A.N. Apidae. In: The identification guide of the insects of Russian Far East. Vol. IV. Neuropteroidea, Mecoptera, Hymenoptera. Pt. 1. St.-Petersburg: Nauka; 1995, pp. 551–580. (In Russ.)Панфилов Д.В. Общий обзор населения пчелиных Евразии. Сб. трудов Зоологического музея Московского ун-та. 1968;11:18–35.Panfilov D.V. General review of the bee population of Eurasia. Sbornik trudov Zoologicheskogo muzeya MGU=Archives of the Zoological Museum of Moscow State University. 1968;11:18–35. (In Russ.)Бывальцев А.М. Фауна шмелей (Hymenoptera, Apidae, Bombini) лесостепной и степной зон Западно-Сибирской равнины. Евразиатский энтомологический журнал. 2008;7(2):141–147.Byvaltsev A.M. Bumblebee (Hymenoptera: Apidae, Bombini) fauna of the forest-steppe and steppe zones of the West Siberian Plain. Euroasian Entomological Journal. 2008;7(2):141–147. (In Russ.)Потапов Г.С. Структура населения шмелей (Hymenoptera: Apidae, Bombus Latr.) Европейского Севера России: Автореф. дис. … канд. биол. наук. Томск; 2015. 20 с.Potapov G.S. Population structure of bumblebees (Hymenoptera: Apidae, Bombus Latr.) of the European North of Russia: Abstr. … Diss. Cand. Biol. Sci., Tomsk; 2015. 20 p. (In Russ.)Maebe K., Hart A.F., Marshall L., et al. Bumblebee resilience to climate change, through plastic and adaptive responses. Global Change Biology. 2021;27(18):4223– 4237. https://doi.org/10.1111/gcb.15751Maebe K., Hart A.F., Marshall L., et al. Bumblebee resilience to climate change, through plastic and adaptive responses. Global Change Biology. 2021;27(18):4223– 4237. https://doi.org/10.1111/gcb.15751Fitzgerald J.L., Ogilvie J.E., CaraDonna P.J. Ecological drivers and consequences of bumble bee body size variation. Environmental Entomology. 2022;51(6): 1055–1068. https://doi.org/10.1093/ee/nvac093.Fitzgerald J.L., Ogilvie J.E., CaraDonna P.J. Ecological drivers and consequences of bumble bee body size variation. Environmental Entomology. 2022;51(6): 1055–1068. https://doi.org/10.1093/ee/nvac093.Perl C.D., Johansen Z.B., Jie V.W., et al. Substantial variability in morphological scaling among bumblebee colonies. Royal Society Open Science. 2022;9(1): 211436. https://doi.org/10.1098/rsos.211436Perl C.D., Johansen Z.B., Jie V.W., et al. Substantial variability in morphological scaling among bumblebee colonies. Royal Society Open Science. 2022;9(1): 211436. https://doi.org/10.1098/rsos.211436Lee Y.J. Morphological variance in mouthparts and foraging behavior in bumblebees. 2021. Honors Theses. Paper 1322. https://digitalcommons.colby.edu/honorstheses/1322.Lee Y.J. Morphological variance in mouthparts and foraging behavior in bumblebees. 2021. Honors Theses. Paper 1322. https://digitalcommons.colby.edu/honorstheses/1322.Gerard M., Michez D., Debat V., et al. Stressful conditions reveal decrease in size, modification of shape but relatively stable asymmetry in bumblebee wings. Scientific Reports. 2018;8(1):15169. https://doi.org/:10.1038/s41598-018-33429-4.Gerard M., Michez D., Debat V., et al. Stressful conditions reveal decrease in size, modification of shape but relatively stable asymmetry in bumblebee wings. Scientific Reports. 2018;8(1):15169. https://doi.org/:10.1038/s41598-018-33429-4.Potts S.G., Biesmeijer J.C., Kremen C., et al. Global pollinator declines: trends, impacts and drivers. Trends in Ecology & Evolution. 2010;25(6):345–353. https://doi.org/10.1016/j.tree.2010.01.007.Potts S.G., Biesmeijer J.C., Kremen C., et al. Global pollinator declines: trends, impacts and drivers. Trends in Ecology & Evolution. 2010;25(6):345–353. https://doi.org/10.1016/j.tree.2010.01.007.Williams P.H., Osborne J.L. Bumblebee vulnerability and conservation world-wide. Apidologie. 2009; 40(3):367–387. https://doi.org/10.1051/apido/2009025Williams P.H., Osborne J.L. Bumblebee vulnerability and conservation world-wide. Apidologie. 2009; 40(3):367–387. https://doi.org/10.1051/apido/2009025Goulson D., Lye G.C., Darvill B. Decline and conservation of bumble bees. Annual Review of Entomo logy. 2008;53:191–208. https://doi.org/10.1146/annurev.ento.53.103106.093454Goulson D., Lye G.C., Darvill B. Decline and conservation of bumble bees. Annual Review of Entomo logy. 2008;53:191–208. https://doi.org/10.1146/annurev.ento.53.103106.093454Goulson D. Bumblebees: Behaviour, Ecology, and Conservation. Oxford: Oxford University Press; 2009. 336 p.Goulson D. Bumblebees: Behaviour, Ecology, and Conservation. Oxford: Oxford University Press; 2009. 336 p.Hjort C.K., Smith H.G, Allen A.P, Dudaniec R.Y. Morphological variation in bumblebees (Bombus terrestris) (Hymenoptera: Apidae) after three decades of an island invasion. Journal of Insect Science. 2023;23(1):10. https://doi.org/10.1093/jisesa/iead006.Hjort C.K., Smith H.G, Allen A.P, Dudaniec R.Y. Morphological variation in bumblebees (Bombus terrestris) (Hymenoptera: Apidae) after three decades of an island invasion. Journal of Insect Science. 2023;23(1):10. https://doi.org/10.1093/jisesa/iead006.Inoue M.N., Yokoyama J. Morphological variation in relation to flower use in bumblebees. Entomological Science. 2006;9(2):147–159. https://doi.org/10.1111/j.1479-8298.2006.00162.xInoue M.N., Yokoyama J. Morphological variation in relation to flower use in bumblebees. Entomological Science. 2006;9(2):147–159. https://doi.org/10.1111/j.1479-8298.2006.00162.xCameron S.A., Lozier J.D., Strange J.P., et al. Patterns of widespread decline in North American bumble bees. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2011;108(2):662–667. https://doi.org/10.1073/pnas.1014743108Cameron S.A., Lozier J.D., Strange J.P., et al. Patterns of widespread decline in North American bumble bees. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2011;108(2):662–667. https://doi.org/10.1073/pnas.1014743108Давыдова Н.Г. Фауна пчел (Hymenoptera, Apoi dea) бассейна р. Яна. Вестник ЯГУ. 2010;3(3):15–20.Davydova N.G. Fauna of bees (Hymenoptera, Apo idea) of the Yana river basin. Vestnik of YSU. 2010; 3(3):15–20. (In Russ.)Давыдова Н.Г. Фауна пчел (Hymenoptera,Apoi dea) долинных ландшафтов среднего течения р. Лена. Труды Русского энтомологического общества. 2011; 82:89–96.Davydova N.G. Fauna of bees (Hymenoptera, Apoi dea) of the valley landscapes of the Lena River midstream. Proceedings of the Russian Entomological Society. 2011;82;89–96. (In Russ.)Давыдова Н.Г., Песенко Ю.А. Фауна пчел (Hy menoptera, Apoidea) Якутии. 1. Энтомологическое обозрение. 2002;81(3):582–599.Davydova N.G., Pesenko Yu.A. Bee fauna (Hymenoptera, Apoidea) of Yakutia. I. Entomological Review. 2002;81(3):582–599. (In Russ.)Шелоховская Л.В., Давыдова Н.Г., Березин М.В. Материалыпофауне и экологии пчел (HYMENOPTERA, APOIDEA) тундровой зоны Якутии. Вестник СВФУ. 2011;8(4):45–50.Shelokhovskaya L.V., Davydova N.G., Berezin M.V. Materials on bee fauna and ecology (Hymenoptera, Apoi dea) of a tundra zone of Yakutia. Vestnik of NEFU. 2011;8(4):45–50. (In Russ.)География Сибири в начале XXI века, том 6. Восточная Сибирь. Новосибирск: Академическое издательство «ГЕО»; 2016. 396 с.Geography of Siberia in the Early 21st Century. Vol. 6. Eastern Siberia. Novosibirsk: Geo; 2016. 396 p. (In Russ.)Архив погоды. Якутия, Россия. Погода и климат. http://www.pogodaiklimat.ru/archive.php?id=ru&region=14 (Дата обращения 10.08.2024).Weather Archives. Yakutia, Russia. Weather and Climate. Available at: http://www.pogodaiklimat.ru/history/24959_3.htm (accessed 10.08.2024). (In Russ.).Сила ветра. Шкала Бофорта. Гидрометцентр России. О погоде из первых рук. https://meteoinfo.ru/bofort. (дата обращения 12.08.2024)Wind power. The Beaufort scale. Hydrometcenter of Russia. About the weather at first-hand. Available at: https://meteoinfo.ru/bofort. (accessed 12.08.2024). (In Russ.).Указ Президента РФ О внесении изменений в Указ Президента РФ от 2 мая 2014 г. № 296 «О сухопутных территориях Арктической зоны Российской Федерации». Глава РС(Я). Пресс-центр. Новости. Электронный ресурс: https: //glava.sakha.gov.ru/news/front/view/id/3024158. Дата публикации 14.05.2019. (Дата обращения 11.08.2024)Decree of the President of the Russian Federation on Amendments to Decree of the President of the Russian Federation dated May 2, 2014 No. 296 “On the Land Territories of the Arctic Zone of the Russian Federation”. The head of the RS(Y). The press center. News. Available at: https://glava.sakha.gov.ru/news/front/view/id/3024158 (Publication 14.05.2019). (accessed 11.08.2024). (In Russ.)Williams P.H. The bumble bees of the Kashmir Himalaya (Hymenoptera: Apidae, Bombini). Bulletin of the Natural History Museum Entomology. 1991; 60(1):204.Williams P.H. The bumble bees of the Kashmir Himalaya (Hymenoptera: Apidae, Bombini). Bulletin of the Natural History Museum Entomology. 1991; 60(1):204.СТО 00669424-001-2021 Методика измерения экстерьерных признаков медоносных пчел: введен впервые: дата введения 2021-12-16. Рыбное: ФГБНУ «ФНЦ пчеловодства», 2021, 40 с. STO 00669424-001-2021STO 00669424-001-2021 Methods of measurements of the exterior of honeybees: application date 2021-12-16. Rybnoye: Federal State Budgetary Institution “Federal Scientific Center of Beekeeping”, 2021. 40 pParsons PA. Fluctuating asymmetry: an epigenetic measure of stress. Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society. 1990;65(2):131–45. https://doi.org/10.1111/j.1469-185x.1990.tb01186.x.Parsons PA. Fluctuating asymmetry: an epigenetic measure of stress. Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society. 1990;65(2):131–45. https://doi.org/10.1111/j.1469-185x.1990.tb01186.x.Sokal R.R., Rohlf F.J. Biometry: The Principles and Practice of Statistics in Biological Research. W.H. Freeman and Co.: New York, NY, USA; 1995. 887 р.Sokal R.R., Rohlf F.J. Biometry: The Principles and Practice of Statistics in Biological Research. W.H. Freeman and Co.: New York, NY, USA; 1995. 887 р.Радченко В.Г., Песенко Ю.А. Биология пчел (Hymenoptera, Apoidea). СПб.: ЗИН РАН; 1994. 350 с.Radchenko V., Pesenko Y.A. Biology of bees (Hymenoptera, Apoidea). St.-Petersburg: Zoological Institute, Russian Academy of Sciences; 1994. 350 р. https://doi.org/10.13140/2.1.3938.6242Arce A.N., Cantwell-Jones A., Tansley M., et al. Signatures of increasing environmental stress in bumblebee wings over the past century: Insights from museum specimens. Journal of Animal Ecology. 2023;92:297–309. https://doi.org/10.1111/1365-2656.13788.Arce A.N., Cantwell-Jones A., Tansley M., et al. Signatures of increasing environmental stress in bumblebee wings over the past century: Insights from museum specimens. Journal of Animal Ecology. 2023;92:297–309. https://doi.org/10.1111/1365-2656.13788.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.