Актуальность темы исследования. Изучение биологического разнообразия (и его сохранение) является приоритетным направлением современной биологии, в том числе и на региональном уровне, при этом боьшое значение имеют исследования групп, играющих заметную роль в биоценозах.
Губоногие многоножки (или хилоподы, Chilopoda) - класс хищных наземных членистоногих, насчитывающий более 3500 видов (Клюге, 2000; Stoev et al., 2010). Chilopoda подразделяются на шесть отрядов, пять являются рецентными (один - узкий эндемик; остальные четыре широко распространены). Данные беспозвоночные играют важную роль в почвенных трофических цепях как зоофаги: основу рациона активно передвигающихся по поверхности костянок (Lithobiomorpha) и мухоловок (Scutigeromorpha) составляют мелкие паукообразные и насекомые, а в рацион обитающих в почве геофилов (Geophilomorpha) преимущественно входят черви и личинки насекомых. Представители отряда сколопендр (Scolopendromorpha) ведут смешанный образ жизни, охотясь на беспозвоночных и мелких позвоночных , как по поверхности, так и в подстилке и верхнем слое почвы. Кроме того, имеются сведения о фито-, мико- и сапрофагии среди разных отрядов Chilopoda (Гиляров, 1949; Залесская, Титова, 1980; Voigtlander, 2011).
В бореальных лесах численность может доходить до 100 экз./м2, а в широколиственных - до 200 экз./м2 (Залесская, Титова, 1980), при этом, будучи хищниками, они не связаны с определенными видами растений, а зависят в большей степени от почвенных условий, что делает их хорошим индикатором направления сукцессионных процессов, например, после пожаров или на рекультивированных землях после добычи угля (Voigtlander, 2011; Poloczek et al., 2016), и показателем степени антропогенного воздействия на почву (Voigtlander, 2011). А благодаря малой способности к расселению, хилоподы могут быть использованы при изучении вопросов зоогеографии (Фарзалиева, 2008). Также заметна роль некоторых хилопод (например, костянок) в регулировании численности многих вредителей сельскохозяйственных культур (Залесская, 1978). Таким образом, при сравнительно невысоком таксономическом разнообразии, губоногие многоножки играют существенную роль в почвенных биоценозах (Залесская, Титова, 1980).
Республика Казахстан - крупная страна в Центральной Азии, которая располагается в четырех природных зонах (лесостепной, степной, полупустынной, пустынной) и относится к двум крупным биогеографическим областям - Бореальной и области Древнего Средиземья (Крыжановский, 2002). Такое зональное и ландшафтное разнообразие, в том числе наличие нескольких крупных изолированных горных систем (Алтай, Тарбагатай, Джунгарский Алатау, Тянь-Шань), делает Республику Казахстан интересной модельной территорией для отслеживания путей и сроков становления современной фауны губоногих многоножек Средней Азии. Высокий уровень эндемизма среди костянок, в том числе наличие эндемиков родового уровня (геофил Krateraspis Lignau, 1929, костянка Dzhungaria Farzalieva, Zalesskaja & Edgecombe, 2004), служит доказательством значительной роли Средней Азии как одного из древних и важнейших очагов формирования фауны (Крыжановский, 1965; Залесская, 1978).
Соответственно, цель данного исследования - изучение таксономии, фаунистики и зоогеографии губоногих многоножек Республики Казахстан. Для решения этой цели были поставлены следующие задачи:
1. Инвентаризовать фауну Chilopoda Казахстана и
проанализировать ее таксономическую структуру;
2. Провести зоогеографический анализ фауны хилопод;
3. Создать определитель губоногих многоножек Казахстана.
Научная новизна исследования. Впервые на территории Казахстана проведено целенаправленное изучение фауны Chilopoda, в результате чего установлено обитание 50 видов, 2 из которых описаны как новые для науки, для 20 уточнено распространение, а 9 видов впервые указываются для фауны Казахстана (в том числе семейство Linotaeniidae, роды Arctogeophilus Attems, 1909, Strigamia Gray, 1843, Scutigera Lamarck, 1801, Lamyctes Meinert, 1868).
Уточнено распространение 10 видов костянок: Australobius magnus (Trotzina, 1894), Disphaerobius loricatus (Sseliwanoff, 1881), Hessebius perelae Zalesskaja, 1978, H. golovatchi Farzalieva, 2017, H. plumatus Zalesskaja, 1978, H. multicalcaratus Folkmanova, 1958, L. (M.) insolens Danyi et Tuf, 2012, L. (M.) franciscorum Danyi et Tuf, 2012, (семейство Lithobiidae), Cermatobius kirgisicus (Zalesskaja, 1972) (Henicopidae), Dzhungaria gigantea Farzalieva, Zalesskaja & Edgecombe, 2004 (Anopsobiidae) (Dyachkov, 2017, 2019).
Уточнено распространение 9 видов геофилов: Escaryus alatavicus Titova, 1972, E. retusidens Attems, 1904, E. kusnetzowi Lignau, 1929 (Schendylidae), Geophilus proximus C.L. Koch, 1847, Pachymerium ferrugineum (C.L. Koch, 1835) (Geophilidae), Bothriogaster signata (Kessler, 1874) (Himantariidae), Arrup asiaticus (Titova, 1975), A. edentulus (Attems, 1904), Krateraspis meinerti (Sseliwanoff, 1881) (Mecistocephalidae); 1 вида сколопендры Scolopendra canidens Newport, 1844 (Scolopendridae) (Dyachkov, 2018a; Dyachkov, Tuf, 2018)
Впервые для фауны Кызылординской области указываются отряд Lithobiomorpha, семейство Lithobiidae и Lithobius (L.) forficatus (Linnaeus, 1758) (Dyachkov, 2019).
Для фауны Жамбылской области - отряд Lithobiomorpha и семейство Lithobiidae, род Australobius Chamberlin, 1920 и A. magnus (Trotzina, 1894); отряд Geophilomorpha, семейство Mecistocephalidae, род Arrup Chamberlin, 1912 и A. edentulus (Attems, 1904), род Krateraspis Lignau, 1929 и K. meinerti (Sseliwanoff, 1881) (Dyachkov, 2017, 2019).
Для фауны Алматинской области - Hessebius plumatus Zalesskaja, 1978, Lithobius (L.) forficatus (Linnaeus, 1758), род Disphaerobius Attems, 1926 и D. loricatus (Sseliwanoff, 1881); род Pachymerium C.L. Koch, 1847 и P. ferrugineum (C.L. Koch, 1835) (Dyachkov, 2018a, 2019).
Для фауны Восточно-Казахстанской области впервые указываются семейство Linotaeniidae и Strigamia cf. transsilvanica (Verhoeff, 1928); виды Escaryus retusidens Attems, 1904, Escaryus koreanus Takakuwa, 1937 и E. japonicus Attems, 1927; семейство Geophilidae, род Pachymerium C.L. Koch, 1847 и P. ferrugineum (C.L. Koch, 1835); род Arctogeophilus Attems, 1909 и A. macrocephalus Folkmanova & Dobroruka, 1960; род Geophilus Leach, 1814 и G. proximus C.L. Koch, 1847; род Lamyctes Meinert, 1868 и L. (L.) emarginatus (Newport, 1844); виды Lithobius (Monotarsobius) crassipes L. Koch, 1862, L. (M.) steppicus Farzalieva et Zalesskaja, 2002, L. (L.) forficatus (Linnaeus, 1758); отряд Scutigeromorpha, семейство Scutigeridae, род Scutigera Lamarck, 1801 и S. coleoptrata (Linnaeus, 1758) (Dyachkov et al., 2016; Dyachkov, 2018a, 2019; Dyachkov, Tuf, 2018).
Для Южно-Казахстанской области - семейство Geophilidae, род Pachymerium C.L. Koch, 1847 и P. ferrugineum (C.L. Koch, 1835); семейство Schendylidae и E. kusnetzowi Lignau, 1929; семейство Himantariidae и Bothriogaster signata (Kessler, 1874), семейство Mecistocephalidae, род Arrup Chamberlin, 1912, A. asiaticus (Titova, 1975); отряд Scolopendromorpha, семейство Scolopendridae, род Scolopendra Linnaeus, 1758 и S. canidens Newport, 1844 (Dyachkov, Tuf, 2018).
Для фауны Атырауской области - отряд Geophilomorpha, семейство Geophilidae, род Pachymerium C.L. Koch, 1847 и P. ferrugineum (C.L. Koch, 1835). Для фауны Мангистауской области впервые указываются отряд Geophilomorpha, семейство Geophilidae, род Pachymerium C.L. Koch, 1847 и P. ferrugineum (C.L. Koch, 1835). Для фауны Акмолинской области - отряд Scutigeromorpha, семейство Scutigeridae, род Scutigera Lamarck, 1801 и S. coleoptrata (Linnaeus, 1758). Для фауны Карагандинской области - отряд Geophilomorpha, семейство Geophilidae, род Geophilus Leach, 1814 и G. proximus C.L. Koch, 1847.
Впервые проведен зоогеографический анализ и выделены зоогеографические группы. Впервые составлен определительный ключ, включающий представителей всех отрядов губоногих многоножек Казахстана. В результате инвентаризации рассматриваемая фауна стала наиболее изученной среди остальных среднеазиатских республик.
Вклад автора. Автор принимал участие в экспедициях, проходивших в 7 регионах страны, собрал большую часть исследованного материала. Камеральная обработка материала (около 850 экземпляров) проводилась автором лично. Кроме того, изучены коллекции Научно-исследовательского Зоологического музея Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, Пермского государственного национального
исследовательского государственного университета и Костанайского Государственного Педагогического Университета (Костанай, Республика Казахстан). Правильность определений проверена ведущими специалистами по систематике Chilopoda в России: Шилейко А.А. (г. Москва) и Фарзалиевой Г.Ш. (г. Пермь). Анализ и обобщение результатов осуществлены автором лично при консультациях с научным руководителем.
Практическая значимость. Внесен значительный вклад в познание фауны Chilopoda Республики Казахстан. В результате инвентаризации рассматриваемая фауна стала наиболее изученной среди остальных среднеазиатских республик.
Результаты представляют интерес в вопросах зоогеографии, защиты культурных растений; кроме того, материалы могут быть использованы для мониторинга состояния окружающей среды и экологических экспертиз; а также в курсах биогеографии и зоологии беспозвоночных.
Публикации и апробация работы. По материалам исследования опубликовано 6 работ в журналах, входящих в базы цитирования Scopus и Web of Science (Dyachkov et al., 2016; Dyachkov, 2018a, b, 2019; Dyachkov, Farzalieva, 2018; Dyachkov, Tuf, 2018).
Результаты исследования были доложены и представлены на XV Съезде Русского энтомологического общества (Новосибирск, 2017), на V полевой школе по почвенной зоологии и экологии для молодых ученых (Тюмень, 2017).
1. Таким образом, имеющиеся данные позволяют охарактеризовать фауну Chilopoda Казахстана как достаточно уникальную. Ядро фауны составляют многоножки-костянки (64% фауны Chilopoda), доля геофилов - 30%, тогда как мухоловки и сколопендры играют незначительную роль (4 и 2% соответственно).
2. Почти половину (48,2 % фауны) составляют виды со
среднеазиатским типом ареала, влияние евро-сибирской фауны и видов с широким распространением значительно меньше (около 16,6 и 14,9% соответственно).
3. В комплексе видов со среднеазиатским типом ареала ведущая роль отводится эндемиками (20 видов - 40% фауны Chilopoda Казахстана), среди которых основу составляют костянки семейства Lithobiidae (13 видов: 40,6% фауны Lithobiomorpha; 26% фауны Chilopoda Казахстана), а геофилы семейства Mecistocephalidae представлены тремя видами, (6% фауны Chilopoda, 20% фауны Geophilomorpha Казахстана).
4. На региональном уровне (Крыжановский, 2002) горные территории Туркестанской и Джунгаро-Тяньшанской провинций обнаруживают наибольшее сходство, тогда как Алтайская провинция располагается обособленно. Фауна первых двух провинций представлена, в основном, тянь- шанскими и джунгаро-тяньшанскими видами, тогда как фауна последней представлена видами, имеющими, в основном, евро-сибирский, сибирский, западносибирский и тренссевероазиатский ареалы. Тем не менее, за счет нескольких ксерофильных видов, представленных в предгорьях Алтайской провинции, она обнаруживает большее сходство с преимущественно равнинными Урало-Алтайской, Туранской и Казахстанской провинциями, фауна которых представлена, большей частью, ксерофильными видами с обширным ареалом, которые имеют в Казахстане восточную границу своего распространения, чем с Джунгаро-Тяньшанской и Туркестанской провинциями.
5. На родовом уровне фауна Chilopoda Казахстана обнаруживает связь с Восточной Палеарктикой (Cermatobius Haase, 1885, Arrup Chamberlin, 1912), Индо-малайской областью (Cermatobius Haase, 1885; Australobius
Chamberlin, 1920), Австралийской областью (Australobius Chamberlin, 1920), Средиземноморьем (Stigmatogaster Latzel, 1880; Polyporogaster Verhoeff, 1899; Bothriogaster Sseliwanoff, 1879; Scolopendra Linnaeus, 1758) и Южной Азией (Polyporogaster Verhoeff, 1899).
Брагина Т.М. Инвентаризационные работы по фауне беспозвоночных в Наурзумском заповеднике // К.М. Баймырзаева, Е.А. Абиль, Т.М. Брагина, М.О. Телеген, Т.А. Ахметова, Д.Т. Конысбаева (ред.). «Биологическое разнообразие азиатских степей»: материалы II Международной научной конференции. - Костанай: КГПИ, 2012. - С. 140-145.
Бызова Б.Ю., Гиляров М.С., Дунгер В., Захаров А.А., Козловская Л.С., Корганова Г.А., Мазанцева Г.П., Мелицис В.П., Прассе И., Пузаченко Ю.Г., Рыбалов Л.Б., Стриганова Ю.Р. Количественные методы почвенной зоологии. - М.: Наука, 1987. - С. 120-144.
Всеволодова-Перель Т.С. Состав почвенного населения глинистой полупустыни. Эколого-фаунистическая характеристика почвообитающих видов беспозвоночных // Животные глинистой полупустыни Заволжья (конспекты фаун и экологические характеристики) / Гл. ред. А.А. Тишков. - М.: Товарищество научных изданий КМК, 2009. - С. 135-149.
Гиляров М.С. Особенности почвы как среды обитания и ее значение в эволюции насекомых. - М., Л.: Изд-во АН СССР, 1949. - 280 с.
Гиляров М. С. Методы почвенно-зоологических исследований. - М.: Наука, 1975а. - С. 3-86.
Гиляров М.С. Учет крупных беспозвоночных (мезофауны) // Методы почвенно-зоологических исследований. - М.: Наука, 1975б. - С. 12-29.
Тихомирова А.Л. Учет напочвенных беспозвоночных // Методы почвенно-зоологических исследований. - М.: Наука, 1975. - С. 73 - 85.
Залесская Н.Т. Определитель многоножек-костянок СССР. - М.: Наука, 1978. - 212 с.
Залесская Н.Т., Титова Л.П. Губоногие многоножки (Chilopoda) // Итоги науки и техн. ВИНИТИ. Зоол. Беспозвоночных, 1980. - Т. 7. - С. 63-131.
Залесская Н.Т., Шилейко А.А. Сколопендровые многоножки (Chilopoda, Scolopendromorpha). - М.: Наука, 1991. - 102 с.
Клюге Н.Ю. 2000. Современная систематика насекомых. Принципы систематики живых организмов и общая система насекомых с классификацией первичнобескрылых и древнекрылых. - СПб.: Изд-во «Лань». - 336 с.
Крыжановский О.Л. Состав и происхождение наземной фауны Средней Азии. (Главным образом на материале по жесткокрылым). - Л.: Наука, 1965. - 420 с.
Крыжановский О. Л. Состав и распространение энтомофаун земного шара. - М.: Товарищество научных изданий КМК, 2002. - 237 с.
Титова Л.П. Геофилиды фауны СССР и новое распространение сем. Mecistocephalidae // Проблемы почвенной зоологии: Материалы III Всесоюзного совещания по почвенной зоологии. - Казань, 1969. - С. 165-166.
Титова Л.П. Новые виды рода Escaryus Cook et Collins (Schendylidae, Chilopoda) // Экология почвенных беспозвоночных. Отдельный выпуск, 1972а. - С. 94-119.
Титова Л.П. Закономерности распространения рода Escaryus в СССР // Проблемы почвенной зоологии: Материалы IV Всесоюзного совещания по почвенной зоологии, 1972б. - С. 135-136.
Титова Л.П. Геофилиды семейства Mecistocephalidae в фауне СССР (Chilopoda) // Зоологический журнал, 1975. - Т. LIV - Вып. 1. - C. 39-48.
Титова Л.П. 1978. Распределение геофилид семейства Himantariidae Cook., в СССР. Ред. Л.М. Сущеня и Э.И. Хотько. В сб. "Проблемы почвенной зоологии", Материалы VI Всесоюзного совещания. Минск, 1978. Изд-во "Наука и техника", Минск. - С. 241.
Фарзалиева Г.Ш. Фауна и хорология многоножек (Myriapoda) Урала и Приуралья: автореф. дис. ... канд. биол. наук: 03.00.08. - Пермь, 2008. - 189 с.
Фарзалиева Г.Ш. Новые виды многоножек-костянок рода Hessebius Verhoeff, 1941 (Lithobiomorpha, Lithobiidae) из Восточного Казахстана // Зоологический журнал, 2017. - Т. 96. - Вып. 1. - С. 30-36.
Фасулати К.К. Полевое изучение наземных беспозвоночных. - М.: Высшая школа, 1971. - С. 114-213.
Bragina T.M. Soil macrofauna (invertebrates) of Kazakhstanian Stipa lessingiana dry steppe // Hacquetia, 2016. - 15/2. - P. 105-112.
Danyi L., Tuf I.H. Lithobius (Monotarsobius) franciscorum sp. nov., a new lithobiid species from the Altai, with a key to the Central Asian species of the subgenus (Chilopoda: Lithobiomorpha) // Zootaxa, 2012. - 3182. - P. 16-28.
Dyachkov Yu.V., Farzalieva G.Sh., Fomichev A.A. New data on the centipede (Chilopoda) fauna of East Kazakhstan Region // Biological Bulletin of Bogdan Chmelnitskiy Metropol State Pedagogical University, 2016. - Vol. 6. - No. 3. - P. 483-442.
Dyachkov Yu.V., Farzalieva G.Sh. Two new species of lithobiid centipedes (Chilopoda: Lithobiomorpha: Lithobiidae) from southern Kazakhstan //
Arthropoda Selecta, 2018. - Vol. 27. - No. 3. - P. 210-218.
Dyachkov Yu.V. New data on the distribution of Pachymerium ferrugineum (C.L. Koch, 1835) (Chilopoda: Geophilomorpha: Geophilidae) in Central Asia // Ukrainian Journal of Ecology, 2018a. - Vol. 8. - No. 4. - P. 252-254.
Dyachkov Yu.V. Linotaeniidae Coock, 1899 (Chilopoda: Geophilomorpha), a new family to the fauna of Kazakhstan // Ukrainian Journal of Ecology, 2018b. - Vol.8. - No. 4. - P. 255-257.
Dyachkov Yu.V. New data on lithobiomorph centipedes (Chilopoda: Lithobiomorpa: Anopsobiidae, Henicopidae, Lithobiidae) from Kazakhstan // Arthropoda Selecta, 2019. - Vol. 28. - No. 1. - P. 8-20
Dyachkov Yu.V., Tuf I.H. New data on the genus Escaryus Cook et Collins, 1891 (Chilopoda: Geophilomorpha: Schendylidae) from Kazakhstan // Arthropoda Selecta, 2018. - Vol.27. - No.4. - P.293-299.
Eason E.H. On some Lithobiomorpha from the mountains of Kirghizia and Kazakhstan (Chilopoda) // Arthropoda Selecta, 1997. - Vol. 6. - No. 1/2. - P. 117¬121.
Farzalieva G.Sh., Zalesskaja N.T. On two remarkable species of lithobiid centipedes (Chilopoda: Lithobiomorpha: Lithobiidae) from the steppe of the southern Urals, Russia // Arthropoda Selecta, 2003. - Vol. 11. - No. 4. - P. 265-269.
Farzalieva G.Sh., Zalesskaja N.T., Edgecombe G.D. A new genus and species of Lithobiomorph centipede (Chilopoda: Lithobiomorpha: Anopsobiidae) from eastern Kazakhstan // Arthropoda Selecta, 2004. - Vol. 13. No. 4. - P. 219¬224.
Farzalieva G.Sh., Nefediev P.S., Tuf I.H. Revision of Disphaerobius Attems, 1926 (Chilopoda: Lithobiomorpha: Lithobiidae: Pterygoterginae), a centipede genus with remarkable sexual dimorphism // Zootaxa, 2017. - Vol. 4258. - No. 2. - P. 112-137.
Farzalieva G.Sh. New species of the lithobiid genus Lithobius (Monotarsobius) (Chilopoda: Lithobiomorpha: Lithobiidae) from eastern Kazakhstan // Arthropoda Selecta, 2006. - Vol. 15. - No. 2. - P. 99-117.
Lignau N.G. Neue Myriopoden aus Zentralasien // Zoologischer Anzeiger, 1929a. - Bd.85. - Heft. 9/10. - P. 204-218.
Lignau N.G. Zur Kenntnis der zentralasiatischen Myriopoden // Zoologischer Anzeiger, 1929b. - 85 - Heft. 5/8. - P. 159-175.
Minelli A., Goilovatch. S.I. Myriapods // Reference Module in Life Sciences, 2017. - P. 1-13.
Poloczek A., Pfeiffer M., Schneider R., Muchlenberg M. The Chilopoda (Myriapoda) of the Khentey-Mountain Range, Northern Mongolia. Communities of different forest-types under a varying fire regime // European Journal of Soil Biology, 2016. - 74. - P. 114-120.
Sseliwanoff A.W. 1881. Neue Lithobiiden aus Sibirien und Central-Asien // Zoologischer Anzeiger, 1881. - Vol. 4. -73. - P. 15-17.
Trotzina A.K. Ein neuer Lithobius // Horae Societatis Entomologicae Rossicae, 1895. - Vol. 29. - P. 108-110.
Tuf I.H. Diversity of selected taxa of invertebrates in the Altai (East Kazakhstan) // Modern approaches to biodiversity protection in the context of steady development achievement of the Republic of Kazakhstan: Materials of International Kazakh-Czech Scientific Conference. Ust-Kamenogorsk, 2007. - P. 56-64.
Tuf I. H., Danyi L., Kuda F., Chlachula J. Centipedes of Kazakhstan - new records from Altai // High Mountain Soils Biodiversity. 18-20 October 2010. Ilia State University, Institute of Zoology, Tbilisi, 2010. - P. 11-12.
Voigtlander K. Ecology // Treatise on Zoology—Anatomy, Taxonomy, Biology. The Myriapoda. Vol. 1. / A. Minelli (ed.). - Brill, Leiden-Boston, 2011. - P. 309-326.
Zalesskaja N.T., Shileyko A.A. The distribution of Scolopendromorpha in the USSR (Chilopoda) // Berichte des naturwissenschaftlich-medizinischen Vereins in Innsbruck, 1992. - Suppl. 10. - P. 367-372.