Аннотация результатов, полученных в 2017 году
За отчетный период нами проведен комплекс экспериментальных работ по регистрации и анализу акустических сигналов уссурийского полиграфа – инвазионного (завозного) вредителя пихты сибирской. В результате проведенного нами исследования зарегистрирована стридуляция самцов во всех трех вариантах экспериментов (стресс, соперничество (агрессия), ухаживание). Для самок акустической сигнализации не отмечено. Проведен анализ акустических сигналов, производимых самцами уссурийского полиграфа. В отличие от североамериканского вида Polygraphus rufipennis для P. proximus отмечено производство не только простых, но и сложных щелчков. Отмечены отличия во временных параметрах щелчков, издаваемых этими двумя видами короедов. Получены акустические записи других представителей Polygraphus Erichson (P. subopacus, P. poligrahus), что позволит провести сравнение сигналов этих видов и оценить возможность их использования в качестве критерия видовой идентификации. В отличие от литературных данных, приводимых для видов из других родов короедов (например Ips De Geer, Dendroctonus Erichson), сложные сигналы отмечались только в контексте ухаживания. На основании временных и спектральных характеристик проведена типизация зарегистрированных сигналов. В результате было установлено, что самцы уссурийского полиграфа производят широкополосные сигналы, основной поток энергии которых располагается в слышимом диапазоне. Стрессовые сигналы, отмеченные нами в данном исследовании, имеют ряд признаков, указывающих на то, что они могут использоваться жуками для спасения от хищника или предупреждения самки об опасности. В проведенных нами экспериментах при высаживании двух самцов на ограниченной ареной площади субстрата, наблюдался спектр признаков соперничества между ними. Выявлены следующие признаки агрессии между соперниками: длительная стридуляция с высокой частой повторения простых щелчков и активные атаки на соперника. Нами впервые зарегистрированы сигналы двух типов стридуляционных аппаратов уссурийского полиграфа. Производство разных контекст-зависимых сигналов двумя типами структур у одного вида жесткокрылых насекомых зарегистрировано впервые.

Аннотация результатов, полученных в 2018 году
Проведены лабораторные playback эксперименты для оценки возможности воздействия на поведение короедов с помощью трансляции их внутривидовых сигналов. Биотест заключался в трансляции видоспецифических сигналов, производимых самцами, и рандомизированных шумов в течение одной генерации Polygraphus proximus Blandf. на колонизированныe отрезки ствола дерева. Сравнение результатов развития поселений короеда проводилось с контрольной группой, не подвергшейся шумовым воздействиям. В результате проведения playback эксперимента с трансляцией сигнала соперничества самцов “rivalry” на протяжении образования и всего процесса развития короедных семей установлено наличие значимых изменений (χ²=20,5; p=0.00) в длине маточного хода и длине личиночных ходов при воздействии шумов и внешнего “rivalry” сигнала. Полученные результаты подтверждают наличие территориального контекста в сигналах самцов. Значимых отличий в эффекте воздействия на поведение насекомых между вариантами шумов и трансляции усиленного сигнала самцов этого вида не установлено (z=0.9). Воздействие случайных шумов, вероятно, вызывает реакцию избегания у вточившихся насекомых, что приводит к более компактному расположению семей и ограниченному использованию кормового запаса. Обычно Протяженность маточных галерей происходит при увеличении плотности популяции. В 11 % семей, подвергшихся шумовому воздействию, отмечено агонистическое поведение самца по отношению к самке, завершившееся актом каннибализма, в варианте воздействия “rivalry” сигнала отмечено аналогичное поведение в 3% семей. В контрольном варианте агрессии самца по отношению к самке не отмечено. Таким образом, можно сделать вывод, что наличие внешних шумовых факторов, в том числе трансляция усиленного внутривидового сигнала, приводит к нарушению передачи полезного сигнала между самцом и самкой в семье. Проверена гипотеза о наличии воздействия сигналов, производимых самцами при образовании пары, на синтез самками агрегационных феромонов. В эксперименте производилась трансляция сигнала ухаживания самцов “courtship”, втачивающимся самкам. Впервые для уссурийского полиграфа показано изменение аттрактивности одорантов, содержащихся в буровой муке, произведенной самками, через сутки после трансляции “courtship”-сигнала. По сравнению с контрольным вариантом, не подвергшемся воздействию каких-либо стимулов, отмечено статистически значимое снижение привлечения самцов на запах буровой муки T= 4.1 (df=22; p=0.007). Для определения возраста имаго короедов, характерного для начала стридуляции, было проведено выращивание куколок P. proximus до взрослых насекомых. С момента отрождения имаго были отобраны самцы, для каждого из которых на протяжении десяти дней проводился индивидуальный ежедневный акустический мониторинг. Запись акустических сигналов агрессии самцов проведена с помощью конденсаторного измерительного микрофона Behringer condenser microphone (Willich-Münchheide II, Germany) (model: ECM 8000; 15–20 000 Hz и цифрового рекордера Zoom R16 digital recorder (Tokyo, Japan). В результате нами впервые установлен возраст короедов, с которого они обретают способность к стридуляции. Для уссурийского полиграфа этот возраст в среднем составляет 3.75 суток после последней линьки. Акустические сигналы являются важной частью мультимодальных систем конспецифической коммуникации насекомых. В лабораторных условиях в термостате проведена регистрация сигналов соперничества самцов в семи температурных режимах (5–35°С) с последующей оценкой изменений их временных параметров. Полученные результаты позволили установить характер температурной зависимости сигналов P. proximus. Более половины насекомых активно стридулировало при 5°С. Увеличение температуры окружающей среды вызывало увеличение скорости, и частоты чирпов, эта тенденция сохранялась до 30°С. Дальнейшее увеличение температуры приводило к угнетению подачи сигналов у большинства испытуемых самцов. Установлено что, минимальный протестированный нами температурный режим (5 °C) не является пороговым для акустической коммуникации данного вида и его активности в целом. Температурный режим в 35 °C находится выше пределов температурного оптимума, при которых у подавляющего большинства происходит полное подавление коммуникационной активности. Впервые проведена регистрация и анализ временных параметров интерспецифических сигналов трех видов рода Polygraphus Er., подготовлено описание морфологии стридуляционного аппарата P. subopacus и P. nigrielytris с использованием рентген микротомографии и электронного сканирующего микроскопа. Среди протестированных параметров стридуляционных сигналов наибольшую видоспецифичность имели: chirp duration, interchirp interval, number of tooth-strikes per chirp и intertooth-strike interval. Наборы характерных «rivalry» сигналов использованы в качестве приложения к статье находящейся на рассмотрении в журнале PeerJ и опубликованы в свободном доступе https://figshare.com/s/e7cae30841be3fc44d43. По результатам исследования подготовлено и отправлено на рассмотрение в журналы две научные статьи: 1) «Temperature-Dependent Parameters of Stridulatory Signals in the Four-Eyed Fir Bark Beetle, Polygraphus proximus (Coleoptera: Curculionidae: Scolytinae)» находится на рассмотрении в журнале Ecology and Evolution (Q1) 2) "Interspecific differences of stridulatory signals in three species of bark beetles from the genus Polygraphus Er. (Coleoptera: Curculionidae, Scolytinae) inhabiting the island of Sakhalin" на рассмотрении в журнале PeerJ ((Q1), online preprint version: https://peerj.com/preprints/27697) Результаты исследований представлены на международном симпозиуме «2nd International Symposium on Biotremology» Riva del Garda, Italy, September 4–6, 2018.