Сборник научных статей г. Санкт-Петербург ббк 28-я431 современная биология: вопросы и ответы



страница1/5
Дата04.05.2016
Размер0.94 Mb.
  1   2   3   4   5


Научно-издательский центр «Открытие»

otkritieinfo.ru

СОВРЕМЕННАЯ БИОЛОГИЯ:

ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ

Сборник научных статей
г. Санкт-Петербург


УДК 57

ББК 28-я431
СОВРЕМЕННАЯ БИОЛОГИЯ:

ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ

Сборник научных статей, г. Санкт-Петербург


Приводятся результаты исследований по различным разделам современной биологии: ботанике, зоологии, физиологии растений, физиологии человека и животных, микробиологии и вирусологии, медицинской биологии, биологическим аспектам сельского хозяйства, медицинской биологии, экологии. Сборник представляет интерес для учёных различных биологических специальностей, а также для всех, кто интересуется современными направлениями развития биологических наук.



ISBN 978-5-8430-0215-2

Раздел 1. Ботаника
О возможности использования признаков клейстогамных цветков фиалок в качестве диагностических

С. Е. Гаврилова

ООО «Инженерная Геология», г. Москва, Россия s.e.gavrilova@mail.ru
Явление клейстогамии широко распространено в роде Viola L. Клейстогамные цветки фиалок закладываются весной и продолжают образовываться на протяжении всего вегетационного периода. В роде Viola образование клейстогамных цветков характерно для видов подрода Viola, в то время как у видов подрода Melanium (Ging.) Peterm. клейстогамные цветки не образуются. Известно, что по морфологическому строению, клейстогамные цветки сильно отличаются от хазмогамных: чашечка их всегда закрытая, лепестки недоразвитые, тычинки в количестве от двух до пяти, пыльники небольшие, нектарники редуцированы, столбик очень короткий, изогнутый, в результате чего рыльце контактирует с верхней частью пыльников [2, с.66; 4, с.350]. Клейстогамные цветки разных видов Viola отличаются между собой по характеру расположения на растении, форме, размерам, опушенности, степени редукции венчика и андроцея [1, с.13; 3, с.56; 5, с.22]. Однако, следует отметить, что, несмотря на достаточную изученность явления клейстогамии у фиалок, признаки клейстогамных цветков в систематике рода до настоящего времени не используются. Существуют лишь общие указания на то, что они могут служить диагностическими [1, с.13].

В этой связи следует отметить, что использование признаков клейстогамных цветков наряду с особенностями строения вегетативных органов может быть весьма эффективным для определения фиалок в летнее время, когда прекращается хазмогамное цветение, внешний вид растения заметно изменяется, и определение представителей рода Viola часто становится довольно затруднительным.

Нами проведено изучение морфологического строения клейстогамных цветков фиалок, произрастающих на территории Средней России с целью выявления характера изменчивости признаков и определения возможности их использования в качестве диагностических. Изучено 12 представителей рода Viola: V. mirabilis L., V. hirta L., V. collina Bess., V. odorata L., V. montana L., V. nemoralis Kütz., V. canina L., V. rupestris F.W.Schmidt, V. riviniana Reichenb., V. selkirkii Pursh ex Goldie, V. palustris L., V. epipsila Ledeb.

Сбор клейстогамных цветков осуществлялся в летний период 2010 - 2012 г.г. на территории Московской, Ярославской, Тверской, Тульской, Владимирской и Рязанской областей. Клейстогамные цветки каждого вида взяты из разных ценопопуляций. Количество ценопопуляций зависело от характера распространения видов. Из каждой ценопопуляции исследовано по 10 цветков. Минимальное количество цветков 10 шт. - для редких видов (V. montana, V. selkirkii); максимальное количество цветков 50 шт. - для широко распространенных видов. Материал фиксировался в 70% спирте. Морфология цветков изучалась с использованием микроскопа МБС-10. Измерения проводились с помощью окуляра с линейкой.

Результаты наших исследований показывают, что клейстогамные цветки фиалок явно различаются по форме и размерам. Самые маленькие цветки (1.5 – 4.0 мм дл.) округло-конической или более или менее яйцевидной формы характерны для видов секции Viola. Их длина обычно не более чем в два раза превышает ширину. У видов секции Plagiostigma Godr. цветки крупнее (2.5 – 5.5 мм дл.), они также имеют более или менее яйцевидную форму, но длина их примерно в два раза превышает ширину. У видов этих секций верхушка цветка притупленная или заостренная, придатки чашелистиков небольшие.

Остальные виды имеют конические или узко конические постепенно заостренные клейстогамные цветки, длина которых в два и более раз превышает ширину. Придатки чашелистиков хорошо развиты и часто располагаются почти под прямым углом плоскости чашелистика. Наиболее крупные цветки, длиной до 12 мм, мы наблюдали у V. nemoralis.

Строение клейстогамных цветков также заметно отличается у различных представителей рода Viola. Наиболее явные различия наблюдаются в строении венчика и андроцея. Отличия в строении чашечки и гинецея не столь значительны.

Так чашечка цветка у всех исследованных видов представлена пятью чашелистиками. У видов секции Plagiostigma и секции Viola чашелистики овальные, обратно яйцевидные или эллиптические, с более или менее притупленной верхушкой. При этом у видов секции Viola чашелистики в различной степени опушены, а у представителей секции Plagiostigma они, как правило, голые. У остальных исследованных видов чашелистики удлиненные, ланцетные, треугольно-ланцетные, треугольно-яйцевидные, на верхушке обычно заостренные, голые или опушенные.

Гинецей в клейстогамных цветках фиалок, так же как и в хазмогамных, образован тремя сросшимися плодолистиками. Завязь пестика у разных видов отличается характером опушения. У видов секции Viola завязь может быть как голой, так и опушенной. Завязь V. rupestris обычно довольно густо опушена, очень редко опушение отсутствует. У остальных исследованных видов рода Viola завязь голая.

Строение столбика в целом сходно у всех исследованных видов и не имеет такого важного систематического значения как в хазмогамных цветках. У большинства исследованных видов столбик цилиндрический, равномерно утолщенный по всей длине или постепенно расширяющийся кверху, изогнут горизонтально или улиткообразно. Отверстие рыльца направлено в сторону или вниз и контактирует обычно с пыльниками нижних тычинок.

Основные различия клейстогамных цветков разных видов заключаются в строении и степени редукции венчика и андроцея. При этом наиболее четкие отличия проявляются на уровне секций и подсекций. Лишь в некоторых случаях данные признаки могут служить для разграничения близкородственных видов.

Так цветки видов секции Viola имеют хорошо развитый венчик, состоящий из пяти лепестков, отличающихся друг от друга по форме и размерам; андроцей из пяти одинаковых тычинок с короткими тычиночными нитями и хорошо развитыми пыльниками.

Цветки V. mirabilis (секция Mirabiles (Nym. ex Borb.) Vl.Nikit.) характеризуются наличием венчика, состоящего из пяти лепестков (иногда их количество сокращается до двух). Андроцей представлен пятью тычинками с длинными тычиночными нитями и развитыми пыльниками. Верхние тычинки по форме не отличаются от нижних, они лишь немного мельче их.

В пределах секции Trigonocarpea Godr. наблюдаются явные отличия в строении клейстогамных цветков между парами видов: V. canina и V. nemoralis с одной стороны и V. rupestris и V. riviniana с другой.

Клейстогамные цветки V. rupestris и V. riviniana (подсекция Rosulantes (Borb.) Juz.) имеют венчик из пяти более или менее развитых лепестков. При этом цветки V. rupestris характеризуются наличием в большинстве случаев только двух нижних тычинок с развитыми пыльниками, а также опушением чашелистиков и завязи. У V. riviniana чашелистики и завязь голые, тычинок обычно пять: нижние тычинки имеют хорошо развитые пыльники и немного крупнее верхних тычинок, у которых пыльники развиты в различной степени или полностью редуцированы.

В клейстогамных цветках V. canina и V. nemoralis (подсекция Arosulatae (Borb.) Juz.) венчик обычно отсутствует, а андроцей состоит из пяти тычинок, из которых развиты только нижние, верхние же имеют вид прозрачных пленочек.

Кроме того, среди исследованных видов подсекции Arosulatae по строению клейстогамных цветков выделяется V. montana. Чашелистики этого вида сильно опушены, венчик отсутствует, андроцей представлен только двумя нижними тычинками.

У представителей секции Plagiostigma - V. palustris и V. epipsila, венчик клейстогамных цветков обычно представлен пятью лепестками, а андроцей - двумя нижними тычинками. При этом венчик V. palustris всегда состоит из пяти лепестков, а у V. epipsila верхние и боковые лепестки иногда могут отсутствовать. Кроме того, у V. palustris может сохраняться одна из верхних тычинок, чего нам не приходилось наблюдать у V. epipsila. Следует также отметить, что чашелистики V. palustris всегда голые, а у V. epipsila они могут иметь единичные волоски на придатках. Столбик V. palustris чаще изогнут крючковидно, так что отверстие рыльца направлено вниз; столбик V. epipsila обычно изогнут под прямым углом и отверстие рыльца направлено в сторону.

У единственного представителя секции Adnatae (W.Beck.) Vl.Nikit. – V. selkirkii венчик в клейстогамных цветках полностью отсутствует, а андроцей представлен только двумя хорошо развитыми нижними тычинками.

Таким образом, результаты исследования клейстогамных цветков видов рода Viola показывают, что особенности их строения вполне можно использовать при определении фиалок в летнее время наряду с признаками плодов и вегетативных органов. При этом следует учитывать, что диагностическое значение имеет вся совокупность признаков клейстогамных цветков, а не отдельные особенности строения чашечки, венчика, андроцея и гинецея.


Литература

  1. Безделева Т. А. Диагностические признаки клейстогамных цветков фиалок // Актуальные вопросы ботаники (тезисы доклада делегатского съезда ВБО) -Л.: Наука, 1988. - С.13.

  2. Елисафенко Т. В. Два типа цветения у редких сибирских видов рода Viola (Violaceae) // Бот. журн. - 1998. Т. 83., № 6. - С. 66 – 73.

  3. Немирова Е.С., Гаврилова С.Е. Род Viola L. флоры Московской области. Изд. 2-е, перераб. и доп. - Ставрополь: АГРУС, 2010. - 304 с.

  4. Юзепчук С. В. Фиалковые - Violaceae Juss. // Флора СССР - М.Л.: Изд-во Академии наук СССР, 1949. Т. 15. - С. 350-452.

  5. Uphof J. Cleistogamie flowers // Bot.Rev., 1938, V.4, №1. - P. 21 – 49.


РАСПРОСТРАНЕНИЕ

И ЦЕНОТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

РЕДКИХ ВИДОВ РОДА LINUM L.

НА ТЕРРИТОРИИ БАССЕЙНА РЕКИ ВОРСКЛЫ

И. Е. Шапаренко

Полтавский национальный педагогический университет

имени В. Г. Короленка,г. Полтава, Украина

inna-schaparenko@yandex.ru
В условиях всестороннего антропогенного влияния на природные экосистемы особенное значение имеет проблема сохранности зональных типов растительности как центров биоразнообразия, в том числе и их раритетного компонента. Особенно актуальна проблема сохранности степных экосистем, площади которых сведены к минимуму. Остатки степной растительности наилучшим образом сохранились на склонах балок, речных долин, на нераспаханных курганах, приречных водоразделах, плато и холмах. Поэтому, большой научный интерес представляют исследования степной растительности и её раритетной составляющей на территориях бассейнов рек, так как они выступают не только своеобразными рефугиумами природной растительности, но и в значительной степени являются путём их распространения.

Целью даной работы является изучение особенностей распространения, ценотическая характеристика редких видов рода Linum L. на территории бассейна реки Ворсклы в разных участках её течения.

Река Ворскла – левый приток р. Днепр, её длинна – 464 км, площадь бассейна –14700 км2. Она берет своё начало в окрестностях с. Рождественка Яковлевского района Белгородской области (Россия). Далее протекает по территории Украины в пределах Сумской и Полтавской областей и впадает в Днепр (Днепродзержинское водохранилище). Долина Ворсклы трапециевидная, шириной 6-10 км, глубиной 56-83 м. Пойма асимметричная: правий берег возвышен, холмистый (местами до 80 м), левый – низкий, пологий, иногда заболочен [2, 3]. Речище извилистое, средняя ширина – 30-45 м (на плесе – 50-80 м), с многочисленными болотами и старицами.

В работе представлены материалы полевых исследований проведенных автором в 2009-2012 гг. на степных участках бассейна реки Ворсклы. Исследования проводили маршрутным и полустационарным методами. Экспедиционные выезды совершали с начала мая по август включительно. При геоботаническом исследовании объектов проводили описания по общепринятым методикам. Кроме оригинальних исследований, для хорологического анализа обработаны литературные источники [1, 4-8] и материалы из фондов гербария Института ботаники имени Н.Г. Холодного НАНУ (КW), Полтавского краеведческого музея (PW). Названия растений приведены за «Vascular plants…» [11].

В результате анализа литературных данных, гербарных материалов и оригинальных флоросозологических исследований на территории бассейна реки Ворсклы отмечено 3 редких вида рода Linum L.: Linum austriacum L., L. flavum L. и L. perenne L. Их популяции сокращают свою численность вследствии значительного антропогенного влияния на степные экосистемы: распашка местонахождений, террасирование склонов, весенние поджоги, рекреационная нагрузка, срывание на букеты. Эти виды внесены в региональные списки Полтавской, Сумской [10] и Красную книгу Белгородской [9] (кроме L. austriacum) областей.

Ниже приводим перечень местонахождений и ценотическую характеристику исследуемых видов. Их распространение на территории бассейна р. Ворсклы представлено на рисунке.



Рис. Картосхема распространения редких видов

рода Linum L. на территории бассейна р.Ворсклы

Условные обозначения:

◑ - Linum austriacum , ♦ - L. flavum, ▲ - L. perenne L.

Linum austriacum – редкий европейско-средиземноморский степной вид, встречающийся в Средиземноморье и южных областях Европы [6]. На исследуемой территории вид отмечен на степных участках среднего и нижнего течения Ворсклы в пределах Украины. В Полтавской области местонахождения Linum austriacum выявлены в Чутовском районе:

1) окрестности с. Черняковка, ландшафтный заказник «Лизняная балка». Данная ценопопуляция приурочена к террасированому склону северной экспозиции с уклоном 50˚. На этом участке представлен древесный ярус из искустенных насаждений Quercus robur L., Acer campestre L., Crataegus sp. Травяной покров с проективным покрытием 100 % представлен Elytrigia intermedia (Host) Nevski, Chamaecytisus austriacus (L.) Link, Stachys recta L., Agrimonia eupatoria L., Salvia stepposa Shost, Thalictrum minus L., Trifolium montanum L., Fragaria viridis Duch. Участие особей вида – 1 %, площадь ценопопуляции – 40 м2;

2) между пгт. Чутово и с. Стенка, ботанический заказник «Чутовские степи», который расположен на правобережных склонах реки Коломак – левого притока р. Ворскла. Ценопопуляция отмечена возле поля на склоне юго-восточной экспозиции с уклономм 70˚. Кустарниковый ярус составляет Caragana frutex (L.) Koch. В травостое с проективным покрытием 100 % доминируют Festuca valesiaca Gaud., Crinitaria villosa (L.) Grossh. и Koeleria cristata (L.) Pers. Из видов разнотравья отмечены Salvia stepposa, Thymus marschallianus Willd., Asperula cynanchica L., Veronica austriaca L., Jurinea arachnoidea Bunge. Площадь ценопопуляции – 10 м. Linum austriacum представлен единичными экземплярами.

На территории Сумской области ценопопуляции Linum austriacum отмечены в Тростянецком районе в бассейне р. Боромля – правой притоки Ворсклы:

3) окрестности с. Волков, урочище «Каменный яр». Ценопопуляция имеет нетипичное местонахождение. Она отмечена на дне влажной балки с плотным травостоем (проективное покрытие – 100 %). Доминантом в данном сообществе выступает Calamagrostis epigeios (L.) Roth. Также отмечены Anthriscus sylvestris (L.) Hoffm., Betonica officinalis L., Equisetum arvense L. Ценопопуляция представлена 11 особями, среди которых 4 – генеративные;

4) окрестности с. Боромля, ландшафтный заказник «Лисица». Здесь отмечена наиболее численная ценопопуляция Linum austriacum на исследуемой территории. Она приурочена к склонам северной и юго-западной экспозиций. Травяной покров с проективным покрытием 60 % представлен Festuca valesiaca, Festuca rupicola Heuff., Poa angustifolia L. Также отмечены Artemisia austriaca Jacq., Ranunculus polyanthemos L., Achillea submilefolium Klok. et Krytzka, Galium verum L. Участие особей вида – 2-3 %, общая площадь – 0,05 га.



Linum flavumценный европейско-кавказский степной вид. Распространен на Кавказе, в Средней Европе и Средиземноморье. Растет на остепнённых лугах и лесных полянах, в степях, среди кустарников, обычно в местах выхода мела и известняка [9].

На территории бассейна реки Ворсклы вид отмечен в верхнем и среднем её течении:



  1. Белгородская область, Борисовский район, участок «Острасьевы яры» государственного заповедника России «Белогорье». Данная территория расположена в бассейне реки Гостёнки – левого притока Ворсклы. Linum flavum отмечен в верхней части склонов южной, юго-восточной экспозиций с уклоном 40˚. В травостое с проективным покрытием 85-90 % доминирует Elytrigia intermedia и Chamaecytisus austriacus. Субдоминантами выступают Festuca valesiaca, Stipa capillata L., Galatella linosyrus (L.) Rchb. и Centaurea sumensis Kalen. Среди видов разнотравья отмечено участие Salvia nutans L., Stachys recta, Trifolium alpestre L., Inula britannica L., Astragalus dasyanthus Pall. Участие Linum flavum – 1-2 %, общая площадь – 0,1 га;

  2. Полтавская область, Чутовский район, окрестности с. Черняковка, ландшафтный заказник «Лизняная балка». Данная ценопопуляция приурочена к склонам северной и северо-западной экспозиций с уклоном 40-50˚. Следует отметить, что в верхней части склона присутствуют мезоксерофильные сообщества, где в травяном покрове доминирует Calamagrostis epigeos и Trifolium montanum. Также значительное покрытие имеют Veronica austriaca, Inula ensifolia L., участие Linum flavum – 7-10 %. Средняя часть склона представлена многовидовыми, хорошо сформироваными сообществами с доминированием Trifolium montanum, субдоминантами здесь выступают Calamagrostis epigeos, Salvia nutans и Stachys recta. Участие льна на этом участке – 3-5 %. У основания склона в травяном покрове доминирует Fragaria viridis. Отмечено значительное участие Trifolium montanum и Euphorbia stepposa Zoz. Проективное покрытие Linum flavum на этом участке отличается наименьшими показателями – 1-3 %.

Linum perenne – редкий евразиатский степной вид [1]. Распространен в Западной и Восточной Сибири, Средней Азии, Средней и Атлантической Европе и Средиземноморье [9]. Растет в степях, на сухих лугах и остепненных лесных полянах, мелкоземистых и каменистых склонах [6].

В бассейне реки Ворсклы этот вид отмечен в ее среднем и нижнем течении, преимущественно в юго-восточных районах Полтавской обасти:



  1. Чутовский район, окрестности с. Войновка, территория проектированого ботанического заказника «Войновский». На склоне юго-восточной экспозиции с уклоном 30˚ отмечена наиболее численная ценопопуляция для Полтавской области. Флористическое ядро данного сообщества формируют злаки Festuca valesiaca, Koeleria cristata, Bromopsis inermis (Leyss.) Holub, Stipa capillata. Среди видов разнотравья в значительной степени представлены Medicago romanica Prod., Salvia stepposa, Euphorbia stepposa, Plantago stepposa Kuprian, Stachys recta. Проективное покрытие Linum perenne составляет 3-5 %, общая площадь ценопопуляции – 0,5 га;

  2. Полтавский район, окрестности с. Рожаивка, территория ботанического заказника «Рожаивский», степные склоны долины реки Полузорье (правый приток р. Ворсклы). Данный локалитет приурочен к средней части склона юго-восточной экспозиции с уклоном 20˚. В травяном покрове доминируют Salvia nutans, Festuca rupicola, Genista tinctoria L. Проективное покритие особей исследуемого вида – 2-3 % (при общем – 85-90 %).

  3. Кобелякский район, окрестности биостационара Полтавского педуниверситета «Лучки», территория регионального ландшафтного парка «Нижневорсклянский», низовье реки Ворсклы. Ценопопуляция приурочена к плоской верхушке склона восточной экспозиции. На данном участке выявлен кустарниковый ярус который представлен Caragana arborescens Lam., Cotinus coggygria Scop. Травяной покров с проективным покрытием 90 % составляют Poa angustifolia, Elytrigia intermedia, Chamaecytisus austriacus, Medicago romanica, Melica transsilvanica Schur. Linum perenne представлен единичными экземплярами на незначительной площади.

Таким образом, согласно литературных, гербарных и оригинальных данных на территории бассейна р. Ворсклы отмечено 3 редких вида рода Linum L. из 9 местонахождений. Среди них: по одному местонаждению в верхнем и нижнем, остальные 7– в среднем течении реки. Типичными местонахождениями исследуемых видов являются типчаково-разнотравные луговые степи. Ценопопуляции приурочены к склонам разной экспозиции. В фитоценозах виды занимают преимущественно позицию асектаторов с незначительным проективным покрытием.

В перспективе необходимо продолжить мониторинг ценопопуляций данных видов с целью разработки и усовершенствования мероприятий, направленных на обеспечение сохранности, охраны и воспроизводства этих раритетных видов.


Литература

  1. Байрак О.М. Атлас рідкісних і зникаючих рослин Полтавщини / О.М. Байрак, Н.О. Стецюк. – Полтава, Верстка, 2005. – 248 c.

  2. Борисовский район: природа, население, хозяйство, экология: учебн. пособие / [Под общ. ред. Г.И. Бондарева]. – Белгород: «ПринтМастер». – 2002. – 192 с.

  3. Географічна енциклопедія України: в 3-х т. / [Відп. ред. Маринич О.М.] – К.: УЕ ім. М.П. Бажана, 1989 – 1993. – Т. 1.: А –Ж. – 480 с.

  4. Гомля Л.М. Флора вищих судинних рослин Полтавського району / Л.М. Гомля, Д.А. Давидов. – Полтава: ТОВ «Фірма «Техсервіс»», 2008. – 212 с.

  5. Доронина Ю.А. Флористический список степной балки «Астрасьев Яр» (Борисовский район Белгородской области) / Ю.А. Доронина, Ю.Н. Нешатаев, В.Н. Ухачева // Вестник Санкт-Петербургского ун-та. – 1993. – Сер.3. – Вып. 4 (№24). – С. 50-55.

  6. Егорова Т.В. Семейство Linaceae — Льновые / Т.В. Егорова // Флора Восточной Европы. — СПб., 1996. — Т. 9. — С. 346—361.

  7. Еленевский А.Г. Растения Белгородской области (конспект флоры) / А.Г. Еленевский, В.Н. Радыгина, Н.Н. Чаадаева. – Москва, 2004. – 120 с.

  8. Заповідні скарби Сумщини / [Під заг.ред. д.б.н. Т.Л. Андрієнко]. – Суми: Видавництво «Джерело», 2001.- 208 с.

  9. Красная книга Белгородской области. Редкие и исчезающие растения, грибы, лишайники и животные. Официальное издание. / [Общ. науч. ред. А.В. Присный]. – Белгород, 2004. – С. 172, 174.

  10. Офіційні переліки регіонально рідкісних рослин адміністративних територій України (довідкове видання) / [Укладачі: Т.Л. Андрієнко, М.М. Перегрим]. – Київ: Альтерпрес,2012. – 148 с.

  11. Mosyakin Sergei L.. Vascular plants of Ukraine. A nomenclatural checklist / Sergei L. Mosyakin, Mykola M. Fedoronchuk. – Kiev : 1999. – 345 p.



  1   2   3   4   5


База данных защищена авторским правом ©bezogr.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница