Морфологическая изменчивость листьев Betula pendula Roth в условиях техногенной трансформации окружающей среды

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Проведен анализ изменчивости морфологических признаков листа Betula pendula Roth, произрастающей в градиенте техногенной трансформации почв. Биологический материал собран в природных фитоценозах и на техногенно загрязненных тяжелыми металлами территориях Притагильской зоны Среднего Урала. В исследуемом градиенте наблюдается изменение формы листовой пластинки: она округляется, основание выпрямляется, верхушка вытягивается. Размеры листовых пластинок Betula pendula в условиях среднего уровня загрязнения меньше, чем на фоновом и максимально загрязненном участках. Самые крупные листья характерны для B. pendula с максимально загрязненного участка. В исследуемом градиенте техногенной трансформации окружающей среды выделено четыре типа форм листовых пластинок: 1) яйцевидная с округленно-клиновидным основанием и с заостренной верхушкой; 2) треугольно-широкояйцевидная с округленно-клиновидным основанием и с заостренной верхушкой; 3) треугольно-широкояйцевидная с усеченным основанием и с заостренной верхушкой; 4) треугольно-широкояйцевидная с усеченным основанием и с удлиненно-заостренной верхушкой. В ходе факторного анализа выделены факторы, объясняющие 60% суммарной дисперсии признака «форма листа». Переменные имеют большие факторные нагрузки для первого (длина и ширина листовой пластинки, длина черешка, расстояние от кончика листовой пластинки до самой широкой части) фактора (42%) и меньшие (18%) для второго (индекс листа). На основании этих признаков проведен дискриминантный анализ, результаты которого свидетельствуют об отличии листьев у растений с импактной территории от остальных. На основании соотношения общей и согласованной изменчивости выделены морфологические признаки, которые являются экологическими индикаторами: расстояние между основаниями первой-второй и второй-третьей боковых жилок первого порядка, расстояние от самой широкой части до основания листовой пластинки, ИФ (индекс формы листа). Высокая общая и низкая согласованная изменчивость этих признаков определяется в большей степени влиянием факторов окружающей среды. Анализ закономерностей изменения уровня морфологической интеграции листьев в градиенте техногенной трансформации почв показал, что для Betula pendula характерна защитно-стрессовая онтогенетическая стратегия.

Об авторах

Татьяна Валерьевна Жуйкова

Нижнетагильский государственный социально-педагогический институт (филиал) Российского государственного профессионально-педагогического университета

Автор, ответственный за переписку.
Email: hbfnt@rambler.ru

Доктор биологических наук, доцент, декан факультета естествознания, математики и информатики

Россия, Нижний Тагил, Свердловская область

Анастасия Сергеевна Попова

Нижнетагильский государственный социально-педагогический институт (филиал) Российского государственного профессионально-педагогического университета

Email: stassy.popova@yandex.ru

младший научный сотрудник экологической лаборатории

Россия, Нижний Тагил, Свердловская область

Элеонора Васильевна Мелинг

Нижнетагильский государственный социально-педагогический институт (филиал) Российского государственного профессионально-педагогического университета

Email: meling-e@mail.ru

Кандидат биологических наук, старший научный сотрудник экологической лаборатории

Россия, Нижний Тагил, Свердловская область

Список литературы

  1. Шакирова Ф.М. Неспецифическая устойчивость растений к стрессовым факторам и ее регуляция. Уфа: Гилем, 2001. 160 с.
  2. Шмальгаузен И.И. Факторы эволюции (теория стабилизирующего отбора) М., Л.: Изд-во Академии наук СССР, 1946. 396 с.
  3. Пианка Э. Эволюционная экология / пер. с англ. А.М. Гилярова, В.Ф. Матвеева; под ред. и с предисл. С.М. Гилярова. М.: Мир, 1987. 400 с.
  4. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Введение в современную науку о растительности. М.: ГЕОС, 2017. 278 с.
  5. Захаров В.М., Баранов А.С., Борисов В.И., Валецкий А.В., Кряжева Н.Г., Чистякова Е.К., Чубинишвили А.Т. Здоровье среды: методика оценки. М.: Центр экологической политики России, 2000. 68 с.
  6. Ростова Н.С., Дондуа А.К. Корреляции: структура и изменчивость. СПб.: Изд-во СПб. ун-та, 2002. 308 с.
  7. Ишбирдин А.Р., Ишмуратова М.М. Адаптивный морфогенез и эколого-ценотические стратегии выживания травянистых растении // Методы популяционной биологии: мат-лы докл. VII всерос. популяционного семинара. Сыктывкар, 2004. Ч. 2. С. 113–120.
  8. Злобин Ю.А. Популяционная экология растений. Современное состояние, точки роста: монография. Сумы: Университетская книга, 2009. 263 с.
  9. Жукова О.В. Изменчивость признаков листовой пластинки некоторых микровидов манжетки Alchemilla L. (Rosaceae) в природных ценопопуляциях и в искусственных условиях произрастания на территории Республики Марий Эл // Самарский научный вестник. 2020. Т. 9, № 4. С. 66–71. doi: 10.17816/snv202094110.
  10. Ишбирдин А.Р., Ишмуратова М.М., Жирнова Т.В. Стратегии жизни ценопопуляции Cephalanthera rubra (L.) Rich. на территории Башкирского государственного заповедника // Вест. Нижегород. ун-та им. Н.И. Лобачевского. Сер. Биология. 2005. Вып. 1 (9). С. 85–98.
  11. Рахмангулов Р.С. Структура изменчивости морфологических признаков Betula pubescens Ehrh. на высотном градиенте Южного Урала // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2016. № 10 (93), ч. 1. С. 41–43.
  12. Определитель сосудистых растений Среднего Урала / П.Л. Горчаковский и др. М.: Наука, 1994. 525 с.
  13. Global Environmental Monitoring System (GEMS) SCOPE Report 3. Canada, 1973. 74 p.
  14. Жуйкова Т.В., Мелинг Э.В., Кайгородова С.Ю., Безель В.С., Гордеева В.А. Особенности почв и травянистых растительных сообществ в условиях техногенеза на Среднем Урале // Экология. 2015. № 3. С. 163–172.
  15. Ившина И.Б., Костина Л.В., Каменских Т.Н., Жуйкова В.А., Жуйкова Т.В., Безель В.С. Почвенный микробиоценоз как показатель стабильности луговых сообществ при химическом загрязнении среды тяжелыми металлами // Экология. 2014. № 2. С. 83–90.
  16. Захаров В.М., Баранов А.С., Борисов В.И., Валецкий А.В., Кряжева Н.Г., Чистякова Е.К., Чубинишвили А.Т. Здоровье среды: методика оценки. М.: Центр экологической политики России, 2000. 68 с.
  17. Ишбирдин А.Р., Ишмуратова М.М. К оценке виталитета ценопопуляций Rhodiola iremelica Boriss. по размерному спектру // Ученые записки НТГСПА: мат-лы VI всерос. популяц. семинара «Фундаментальные и прикладные проблемы популяционной биологии». Нижний Тагил, 2004. С. 80–85.
  18. Рахмангулов Р.С. Морфологическая структура и изменчивость листьев березы (Betula L.) на высотном градиенте (Южный Урал) и в условиях антропогенной нагрузки: автореф. дис. … канд. биол. наук. Уфа, 2017. 18 с.
  19. Рахмангулов Р.С. Морфологическая структура и изменчивость листьев березы (Betula L.) на высотном градиенте (Южный Урал) и в условиях антропогенной нагрузки: дис. … канд. биол. наук. Уфа, 2017. 153 с.
  20. Ботаника: Морфология и анатомия растений: учеб. пособие для студентов пед. ин-тов по биол. и хим. спец. / А.Е. Васильев, Н.С. Воронин, А.Г. Еленевский и др. М.: Просвещение, 1988. 480 с.
  21. Федоров Ал.А., Кирпичников М.Э., Артюшенко З.Т. Атлас по описательной морфологии высших растений: лист / под общ. ред. чл.-корр. АН СССР П.А. Баранова. М.-Л.: АН СССР, 1959. 303 с.
  22. Ишмуратова М.М. Родиола иремельская на Южном Урале / отв. ред. А.Р. Ишбирдин. М.: Наука, 2006. 252 с.
  23. Злобин Ю.А. Принципы и методы изучения ценотических популяций растений: учеб.-метод. пособие. Казань: Изд-во Казанского Университета, 1989. 147 с.
  24. Хикматуллина Г.Р. Сравнение морфологических признаков листа Betula pendula в условиях урбаносреды // Вестник Удмуртского университета. Биология. Науки о Земле. 2013. Вып. 2. С. 48–56.
  25. Савинцева Л.С. Экологический анализ адаптивных механизмов растений в урбанизированной среде: автореф. дис. … канд. биол. наук. Петрозаводск, 2015. 24 с.
  26. Рахмангулов Р.С. Влияние антропогенной нагрузки на адаптацию B. pendula Roth // Аграрная Россия. 2016. № 8. С. 24–26.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рисунок 1 – Изменение ИФ и ИЛП в градиенте техногенной трансформации окружающей среды

Скачать (21KB)
Метаданные
3. Рисунок 2 – Изменение ДЛП, ШЛП, длины черешка (ДЧ) в градиенте токсической нагрузки

Скачать (31KB)
Метаданные
4. Рисунок 3 – Усредненный образ листовой пластинки B. pendula в градиенте техногенной трансформации окружающей среды

Скачать (13KB)
Метаданные
5. Рисунок 4 – Результаты факторного анализа диагностических признаков, определяющих форму листа

Скачать (13KB)
Метаданные
6. Рисунок 5 – Листья B. pendula из фоновой, буферной и импактной зон в плоскости дискриминантных функций

Скачать (16KB)
Метаданные
7. Рисунок 6 – Структура изменчивости морфологических признаков листа Betula pendula Roth (усреднено для всех фитоценозов).

Скачать (10KB)
Метаданные
8. Рисунок 7 – Тренд онтогенетической стратегии Betula pendula Roth в градиенте техногенной трансформации среды

Скачать (9KB)
Метаданные

© Жуйкова Т.В., Попова А.С., Мелинг Э.В., 2021

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».