к вопросу об индикаторной роли признаков в структуре
реклама
Проблемы экологии Южного Урала УДК 574.34.35.51 Мокин А.А. Башкирский государственный педагогический университет им. М. Акмуллы Еmail: alexmokin@mail.ru К ВОПРОСУ ОБ ИНДИКАТОРНОЙ РОЛИ ПРИЗНАКОВ В СТРУКТУРЕ МОРФОЛОГИЧЕСКОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ SALIX ALBA (L) Ежедневно возрастает техногенная нагрузка на биосферу, что создает серьезную экологи3 ческую угрозу. Для этого необходима оценка загрязнения окружающей среды с последующим экологическим мониторингом за растительными сообществами при помощи естественных ме3 ханизмов биологической индикации. Ключевые слова: структура морфологической изменчивости, Salix alba, индикаторная роль признаков. CV ком, а длина до максимального расширения листа и Современная биосфера находится в условиях ширина листа являются низковариабельными при! постоянно возрастающего воздействия различных знаками. антропогенных факторов. Отчего целесообразным Наиболее изменчивыми и детерминированны! становится использование высших растений для ди! ми в данных условиях признаками оказались длина агностики состояния окружающей среды. и угол между жилками. Изменение этих признаков Для исследования был выбран один из наи! приводит к изменению всей системы. более массовых видов ив – Salix alba (L) ива бе! Некоторые признаки (ширина листа и длина лая. Обычный вид средней полосы России. Встре! до максимального расширения листа) проявили чается повсеместно, за исключением Крайнего се! себя, как низковариабельные и слабодетермини! вера [1]. рованные признаки, а по мере увеличения загряз! Целью настоящего исследования было изуче! ние структуры морфологической изменчи! вости S. alba в различных условиях, в т.ч. в ×èñòàÿ âûáîðêà âûïîëíåííàÿ â îêðåñòíîñòÿõ ã.Ìåäíîãîðñê 34 условиях сильного промышленного загряз! 32 20 нения. 17  41 18 19 43 5 35 39 30 37 14 Для изучения структуры морфологи! Á1 36 27 15 42 33 À1 28 ческой изменчивости мы применили мето! 34 28 Â1 40 21 1613 12 38 44 6 26 11 7 дику Н.С. Ростовой [2, 307]. Метод пред! 22 Á 45 23 24 24 46Ã1 8 полагает выявление соотношения общей и 29 à À 9 25 22 48 26 согласованной изменчивости признаков. 47 10 31 30 32 20 В июле 2010 г. В окрестностях г. Медно! ä÷ 18 горск было выполнено 6 выборок. С 5 дере! 16 вьев отобрано по 30 образцов листовых пла! øë 14 1/2äë стинок в каждой из выборок (отличающих! 12 ся различными экологическими условия! äë 10 ми). У каждого модельного растения изме! 8 рялось по 13 параметров: длина листа, дли! 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 на листа до максимальной ширины, шири! r на листа, длина черешка, длина между кон! Примечание: по оси ординат – показатель общей изменчивости (коэф! цами жилок, длина между основаниями фициент вариации); по оси абсцисс – показатель согласованной из! жилок, длина жилок и углы между ними. менчивости (коэффициент общей детерминации признака). I поле – генетические индикаторы, II поле – экологические индикаторы, Материал собирался в местах с различ! III поле – системные индикаторы, IV поле – биологические индика! ной степенью загрязнения (вблизи и на раз! торы. Дл – длина листа; 1/2дл – длина листа до максимального личном удалении от объекта загрязнения). расширения; Шл – ширина листа; Дч – длина черешка; А – длина левых жилок, А1 – длина правых жилок, Б – длина между основани! Для анализа полученных данных мы ями левых жилок, Б1 – длина между основаниями правых жилок, использовали программу STATISTIKA. В – длина между концами левых жилок, В1 – длина между концами Рассмотрим изменение структуры мор! правых жилок, Г – углы между левыми жилками, Г1 – углы между правыми жилками. Стрелки указывают на поле, в которое переходит фологической изменчивости признаков на признак при неблагоприятных условиях градиенте загрязнения. Рисунок 1. Структура морфологической изменчивости На Рис.1 показано, что в относительно растений Salix alba (усредненные данные выборок благоприятных условиях длина черешка, яв! по г. Медногорск выполненных в относительно ляется слабодетерминированным призна! благоприятных средах обитания) 218 ВЕСТНИК ОГУ №12 (131)/декабрь`2011 Мокин А.А. К вопросу об индикаторной роли признаков в структуре... На градиенте загрязнения ре! зультаты исследования показали: 36 – Доля генетических индика! 20 34  42 19 торов в благоприятных условиях со! 32 ставляет 8,3%, а по мере ухудшения 41 40 37 30 Â1 36 условий возрастает до 10,4%, то есть 5 21 18 Á1 16 17 à 38 13 28 22 À1 в неблагоприятных условиях гене! 1114 34 28 27 43 Á33 15 44 6 26 35 тическая детерминация признаков 39 23 12 48 Ã1 возрастает. 29 24 25 30 45 7 24 26 47 ä÷ 46 – Доля экологических индика! 9 31 22 8 32 10 À торов в благоприятных условиях 20 составляет 47,9%, а по мере увели! 18 чения загрязнения незначительно 1/2äë 16 снижается до 45,8%. äë 14 – Доля системных индикато! øë 12 ров в благоприятных условиях со! ставляет 29,2%, но с увеличением 10 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,11 0,12 загрязнения снижается до 18,8%. H2 – Доля биологических индика! Примечание: по оси ординат – показатель общей изменчивости (коэффици! торов в благоприятных условиях со! ент вариации); по оси абсцисс – показатель согласованной изменчивости ставляет 14,6%, а по мере увеличе! (коэффициент общей детерминации признака). ния загрязнения увеличивается до Рисунок 2. Структура морфологической изменчивости растений Salix 25%. Это проявление можно объяс! alba (усредненные данные выборок по г. Медногорск выполненных нить высокой адаптивностью вида, в районах с высоким модулем техногенной нагрузки) т.к. признаки становятся более со! гласованными друг с другом, а их структура менее изменчива. нения возрастает их согласованность с другими Таким образом, результаты исследования по! признаками. казали, что уровень загрязнения оказывает не! Длины между основаниями и длины между посредственное влияние на структуру морфоло! концами жилок являются изменчивыми и при этом, гической изменчивости признаков, что позволя! слабо согласованными с другими признаками. ет использовать данный факт для диагностики со! На рисунках (Рис. 1, 2) видно, что длина че! стояния среды. В качестве ключевых признаков решка является наименее детерминированным и для оценки качества среды предлагается рассмат! изменчивым признаком — меньше всего подвер! ривать признаки (длины между основаниями и жен воздействию уровня загрязнения и менее все! концами жилок). Для оценки состояния расте! го связан с другими признаками. ния Salix alba можно использовать длину жилок Длины между основаниями и длины между и углы между ними. концами жилок являются изменчивыми и при Интересные и пока мало использованные воз! этом, слабо согласованными с другими признака! можности сравнительного анализа взаимосвязей ми. между признаками размеров и формы дает при! Среди исследуемых признаков наименее из! менение методов «геометрической морфометрии» менчивым, но при этом детерминированным ока! [3, 444]. зался признак длина листа. 16.07.2011 Ãðÿçíàÿ âûáîðêà âûïîëíåííàÿ â îêðåñòíîñòÿõ ã.Ìåäíîãîðñê +8 Список литературы: 1. http://ru.wikipedia.org/wiki/Ива_белая 2. Ростова Н.С. Корреляции: структура и изменчивость. СПб. 2002. 307 с. 3. Zelditch M., D. Swiderski, D. Sheets and W. Fink. Geometric morphometrics for biologist: a primer. Oxford. Elsevier Acad. Press. 2004. 444 p. Сведения об авторе: Мокин А.А., аспирант кафедры экологии и природопользования Башкирского государственного педагогического университета им. М. Акмуллы UDC 574.34.35.51 Mokin A.A. Bashkir state pedagogical university of M. Akmully, email: alexmokin@mail.ru ON THE ROLE OF INDICATOR SIGNS IN THE STRUCTURE OF MORPHOLOGICAL VARIABILITY OF SALIX ALBA (L) Daily increases of anthropogenic impact on the biosphere, which poses a serious environmental threat. This requires assessment of environmental pollution by using natural mechanisms of biological indication and subsequent environmental monitoring of plant communities. Keywords: structure of morphological variability, Salix alba, the role of the indicator signs. ВЕСТНИК ОГУ №12 (131)/декабрь`2011 219
