МОРФОМЕТРИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И РЕСУРСНОЕ

Сагадатгареева Альбина Фагимовна
ФГБОУ «БГПУ им. М. Акмуллы» (г. Уфа, Россия)
Научный руководитель: доцент БГПУ им. М. Акмуллы Суханова Н.В.
МОРФОМЕТРИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И РЕСУРСНОЕ
ЗНАЧЕНИЕ CAPSELLA BURSA-PASTORIS (L.) MEDIK.
ВВЕДЕНИЕ
До настоящего момента недостаточно изучены особенности
изменения
морфометрических
показателей
под
воздействием
антропогенного фактора. Выявление, стимуляция и управление природным
потенциалом для реализации стратегии выживания однолетних растений
является важной задачей как в растениеводстве (большинство
сельскохозяйственных культур, в том числе зерновые являются
малолетними видами), так и в решении проблемы оптимизации
синантропной растительности, а также сохранения и использования
биоразнообразия растений.
Цель исследования
– изучение закономерностей адаптивного
морфогенеза Capsella bursa-pastoris (L.) Medik.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
– по источникам литературы изучить эколого-биологические
характеристики и ресурсное значение Capsella bursa-pastoris;
– сравнить морфологические признаки растений Capsella bursapastoris произрастающих на разных по степени антропогенного
воздействия участках;
– определить наиболее изменчивые признаки вида, участвующие в
адаптивном морфогенезе растения.
Capsella bursa-pastoris – растение-космополит, распространено
повсеместно в умеренных и тропических областях земного шара. В России
встречается часто и повсюду, кроме арктических районов, включая всю
территорию Сибири, так же широко распространен на территории
Республики Башкортостан [2], обладает интересной биологией и
экологией. Растёт на насыпях, вдоль дорог и канав, на полях и огородах.
Рудеральное растение. Сорняк. Этот вид крайне полиморфен и сильно
варьирует во всех своих частях (с морфологической стороны), а в части
биологической также имеет озимые, яровые и эфемерные формы, иногда
дает несколько поколений в год. Все это дает повод некоторым авторам
выделять из него много форм [3]. По отношению к температуре,
континентальности, реакции почвы C. bursa-pastoris является
индифферентным видом [5]. По отношению к засолению среды обитания –
гликофитом [5]. C. bursa-pastoris встречается в основном на богатых
питательными веществами почвах, реже на бедных и средних [5].
Пастушья сумка обыкновенная обладает большим хозяйственным
значением. Входит в состав следующих ресурсных групп: лекарственные,
медоносные, пищевые и сорные растения.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Для исследований выбраны морфометрические характеристики с
генеративных экземпляров, произрастающих на экотопах различной
стрессорности. Исследования проводились в конце июня 2013 года на
территории г.Уфы и Уфимского района РБ на двух участках. Участок №1 –
Уфимский район (опушка леса), участок №2 – территория города Уфа
газон автомобильной дороги по ул. Жукова, д. 4. Каждый участок
площадью 100 м2, для анализа было отобрано по 20 экземпляров Capsella
bursa-pastoris (L.) Medik.
Морфологическая характеристика проводили по следующим
параметрам: длина растения (см), длина и ширина листовой пластинки
(см), длина корня (см), число листьев (шт.). Для статистической обработки
результатов
вычисляли
показатели: среднюю
арифметическую,
стандартную ошибку, стандартное отклонение, коэффициент вариации,
медиану, моду, минимум, максимум, критерий достоверности разницы по
Стьюденту [1]. Расчёты проводили с использованием программы Microsoft
Excel.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Изученные морфометрические показатели у экземпляров Capsella
bursa-pastoris значительно варьировали в зависимости от места
произрастания.
Наибольшую
изменчивость
показали
такие
морфологические признаки, как длина растения и число листьев (табл.1, 2).
Длина растений опушечного сообщества в окрестностях города Уфы
варьировала от 30 до 47см (в среднем 39,8 см), тогда как на территории
города составляла от 19 до 31см (в среднем 24,8).
Таблица 1.
Морфометрическая характеристика растений Capsella bursa-pastoris (L.)
Medik (участок №1).
Показатель
Длина
растения
Среднее
Стандартная ошибка
Стандартное
отклонение
Коэффициент
вариации,%
Медиана
Мода
Минимум
Максимум
39,80
1,01
4,54
Длина
Ширина
листовой листовой
пластинки пластинки
4,74
2,45
0,16
0,04
0,70
0,19
Длина
корня
Число
листьев
6,85
0,49
2,18
17,10
0,96
4,30
11,00
15,00
8,00
32,00
25,00
39,50
37,00
30,00
47,00
5,00
5,00
3,70
6,00
2,50
2,50
2,00
3,00
6,75
4,50
4,50
11,50
17,00
13,00
11,00
29,00
Количество листьев на растениях опушечного сообщества
варьировало в пределах от 11 до 29 шт. (в среднем 17,1 шт.), на газоне
города от 2 до 8 шт. (в среднем 4,8 шт.). Таким образом, в условиях
сильного антропогенного стресса происходит значительное уменьшение
размеров растений пастушьей сумки обыкновенной и число листьев
образуется в несколько раз меньше.
Таблица 2.
Морфометрическая характеристика растений Capsella bursa-pastoris (L.)
Medik (участок №2)
Показатель
Длина
Длина
Ширина
растения листовой листовой
(см)
пластинки пластинки
(см)
(см)
Среднее
24,80
5,80
2,75
Стандартная ошибка
0,71
0,27
0,10
Стандартное
3,16
1,19
0,43
отклонение
Коэффициент
13,00
21,00
16,00
вариации,%
Медиана
25,00
6,00
2,55
Мода
27,00
5,00
2,50
Минимум
19,00
4,00
2,40
Максимум
31,00
8,00
3,50
Длина
корня
(см)
Число
листьев
3,62
0,26
1,15
4,8
0,36
1,61
32,00
34,00
3,45
2,50
2,20
6,00
4,00
4,00
2,00
8,00
Размеры листьев обладали самой низкой изменчивостью (табл.1, 2,
3). У растений собранных на участке№1 (лесная опушка) длина листовой
пластинки изменялась от 3,7 до 6 см (среднее значение 4,74 см), ширина от
2 до 3 см (в среднем 2,45 см). У растений, произрастающих на участке№2
(придорожный газон), длина листовой пластинки изменялась от 4 до 8 см
(среднее значение 5,8 см), ширина от 2,4 до 3,5 см (в среднем 2,75 см).
Таким образом, на участке подверженном сильному антропогенному
воздействию происходит увеличение листовой поверхности, что скорее
всего компенсирует происходящее уменьшение числа листьев. В
подтверждении гипотезы в литературе встречается такая же невысокая
изменчивость данных признаков у Chenopodium album L. [4].
Таблица 3.
Критерий достоверности разницы по Стьюденту
Длина
растения
12,5*
Длина
Ширина
листовой листовой
пластинки пластинки
3,6*
3
Длина
корня
Число
листьев
5,3*
11,4*
Примечание. * – различия достоверны при доверительной вероятности 0,995.
Длина корня изученных растений варьировала в значительных
пределах, так на участке №1 данный показатель изменялся от 4,5 до 11,5
см (среднее значение 6,85 см), на участке №2 – от 2,2 до 6 см (среднее 3,62
см). В среднем длина корня растений в условиях сильнейшего
антропогенного влияния уменьшилась почти в два раза.
Антропогенные факторы изученных биотопов, оказывающие
влияние на морфометрические показатели растений пастушьей сумки
обыкновенной:
1.
Близость автомобильной дороги – как известно, в местах
скопления автотранспорта сильно увеличивается загазованность и
запыленность воздуха, а также повышается концентрация тяжелых
металлов;
2.
Район местонахождения – в центральной части города, в силу
огромного скопления людей и автотранспорта увеличивается механическая
нагрузка в виде вытаптывания;
3.
Выгул собак в жилых секторах, а также содержание домашних
животных в частном секторе повышают уровень содержания азота в почве
(нитрификация), что увеличивает мутагенное воздействие на растения;
4.
В результате сопряженности субстрата с основанием жилых
домов (цоколь домов, приямки подвалов и т.п.) – повышается тепловая
радиация экотопа;
5.
Определяющим фактором загрязнения является, собственно,
характер прилегающего к биотопу субстрата (асфальт, бетон, кирпич,
щебень и т.д.)
ВЫВОДЫ
Capsella bursa-pastoris является широко распространенным на
территории Республики Башкортостан растением, имеет важное
хозяйственное значение.
Различная экологическая обстановка произрастания вида вызывает
существенные изменения морфологических параметров организма.
Большинство изученных морфологических параметров (длина растения,
длина корня, число листьев) снижаются в условиях глубокого
антропогенного стресса. Такие показатели как длина и ширина листовой
пластинки при увеличении антропогенного воздействия незначительно
увеличиваются.
Морфологические признаки Capsella bursa-pastoris длина и ширина
листовой пластинки имеют самую низкую из изученных показателей
изменчивость и не участвуют в адаптивном морфогенезе растений, они не
зависят ни от условий среды, ни от структурной целостности организма и
являются стабильными таксономическими признаками вида.
Источники литературы
1.
Зайцев Г.Н. Математическая статистика в экспериментальной
ботанике. М.: Наука, 1984. 424 с.
2.
Определитель высших растений Башкирской АССР / Под ред.
Кучерова Е.В. М.: Наука, 1988, т.1. 316 с .1989, т.2. 375с.
3.
Флора СССР. Т.6. Изд.АН СССР: Ленинград, 1936. 956 с.
4.
Хусаинова С.А., Сафаргалина А.Т. Некоторые особенности
структуры морфологической изменчивости Chenopodium album L. //
Материалы
XVI
международной
экологической
студенческой
конференции «Экология России и сопредельных территорий».
Новосибирск: Новосибирский гос. ун-т, 2011. С. 69-70.
5.
Frank D., Klotz S. Biologisch-okologische Daten zur Flora der
DDR. – Halle (Saale): Wissenschaft. Beiträge Martin-Luther-Univ., 1990. H. 32.
167 s.