WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

ТАРАН АНАСТАСИЯ АЛЕКСАНДРОВНА

ДИНАМИКА ФОРМИРОВАНИЯ ОДНОЛЕТНИХ СТЕБЛЕЙ ВЗРОСЛЫХ ДЕРЕВЬЕВ НА ЮЖНОМ САХАЛИНЕ

03.00.05 – ботаника

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Улан-Удэ – 2008

Работа выполнена в лаборатории островных экологических проблем Института морской геологии и геофизики Дальневосточного отделения Российской Академии Наук

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Еремин Виктор Михайлович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Анцупова Татьяна Петровна

кандидат биологических наук, профессор

Бардонова Людмила Капитоновна

Ведущая организация: Полярно-альпийский ботанический сад-институт Кольского НЦ РАН

Защита диссертации состоится «11» февраля 2009 г. в 15 часов на заседании Диссертационного совета Д. 212.022.03 при Бурятском государственном университете по адресу: 670000, г. Улан-Удэ, ул. Смолина, 24а, конференц-зал.

Факс: (3012) 25 – 05 – 88

E-mail: d21202203@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Бурятского государственного университета

Автореферат разослан «30» декабря 2008 г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета,

кандидат биологических наук Шорноева Н.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Не менее важной проблемой на современном этапе развития ботаники, чем сохранение биоразнообразия, является исследование структур и физиологических процессов растений, так как только на основе знания внутреннего строения и процессов жизнедеятельности можно решать проблемы рационального использования естественных растительных сообществ, повышения продуктивности как естественных, так и искусственных фитоценозов, разрабатывать методы и способы управления процессами роста и развития растений, и, в конечном счете, решить проблему продовольствия и сохранения биоразнообразия.

До сих пор главенствующим направлением в области структурной ботаники является изучение дефинитивной структуры организмов и ее изменения под влиянием экологических факторов. Вопросам динамики формирования структур до настоящего времени уделяется значительно меньше внимания. Без знания же процессов формирования тканей и органов невозможно говорить о решении проблемы управления ростом и развитием, повышении устойчивости к болезням и вредителям, улучшении селекционным путем качества природных фитоценозов и агроценозов.

Очень актуальны такие исследования на Дальнем Востоке и в Сибири, богатейшая флора которых в этом плане абсолютно не изучена, а состояние лесных фитоценозов требует переориентации потребительского отношения к ним на ресурсосберегающее и природоохранное.

Цель исследования: изучение процесса становления анатомической

структуры однолетних стеблей взрослых деревьев в условиях южного Сахалина.

Задачи исследования.

  1. Изучить анатомическое строение однолетних стеблей взрослых

деревьев некоторых видов аборигенной флоры и интродуцентов.

  1. Выявить структурные признаки однолетних стеблей, оценить их

диагностическую значимость и возможность применения для целей научной, технической и криминалистической диагностики.

  1. Проследить процесс формирования общей структуры стебля и его

тканей в течение вегетационного периода.

  1. Выявить общие закономерности и специфические особенности

процесса становления анатомической структуры однолетних стеблей.

Научная новизна работы. Впервые на примере десяти сахалинских и

двух интродуцированных видов голо- и покрытосеменных древесных растений по единой методике и на сравнительном материале выявлено анатомическое строение однолетних стеблей, доказана диагностическая ценность структурных признаков коры и древесины, прослежен процесс развития внутреннего строения в различных частях однолетнего стебля по высоте, прослежены общие закономерности и специфические особенности становления внутренней структуры в условиях южного Сахалина. Установлено соотношение различных тканей в стебле и их динамика в разных междоузлиях. Зафиксированы даты начала и окончания процессов формирования тканей стебля.

Теоретическая и практическая значимость. Впервые проведено в динамике детальное описание анатомического строения однолетних стеблей, что позволило выявить признаки, имеющие диагностическое значение, которые использованы при составлении ключа, рекомендованного для определения видовой принадлежности образцов при проведении научной, технической и криминалистической экспертиз. Установленные временные рамки формирования тканей позволят обосновать наиболее оптимальные сроки прививок в селекционных целях и при создании маточных плантаций. Диагностические качественные и количественные признаки делают возможным применение исследованных видов в целях экологического мониторинга.

Полученные материалы могут быть использованы при составлении монографических описаний таксонов, представители которых послужили объектом исследования. Сведения по анатомии стебля рекомендуется использовать в курсах анатомии и проведении больших спецпрактикумов в ВУЗах на биологических и экологических специальностях.

Основные положения, выносимые на защиту:

  1. Анатомическая структура однолетнего стебля 12 видов древесных

растений при сходстве топографии и гистологии тканей обладает значительным количеством специфических особенностей, имеющих диагностическое значение на уровне вида. Наибольший набор диагностических признаков сосредоточен в тканях коры и древесины.

  1. Процесс становления дефинитивной структуры однолетних стеблей, не

зависимо от региона обитания, подчиняется общим закономерностям, однако реализация программы формирования стебля сопровождается специфическими особенностями, присущими каждому виду.

  1. Климатические условия региона вносят некоторые коррективы в

процесс формирования стебля и степень развития тканей инорайонных видов (даты начала и окончания дифференциации тканей, количество пробки в нижнем и верхнем междоузлиях и др.), что необходимо учитывать при интродукции растений на Сахалине.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы были доложены или представлены на VIII Молодежной конференции ботаников в Санкт-Петербурге (2004), VII Международной конференции по морфологии растений, посвященной памяти И.Г. и Т.И. Серебряковых (Москва, 2004), I (IX) Международной конференции молодых ботаников в Санкт-Петербурге (2006), I(XIX) Международной конференции молодых ученых: Изучение природных катастроф на Сахалине и Курильских островах (Южно-Сахалинск, 2006), 3 Международном конгрессе ботанических садов (Ухань, 2007), XII съезде РБО (Петрозаводск, 2008), на заседаниях Ученых Советов Института морской геологии и геофизики (ИМГиГ) и Сахалинского ботанического сада Дальневосточного отделения Российской Академии Наук (2005 – 2008).

По теме диссертации опубликовано и депонировано 6 статей, в том числе 1 в рекомендованном ВАКом издании, тезисов докладов – 3.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы и приложения. Материал изложен на 255 страницах, проиллюстрирован 67 рисунками и фотографиями, приложение содержит 23 таблицы. Список цитированных работ включает 311 названий, в том числе 94 на иностранном языке.

Благодарности. За постоянную помощь и поддержку в процессе работы выражаю искреннюю благодарность научному руководителю, профессору, д.б.н. Еремину В.М., зав. лабораторией островных экологических проблем ИМГиГ ДВО РАН, к.г-м.н. Побережной Т.М., с.н.с. этой лаборатории, Ученому секретарю ИМГиГ, к.б.н. Копаниной А.В., директору Сахалинского ботанического сада ДВО РАН, к.б.н. Тарану А.А. и заместителю директора по научной работе Сахалинского ботанического сада, к.б.н. Чабаненко С.И.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Физико-географические особенности юга Сахалина

Находясь на границе между континентом Евразии и Тихим океаном, о. Сахалин попадает в зону муссонной циркуляции, где происходит сезонная смена воздушных течений, возникающих под влиянием термических контрастов между континентом и океаном. В пределах Сахалина выделяют 3 климатические области. Г. Южно-Сахалинск расположен в южно-сахалинской климатической области, занимающей часть Сахалина к югу от перешейка Поясок.

Помимо выделения климатических областей, разработано ботанико-географическое районирование Сахалина. Согласно современным данным о составе флоры острова (Крестов и др., 2004) на Сахалине южнее перешейка Поясок выделяются два ботанико-географических района: Южно-Сахалинский и Крильонский, в пределах которых и проводился сбор материала для наших исследований.

На острове господствующим типом растительности является лесной. Ограниченные площади занимают луговая, болотная, водная и, выделяемое некоторыми авторами (Морозов, Белая, 1988) в отдельный тип, крупнотравье. Фрагментарно представлена скальная и галечниковая растительность. В главе 1 также приводится характеристика климата и почв.

Глава 2. Формирование однолетних стеблей взрослых деревьев и степень изученности структурных преобразований в них

Изучение процессов роста и развития растений – одна из центральных проблем современной биологии. Процесс роста изучается на разных уровнях.

Наиболее плодотворные и многочисленные исследования этого плана проведены на примере сельскохозяйственных растений, а доминирующим направлением является физиологическое (Леопольд, 1968; Полевой, 1989; Якушкина, 1993; Гамалей, 2004). Исследования на примере древесных растений менее многочисленны (Лир, Польстер, Фидлер, 1974; Гэлстон, Дэвис, Сэттер, 1983). У них больше привлекал внимание процесс формирования аномальных структур (Щетинкин, 1988; Новицкая, 2000; Коровин и др., 2002).

Клеточные основы роста детально обобщены в крупных работах Ю.В. Гамалея (1972; 1981 а, б; 2002; 2004), М.Ф. Даниловой (1974), В.Б. Иванова (1974), А.Л. Курсанова (1976), Л.А. Лебеденко и А.А. Яценко-Хмелевского (1984). В основном такие исследования посвящены изучению процессов дифференциации тканей и клеток (Фрей-Висслинг и Мюлеталер, 1968; Sperry, Donnely, Tyree, 1988; Utsumi, Sano, Ohtani, Fujikawa,1996; Crow, Murphy, Culter, 1996; Гамалей, 2004).

Рост стебля в длину давно является объектом внимания исследователей (Раскатов, 1954; Крамер, Козловский, 1963; Лир, Польстер, Фидлер и др., 1974; Полевой, 1989), однако не с позиции анатомии растений.

Крупнейшие сводки по анатомии растений являются обобщением знаний о структуре ствола древесных растений (Mller, 1882; Greguss, 1945; Holdheide, 1951; Яценко-Хмелевский, 1954 а, 1954 б; Чавчавадзе, 1966, 1979; Roth, 1981).

Ценность анатомических особенностей однолетних стеблей как целостной системы тканей для целей диагностики обоснована в работах по анатомии коры древесных растений, выполненных отечественными ботаниками в последние 30 лет (Еремин, 1978; Лотова, 1987; Бойко, 1995; Еремин, Нитченко, 1996; Рой, 1998; Лотова, Тимонин, 2005; Еремин, Шкуратова, 2007; Еремин, Цырендоржиева, 2007 ; Котина, Оскольский, 2007; Рой, Еремин, 2008).

Имеющиеся данные по динамике структуры касаются или сезонного развития отдельных тканей, или таких комплексов тканей, как кора, или соотношения процессов формирования отдельных тканей (Esau, 1950; Лобжанидзе, 1962; Evert, 1963; Лотова, 1966; Шилова, Василевская, 1972; Новрузова, 1977; Спесивцева, 1983; Попова, 1984; Скупченко, 1985, 2002, 2008; Дадашева, 1986; Еремин, Попова, 1987; Еремин, Рой, 1992 б, 1993 б; Yoda, Suzuki N., Suzuki M., 1994; Billingsley, Kapper, Ewers, 1994; Бойко, Еремин, Рой, 1996; Еремин, Рой, 2000; Шкуратова, 2002, 2004; Лотова, Тимонин, 2005; Копанина, 2005; Шкуратова, 2005; Цырендоржиева, 2005; Griar, ufar, Oven, Schmitt, 2005;Luis, Griar, ufar and Raventos, 2007).

Весьма ограниченны сведения по формированию стебля как единой системы тканей, а их актуальность для решения научных и практических задач и послужила основной причиной предпринятого нами исследования в столь специфических климатических условиях, которыми характеризуется о. Сахалин.

Глава 3. Объекты и методика исследования

В исследование вовлечено 12 видов голо- и покрытосеменных из 10 родов и 7 семейств, произрастающих на территории Сахалинского ботанического сада: Abies sachalinensis Fr. Schmidt, Picea ajanensis (Lindl. &Gord.) Fish. ex Carr., Picea glehnii (Fr. Schmidt) Maast., Pinus pumila (Pall.) Regel (Pinaceae Lindl.); Alnus hirsuta (Spach) Turcz. ex Rupr. (Betulaceae S. F. Gray), Juglans ailanthifolia Carr., Juglans mandshurica Maxim. (Juglandaceae A. Rich. ex Kunth), Cerasus kurilensis (Miyabe) Czer., Sorbus commixta Hedl. (Rosaceae Juss.), Robinia pseudoacacia L. (Fabaceae Lindl.), Fraxinus mandshurica Rupr. (Oleaceae Hoffmgg. & Link), Acer mayrii Schwer. (Aceraceae Juss.).

Формирующиеся стебли текущего года отбирали с трех модельных деревьев каждого вида в средней части кроны с западной стороны. Возраст деревьев составлял 20 – 40 лет. У хвойных для сравнения брали как боковые, так и главные стебли. Взятие образцов производили с момента распускания почки через 14 – 15 дней в течение всего вегетационного периода. Поперечные и продольные срезы готовили из средней части каждого междоузлия. Изготовление срезов, постоянных препаратов и их анализ были проведены по общепринятой в анатомии растений методике (Яценко-Хмелевский, 1954; Прозина, 1960; Барыкина и др., 2000). При описании структуры стебля использована общепринятая терминология (Яценко-Хмелевский, 1954 а; Эсау, 1969; Чавчавадзе, 1979; Junikka, 1994; Лотова, 2000; Бавтуто, Еремин, Жигар, 2001; Бавтуто, Еремин, 2003).

Глава 4. Анатомическое строение однолетних стеблей

исследованных видов

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»