WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 |

На правах рукописи

Бондаревич

Евгений Александрович

Эколого-биологические особенности

Melica turczaninowiana Ohwi (Poaceae)

в Восточном Забайкалье

03.00.16 - Экология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Улан-Удэ 2009

Работа выполнена в Забайкальском государственном гуманитарно-педагогическом университете им. Н.Г. Чернышевского

Научный руководитель:


кандидат биологических наук,

доцент Якимова Елена Павловна


Официальные оппоненты:

доктор биологических наук,

профессор Илли Иван Экидиусович,

кандидат биологических наук,

доцент Алексеева Елена Валентиновна,

Ведущее учреждение: Институт природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН, г. Чита

Защита состоится 25 ноября 2009 г. в 10 часов

на заседании диссертационного совета Д.212.022.03 по защите докторских диссертаций при Бурятском государственном университете по адресу: 670000,

г. Улан-Удэ ул. Смолина, 24а, конференц-зал.

Факс: (3012) 210588, e-mail: d21202203@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке

Бурятского государственного университета

Автореферат разослан 23 октября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат биол. наук Н.А. Шорноева

Актуальность работы. В процессе роста и развития растения выработали многообразные механизмы, которые позволяют длительное время сохраняться видам в составе флоры определенных регионов. Особый интерес представляет экология и биология видов семейства Мятликовые (Poaceae), входящих в состав разнообразных сообществ (часто в роли доминантов или субдоминантов), и тенденций их приспособительных реакций в меняющихся климатических условиях. Однако механизмы этих приспособлений для злаков исследованы недостаточно и многочисленные публикации, в том числе и зарубежные, посвящены, прежде всего, сельскохозяйственным растениям, а данные о дикорастущих видах, в частности Восточного Забайкалья немногочисленны. Изучение представителей местной флоры необходимо для рационального использования растительными ресурсами региона, сохранения генофонда дикорастущих видов растений, охране уникальных и редких растительных сообществ.

Сохранение сообществ и популяций растений невозможно без знания эколого-биологических особенностей видов растений и их приспособленности к условиям обитания. Воздействие совокупности различных факторов, включая температурный режим и количество доступной влаги, в природных условиях может влиять на устойчивость популяций в пространстве и времени.

Род Melica в мировой флоре представлен около 80 видами, на территории РФ 11 видами, а на территории Восточного Забайкалья двумя реликтовыми видами - Melica turczaninowiana Ohwi и Melica virgata Turcz. ex Trin. (Цвелев, 1976). Популяции этих видов отличаются небольшими размерами и разделены обширными пространствами, длительное время существующие изолированно. Актуальность изучения адаптаций на примере Melica turczaninowiana связано с его эколого-биологическими особенностями, которые позволили виду сохранится в составе растительных сообществ региона.

Цель и задачи исследований. Цель работы комплексное эколого-биологическое исследование ценопопуляций Melica turczaninowiana на территории Восточного Забайкалья.

Исходя из цели работы были поставлены следующие задачи:

  1. Изучить особенности флористического состава сообществ с Melica turczaninowiana в зависимости от географической приуроченности на территории Восточного Забайкалья;
  2. Сравнить морфологические параметры у смежных и географически удаленных ценопопуляций Melica turczaninowiana, учитывая особенности распространения вида и фитоценотический состав сообществ;
  3. Исследовать анатомо-морфологические и биохимические особенности семян Melica turczaninowiana в связи с анализом адаптаций к условиям среды.

Научная новизна и теоретическое значение. В работе впервые в пределах значительной части ареала на территории Восточного Забайкалья проведено комплексное изучение эколого-биологических характеристик M. turczaninowiana. Проведены геоботанические исследования в трех ботанико-географических районах Восточного Забайкалья и составлен список видов в сообществах с участием M. turczaninowiana. Выявлено фитоценотическое разнообразие сообществ с участием M. turczaninowiana, а также для редкого вида - M. virgata. Для M. turczaninowiana, по результатам геоботанических описаний проведён анализ бета-разнообразия сообществ из разных ботанико-географических районов региона и выполнено сравнение биоразнообразия между группами сообществ. Впервые выполнены морфологические, гистологические и биохимические исследования семян M. turczaninowiana, а также M. virgata, и выявлены приспособления перенесения водного стресса семенами M. turczaninowiana.

Полученные данные могут быть использованы в сравнительных экологических и фитогеографических исследованиях растительности сопредельных территорий. Содержащиеся в работе материалы могут быть полезны при изучении вопросов рационального природопользования и экологического мониторинга.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. По эколого-фитоценотической приуроченности Melica turczaninowiana ксерофильный горно-степной вид (Степи…, 1986; Дулепова, 1993). Однако, эколого-фитоценотический потенциал вида значительно шире; как ксеромезофит он входит в состав травяных лесов и лугово-степных сообществ пояса лесостепи горной Даурии.

2. Многие морфологические параметры генеративных особей M. turczaninowiana зависят от воздействия абиотических и биотических факторов. При этом особо значимы адаптации ценопопуляций вида к воздействию водного стресса, проявляющиеся в частности у семян на морфологическом и биохимическом уровне в условиях Восточного Забайкалья.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на Международной школе-конференции студентов и молодых ученых «Экология Сибири и сопредельных территорий», Абакан, 2006; II Международной молодежной научно-практической конференции «Молодежь Забайкалья: эффективная экономика – благополучное развитие края», Чита, 2007; на Международной конференции «Биоморфологические исследования в современной ботанике», Владивосток, 2007; на Международной конференции «Природоохранное сотрудничество Читинской области (РФ) и Автономного Района Внутренняя Монголия (КНР) в трансграничных экологических регионах», Чита, 2007; на Всероссийской конференции молодых ученых «Биосфера Земли: прошлое, настоящее и будущее», Екатеринбург 2008; на Седьмой международной научно-практической конференции «Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии» - Барнаул, 2008; на заседании Екатеринбургского отделения РБО, 2009; на Всероссийской конференции молодых ученых, посвященной 90-летию со дня рождения академика С.С. Шварца «Эволюционная и популяционная экология (назад в будущее)» Екатеринбург, 2009; на ежегодных научных конференциях ЗабГГПУ, Чита, 2006, 2007, 2008.

Публикации. По материалам исследования опубликовано 9 работ, в том числе 1 статья в рекомендованном ВАК издании.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 5-ти глав, выводов и списка цитированной литературы (222 источника, в том числе 26 на иностранных языках). Работа изложена на 168 страницах машинописного текста, содержит 17 таблиц и 29 рисунков.

Основное содержание работы

Глава 1. Пути адаптации растений к факторам среды (обзор литературы)

В главе обсуждаются вопросы понятия “адаптация” и классификация адаптаций с различных позиций. Рассматриваются уровни приспособлений организмов к условиям среды, выделяя морфологические, биохимические, популяционно-экологические адаптации (Вавилов, 1967; Завадский, 1968; Манойленко, 1983; Яблоков, Шмальгаузен, 1983; Грант, 1984; Юсуфов, 1989, 1996; Цвелев, 2005; Косаковская, 2008). Особое значение обращено на следующие вопросы: адаптация растений, как форма проявления надежности и устойчивости биологических систем и метаболизм растений при воздействии неблагоприятных факторов среды.


Глава 2. Материал и методы

2.1. Общая характеристика и объем изученного материала

Работа основана на популяционно-экологическом, сравнительно-морфологическом и биохимическом анализе. Собственные сборы были получены в ходе экспедиционных исследованиях, проведенных в 2006-2009 гг. Исследования проведены в 3-х административных районах Забайкальского края, соответствующих следующим ботанико-географическим районам: Газимуро-Заводский - Даурия Аргунская (ДА); Читинский - Даурия Яблоновая (ДЯ) и Акшинский - Даурия Ононская (ДО) районы (Флора Центральной Сибири, 1979). Семена M. virgata любезно предоставлены сотрудниками Центрального сибирского ботанического сада (г. Новосибирск).

2.2. Методы.

Геоботанические описания выполнялись по стандартной методике (Воронов, 1973; Миркин и др., 1989), оценку обилия определяли по шкале Друде. Учетные площадки были размером от 100 до 250 м2, в зависимости от формы и размеров ценопопуляций M. turczaninowiana. Семена собирались и хранились в бумажных пакетах, в лаборатории.

Оценку биоразнообразия (бета-разнообразие) выполняли в программе PAST (ver. 1.52), в которой определялся коэффициент сходства Сьеренсена-Чекановского. Далее, используя кластерный анализ, по значениям индексов была построена дендрограмма по методу ближайшего соседа (Мэгарран, 1992).

Методы морфометрического анализа. Использовались для определения уровня дифференциации гистологических параметров у зародышей семян M. turczaninowiana и размеров органов у взрослого растения в выборках M. turczaninowiana.

  1. Измерялись параметры всего растения M. turczaninowiana. Описание морфологии растений проводилось на 15-20 генеративных особях по 18 параметрам.
  2. В анатомо-морфологических исследованиях использовали гистологический метод (Фурст, 1979). С помощью замораживающего микротома выполняли срезы толщиной 30 мкм. На временных препаратах зародыша зерновок M. turczaninowiana и M. virgata измеряли следующие параметры: 1) длина эмбриональной оси; 2) длина и ширина колеоптиля; 3) длина и ширина эпибласта; 4) длина и ширина колеоризы; 5) длина и ширина корня; 6) длина и ширина щитка. Измерения проводили на микроскопе «Микмед-5» с использованием окуляр – микрометра.

Метод разделения весо-размерных групп семян. Семена M. turczaninowiana в растворах сахарозы, после попеременного погружения были разделены на фракции (с плотностями от 1290 до 1350 кг/м3), которые были отнесены к 17 весо-размерным группам. Было выполнено 7 делений, в каждом использовалось по 1000 семян.

Методы исследования белкового состава семян. У сформированных семян M. turczaninowiana определяли 4 белковые фракции: альбумины, глобулины, глиадины (проламины) и глутелины. При разделении использовали методики, предложенные В.Г. Конаревым с соавт. (1974) и (Методы…, 1987) с использованием спектрофотометра “Hitachi U-1100”.

Определение засухоустойчивости проводили методом проращивания семян на растворах сахарозы. Метод основан на определении количества проросших семян M. turczaninowiana в растворах сахарозы с высоким осмотическим давлением, имитирующим условия физиологической сухости. Для этого готовились растворы сахарозы с массовой долей 5,93% и 11,86%, соответственно осмотическое давление равнялось 5 и 10 атмосфер (Илли, Назарова и др., 2005).

Обработка полученных данных проводилась методами статистического анализа - описательная статистика – одномерный анализ для нахождения средней, квадратичной ошибки среднего, t-критерий Стьюдента и уровни достоверности; пошаговый димскриминантный анализ (Discriminant Function Analysis, DCA); одномерный дисперсионный анализ (Analysis of Variance, ANOVA); аналог одномерного дисперсионного анализа - метод Краскала–Уоллиса (напараметрический метод) (Пузаченко, 2004). Использовалось программное обеспечение – Statistica 7.0, PAST (1.52) и Excel.


Глава 3. Природно-географические особенности Восточного Забайкалья и общая характеристика видов рода Melica

    1. Природно-географические особенности региона

Территория Восточного Забайкалья является одним из древних участков суши в пределах Азиатского субконтинента. Это оказало влияние на характер рельефа, особенности климата, почвенного и растительного покрова (Типы местности.., 1961; Ногина, 1964; Геокриология СССР, 1989; Дегтерев, 1988). Климат своеобразен и отличается от других регионов Евразии по воздействию многих факторов: географической широты территории, циркуляции атмосферы, высоты местности над уровнем моря, удаленности от океанов и направления горных хребтов. Основной чертой климата региона является его резкая континентальность, что проявляется в большой амплитуде суточных и годовых температур, а также в значительных колебаниях суммы атмосферных осадков по сезонам и годам.

Особенности палеогеографических условий, характер рельефа и гидротермических режимов на территории Восточного Забайкалья обусловили развитие особых экологических ниш, способствовавших как сохранению реликтов, так и формированию новых форм, хорошо адаптированных к условиям современного климата региона.

Pages:     || 2 | 3 | 4 |






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