WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 12 |

На правах рукописи

Снисаренко Татьяна Александровна

Адаптации ксерофитов Предкавказья в связи с эволюцией экологической группы

03.00.16 - экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук

Москва 2009

Работа выполнена на кафедре ботаники Московского

государственного областного университета

Научный консультант:

доктор биологических наук, профессор Иванов Александр Львович

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Бакташева Надежда Мацаковна

доктор биологических наук, профессор Воронков Николай Александрович

доктор биологических наук, профессор Пилипенко Владимир Николаевич

Ведущее учреждение Главный ботанический сад им.Н.В.Цицина

Защита диссертации состоится “_12 марта 2009 года_” в 15 часов 00 минут

на заседании диссертационного совета Д 212.155.13 при Московском государственном областном университете по адресу 141014, Московская область, г. Мытищи, ул. В.Волошиной, 24а, 131 ауд.http:// www.mgou.ru

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Московского государственного областного университета по адресу 141014, Московская область, г. Мытищи, ул. В.Волошиной, 24а, http:// www.mgou.ru

Автореферат разослан “____”

Ученый секретарь

Доктор биологических наук, доцент А.С.Зернов

Актуальность исследования. Предкавказье, занимая промежуточное положение между Евроазиатской степной областью и Большим Кавказом, является уникальным флористическим районом, привлекающим внимание многих исследователей. В этом районе пересекались пути ледниковых и межледниковых миграций флор с севера на юг и обратно, с запада на восток и с востока на запад. Территория региона богата разнообразными местами обитания растений, обусловленные климатические особенности различных районов Предкавказья - наличие аридных, субаридных и гумидных областей. Эта пестрота условий создает большое количество экологических ниш, являющихся убежищем для видов самого различного систематического и географического происхождения. В этих убежищах сохраняются виды европейского, азиатского, средиземноморского, дагестанского, бореального и кавказского происхождения. Все они являются носителями информации об истории данной территории и эволюционных процессах, участвовавших в трансформации видов флоры в целом. Вопросу изучения флоры Предкавказья посвящено немало работ. Среди авторов этих работ следует отметить Галушко А.И., Кононова В.Н., Скрипчинского В.В, Ю.А.Дударя., Михеева А.Д., Иванова А.Л., Залетаева, Танфильева, Д.С.Дзыбова, Н.Ф.Реймерса, 1990 и др. В их трудах рассматривались основные этапы развития флоры Предкавказья, пути и время проникновения аллахтонных таксонов, устанавливались причины, условия и масштабы регионального видообразования. В то же время остаются недостаточно изученными вопросы экологической приспособляемости различных представителей флоры Предкавказья к условиям обитания и изменчивость качественного состава флоры в этих условиях. В частности, это относится и к очень интересной в экологическом плане группе ксерофитов – растений сухих местообитаний, способных переносить значительный недостаток влаги, как почвенной, так и атмосферной. Ксерофиты Предкавказья разнообразны по историческому возрасту их видов, эколого-биоморфологическим свойствам, но все они устойчивы к климату региона, адаптированы к нему. В тоже время проблемы адаптации ксерофитных видов Предкавказья изучены недостаточно.. Исследования А.А. Горшковой (1967) и Н.А. Генкеля (1982) (Д.С.Дзыбова, 1988, 1989) показали, что одной из причин неоднородности ксерофитов является эволюционное становление видов растений, слагающих этот тип или группу на данной территории. Изучению роли ксерофитов в историческом становлении флоры Предкавказья и механизмов их адаптаций к жизни в районах с недостаточным увлажнением посвящена данная работа. На основе анализа доступных литературных источников и собственных исследований приводится конспект флоры ксерофитов Предкавказья, дается характеристика анатомо-морфологических, физиологических, биохимических особенностей ксерофитов различных систематических групп растений, рассматриваются некоторые вопросы флорогенеза, выделены редкие и исчезающие виды. Такие сведения необходимы для решения задач практического характера, поскольку ксерофиты в Предкавказье по численности преобладают над другими экологическими группами растений. Они широко используются в сельском хозяйстве как зерновые, кормовые, технические, лекарственные, эфиромасличные, декоративные растения.

Целью исследования явилось изучение анатомо-морфологических и физиологических механизмов адаптации ксерофитов Предкавказья в связи с эволюцией данной экологической группы и общих тенденций адаптогенеза ксерофитов, обитающих в различных экологических условиях.

Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи:

-провести инвентаризацию ксерофильной флоры региона и осуществить ее всесторонний анализ;

-исследовать анатомо-морфологические, экологические, физиологические и биохимические адаптации ксерофитов Предкавказья;

-выявить адаптивные стратегии ксерофитов в связи с лимитирующими факторами среды и спецификой местообитания этих растений.

-провести ревизию экологических и физиологических классификаций ксерофитов Предкавказья, выделив наиболее характерные группы, обсудить некоторые тенденции анатомо-морфологической, экологической, физиологической и биохимической эволюции данной экологической группы.

-изучить особенности распространения видов в пределах региона, выявив их экологическую и фитоценотическую приуроченность;

-выяснить состояние популяции редких видов ксерофитов в настоящее время, составить список редких и исчезающих видов ксерофитов Предкавказья.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1.Флора ксерофитов Предкавказья отличается оригинальностью, она включает относительно большой процент реликтовых и эндемичных видов. На территории Предкавказья в диком виде произрастает 486 видов ксерофитов, относящихся к 172 родам и 42 семействам.

2.Комплексное действие экологических факторов на растение находит отражение и в комплексном характере адаптаций. Выделяемые экологические группы показывают строгую приуроченность к определенным местам обитания, характеризующиеся специфическими условиями: типом почв, характером освещенности, влажностью. Эти данные позволяют выявить ту экологическую нишу, в пределах которой формировались различные представители ксерофильной флоры Предкавказья.

3.Ксерофилизация – эволюционный процесс, приводящий к адаптации растений в аридных условиях обитания, сопровождающийся разнообразными качественными изменениями структуры.

5.На территории Предкавказья ксерофиты представлены всеми группами: эуксерофиты, мезоксерофиты, стипаксерофиты, галоксерофиты, суккуленты с присущими каждой из них особенностями водного режима. Исследования, проводимые нами на территории Предкавказья показали, что одной из причин неоднородности ксерофитов является эволюционное становление видов растений, слагающих этот тип или группу на данной территории. Ксерофиты Предкавказья разнообразны по историческому возрасту их видов, эколого-биоморфологическим свойствам, но все они устойчивы к климату региона и адаптированы к нему.

6.При биоморфологическом видообразовании особенно ярко выступает адаптивный характер эволюционного процесса. Результатом адаптации является оптимальная приспособленность организма к среде обитания. Системы выживания, сформированные в ходе эволюции, наиболее надежны. Они, как правило, функционируют в течение всего онтогенеза не только в стрессорных, но и в оптимальных условиях

Научная новизна. На основе анализа литературных данных сделан вывод о том, что вопросы формирования приспособлений у ксерофитов, мобилизация физиологических процессов в период недостатка влаги изучены недостаточно, как правило, объектами исследований являлись культурные растения. Сведения о приспособлениях у ксерофитов немногочисленны, а обобщения анатомо-морфологических и физиологических приспособлений результатом которых явилась адаптация, практически нет. Комплексное многопараметрическое исследование, проведенное нами в условиях естественного и модельного экспериментов дало возможность сформулировать концепцию стресса приминительно к ксерофитам, выявить адаптивные стратегии ксерофитов в связи с лимитирующими факторами среды и спецификой местообитания этих растений, провести инвентаризацию ксерофильной флоры региона и осуществить ее всесторонний анализ, провести ревизию экологических и физиологических классификаций ксерофитов Предкавказья, выделены наиболее характерные группы, изучить особенности распространения видов в пределах региона, выявить их экологическую и фитоценотическую приуроченность, выявить состояние популяции редких видов ксерофитов, составить список редких и исчезающих видов ксерофитов Предкавказья.

Практическая значимость работы. Полученные в ходе диссертационного исследования матариалы и практические рекомендации включены в отчеты по отдельным НИР, В целях обеспечения сохранения аборигенной (нативной) флоры проведена современная инвентаризация на сегодняшний день видового состава, систематических групп растений с указанием экологии каждого вида. Кроме того, выявлены потенциальные возможности флоры ксерофитов Предкавказья для использования генофонда полезных растений, что является весьма актуальным в настоящее время.

Апробация работы. Основные результаты работы представлены и доложены на конференциях, среди которых: Всесоюзная конференция (Белгород, 1993, 1995,2002), Проблемы развития биологии и химии на Северном Кавказе (Ставрополь, 1999, 2000, 2002,2003,2004,2005,2006), международной научно-практической конференции по экологии (Брест, 2003), всероссийской научно-практической конференции (Челябинск, 2003), 3-ей международной Научно-практической конференции «Проблемы экологической безопасности и сохранение природно-ресурсного потенциала» (Ставрополь, 2006г), международная научно-практическая конференция, посвященная 75-летию Астраханского государственного университета «Экология биосистем: проблемы изучения, индикации и прогнозирования» (Астрахань, 2007), международная научно-практическая конференция, посвященная 120 летию рождения Вавилова (Саратов, 2007), международная научно-практическая конференция (Сумгаит, 2007), X международная научная конференция, посвященная 450-летию Астрахани «Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря и водоемов внутреннего стока Евразии» (Астрахань, 2008), международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы биоэкологи» (Москва, 2008).

Обоснование научных положений, выводов и рекомендаций. Полученные научные положения и выводы диссертации являются результатом исследований, проведённых на базе кафедры ботаники Московского областного государственного университета, Ставропольского государственного университета (SV), Института физиологии растений, изучены фонды Гербариев: Ботанического института им. В.Л.Комарова РАН (LE), Биологического факультета МГУ (МW), Всероссийского научно-исследовательского института лекарственных и ароматических растений (МОSМ), Главного ботанического сада им. Н.В. Цицина РАН (МНА), Института ботаники им. М.Г.Холодного НАН Украины (КW), Кавказского государственного природного биосферного заповедника (СSR-Майкоп), Кубанского государственного аграрного университета (КBAI), Ростовского-на-Дону государственного университета (RV), Калмыцкого государственного университета (КV), Астраханского государственного университета (АV), Ставропольского ботанического сада, отдела природы Ставропольского государственного краеведческого музея им. Г.Прозрителева и Г.Праве, с использованием необходимого оборудования, современной компьютерной техники и программного обеспечения.

Личный вклад автора. Все исследования, выполненные и описанные в диссертации, включая теоретическое обоснование проблем, выбор общего направления исследований проведены автором. Автор лично участвовал в выполнении полевых исследовании и экспериментов. Часть экспериментальных исследований выполнено в соавторстве. Систематизация, теоретическое обоснование и внедрение в практику осуществлены непосредственно автором.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 25 работ, в том числе 1 монография, 11 работ в изданиях, входящих в перечень, рекомендуемый ВАК для публикациирезультатов докторских диссертаций, 10 публикаций в виде материалов докладов международных и российских конференций, 3 работы находятся в печати.

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, приложения, содержащие 232 страницы. Основная часть работы изложена на 456 страницах и содержит 32 таблицы и 11 рисунков. Список использованной литературы включает 325 источников, в том числе 32 на иностранных языках. В приложения вынесены конспект флоры ксерофитов Предкавказья, список рудеральных видов, список видов на которых проводились физиологические и биохимические исследования.

ГЛАВА 1. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДКАВКАЗЬЯ

В главе рассматриваются физико-географические особенности региона. Основное внимание уделяется климатическим, орографическим, гидрологическим, эдафическим и растительным компонентам основных ландшафных провинций региона. Среди ландшафтных провинций выделяют (Н.А.Шальнев, 1995, 2004; Н.А.Шальнев, А.А Лиховид и др., 2002) провинцию лесостепных ландшафтов, провинцию степных ландшафтов, провинцию полупустынных (ксерофитных) ландшафтов, провинцию предгорных лесостепных ландшафтов и провинцию среднегорных ландшафтов лесостепей и остепненных лугов.

Глава 2. Методы исследования

Материалом для исследований служили ксерофиты Предкавказья. Полевые исследования проводились в сезоны 1995 – 2007 годов, в разное время: ранней и поздней весной, летом, поздним летом и в некоторых пунктах – осенью. Исследуемая территория была покрыта сетью заранее предусмотренных маршрутов. Сбор материала осуществлялся как маршрутным методом, так и на стационарах, с использованием различных методик. Выбор маршрутов и заложение базовых участков проводились с учетом полноты охвата различных экологических условий и разнообразия растительных ассоциаций, в формировании которых принимали участие ксерофиты (схема 1).

Схема 1. Предкавказья с указанием основных районов работы (границы районов приведены по Н.А.Гвоздецкому, 1963)

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 12 |






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