ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ФАКТОРОВ НА УСТОЙЧИВОСТЬ РАЗВИТИЯ ПРИЗНАКОВ ИВЫ БЕЛОЙ (SALIX ALBA L.)

Ишбирдин А.Р. ¹, Кулагин А.Ю. ², Мокин А.А. ³

¹Доктор биологических наук, профессор, Башкирский государственный университет; ²Доктор биологических наук, профессор; ³Аспирант, Башкирский государственный педагогический университет им. М. Акмуллы

ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ФАКТОРОВ НА УСТОЙЧИВОСТЬ РАЗВИТИЯ ПРИЗНАКОВ ИВЫ БЕЛОЙ (SALIX ALBA L.)

Аннотация

 В работе проведено изучение адаптационной изменчивости S.alba на морфологическом уровне в бассейнах рек Белая, Худолаз и Блява – районах интенсивного техногенного воздействия на природные комплексы. Результаты исследования позволят разработать методику биоиндикации и мониторинга загрязнения околоводных экосистем в районе техногенного воздействия.

Ключевые слова: Флуктуирующая асимметрия, ива белая (S.alba), загрязнение.

Ishbirdin A.R. ¹, Kulagin A. Yu. ², Mokin A.A. ³

¹Doktor of Biological Sciences, Professor , Bashkir State University; ²Doktor of Biological Sciences, Professor; ³Postgraduate student, Bashkir State Pedagogical University of M. Akmulla.

EXTREME EXPOSURE FACTORS ON THE DEVELOPMENT OF RESISTANCE WHITE WILLOW (SALIX ALBA L.)

Abstract

The study of adaptive variation S.alba at the morphological level in the river basins White, Hudolaz and Blyava - areas of intense anthropogenic impact on natural systems. Results of the study will develop a methodology for bio-indication and monitoring of pollution-related ecosystems in the industrial impact.

Keywords: Fluctuating asymmetry, white willow (S.alba), pollution.

На  Южном Урале  сосредоточен ряд крупных предприятий металлургической отрасли, что ставит территорию под жёсткий техногенный пресс [1].  В связи с этим становится актуальным использование методов биологической индикации, позволяющих получить достоверную информацию о состоянии окружающей среды.

Ива белая (Sаlix alba) L. — наиболее перспективный в этом плане вид, произрастающий в местах с различными экологическими условиями [2].

Целью исследования было изучение воздействия экстремальных факторов на устойчивость развития признаков S. alba L.

В сезоны 2010-2011 гг. на территории г.г. Уфа, Медногорск и Сибай выполнены 27 выборок. Со 135 средневозрастных деревьев было отобрано по 30 образцов листовых пластинок.

Отбор листьев производился с нижней части кроны после окончания формирования и роста листовых пластин.

Материал собирался в местах с различной степенью загрязнения и увлажнения. По степени загрязнения материал собирался непосредственно у источника загрязнения в местах сброса сточных вод, на незначительном удалении от источника загрязнения выше и ниже по течению водотоков, а также в относительно чистом для данного региона месте на значительном удалении выше и ниже источника загрязнения по водотоку. По степени увлажнения отбор материала производился в прибрежной зоне и на удалении от него.

После сбора материала, образцы для сохранения первичных соотношений размеров подвергались временной заморозке и дальнейшему сканированию на сканере CanoScan LIDE Canon. Режим сканирования – не менее 150 dpi в виде цветного изображения в формате JPEG.

Для оценки величины флуктуирующей асимметрии (ФА) листовой пластинки использовали стандартный набор из 5 морфологических признаков [3], характеризующих стабильность формообразования листовой пластинки в онтогенезе.

С каждого листа снимали показатели по пяти промерам левой и правой сторон листа: 1 – ширина левой и правой половинок листа (от границы центральной жилки до края листа); 2 – длина жилки второго порядка, второй от основания листа; 3 – расстояние между основаниями первой и второй жилок второго порядка; 4 – расстояние между концами этих же жилок; 5 – угол между главной жилкой и 2-й от основания листа жилкой 2-го порядка.

Статистическую обработку экспериментальных данных проводили с помощью Image, а также  пакета прикладных программ Microsoft Excel.

При воздействии экстремальных факторов наибольшую асимметрию проявил признак ширина левой и правой половинок листа и поэтому является самым информативным признаком в оценке качества среды.

6

2

3

4

5

Рис. 1. Влияние уровня загрязнения на значения интегрального показателя флуктуирующей асимметрии  в окрестностях г. Медногорск.

Примечание: По оси абсцисс – расположены выборки в топографическом порядке по течению водотока; по оси ординат показаны –  значения интегрального показателя стабильности развития. 2 – выборка расположенная выше объекта загрязнения (медно-серный комбинат); 3 –выборка расположенная рядом с  МСК; 4 – выборка расположенная ниже от МСК; 5– выборка расположена на значительном удалении  ниже от МСК; 6–выборка расположенная на значительном удалении выше от МСК.

Результатами исследований отмечено, что по мере приближения к объекту загрязнения наблюдается увеличение значений интегральных показателей. Наибольшие значения интегральных показателей флуктуирующей асимметрии (0,248 и 0,237) наблюдаются в выборках, выполненных на не значительном удалении от объекта загрязнения. Наименьшее значение интегрального показателя (0,173) отмечено в выборке, выполненной вблизи от объекта загрязнения, что является проявлением стабилизации в развитии признаков. В этом случае ФА следует понимать не только как изменчивость под влиянием факторов среды, но и как один из путей проявления адаптационного механизма (см. рис.1).

Для г. Уфа и г. Сибай наибольшие значения интегральных показателей отмечены в выборках, выполненных на удалении от воды – 0,160 и 0,219 (соответственно). На градиенте уменьшения увлажнения отмечено возрастание значений интегрального показателя ФА, что является проявлением дестабилизации в развитии признаков.

В ряду Уфа-Сибай-Медногорск, в котором нарастает континентальность и снижается увлажненность климата, наблюдается увеличение в целом показателя ФА. Что является проявлением влияния климатических условий.

Наибольшую асимметричность проявили выборки, выполненные в г. Медногорск. Поэтому загрязнение можно считать доминирующим и определяющим фактором в жизни исследуемого вида, которое оказывает стимулирующее влияние на развитии признака.