Интегральная оценка качества среды по флуктуирующей асимметрии листьв некоторых видов древесных растений в условиях Апшерона

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Биология


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Международный Научный Институт & quot-Educatio"- II (9), 2015
157
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА СРЕДЫ ПО ФЛУКТУИРУЮЩЕЙ АСИММЕТРИИ ЛИСТЬВ НЕКОТОРЫХ ВИДОВ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ В УСЛОВИЯХ АПШЕРОНА
Мамедова Афет Октай
докт. биол. наук, профессор кафедры Ботаника Бакинского Государственного Университета, г. Баку
Мамедова Роза Назим
Аспирант кафедры Биоэкология Бакинского Государственного Университета, г. Баку
Гафарова Беим Таир
Аспирант кафедры Биоэкология Бакинского Государственного Университета, г. Баку
INTEGRAL ASSESSMENT OF ENVIRONMENTAL Q UALITY BY FLUCTUATING ASYMMETRY OF THE LEA VES OF SOME WOODY PLANTS ' SPECIES ON THE REGION OF ABSHERON
Mammadova Afat, Doctor of Biological Sciences, professor of the department of Botany of Baku State University, Baku Mammadova Roza, Postgraduate student of the department of Bioecology of Baku State University, Baku Qafarova Beim, Postgraduate student of the department of Bioecology of Baku State University, Baku
АННОТАЦИЯ
Изучена возможность использования для оценки качества среды показателей флуктуирующей асимметрии и общей фенотипической изменчивости листовых пластин в популяциях древесных растений Q. Ilex, Olea europea L., Quercus ilex L., and Platanus orientalis L., которые произрастают на различных территориях Апшерона с разной степенью экологического загрязнения. Обнаружена вариация этих показателей в популяциях этих видов деревьев, в зависимости от разной степени техногенной нагрузки на среду их произрастания. Сделан вывод о перспективности использования данных видов в целях биоиндикации среды.
ABSTRACT
The article is devoted to the study of the possibility to use for the estimation of the environmental quality the fluctuating asymmetry parameter and the total phenotypic variation of leaf blades in populations of woody plants Olea europea L., Quercus ilex L., and Platanus orientalis L., growing in areas of Apsheron with varying degrees of environmental pollution. The variability of these parameters in the populations оf this plants ' species is investigated. The conclusion about the prospects of using these species for bioindication of environment is made.
Ключевые слова: флуктуирующая асимметрия, техногенное загрязнение, морфометрические признаки листьев.
Keywords: fluctuating asymmetry, industrial pollution, morphometric characters of the leaves.
Важнейшие глобальные проблемы, стоящие перед современным человеком это экологические проблемы. Ведь возрастающая с каждым годом деградация природной среды под влиянием антропогенных загрязнений создает угрозу выживаемости человечества. Здоровье среды — экологическая составляющая концепции устойчивого развития. Если признать, что главная идея устойчивого развития состоит в том, чтобы вписать все возрастающую активность человека в естественные возможности планеты, то приоритетными становятся индикаторы состояния среды [2 с. 7]. Набор индикаторов состояния окружающей среды называют экологическими индикаторами. Экологический индикатор — это та характеристика, которая дает представление о состоянии окружающей природной среды, воздействии на нее человека, о последствиях этого воздействия, а также о том, насколько эффективными могут быть или оказались реализованные природоохранные меры [9 с. 5].
Существуют различные виды экологических индикаторов, но анализ литературных источников [1, 4, 5, 6, 9, 10] показал, что весьма перспективным подходом для интегральной характеристики качества среды в настоящее время считается оценка состояния растений по стабильности развития, которая характеризуется уровнем флуктуирующей асимметрии морфологических структур. Флуктуирующей асимметрией называют небольшие ненаправленные различия между правой и левой сторонами различных морфологических структур, в норме обладающих билатеральной симметрией. Явление флуктуирующей асимметрии связано с нарушением стабильности развития организма в результате воздействия внешних факторов, в первую очередь антропогенного. Степень выраженности флуктуирующей асимметрии напрямую зависит от силы воздействия фактора: чем он сильнее, тем большие значения имеет показатель флуктуирующей асимметрии [1, 10].
В связи с вышеупомянутым целью наших исследований явилось оценка качества среды по стабильности
развития через анализ изменения интегральной оценки показателей флуктуирующей асимметрии билатеральных морфометрических признаков листьев в популяциях древесных растений Olea europea L., Platanus orientalis L., Quercus ilex L., произрастающих в нормальных и загрязненных в экологическом отношении участках Апшерон-ского района.
Материалы и методы исследований. В качестве объектов исследования были использованы следующие виды древесных растений: Olea europea L.- оливковое дерево и Platanus orientalis L. — платан восточный и Quercus ilex — каменный дуб.
Olea europea L.- оливковое дерево — это вечнозеленое растение с компактной кроной, достигающее высоту 4−6 м, а иногда и выше. Ланцетовидные листья оливкового дерева серо-зеленого цвета. Оливковое дерево — это типичное растение сухих субтропиков, хорошо растущее в континентальных климатических условиях, устойчивое к засухе, засолению и сильным ветрам. Это долгоживущее растение выращивают с давних времен на территории Ап-шерона для декоративных целей и для получения растительного масла [7].
Platanus orientalis L. — платан восточный — дерево высотой 25−50 м, с неровным, узловатым, мощным стволом. Имеет широкую и раскидистую крону. Кора ствола светло-серая или зеленовато-серая, отпадает крупными тонкими чешуями, которые обнажают пятна более светлого внутреннего слоя коры белого или желтовато-серого цвета. Листья большей частью пяти, реже семилопастные, и на молодых побегах изредка трёхлопастные. Распространен на территории Азербайджана в естественных условиях, а также широко используется для декоративных и озеленительных целей.
Quercus ilex L.- каменный дуб был интродуцирован в Азербайджан в середине ХХ века. Каменный дуб, выращенный при нормальных условиях, может достигать высоты до 20 м. Его листья имеют эллиптическую форму, их
Международный Научный Институт & quot-Educatio"- II (9), 2015
158
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
размеры: 2−7 см в длину и 1−3 см в ширину. Каменный дуб растёт в естественных условиях в лесах, но это дерево также используется для озеленения парков, скверов и обочин дорог [8].
Для каждого исследуемого нами вида были отобраны по две пробные площадки исследования, степень и характер загрязненности которых, были определены на основе напечатанных отчетов и данных Министерства Экологии и Природных Ресурсов Азербайджанской Республики. В то же время были проанализированы в соответствующей лаборатории пробы почв, взятые из выбранных пробных площадок исследования. Согласно полученным результатам выбранные площадки исследования условно были разделены на экологически оптимальные, то есть экологически относительно чистые территории и на экологически загрязненные, то есть рискованные территории. Так, для оливкового дерева экологически относительно чистой оптимальной территорией была выбрана площадка на территории поселка Герадиль, расположенная вдали от дорог с интенсивным движением и на значительной удаленности от промышленных предприятий. А для каменного дуба и платана восточного в качестве экологически относительно чистой оптимальной территории были выбраны площадки на территории Центрального Ботанического Сада НАНА, который расположен в Ясамаль-ском районе города Баку. В качестве экологически загрязненной территории для оливкового дерева была выбрана площадка на территории, загрязненной нефтью и нефтепродуктами. Для платана восточного и для каменного дуба в качестве экологически загрязненной территории были выбраны участки на обочинах перекрестков четырех дорог с интенсивным транспортом движением, соответственно на территории Наримановского и Насиминского районов города Баку. Сбор листьев для каждого из исследуемых видов на экологически относительно чистом оптимальном участке и на экологически загрязненном участке производили с деревьев ориентировочно одного
возраста, по всему периметру кроны с высоты 1.5 — 2 метров. На каждой пробной площадке сбор листьев проводился с одного дерева. Всего было собрано 1200 листьев (по 200 листьев с каждой из шести пробных площадок). Листья были собраны в июле 2014-го года. У собранных листьев проводились морфометрические измерения, показатели которых заносились в таблицу и обрабатывались при помощи специально созданного на основе общепринятых формул, пакета прграмм «Statistica — Excel» [2, 3]. Для каждого исследуемого вида в выборках листьев, собранных как с контрольного, так и с экологически загрязненного биотопов были определены средняя величина билатеральной разницы исследуемого морфометрического признака и коэффициент флуктуирующей асимметрии fill. Статистическая обработка проводилась с использованием стандартных формул [3].
Результаты исследований и их обсуждение. Исследование флуктуирующей асимметрии и общей фенотипической изменчивости листовых пластин в популяциях древесных растений O. europea, P. orientalis, Q. Ilex, произрастающих на различных территориях Апшерона с разной степенью антропогенного воздействия, позволило выявить уровень нарушения стабильности развития их популяций при неблагоприятных средовых воздействиях. Результаты исследований представлены в виде диаграммы на рисунке 1.
Итак, средняя величина билатеральной разницы исследуемого морфологического признака в выборке листьев O. europea из экологически оптимальной контрольной площадки составило 0,41, а в условиях экологического загрязнения этот показатель увеличивается до 0,8. Полученный показатель характеризуются высоким уровнем значимости различий с контрольной выборкой по критерию Стьюдента — р& lt-0,001. Коэффициент флуктуирующей асимметрии в контрольной выборке O. europea составил 0,13, а в условиях экологического загрязнения -0,29.
^ экологический оптимум -контроль
¦ экологически загрязненная территория
варианты
исследования
Рисунок 1. Сравнительная оценка средней величины билатеральной асимметрии в выборках листьев: I — Olea europea- II — Platanus orientalis- III — Quercus ilex
В выборке листьев P. оrientalis из экологически оптимальной контрольной зоны средняя величина билатеральной разницы составила 0,32. Тогда как в выборке листьев P. оrientalis из экологически загрязненного биотопа этот показатель увеличивается до 0,81 (р& lt-0,001). Коэффициент флуктуирующей асимметрии в выборке листьев P. оrientalis из контрольного биотопа составил 0,51, а в условиях экологического загрязнения — 0,76.
Средняя величина билатеральная разницы исследуемого морфологического признака в выборке листьев Q. ilex из контрольного биотопа составило — 1,27, а в условиях экологического загрязнения — 1,48 (р& lt-0,01). В вы-
борке листьев Q. ilex из контрольного биотопа коэффициент флуктуирующей асимметрии составил 0,63, а в условиях экологического загрязнения — 0,73.
Полученные данные свидетельствуют, что средняя величина билатеральной разницы и интегральные показатели флуктуирующей асимметрии морфологических признаков в выборках листьев исследуемых видов из экологически оптимальных и экологически загрязненных территорий различаются, и значительно выше в популяциях, подвергающихся интенсивному антропогенному воздействию. А увеличение флуктуирующей асимметрии указывает на уменьшение стабильности развития у всех трех исследуемых видов в условиях экологического загрязнения
Международный Научный Институт & quot-Educatio"- II (9), 2015
159
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
среды. Так, в выборке листьев O. europea из экологически загрязненного биотопа по сравнению с контрольной выборкой средняя величина билатеральной разницы исследуемого морфологического признака увеличивается в 1,9 раз, а коэффициент флуктуирующей асимметрии — в 2,2 раза. А в выборке листьев P. оrientalis из экологически загрязненного биотопа средняя величина билатеральной разницы увеличивается в 2,5 раз, а коэффициент флуктуирующей асимметрии — в 1,5 раз по сравнению с контрольной выборкой. В выборке листьев Q. ilex из экологически загрязненного биотопа средняя величина билатеральной разницы исследуемого морфологического признака в 1,2 раза, а коэффициент флуктуирующей асимметрии в 1,1 раз больше чем те же показатели в контрольной выборке.
Согласно полученным результатам из трех исследованных нами видов древесных растений наибольший уровень нарушений стабильности развития наблюдается у
O. europea — оливкового дерева. Это указывает на то, что это растение проявляет высокую чувствительность к условиям произрастания. А наименьший уровень нарушений стабильности развития наблюдается в выборках листьев каменного дуба — Q. ilex, т. е. этот вид оказался наиболее устойчивым к неблагоприятным факторам среды.
Таким образом, в результате исследования было установлено, что возможно оценить качество среды на основе изучения фенотипических изменений морфологических признаков листьев древесных растений O. europea, P. orientalis, Q. ilex. Методика определения изменения показателей флуктуирующей асимметрии дает возможность охарактеризовать состояние древесных растений, находящиеся под воздействием комплекса биотических, абиотических и техногенных факторов. Этот аспект в свою очередь дает возможность определить в целом отклонения от нормального оптимального состояния среды, а также позволяет выявлять изменения состояния организмов внутри популяции до появления явных признаков их угнетения. Поэтому использование этой методики для оценки качества среды считается весьма перспективным. Это указывает на важность определения для региона активных фитоиндикаторов для оценки качества среды по их стабильности развития. В проведенном исследовании было установлено, что из трех исследуемых видов наиболее активным фитоиндикатором в условиях Апшерона является O.
europea, средняя фитоиндикационная активность проявляется у P. orientalis, а наименее чувствителен к загрязнению среды Q. ilex.
Список литературы
1. Захаров В. М., Баранов А. С., Борисов В. И. и др. Здоровье среды: методика оценки. М.: Центр экологической политики России, 2000. 66 с.
2. Захаров В. М. Здоровье среды: концепция. — М.: Центр экологической политики России, 2000. — 30 с.
3. Лакин Т. Ф. Биометрия // Москва, Высшая школа, 1990, 349 c.
4. Мамедова А. О. Фитокомпоненты оценки и управления качеством окружающей среды // Журнал технических и естественных наук России № 3, 2008, с 75−82
5. Мельхова О. П., Егорова Е. И. и др. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / под ред. О. П. Мельховой, Е. И. Егоровой. М.: Изд. центр «Академия», 2007. С. 16, 17.
6. Неверова, O.A. Применение фитоиндикации в оценке загрязнения окружающей среды / O.A. Неверова // Междисциплинарн. научн. и приклад, журн. «Биосфера», 2009, Т. 1, № 1, с. 82−92.
7. Флора Азербайджана. Баку, изд. А Н Азерб., 1952, т. Ш, с. 102
8. Флора Азербайджана. Баку, изд. А Н Азерб., 1957, т. УП, с. 75, 78
9. Шеримбетов Х. С. Система экологических индикаторов для мониторинга состояния окружающей среды в Узбекистане. — Сборник статей «Экологические индикаторы для Узбекистана» // Проект Правительства Узбекистана/ПРООН Ташкент: «Патент-Пресс»,. С. 5−7
10. 2006 г Palmer A.R. Strobeck C. Fluctuating asymmetry as a measure of developmental stability: implications of nonnormal distributions and power of statistical tests// Acta Zool. Fenn. 1992. Vol. 191. P. 57−72
11. Van Valen L. A study of fluctuating asymmetry // Evolution, 1962, v. 16, No 2, p. 125−142
МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОТДЕЛЬНЫХ ВИДОВ ЛЕЙКОЦИТОВ У ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ СЕМЕЙСТВА ЕЖОВЫЕ (ERINACEIDAE)
Пономарев Всеволод Алексеевич,
док. биолог. н., профессор кафедры селекции, ботаники и экологии Ивановской государственной сельскохозяйственной академии им. акад. Д. К. Беляева Пронин Валерий Васильевич,
док. биолог. н., профессор кафедры морфологии, физиологии и ВСЭ Ивановской государственной сельскохозяйственной академии, им. акад. Д. К. Беляева Клетикова Людмила Владимировна, док. биолог. н., профессор кафедры акушерства, хирургии и незаразных болезней животных Ивановской
государственной сельскохозяйственной академии им. акад. Д.К. Беляева
Якименко Нина Николаевна,
канд. вет. н., доцент кафедры акушерства, хирургии и незаразных болезней животных Ивановской государственной
сельскохозяйственной академии, им. акад. Д.К. Беляева
Хозина Венера Мнировна,
Врач-ординатор кафедры акушерства, хирургии и незаразных болезней животных Ивановской государственной
сельскохозяйственной академии, им. акад. Д.К. Беляева
THE MORPHOLOGICAL’S CHARACTERISTICS OF INDIVIDUAL TYPES OF LEUKOCYTES IN EPRESENTATIVES OF THE FAMILY OF HEDGEHOG (ERINACEIDAE)
Ponomarev Vsevolod, Doc. biologist., Professor of Ivanovo State Agricultural Academy named after Academician D.K. Belyaeva, Ivanovo

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой