Конкурс-конференции «современные аспекты изучения экологии растений»



страница5/10
Дата23.04.2016
Размер1.66 Mb.
ТипКонкурс
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

Заключение

Выполненные исследования подтвердили данные литературы о том, что Convolvulus arvensis является пластичным рудеральным видом, который распространен в широком спектре местообитаний – сегетальных и рудеральных.

В трех изученных популяциях Convolvulus arvensis характеризовался достаточно высокими значениями биоморфологических параметров (длина самого большого побега и число листьев на нем, общая длина всех побегов), что свидетельствует о пластичности этого вида, позволяющей ему в разных условиях проявлять высокую жизненность. Однако при определении виталитета популяций выявились различия отношения вида к разным местообитаниям. В сегетальных сообществах (огород, картофельное поле) у вида формируются депрессивные популяции с преобладанием мелких особей. В рудеральном сообществе залежи по виталитету популяция вида была процветающей (преобладали крупные особи).

Полученные результаты имеют значение для классификации синантропных сообществ. Они могут быть использованы в учебных курсах «Популяционная экология растений», «Наука о растительности» и «Синэкология растений».



Исследование выполнено на кафедре биоэкологии и биологического образования БГПУ им. М. Акмуллы.
Литература

1. Абрамова Л.М. Адвентизация растительности Башкортостана // В кн.: Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Современное состояние основных концепций науки о растительности – Уфа: АН РБ, Гилем, 2012. – С. 298-303.

2. Жиляев Г.Г. Жизнеспособность популяций растений. – Львов, 2005. – 304 с.

3. Злобин Ю.А. Структура фитопопуляций // Успехи современной биологии. – 1996. Т. 116. № 2. – С. 133-146.

4. Злобин Ю.А. Популяционная экология растений: современное состояние, точки роста. – Сумы: Университетская книга, 2009. – 263 с.

5. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Современное состояние основных концепций науки о растительности – Уфа: АН РБ, Гилем, 2012. – 488 с.

6. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Краткий энциклопедический словарь науки о растительности. – Уфа: Гилем, Башк. энцикл., 2014. – 288 с.

7. Наумова Л.Г., Злобин Ю.А. Основы популяционной экологии растений. – Уфа: Изд-во БГПУ, 2009. – 88 с.

8. Работнов Т.А. Фитоценология. 3-е изд. – М.: Изд-во Моск. гос. ун-та, 1992. – 350 с.
Кулизин П.В.1, Гусев Е.С. 2, Воденеева Е.Л. 3


  1. студент ННГУ им. Н.И. Лобачевского, г. Нижний Новгород, РФ

  2. с. н. с. ИБВВ им. И.Д. Папанина РАН, п. Борок, Россия, к. б. н.

  3. доцент каф. ботаники ННГУ им. Н.И. Лобачевского,

г. Нижний Новгород, Россия, к. б. н.
Коллекция десмидиевых водорослей в ИБВВ РАН
Введение

Водоросли – древнейшие про- и эукариотические фотосинтезирующие организмы, ведущие свободный и симбиотический образ жизни. Эта группа организмов обладает большим разнообразием морфологии, анатомии, онтогенеза, географии и экологии. В связи с этим водоросли являются перспективными объектами для проведения разноплановых научных исследований. Одним из важнейших методов изучения этой группы организмов является создание коллекции культур водорослей. Попытки введения водорослей в культуру известны с конца XIX века. Впервые немецкий ученый Фердинанд Кох (F.Koch), основатель бактериологии, в 1850 г. смог сохранить одноклеточную жгутиковую водоросль Haematococcus (Chlorophyceae) в течение некоторого времени и назвал эту процедуру «культивирование» (Гайсина и др., 2008). Коллекции водорослей имеют огромное научное и прикладное значение. Ведущие мировые коллекции водорослей являются не только своеобразными «банками» для хранения генофонда водорослей и источниками объектов для биотехнологии, но и ведущими научно-исследовательскими и образовательными центрами, выполняющими работы в области систематики и экологии данных групп организмов (http://bspu.ru/node/27497).



К числу таких центров относится Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН, в котором имеется большая коллекция культур водорослей (диатомовых, десмидиевых, золотистых). Она образована в 50-х годах ХХ века д.б.н. К.А. Гусевой. В 2003 году она была зарегистрирована в международной федерации коллекций культур (WFCC) как BOROK WDCM602. Значительную часть этой коллекции в настоящее время составляют штаммы, выделенные из тропического региона. Формирование коллекции культур тропических водорослей началось в 2011 году, когда были выделены первые штаммы водорослей из проб, собранных в Центральном и Южном Вьетнаме.

Цель работы – провести инвентаризацию коллекции десмидиевых водорослей в ИБВВ РАН и выполнить ее таксономический анализ.



Материалы и методы

Материалом для настоящей работы послужили пробы, отобранные с водохранилищ, естественных озер, пойменных водоемов и небольших озер заболоченных территорий в провинциях Кханьхоа, Биньтхуан, Донгнай, Ламдонг и Даклак (Вьетнам). Отбор проб фитопланктона и пересадка их в культуры осуществлялась с. н. с. ИБВВ РАН Гусевым Е. С. Пробы были взяты с помощью планктонной сети с размером ячеи 25 мкм. Клетки водорослей изолировались с помощью пипетки, затем промывались в стерильной воде (4-6 раз) и помещались в 96 луночные планшеты. Спустя некоторое время клетки были пересажены в пластиковые чашки Петри. Культивируются альгологически чистые штаммы, выделенные из одной клетки. Для культивирования водорослей была использована питательная среда WC (Guillard, Lorenzen, 1972) и поддерживалась температура от +20 до +22 ºC. Хранение культур осуществляется при температуре от +7 до +12 ºC в холодильных установках.

Личный вклад автора в данной работе заключался в определении видов десмидиевых водорослей, изучении их морфологии и создании микрофотографий. Для идентификации и получения качественных фотографии был использован световой микроскоп инвертированного типа Olympus IX71 (Japan).

Определение видов осуществлялось с использованием отечественных и зарубежных определителей, а также отдельных публикаций (Косинская, 1960; Scott, Prescott, 1966; Prescott et al., 1975; Islam, Haroon, 1980; Ling, Tyler, 2000; Coesel, Meesters, 2007).



Результаты и обсуждение

Разнообразие форм и свойственная только конъюгатам симметрия в строении клетки делают эту группу привлекательным и популярным объектом для исследования. За более чем 200-летнюю историю изучения группы было описано более 4000 видов, которые в настоящее время относят примерно к 60 родам (Гончаров, 2009). Система данной группы водорослей окончательно не разработана и требует дальнейшего изучения.

К настоящему времени в коллекции насчитывается около 300 клональных альгологически чистых штаммов водорослей порядка Desmidiales (класс Zygnematophyceae). Всего нами было изучено около 60 видов десмидиевых водорослей. Основную часть коллекции составляют водоросли из родов: Cosmarium Corda ex Ralfs (15 таксонов), Closterium Nitzsch ex Ralfs (10), Staurastrum Meyen ex Ralfs (9), Euastrum Ehrenberg ex Ralfs (8), Micrasterias C.Agardh ex Ralfs (5), Pleurotaenium Nägeli (3), Actinotaenium (Nägeli) Teiling (3), Staurodesmus Teiling (3), Desmidium C.Agardh ex Ralfs (1), Euastridium W. West & G.S.West (1), Gonatozygon De Bary (1), Spondylosium Brébisson ex Kützing (1), Xanthidium Ehrenberg ex Ralfs (1), Onychonema Wall (1), Hyalotheca Ehr. (1), Teilingia Bourr. (1).

Одним из наиболее многочисленных является род Cosmarium Corda ex Ralfs, представленный различными видами. Наиболее часто встречается C. portianum Arch. и C. contractum Kirch., представленные в коллекции несколькими штаммами, собранными в различных провинциях Вьетнама. Для C. contractum Kirch. характерна глубокая перетяжка у клеток, синус широко открыт. У C. portianum Arch. так же широко открытый синус и заметно вытянутый перешеек. Также довольно часто встречаются C. regnesii Reinsch., C. subspeciosum Nordstedt., C. granatum Breb., С. regulare Schmidle, C. venustum Breb, C. clepsydra Nordst., C. cf. retusiforme (Wille) Gutw., C. subadoxum Gronblad. C. quadrum имеет клетки квадратной формы с довольно крупными размерами. Оболочка клетки густо гранулирована. Наиболее примечательным является C. nudum систематическое положение которого не вполне ясно. Сходный по морфологии C. obsoletum был помещен в род Pachyphorum, который объединил клетки круглые, угловато-круглые или эллиптические, сильно утолщенные, всегда глубоко перетянутые. Верхние углы округленные или тупые, нижние округленные, всегда с утолщенной оболочкой. Этот вид требует тщательного изучения.



Вторым по частоте встречаемости является род Staurastrum Meyen ex Ralfs представители которого очень изменчивы по морфологии. St. saltans Josh, St. leptocladum Nordst., St. tetracerum Ralfs., St. avicula Breb. типичные обитатели некоторых водоемов Центрального и Южного Вьетнама. Наиболее редкими и примечательными являются St. sexangulare Bulnh., St. tohopekaligense Wolle, боковые углы полуклеток которых вытянуты в длинные тонкие или более короткие толстые отростки с верхушкой, заканчивающейся 2-3 шипами. Виды имеют много форм очень изменчивых по количеству и длине отростков.

Так же интересны шиповатые виды Staurastrum monticulosum (Brébisson in Ralfs), Xanthidium cf. acanthophorum Nordst. определение которых нуждается в дополнительной проверке.

Род Staurodesmus Teiling представлен в коллекции тремя видами. Отличительными признаками рода является наличие одиночных простых шипов на углах полуклеток, гладкая, лишенная орнаментации оболочка и глубокая перетянутость клеток. Основными систематическими признаками являются строение синуса, форма полуклеток и расположение шипов на углах полуклеток. Наиболее распространены Sd. dejectus Breb., Sdclepsydra Nordst.

Род Actinotaenium (Nägeli) Teiling представлен тремя видами. Отличительными признаками данного рода является обязательное наличие пор в оболочке, более или менее развитый синус. Основной систематический признак – это форма клетки, размеры, строение хлоропласта.

Род Pleurotaenium Nägeli представлен в коллекции тремя видами. Систематика данного рода претерпевает изменения и более точное определение будет дано в дальнейшем. Важными систематическими признаками является лентовидно-постенное строение хроматофора, присутствие выпуклого кольца на перешейке клетки, а также отсутствие штрихов и поясков на клеточной оболочке.

Коллекция ИБВВ им. И.Д. Папанина РАН богата представителями рода Closterium Nitzsch ex Ralfs. Род характеризуется отсутствием видимой срединной перетяжки, ясно суживающимися к концам клетками и нередко их согнутостью. Очень характерный признак – наличие терминальных вакуолей с движущимися кристалликами гипса. Одним из наиболее многочисленных является Cl. Ehrenbergii Menegh. К числу наиболее редких относится Cl. braunii Reinsch., длина клеток которого превышает 500 мкм.

Род Micrasterias C.Agardh ex Ralfs представлен несколькими таксонами. Представители данного рода встречаются во многих водоемах Вьетнама. Наиболее интересным является M. mahabuleshwarensis Hobs. представленный в данной коллекции двумя разновидностями. Кроме того, в водоемах Вьетнама обитают: M. pinnatifida Kutz., M. cf. zeylanica Fritsch., M. radians Turn. и др. Систематика данного рода на данный период времени претерпевает изменения под влиянием молекулярно-генетических исследований.

Род Euastrum Ehrenberg ex Ralfs представлен клетками очень разнообразными по форме и величине. Eu. coralloides Josh., Eu. acanthophorum Turn., Eu. spinulosum Delp., Eu. denticulatum Kirchn. часто встречаются во многих водоемах центрального и южного Вьетнама.

Очень интересной является находка и введение в культуру Euastridium staurastroides Carter. систематическое положение которого требует детального изучения. Этот вид характерен только для тропического региона.

Также в коллекции встречаются виды, образующие колонии. Среди них встречаются Desmidium swartzii Ag., Spondylosium cf. planum (Wolle), Hyalotheca dissiliens Smith, Teilingia granulata Roy et Biss., Onychonema cf. laeve Nordst. и др.

Формируется каталог коллекции, создаётся банк геномной ДНК для последующих молекулярных исследований. Проводится изучение морфологии с помощью электронной микроскопии.



Заключение

Инвентаризация коллекции десмидиевых водорослей в ИБВВ РАН выявила 64 видовых и внутривидовых таксона. Спектр ведущих родов коллекции определяли роды Cosmarium Corda ex Ralfs, Closterium Nitzsch ex Ralfs, Staurastrum Meyen ex Ralfs, Euastrum Ehrenberg ex Ralfs и Micrasterias C.Agardh ex Ralfs. Выявленные морфологические критерии будут использованы при проведении молекулярно-генетических исследований этих видов и составлении обобщенных диагнозов.



Литература

1. Гайсина Л.А., Фазлутдинова А.И., Кабиров Р.Р. Современные методы выделения и культивирования водорослей: учебное пособие. Уфа: Изд-во БГПУ, 2008. 152 с.



2. Гончаров А.А. Проблемы систематики коньгат (ZYGNEMATOPHYCEAE, STREPTOPHYTA) с точки зрения молекулярно-филогенетических данных // Ботанический журнал. 2009. №10. С. 117-148.

3. Анисимова О.В. Мелкие представители рода Cosmarium

(CONJUGATOPHYCEAE, DESMIDIALES) из двух сфагновых болот Московской области // Новости систематики низших растений. Том 47. 2013. С. 13-22.

4. Экология внутренних вод Вьетнама под ред. Павлова Д.С., Зворыкина Д.Д. Москва: Т-во научных изданий КМК. 2014. 435 с.

5. Косинская Е.К. Коньюгаты и сцеплянки (2). Десмидиевые водоросли // Флора споровых растений СССР. М.; Л. Академия наук СССР. 1960. Т. 5. № 1. 706 с.

6. Scott A.M., Prescott G.W. Indonesian Desmids // Hydrobiologia. Vol. XVII. № 1-2. 1966. P. 1-259.

7. Ling H.U., Tyler P.A. Australian Freshwater Algae // J. Cramer. Berlin: Stuttgard. 2000. 633 р.

8. Islam N., Haroon Y. Desmids of Bangladesh // Int. Revue ges. Hydrobiol. Vol.65, Iss. 4. 1980. P. 551-604.

9. Coesel P. F. M., Meesters K. J. Desmids of the Lowlands. Mesotaeniaceae and Desmidiaceae of the European Lowlands. Zeist. Stowa. 2007. 352 p.

10. Prescott G. W., Bicudo C. E., Vinyard W. C. A synopsis of North American desmids. Part II. Desmidiaceae: Placodermae. Sect. 4. Lincoln. University of Nebraska Press. 1982. 700 p.

11. http://bspu.ru/node/27497.
Лактионова Любовь Игоревна 1, Мальцев Евгений Иванович2

1 – Мелитопольский государственный педагогический университет

имени Богдана Хмельницкого, г. Мелитополь, Украина

2 – ассистент Мелитопольского государственного педагогического университета имени Богдана Хмельницкого
Определение видового состава водорослей ЛЕСНой ПОДСТИЛки разных насаждений каменско-днепровкого леса (Запорожская область, украина)
На сегодняшний день известно большое разнообразие живых организмов. Среди этих организмов особое место занимают водоросли – древнейшие про- и эукариотические фотосинтезирующие организмы, ведущие свободный или симбиотический способ жизни. Водоросли характеризуются способностью существовать в различных местообитаниях: они встречаются в водной среде, внутри известнякового субстрата, в воздухе, в горячих источниках и на льду, в глубинах морей, океанов и на вершинах гор [3].

Лесная подстилка – особый горизонт профиля почвы наземных экосистем, который состоит из отмерших растительных остатков (опад, отпад) [2]. Растительному опаду принадлежит важная роль в формировании водорослевых группировок лесных почв также, как это показано на примере подзолистых почв [8]. Таким образом, от характера наземной растительности в значительной степени зависит состав и количество почвенных водорослей, которые выступают как основные части биогеоценозов. При смене лесообразующих пород изменяется состав водорослевых группировок в лесу. Подобные изменения связаны с наличием и характером подстилки [1].



Цель работы: определить видовой состав альгосообществ лесной подстилки разных насаждений Каменско-Днепровского леса.

Задачи работы:

1. Установить таксономический состав водорослей лесной подстилки разных насаждений Каменско-Днепровского леса.

2. Выделить доминанты и субдоминанты, ведущие семейства исследуемых альгосообществ.

3. Составить спектры жизненных форм.



Материалы и методы исследований

Исследование видового состава водорослей лесной подстилки проводили весной, летом, осенью и зимой 2014 г. на примере насаждений Quercus robur L., Robinia pseudoacacia L. и Pinus pallasiana Lamb. в Каменско-Днепровском лесе (Каменско-Днепровский р-н, Запорожская обл., Украина). Подстилку отбирали по горизонтам: L – верхняя часть лесной подстилки, которая ежегодно подновляется за счет опадающих фракций; F – средний горизонт лесной подстилки, включающий в себя полуразложившийся растительный опад, и Н – нижний горизонт лиственного опада представленный однородной органической массой. Отбор подстилки проводили квадратным шаблоном 20х20 см с двадцатикратным повтором [4].

Видовой состав водорослей определяли на основе культур со стеклами обрастания и агаровых культур. Доминанты и субдоминанты определяли согласно шкале разнообразия, метода прямого микроскопирования чашечных культур, предложенной Г.Г. Кузяхметовым [6]. Жизненные формы водорослей определяли по рекомендациям Э.А. Штины [8]. Для анализа систематической структуры использована система И.Ю. Костикова с соавторами [5].

Автором был проведен сбор полевых образцов, лабораторные исследования на базе Лаборатории альгоэкологических исследований наземных и водных экосистем Мелитопольского государственного педагогического университета имени Богдана Хмельницкого.



Результаты и их обсуждение

Всего в лесной подстилке Каменско-Днепровского леса исследуемых насаждений обнаружено 37 видов водорослей. Большинство видов относилось к отделам Cyanophyta и Chlorophyta. Отделы Bacillariophyta и Xanthophyta были незначительними и насчитывали несколько представителей, отдел Eustigmatophyta был представлен всего одним видом. Наибольшее количество видов водорослей было обнаружено в лиственных насаждениях − дуба обыкновенного и акации белой, наименьшее − в насаждении сосны крымской. Также отмечено изменение видового состава альгосообщества в горизонтах подлеска. Так, в каждом насаждении наблюдалось уменьшение видов от L-горизонта к H-горизонту.

В подстилке исследуемого дубового насаждения нами отмечено 24 вида водорослей, при этом горизонт L населен 17 видами, F – 10, а H – 3. Среди обнаруженных видов 13 (54 %) принадлежат к отделу Cyanophyta, 6 (25 %) – к Chlorophyta, 4 (17 %) – к Xanthophyta, а 1 (4 %) – к Bacillariophyta. В качестве ведущего семейства выделено Nostocaceae. Домирующим видом был Nostoc edaphicum Kondrat, а субдоминирующим Klebsormidium flaccidum (Kützing) P.C.Silva. Для анализа экологического состояния был составленный жизненный спектр жизненных форм, представленный формулой Ch9B5СF3H2P2X2С1 (24), где преобладали виды-убиквитсы. Отличительной особенностью весенней подстилки являлось отсутствие представителей Eustigmatophyta.

Альгосообщество подстилки насаждения Robinia pseudoacacia L. состояло из 17 видов, которые относились к следующим отделам: Chlorophyta – 7 (41 %), Cyanophyta – 4 (24 %), Bacillariophyta – 3 (18 %), Xanthophyta – 2 (12 %), Eustigmatophyta – 1 (6 %). По горизонтам водоросли распределились следующим образом: верхний – 11 видов, средний – 6 и нижний – 2. К ведущему семейству отнесли Phormidiaceae. Доминантом был Chlorococcum (Neospongiococcum) microstigmatum Archibald et Bold, а субдоминантом – Chlorella vulgaris Beijer. Спектр жизненных форм представлен формулой X7Ch3B2СF2H2P1С1 (17). Следует отметить, что среди жизненных форм водорослей белоакациевой подстилки преобладала Х-форма, что может быть связано с более близким расположением к пойме р. Днепр.

Подстилка соснового насаждения состояла из двух горизонтов – верхнего и нижнего. Альгосообщество составляло 10 видов водорослей. Они относились к пяти отелам: Cyanophyta – 5 (50%), Chlorophyta – 2 (20%), Bacillariophyta – 1 (10%), Eustigmatophyta –1 (10%) и Xanthophyta – 1 (10%). Ведущее семейство насаждения Pinus pallasiana D. – Phormidiaceae. В верхнем горизонте лесной подстилки находилось 7 видов водорослей, в нижнем – 3. Видом-доминантом являлся Phormidium autumnale (Agardh) Gomont, видом-субдоминантом – Nostoc paludosum Kuetz. Спектр жизненной формы выражен формулой Ch4СF3B1H1P1 (10).

Отличительной чертой сосновой подстилки оказалось преобладание в H – горизонте представителей синезеленых водорослей, а также отсутствие теневыносливых и влаголюбивых жизненных форм.




1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


База данных защищена авторским правом ©ekollog.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал