к вопросу об индикаторной роли признаков в структуре

Проблемы экологии Южного Урала
УДК 574.34.35.51
Мокин А.А.
Башкирский государственный педагогический университет им. М. Акмуллы
Еmail: alexmokin@mail.ru
К ВОПРОСУ ОБ ИНДИКАТОРНОЙ РОЛИ ПРИЗНАКОВ
В СТРУКТУРЕ МОРФОЛОГИЧЕСКОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ SALIX ALBA (L)
Ежедневно возрастает техногенная нагрузка на биосферу, что создает серьезную экологи3
ческую угрозу. Для этого необходима оценка загрязнения окружающей среды с последующим
экологическим мониторингом за растительными сообществами при помощи естественных ме3
ханизмов биологической индикации.
Ключевые слова: структура морфологической изменчивости, Salix alba, индикаторная роль
признаков.
CV
ком, а длина до максимального расширения листа и
Современная биосфера находится в условиях
ширина листа являются низковариабельными при!
постоянно возрастающего воздействия различных
знаками.
антропогенных факторов. Отчего целесообразным
Наиболее изменчивыми и детерминированны!
становится использование высших растений для ди!
ми в данных условиях признаками оказались длина
агностики состояния окружающей среды.
и угол между жилками. Изменение этих признаков
Для исследования был выбран один из наи!
приводит к изменению всей системы.
более массовых видов ив – Salix alba (L) ива бе!
Некоторые признаки (ширина листа и длина
лая. Обычный вид средней полосы России. Встре!
до максимального расширения листа) проявили
чается повсеместно, за исключением Крайнего се!
себя, как низковариабельные и слабодетермини!
вера [1].
рованные признаки, а по мере увеличения загряз!
Целью настоящего исследования было изуче!
ние структуры морфологической изменчи!
вости S. alba в различных условиях, в т.ч. в
×èñòàÿ âûáîðêà âûïîëíåííàÿ â îêðåñòíîñòÿõ ã.Ìåäíîãîðñê
34
условиях сильного промышленного загряз!
32
20
нения.
17
 41 18 19
43
5 35 39
30
37
14
Для изучения структуры морфологи!
Á1
36
27
15
42
33
À1
28
ческой изменчивости мы применили мето!
34
28
Â1 40
21
1613
12
38
44 6
26
11
7
дику Н.С. Ростовой [2, 307]. Метод пред!
22
Á
45
23
24
24
46Ã1
8
полагает выявление соотношения общей и
29
Ã
À
9
25
22
48
26
согласованной изменчивости признаков.
47 10
31 30
32
20
В июле 2010 г. В окрестностях г. Медно!
ä÷
18
горск было выполнено 6 выборок. С 5 дере!
16
вьев отобрано по 30 образцов листовых пла!
øë
14
1/2äë
стинок в каждой из выборок (отличающих!
12
ся различными экологическими условия!
äë
10
ми). У каждого модельного растения изме!
8
рялось по 13 параметров: длина листа, дли!
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
0,09
0,10
на листа до максимальной ширины, шири!
r
на листа, длина черешка, длина между кон!
Примечание: по оси ординат – показатель общей изменчивости (коэф!
цами жилок, длина между основаниями
фициент вариации); по оси абсцисс – показатель согласованной из!
жилок, длина жилок и углы между ними.
менчивости (коэффициент общей детерминации признака). I поле –
генетические индикаторы, II поле – экологические индикаторы,
Материал собирался в местах с различ!
III поле – системные индикаторы, IV поле – биологические индика!
ной степенью загрязнения (вблизи и на раз!
торы. Дл – длина листа; 1/2дл – длина листа до максимального
личном удалении от объекта загрязнения).
расширения; Шл – ширина листа; Дч – длина черешка; А – длина
левых жилок, А1 – длина правых жилок, Б – длина между основани!
Для анализа полученных данных мы
ями левых жилок, Б1 – длина между основаниями правых жилок,
использовали программу STATISTIKA.
В – длина между концами левых жилок, В1 – длина между концами
Рассмотрим изменение структуры мор!
правых жилок, Г – углы между левыми жилками, Г1 – углы между
правыми жилками. Стрелки указывают на поле, в которое переходит
фологической изменчивости признаков на
признак при неблагоприятных условиях
градиенте загрязнения.
Рисунок 1. Структура морфологической изменчивости
На Рис.1 показано, что в относительно
растений Salix alba (усредненные данные выборок
благоприятных условиях длина черешка, яв!
по г. Медногорск выполненных в относительно
ляется слабодетерминированным призна!
благоприятных средах обитания)
218
ВЕСТНИК ОГУ №12 (131)/декабрь`2011
Мокин А.А.
К вопросу об индикаторной роли признаков в структуре...
На градиенте загрязнения ре!
зультаты
исследования показали:
36
–
Доля
генетических индика!
20
34
 42 19
торов в благоприятных условиях со!
32
ставляет 8,3%, а по мере ухудшения
41 40
37
30
Â1
36
условий возрастает до 10,4%, то есть
5
21
18
Á1 16 17
Ã
38 13
28
22
À1
в неблагоприятных условиях гене!
1114
34
28
27
43
Á33 15
44 6
26
35
тическая детерминация признаков
39
23
12
48
Ã1
возрастает.
29
24
25
30
45
7 24
26 47
ä÷
46
– Доля экологических индика!
9 31
22
8
32
10
À
торов
в благоприятных условиях
20
составляет 47,9%, а по мере увели!
18
чения загрязнения незначительно
1/2äë
16
снижается до 45,8%.
äë
14
– Доля системных индикато!
øë
12
ров в благоприятных условиях со!
ставляет 29,2%, но с увеличением
10
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
0,09
0,10
0,11
0,12
загрязнения снижается до 18,8%.
H2
– Доля биологических индика!
Примечание: по оси ординат – показатель общей изменчивости (коэффици!
торов в благоприятных условиях со!
ент вариации); по оси абсцисс – показатель согласованной изменчивости
ставляет 14,6%, а по мере увеличе!
(коэффициент общей детерминации признака).
ния загрязнения увеличивается до
Рисунок 2. Структура морфологической изменчивости растений Salix
25%. Это проявление можно объяс!
alba (усредненные данные выборок по г. Медногорск выполненных
нить высокой адаптивностью вида,
в районах с высоким модулем техногенной нагрузки)
т.к. признаки становятся более со!
гласованными друг с другом, а их
структура менее изменчива.
нения возрастает их согласованность с другими
Таким образом, результаты исследования по!
признаками.
казали, что уровень загрязнения оказывает не!
Длины между основаниями и длины между
посредственное влияние на структуру морфоло!
концами жилок являются изменчивыми и при этом,
гической изменчивости признаков, что позволя!
слабо согласованными с другими признаками.
ет использовать данный факт для диагностики со!
На рисунках (Рис. 1, 2) видно, что длина че!
стояния среды. В качестве ключевых признаков
решка является наименее детерминированным и
для оценки качества среды предлагается рассмат!
изменчивым признаком — меньше всего подвер!
ривать признаки (длины между основаниями и
жен воздействию уровня загрязнения и менее все!
концами жилок). Для оценки состояния расте!
го связан с другими признаками.
ния Salix alba можно использовать длину жилок
Длины между основаниями и длины между
и углы между ними.
концами жилок являются изменчивыми и при
Интересные и пока мало использованные воз!
этом, слабо согласованными с другими признака!
можности сравнительного анализа взаимосвязей
ми.
между признаками размеров и формы дает при!
Среди исследуемых признаков наименее из!
менение методов «геометрической морфометрии»
менчивым, но при этом детерминированным ока!
[3, 444].
зался признак длина листа.
16.07.2011
Ãðÿçíàÿ âûáîðêà âûïîëíåííàÿ â îêðåñòíîñòÿõ ã.Ìåäíîãîðñê
+8
Список литературы:
1. http://ru.wikipedia.org/wiki/Ива_белая
2. Ростова Н.С. Корреляции: структура и изменчивость. СПб. 2002. 307 с.
3. Zelditch M., D. Swiderski, D. Sheets and W. Fink. Geometric morphometrics for biologist: a primer. Oxford. Elsevier Acad. Press.
2004. 444 p.
Сведения об авторе: Мокин А.А., аспирант кафедры экологии и природопользования
Башкирского государственного педагогического университета им. М. Акмуллы
UDC 574.34.35.51
Mokin A.A.
Bashkir state pedagogical university of M. Akmully, email: alexmokin@mail.ru
ON THE ROLE OF INDICATOR SIGNS IN THE STRUCTURE OF MORPHOLOGICAL VARIABILITY
OF SALIX ALBA (L)
Daily increases of anthropogenic impact on the biosphere, which poses a serious environmental threat. This
requires assessment of environmental pollution by using natural mechanisms of biological indication and
subsequent environmental monitoring of plant communities.
Keywords: structure of morphological variability, Salix alba, the role of the indicator signs.
ВЕСТНИК ОГУ №12 (131)/декабрь`2011
219