ОСОБЕННОСТИ  СТРАТЕГИИ  ЖИЗНИ  ОДНОЛЕТНИКА  SETARIA  GLAUCA

Сафаргалина  Алсу  Тагировна

аспирант,  Башкирский  Государственный  Университет,  г.  Уфа

E-mail: 

LIFE  STRATEGY  FEATURES  OF  THE  ANNUAL  SETARIA  GLAUCA

Alsou  Safargalina

postgraduate  student,  Bashkir  State  University,  Ufa

АННОТАЦИЯ

Адаптация  растений  к  условиям  среды  происходит  путем  стабилизации  или  дестабилизации  развития  в  онтогенезе  отдельных  морфологических  параметров  (онтогенетические  тактики)  и  поддержания  целостности  всей  морфологической  структуры  (онтогенетические  стратегии).  В  результате  исследования  морфометрических  параметров  Setaria  glauca  были  определены  дивергентные,  конвергентная  и  неопределенная  тактики  их  формирования,  а  также  стрессово-защитная  онтогенетическая  стратегия  растений.

ABSTRACT

Adaptation  to  habitats  is  due  to  the  tactics  and  strategies  that  species  exhibit  during  ontogenesis.  The  study  of  the  morphometric  parameters  of  the  annual  Setaria  glauca  was  revealed  divergent,  convergent,  and  undefined  ontogenetic  tactics.  The  stress-protective  ontogenetic  strategy  was  identified.

Ключевые  слова:  Setaria  pumila;  Setaria  glauca;  адаптация;  онтогенез,  тактика,  стратегия.

Keywords:  Setaria  pumila;  Setaria  glauca;  adaptation;  ontogenesis,  tactic,  strategy.

Адаптация  к  условиям  среды  происходит  благодаря  онтогенетическим  реакциям  растений  на  стресс.  Характер  стабилизации  развития  отдельных  признаков  морфологической  структуры  растения  (онтогенетические  тактики)  и  закономерности  поддержания  целостности  морфологической  структуры  (онтогенетические  стратегии)  определяются  стрессирующим  воздействием  на  ценопопуляции  растений  и  зависят  от  вида  растения  [1,  с.  54].  Набор  онтогенетических  тактик  является  конкретным  выражением  индивидуально-физиологического  аппарата,  поддерживающего  популяцию  вида  в  оптимальном  для  данного  фитоценоза  состоянии  [2,  с.  54].  В  свою  очередь,  стратегия  ценопопуляций  определяется  как  «совокупность  приспособлений,  черт  и  свойств,  проявляющихся  в  процессе  реализации  генотипа  особей  в  меняющихся  условиях  естественной  и  антропогенной  среды  и  обеспечивающих  ее  длительное  существование,  возможность  захватывать  свободные  экологические  ниши,  переносить  стресс  и  восстанавливать  свою  структуру  и  функции»  [5,  с.  174]. 

Объектом  исследования  был  однолетний  злак  Setaria  glauca  (L.)  P.  Beauv.  [6,  с.  638].  Согласно  экологическим  шкалам  Д.  Франка  и  С.  Клотца  [7,  с.  143]  вид  является  рудералом,  урбанонейтралом,  терофитом.  По  отношению  к  комплексному  антропогенному  фактору  является  β-α-эугемеробом,  что  говорит  о  его  приверженности  к  деградирующим  естественным  и  рудеральным  местообитаниям.  S.  glauca  —  диагностический  вид  союза  Panico-Setarion  Siss.  In  Westh.  еt  al.  1946  (класс  Chenopodietea  Br.-Bl.  1952  em.  Lohm.,  J.  et  R.  Tx.  1961  ex  Matusz.  1962),  к  которому  относятся  сообщества  начальных  стадий  восстановительной  сукцессии  (сады,  поля,  огороды,  залежи)  на  легких  и  относительно  сухих  почвах  [4,  с.  344].

Исследования  проводились  в  июле-августе  2011  года  на  территории  г.  Уфа,  Республика  Башкортостан.  Всего  было  исследовано  15  выборок,  каждая  из  которых  включала  30  особей  генеративного  состояния.  У  каждой  особи  были  измерены  и  подсчитаны  следующие  параметры:  высота  растения;  длина  колоса;  число  междоузлий;  длина  1-го,  2-го,  3-го  междоузлия  (счет  сверху);  длина  влагалища,  длина  и  ширина  листовой  пластинки  1-го,  2-го,  3-го  листа;  число  пазушных  побегов;  число  цветущих  пазушных  побегов.  Вычислены  генеративное  усилие  (длина  колоса/высота  растения),  относительное  число  пазушных  побегов  (число  пазушных  побегов/число  междоузлий),  доля  пазушных  побегов,  достигших  генеративного  состояния  (число  цветущих  пазушных  побегов/число  пазушных  побегов),  индекс  флагового  листа  (длина  листовой  пластинки  1-го  листа/ширина  листовой  пластинки  1-го  листа).

Обработка  полученных  данных  проводилась  с  использованием  программ  Microsoft  Excel  и  STATISTICA  7.  Для  определения  характера  изменения  вариабельности  (коэффициента  вариации,  CV)  отдельных  морфометрических  параметров  и  морфологической  целостности  растений  (усредненного  коэффициента  попарной  детерминации  всех  учитываемых  параметров,  R²_m)  был  установлен  экологический  градиент  путем  ранжирования  индекса  виталитета  ценопопуляции  (IVC)  по  следующей  формуле  [3,  с.  116]:

,

где:  X_i  —  среднее  значение  i-го  признака  в  ценопопуляции;

  —  среднее  значение  i-го  признака  для  всех  ценопопуляций;

N  —  число  учитываемых  признаков,  шт.

Для  признаков,  показавших  тенденцию  к  понижению  с  улучшением  условий  роста,  рассчитывалось  обратное  отношение:  /X_i.  Отношение  максимального  показателя  индекса  виталитета  к  минимальному  характеризует  размерную  пластичность  растений  (индекс  размерной  пластичности,  ISP).

В  ходе  исследования  были  выявлены  дивергентные  (высота  растения,  длина  колоса,  длина  1-го,  2-го,  3-го  междоузлия,  длина  влагалища,  длина  и  ширина  листовой  пластинки  1-го,  2-го,  3-го  листа,  число  пазушных  побегов,  число  цветущих  пазушных  побегов,  относительное  число  пазушных  побегов,  доля  пазушных  побегов,  достигших  генеративного  состояния,  индекс  флагового  листа),  конвергентная  (генеративное  усилие)  и  неопределенная  (число  междоузлий)  тактики.  Дивергентные  тактики  (рис.  1,  А)  характеризуют  признаки,  размах  варьирования  которых  увеличивается  по  мере  усиления  стресса,  что  ведет  к  понижению  выровненности  популяций  по  этим  параметрам.  Конвергентная  тактика  (рис.  1,  Б),  напротив,  присуща  тем  из  них,  для  поддержания  которых  у  растений  имеются  определенные  механизмы,  направленные  на  их  стабилизацию  в  неблагоприятных  условиях.  Неопределенная  тактика  (рис.  1,  В)  не  имеет  отчетливого  направления  в  формировании  признака.

Рисунок  1.  Онтогенетические  тактики  формирования  признаков:  А  —  «длина  колоса»,  Б  —  «генеративное  усилие»,  В  —  «число  междоузлий».  По  оси  ординат:  слева  —  общая  изменчивость  (CV,  %),  сплошная  линия;  справа  —  среднее  значение  признака,  пунктирная  линия;  по  оси  абсцисс  —  индекс  виталитета  (IVC)

По  характеру  изменения  согласованности  в  формировании  морфологической  структуры  растений  для  вида  была  определена  стрессово-защитная  онтогенетическая  стратегия  (рис.  2)  —  с  усилением  стресса  (с  уменьшением  жизненности)  наблюдается  морфологическая  дезинтеграция,  которая  преодолевается  в  условиях  сильного  стресса. 

.

Рисунок  2.  Тренд  онтогенетической  стратегии  Setaria  glauca.  По  оси  ординат  —  коэффициент  детерминации  (R²_m);  по  оси  абсцисс  —  индекс  виталитета  (IVC)

По  результатам  исследования  для  вида  выявлена  стратегия,  направленная  на  стабилизацию  семенного  воспроизводства  при  общем  уменьшении  габитуса  растений,  что  характерно  для  видов  с  рудеральной  стратегией.  Рудеральная  стратегия  подтверждается  и  высокой  размерной  пластичностью  (ISP  =  3,38)  растений.  С  другой  стороны,  вид  проявил  стрессово-защитную  онтогенетическую  стратегию,  характерную  для  стресс-толерантов  [3,  с.  119].  Таким  образом,  для  вида  выявлена  RS-стратегия  по  классификации  Дж.  Ф.  Грайма.

Список  литературы:

1. Байзигитова  Л.Н.,  Ишбирдин  А.Р.,  Юмагужин  Ф.Г.  О  некоторых  проявлениях  стратегии  жизни  мягкой  пшеницы  (Triticum  aestivum)  сорта  Саратовская  55  //  Вестник  Оренбургского  государственного  ун-та.  —  2009.  —  №  6.  —  С.  54—56.
2. Злобин  Ю.А.  Принципы  и  методы  изучения  ценотических  популяций  растений:  учебно-методическое  пособие.  —  Казань:  Изд-во  Казанского  ун-та,  1989.  —  49  с.
3. Ишбирдин  А.Р.,  Ишмуратова  М.М.  Адаптивный  морфогенез  и  эколого-ценотические  стратегии  выживания  травянистых  растений  //  Методы  популяционной  биологии:  материалы  VII  Всерос.  популяционного  семинара  (Сыктывкар,  16—21  февраля  2004  г.).  Сыктывкар,  2004.  —  Ч.  2.  —  С.  113—120.
4. Миркин  Б.М.,  Наумова  Л.Г.  Наука  о  растительности  (история  и  современное  состояние  основных  концепций).  —  Уфа:  Гилем,  1998.  —  220  с.
5. Царик  Й.В.  Популяцiйна  екологiя  —  здобутки  й  перспективи  //  Бiологiчнi  Студiȉ  /  Studia  Biologica.  —  2011.  —  Т.  5.  №  3.  —  С.  171—182.
6. Черепанов  С.К.  Сосудистые  растения  России  и  сопредельных  государств  (в  пределах  бывшего  СССР).  Русское  издание.  —  СПб.:  Мир  и  семья,  1995.  —  992  с.
7. Frank  D.,  Klotz  S.  Biologisch-ökologische  Daten  zur  Flora  der  DDR.  —  Halle-Wittenberg:  Martin-Luter-Universität,  1990.  —  167  s.