МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ЛИСТЬЕВ ПОПУЛЯЦИЙ ACER NEGUNDO L. В ВЫСОТНОМ ГРАДИЕНТЕ СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО КАВКАЗА (РЕСПУБЛИКА АДЫГЕЯ)
Аннотация
Обоснование. Изменчивость морфологической структуры листьев растений дает представление об адаптации и приспособленности растений. Понимание адаптивных стратегий инвазивных видов, в том числе Acer negundo L. на основе морфологических механизмов адаптации в высотном градиенте актуально для прогнозирования поведения A. negundo в пойменных лесах Адыгеи и послужит основой для дальнейшего изучения инвазиабельности А. negundо на Северо-Западном Кавказе.
Цель. Выявление изменчивости морфологических показателей листа популяций Acer negundo L. в высотном градиенте Северо-Западного Кавказа (Республика Адыгея).
Материалы и методы. Материалом исследований послужили четыре популяции инвазивного вида A. negundo, произрастающих на территории Республики Адыгея (Северо-Западный Кавказ) в пределах от 120 до 600 м н.у.м. Морфологические признаки листа (максимальная длина листовой пластинки, максимальная ширина, угол между центральной и боковой жилкой верхнего листочка) измеряли штангенциркулем с точностью ± 0,01 мм и транспортиром с точностью 1°; толщину листьев – прибором Тургоромер-1 с измерительной головкой системы ТН10-60Т; вычисление площади листьев – по алгоритмам на языке Python 3.1. Статистический анализ изменчивости морфологических признаков выполнен методами описательной статистики, анализа главных компонент, корреляционного, дисперсионного, кластерного анализов и линейной регрессии с использованием языка программирования Python 3.11.1.
Результаты. Внутрипопуляционная изменчивость морфологических показателей листа четырех популяций А. negundo в высотном градиенте Северо-Западного Кавказа (Республика Адыгея) в пределах от 120 до 600 м н.у.м. находилась на среднем и высоком уровнях.
Межпопуляционная изменчивость морфологических признаков А. negundо (максимальная длина, ширина листовой пластинки, индекс листовой пластинки и флуктуирующая асимметрия) имела слабовыраженное влияние высотного градиента. Из всех природно-климатических факторов достоверно влияют на морфологические признаки листа А. negundo высота над уровнем моря и количество осадков, что подтверждено результатами линейной регрессии. Методом главных компонент и кластерным анализом были подтверждены морфологические различия в популяциях, наиболее сильно отличающихся по высоте над уровнем моря и количеству осадков.
Заключение. Более высокую изменчивость признаков для популяций А. negundo в разных экологических условиях, определяемых высотным градиентом, можно рассматривать как проявление адаптивного морфогенеза, что свидетельствует о высокой экологической пластичности А. negundо и способности выдержать влияние изменяющихся факторов среды.
Скачивания
Литература
Список литературы
Абдуллаева С.Д. Изменчивость количественных признаков листа Rubus idaeus L // Труды Дагестанского отделения Русского ботанического общества. Махачкала: АЛЕФ (ИП Овчинников М. А.), 2008. С. 34–37.
Акатов В.В., Акатова Т.В., Грабенко Е.А. Изменения верхней границы распространения акации белой и клена ясенелистного в долине реки Белая (Западный Кавказ) // Лесоведение. 2014. № 1. С. 21-33.
Акатова Т.В., Акатов В.В. Высотное распространение чужеродных видов растений на Западном Кавказе // Российский журнал биологических инвазий. 2019. Т. 12, № 2. С. 25-29.
Баранов С.Г., Бурдакова Н.Е. Оценка стабильности развития. Методические подходы. Владимир: Изд-во ВлГУ. 2015. 72 с.
Башмаков Д.И. Морфологические индексы листьев Betula pendula roth. как индикаторы загрязнения почв тяжелыми металлами // Российский журнал прикладной экологии. 2022. № 4(32). С. 28-35. https://doi.org/10.24852/2411-7374.2022.4.28.35
Викторов В.П. Внутривидовая изменчивость растений. М.: МПГУ, 2016. 174 с.
Виноградова Ю.К. Генотипическая изменчивость Acer negundo L. на протяжении Транссибирской магистрали // Российский журнал биологических инвазий. 2023. Т. 16. № 3. С. 19-29. https://doi.org/10.35885/1996-1499-16-3-19-29
Виноградова Ю.К., Майоров С.Р., Костина М.В. Клен ясенелистный (Acer negundo L.): морфология, биология и оценка инвазивности. М.: Товарищество научных изданий КМК. 2022. 2018 с.
Гелашвили Д.Б., Чупрунов Е.В., Иудин Д.И. Структурные и биоиндикационные аспекты флуктуирующей асимметрии билатерально симметричных организмов // Журнал общей биологии. 2004. Т. 65(5). С. 433–444.
Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
Жуйкова Т.В., Мелинг Э.В., Попова А.С. Групповая изменчивость морфологических признаков листа Betula pendula Roth (Betulaceae, Magnoliópsida) в градиентах погодных условий и техногенной трансформации почв // Поволжский экологический журнал. 2023. № 1. С. 37-57. https://doi.org/10.35885/1684-7318-2023-1-37-57
Зайцев Г.М. Математическая статистика в экспериментальной ботанике. М.: Наука, 1984. 424 с.
Захаров В.М., Зюганов В.В. К оценке асимметрии билатеральных признаков как популяционной характеристики // Экология. 1980. N1. С. 10–16.
Зернов А.С. Материалы к флоре российского Западного Кавказа. Сообщение 3. // Бюл. Моип, отд. Биол. 2003. Т. 108, вып. 3. С. 92–93.
Корона В.В., Васильев А.Г. Строение и изменчивость листьев растений: основы модульной теории. Екатеринбург: ИЭРиЖ УрО РАН, 2007. 280 с.
Кулахметов Р.М., Башмаков Д.И. Флуктуирующая асимметрия листьев клена американского в условиях г. Рузаевки // Промышленная ботаника. 2019. Т. 19. № 3. С. 59-63.
Майр Э. Популяция, виды и эволюция. М.: Мир, 1974. 460 с.
Мамаев С.А., Горчаковский С.А. Формы внутривидовой изменчивости древесных растений (на примере семейства Pinaceae на Урале). М.: Наука, 1972. 284 с.
Оценка состояния растений по стабильности развития в естественных и антропогенных условиях (флуктуирующая асимметрия признаков листа березы повислой Betula pendula Roth) / В.М. Захаров, Е.Г. Шадрина, Н.В. Турмухаметова [и др.] // Известия РАН. Серия биологическая, 2020. №2. С. 191–196. https://doi.org/10.31857/S0002332920020113
Ростова Н.С. Корреляции: структура и изменчивость. СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2002. 308 с.
Савинов А.Б., Никитин Ю.Д., Ерофеева Е.А. Биоиндикационный аспект изменчивости листьев Асеr negundo L. при загрязнении городских почв тяжелыми металлами// Проблемы региональной экологии. 2018. № 5. С. 45-47. https://doi.org/10.24411/1728-323X-2019-15045
Соколова В. В. Инвазионный потенциал растений экспозиции флоры Кавказа в Главном ботаническом саду им. Н.В. Цицина РАН // Российский журнал биологических инвазий. 2022. Т. 15. № 4. С. 55-68. https://doi.org/10.35885/1996-1499-15-4-55-68
Тихонова Н.А., Тихонова И.В., Ямских И.В. Морфологическая изменчивость популяций Rhododendron dauricum L. в горах Южной Сибири // Turczaninowia. 2012. Т. 15. № 1. С. 40-44.
Уровень видовой полночленности и потенциал инвазибельности растительных сообществ Западного Кавказа: введение в проблему / В.В. Акатов, Т.В. Акатова, Ю.С. Загурная [и др.] // Проблемы устойчивости экономических и экологических систем: Региональный аспект. Майкоп: ООО "Качество", 2007. С. 84-100.
Чудновская Г.В., Чернакова О.В. Флуктуирующая асимметрия листа Acer negundo L. как индикатор состояния организма и качества городской среды // Природные ресурсы Арктики и Субарктики. 2023. 28(2). 293-302. https://doi.org/10.31242/2618-9712-2023-28-2-293-302
Biology of the invasive species Acer negundo L. in the conditions of the north-west caucasus foothills / E.M. Ednich, I.V. Chernyavskaya, T.N. Tolstikova, S.I. Chitao // Indian Journal of Science and Technology. 2015. Vol. 8. No. 30. P. 85426. https://doi.org/10.17485/ijst/2015/v8i30/85426
Chernyavskaya I., Ednich E., Belous O. Indicators of adaptability of representatives of the genus Acer in an urban environment // BIO Web of Conferences 67, 01007 (2023) https://doi.org/10.1051/bioconf/20236701007
Ex Situ Plant Conservation and Beyond / Havens K., Vitt P., Maunder M., Guerrant E.O., Dixon K. // BioScience. 2006. Vol. 56. Is. 6. P. 525–531. https://doi.org/10.1641/0006-3568(2006)56
Fluctuating asymmetry: methods, theory, and applications / J.H. Graham, S. Raz, H. Hel-Or, E. Nevo // Symmetry. 2010. Vol. 2. P. 466–540. https://doi.org/10.3390/sym2020466
Kvesić S, Hodžić MM, Čater M, Ballian D. Morphologic variability of the Acer campestre L. populations in Bosnia and Herzegovina //Acta Biologica Sibirica, 2021, Is. 7. P. 327-343. https://doi.org/10.3897/abs.7.e73001
Li Y.-Q., Wang Z.-H Leaf morphological traits: ecological function, geographic distribution and drivers // Chinese Journal of Plant Ecology, 2021, vol.45, Iss. 10. pp. 1154–1172. https://doi.org/10.17521/cjpe.2020.0405
Solomentseva A.S. Adaptive potential and phenotypic variability of Ribes species in the Lower Volga Region // Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture. 2022. Vol. 14. No. 6. P. 338-355. https://doi.org/10.12731/2658-6649-2022-14-6-338-355
References
Abdullaeva S.D. Trudy Dagestanskogo otdeleniya Russkogo botanicheskogo obshchestva [Proceedings of the Dagestan Branch of the Russian Botanical Society]. Makhachkala: ALEF (IP Ovchinnikov M. A.), 2008, pp. 34–37.
Akatov V.V., Akatova T.V., Grabenko E.A. Lesovedenie [Forestry], 2014, no. 1, pp. 21-33.
Akatova T.V., Akatov V.V. Rossiyskiy zhurnal biologicheskikh invaziy [Russian Journal of Biological Invasions], 2019, vol. 12, no. 2, pp. 25-29.
Baranov S.G., Burdakova N.E. Otsenka stabil'nosti razvitiya. Metodicheskie podkhody [Assessing development stability. Methodological approaches]. Vladimir: Izd-v VlSU, 2015, 72 p.
Bashmakov D.I. Rossiyskiy zhurnal prikladnoy ekologii [Russian Journal of Applied Ecology], 2022, no. 4(32), pp. 28-35.
Viktorov V.P. Vnutrividovaya izmenchivost' rasteniy [Intraspecific variability in plants]. Moscow: MPGU, 2016, 174 p.
Vinogradova Yu.K. Rossiyskiy zhurnal biologicheskikh invaziy [Russian Journal of Biological Invasions], 2023, vol. 16, no. 4, pp. 19-29. https://doi.org/10.35885/1996-1499-16-3-19-29
Vinogradova Yu.K., Mayorov S.R., Kostina M.V. Klen yasenelistnyy (Acer negundo L.): morfologiya, biologiya i otsenka invazivnosti [Ash maple (Acer negundo L.): morphology, biology and invasiveness assessment]. Moscow: KMK Publ., 2022, 2018 p.
Gelashvili D.B., Chuprunov E.V., Iudin D.I. Zhurnal obshchey biologii [Journal of General Biology], 2004, vol. 65(5), pp. 48-56.
Dospekhov B.A. Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoy obrabotki rezul'tatov issledovaniy) [Methodology of field experiment (with the basics of statistical processing of research results]. Moscow: Agropromizdat, 1985, 351 p.
Zhuykova T.V., Meling E.V., Popova A.S. Povolzhskiy ekologicheskiy zhurnal [Volga Ecological Journal], 2023, no. 1, pp. 37-57. https://doi.org/10.35885/1684-7318-2023-1-37-57
Zaytsev G.M. Matematicheskaya statistika v eksperimental'noy botanike [Mathematical statistics in experimental botany]. Moscow: Science, 1984, 424 p.
Zakharov V.M., Zyuganov V.V. Ekologiya [Ecology], 1980, no. 1, pp. 10-16.
Zernov A.S. Byulleten' Moskovskogo obshchestva ispytateley prirody. Otdel biologicheskiy [Bulletin of the Moscow Society of Naturalists. Biological Series], 2003, vol. 108, vol. 3, pp. 92–93.
Korona V.V., Vasil'ev A.G. Stroenie i izmenchivost' list'ev rasteniy: osnovy modul'noy teorii [Plant leaf structure and variability: foundations of modular theory]. Ekaterinburg: Institute of Plant and Animal Ecology of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 2007, 280 p.
Kulakhmetov R.M., Bashmakov D.I. Promyshlennaya botanika [Industrial botany], 2019, vol. 19, no. 3, pp. 59-63.
Mayr E. Populyatsiya, vidy i evolyutsiya [Population, species and evolution]. Moscow: World, 1974, 308 p.
Mamaev S. A., Gorchakovskiy S. A. Formy vnutrividovoy izmenchivosti drevesnykh rasteniy (na primere semeystva Pinaceae na Urale) [Forms of intraspecific variability of woody plants (on the example of the Pinaceae family in the Urals)]. Moscow: Science, 1972, 284 p.
Zakharov V.M., Shadrina E.G., Turmukhametova N.V., Ivantsova E.N., Shikalova E.A., Soldatova V.Yu., Sharova N.A., Trofimov I.E. Izvestiya RAN. Seriya biologicheskaya [Biology Bulletin of the Academy of Sciences of the USSR], 2020, no. 2, pp. 191–196. https://doi.org/10.31857/S0002332920020113
Rostova N.S. Korrelyatsii: struktura i izmenchivost' [Correlations: structure and variability]. St. Petersburg: Izd-vo S.-Peterb. un-sta, 2002, 308 p.
Savinov A.B., Nikitin Yu.D., Erofeeva E.A. Problemy regional'noy ekologii [Problems of regional ecology], 2018, no. 5, pp. 45-47. https://doi.org/10.24411/1728-323X-2019-15045
Sokolova V.V. Rossiyskiy zhurnal biologicheskikh invaziy [Russian Journal of Biological Invasions], 2022, vol. 15, no. 4, pp. 55-68. https://doi.org/10.35885/1996-1499-15-4-55-68
Tikhonova N.A., Tikhonova I.V., Yamskikh I.V. Turczaninowia [Turczaninowia], 2012, vol. 15, no. 1, рр. 40-44.
Akatov V.V., Akatova T.V., Zagurnaya Yu.S., Mukhin I.N., Tuniev B.S., Chefranov S.G. Problemy ustoychivosti ekonomicheskikh i ekologicheskikh sistem: Regional'nyy aspekt [Problems of sustainability of economic and ecological systems: Regional aspect]. Maykop: LLC "Quality", 2007, pp. 84-100.
Chudnovskaya G.V., Chernakova O.V. Prirodnye resursy Arktiki i Subarktik [Arctic and Subarctic Natural Resources], 2023, 28(2), pp. 293-302. https://doi.org/10.31242/2618-9712-2023-28-2-293-302
Ednich E.M., Chernyavskaya I.V., Tolstikova T.N., Chitao S.I. Biology of the invasive species Acer negundo L. in the conditions of the north-west caucasus foothills. Indian Journal of Science and Technology, 2015, vol. 8, no. 30, pp. 85426. https://doi.org/10.17485/ijst/2015/v8i30/85426
Chernyavskaya I., Ednich E., Belous O. Indicators of adaptability of representatives of the genus Acer in an urban environment. BIO Web of Conferences 67, 01007 (2023). https://doi.org/10.1051/bioconf/20236701007
Havens K., Vitt P., Maunder M., Guerrant E.O., Dixon K. Ex Situ Plant Conservation and Beyond. BioScience, 2006, vol. 56, no. 6, pp. 525–531. https://doi.org/10.1641/0006-3568(2006)56
Graham J.H., Raz S., Hel-Or H., Nevo E. Fluctuating asymmetry: methods, theory, and applications. Symmetry, 2010, vol. 2, pp. 466–540. https://doi.org/10.3390/sym2020466/
Kvesić S, Hodžić MM, Čater M, Ballian D. Morphologic variability of the Acer campestre L. populations in Bosnia and Herzegovina. Acta Biologica Sibirica, 2021, no. 7, pp. 327-343. https://doi.org/10.3897/abs.7.e73001
Li Y.-Q., Wang Z.-H Leaf morphological traits: ecological function, geographic distribution and drivers. Chinese Journal of Plant Ecology, 2021, vol. 45, no. 10, pp. 1154–1172. https://doi.org/10.17521/cjpe.2020.0405
Solomentseva A.S. Adaptive potential and phenotypic variability of Ribes species in the Lower Volga Region. Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture, 2022, vol. 14, no. 6, pp. 338-355. https://doi.org/10.12731/2658-6649-2022-14-6-338-355
Copyright (c) 2024 Evgenia M. Ednich, Irina V. Chernyavskaya, Tatyana N. Tolstikova, Mariet N. Khagur, Marat V. Aliev
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
