Фертильность и жизнеспособность пыльцевых зерен Taraxacum officinale Wigg. s.l. (Asteraceae, Magnoliopsida) в градиенте антропогенно трансформированной среды

Оценена фертильность и жизнеспособность пыльцевых зерен у двух морфологических форм Taraxacum officinale Wigg. s.l. Данные формы образуют единые ценопопуляции, которые произрастают в различных ценотических и эдафических условиях. У исследуемых форм развит гинецей – большое количество фертильных пыльцевых зерен, способных к прорастанию при определенных температурных условиях. Это указывает на наличие у них амфимиктичных свойств. Сопоставление данных по доле фертильных пыльцевых зерен и семенной продуктивности позволяет полагать, что развитие хотя бы части семян у исследуемых форм происходит без оплодотворения. Это можно рассматривать в качестве доказательства апомиктических свойств. Таким образом, в ходе работы косвенно подтверждено наличие факультативного апомиксиса у данного вида. Показано, что фертильность пыльцевых зерен является более эколого-зависимым свойством мужского гаметофита по сравнению с его жизнеспособностью. В благоприятных условиях доля фертильной пыльцы у f. dahlstedtii и f. pectinatiforme различается незначительно. В условиях стресса наблюдается усиление различий между формами одуванчика по данному показателю. Это можно рассматривать в качестве механизма адаптации вида к неблагоприятным факторам окружающей среды. Выявленная дифференциация морфологических форм одуванчика по признаку фертильности пыльцевых зерен позволяет предположить, что эдафический и ценотический стрессы приводят к усилению различий между ними по степени выраженности апомиктических и амфимиктических свойств. Морфологические формы одуванчика, реализуя в условиях стресса две различные репродуктивные стратегии, обеспечивают поддержание, с одной стороны, численности, с другой – генетической гетерогенности ценопопуляций. Исследуемые формы одуванчика не различаются по доле жизнеспособных пыльцевых зерен. Этот показатель повышается в градиенте ценотической конкурентности только до определенного уровня. Последнее можно рассматривать как проявление свойств факультативного апомикта.

1. Атабекова А. И., Устинова Е. И. Цитология растений. М. : Агропромиздат, 1987. 246 с.

2. Безель В. С., Жуйкова Т. В., Позолотина В. Н. Структура ценопопуляций одуванчика и специфика накопления тяжелых металлов // Экология. 1998. № 5. С. 376 – 382.

3. Гиляров М. С. Экологическое значение партеногенеза // Успехи современной биологии. 1982. Т. 93, вып.1. С. 10 – 22.

4. Глазунова К. П. Апомиксис у восточноевропейских представителей рода Alchemilla L. : автореф. дис. … канд. биол. наук. М., 1983. 16 с.

5. Ерещенко О. В. Влияние экологических факторов на процесс формирования пыльцы березы повислой в условиях городской экосистемы // Изв. Алт. гос. ун-та. 2014. № 1–3 (83). С. 25 – 28.

6. Ермакова И. М. Одуванчик лекарственный : Номенклатура и систематическое положение // Биологическая флора Московской области / под ред. В. Н. Павлова, Т. М. Работнова, В. Н. Тихомирова. М. : Изд-во МГУ, 1990. С. 210 – 269.

7. Жуйкова Т. В., Северюхина О. А., Безель В. С., Прушинская Н. М. Реакция мужского гаметофита Taraxacum officinale s. l. на химическое загрязнение среды // Сиб. экол. журн. 2007. № 3. С. 511 – 516.

8. Жуйкова Т. В., Мелинг Э. В., Кайгородова С. Ю., Безель В. С., Гордеева В. А. Особенности почв и травянистых растительных сообществ в условиях техногенеза на Среднем Урале // Экология. 2015. № 3. С. 163 – 172.

9. Иванов А. И., Стаценко А. П., Селина Е. Е., Скобанева О В. Использование пыльцы древесных и травянистых растений для биоиндикации загрязнения окружающей среды // Вестн. ДВО РАН. 2009. № 6. С. 68 – 73.

10. Ившина И. Б., Костина Л. В., Каменских Т. Н., Жуйкова В. А., Жуйкова Т. В., Безель В. С. Почвенный микробиоценоз как показатель стабильности луговых сообществ при химическом загрязнении среды тяжелыми металлами // Экология. 2014. № 2. С. 83 – 90.

11. Кистерный Г. А., Паничева Д. М. Жизнеспособность пыльцы сосны обыкновенной из насаждений, подверженных хроническому воздействию щелочных и фтористых промвыбросов // Вестн. Моск. гос. ун-та леса. Лесной вестник. 2012. № 1 (84). С. 145 – 147.

12. Кончина Т. А., Яшина К. О. Оценка состояния городских пришкольных территорий по реакции пыльцы травянистых растений // Молодой ученый. 2015. № 23. С. 114 – 118.

13. Коршиков И. И., Лаптева Е. В., Белоножко Ю. А. Качество пыльцы сосны обыкновенной и цитогенетические изменения у ее семенного потомства как показателя влияния техногенного загрязненной среды Криворожья // Сиб. экол. журн. 2015. № 2. С. 310 – 317.

14. Миркин Б. М., Наумова Л. Г., Соломещ А. И. Современная наука о растительности : учебник. М. : Логос, 2001. 264 с.

15. Паушева З. П. Практикум по цитологии растений. М. : Агропромиздат, 1988. 271 c.

16. Плиско М. А. Эмбриологическое изучение апомиксиса у представителей Rosaceae и Compositae // Апомиксис и селекция. М. : Наука, 1969. С. 134 – 141.

17. Поддубная-Арнольди В. А., Дианова В. Характер размножения некоторых каучуконосных и не каучуконосных видов рода Taraxacum L. // Бот. журн. СССР. 1937. Т. 22, № 3. С. 267 – 295.

18. Позолотина В. Н., Антонова Е. В., Шималина Н. С. Адаптация Plantago major к длительному радиационному и химическому воздействию // Экология. 2016. № 1. С. 3 – 13.

19. Работнов Т. А. Taraxacum officinale Wigg. // Кормовые растения сенокосов и пастбищ СССР / под ред. И. В. Ларина. М. ; Л. : Сельхозгиз, 1956. Т. 3. С. 665 – 671.

20. Третьякова И. Н., Носкова Н. Е. Пыльца сосны обыкновенной в условиях экологического стресса // Экология. 2004. № 1. С. 296 – 300.

21. Тупицын С. С., Рябогина Н. Е., Тупицына Л. С. Уровень тератогенеза как показатель состояния биообъекта в разных экологических условиях // Изв. Самар. науч. центра РАН. 2012. Т. 14, № 1–3. С. 822 – 828.

22. Уиттекер Р. Сообщества и экосистемы. М. : Прогресс, 1980. 326 с.

23. Флора СССР / под ред. Н. Н. Цвелева. М. : Наука, 1964. Т. 29. 797 с.

24. Черепанов С. К. Сосудистые растения России и сопредельных государств: (в пределах бывшего СССР). СПб. : Мир и семья, 1995. 992 с.

25. Шварцман П. Я. Полевая практика по генетике с основами селекции : учеб. Пособие для студентов. М. : Просвещение, 1986. 111 с.

26. Шималина Н. С., Позолотина В. Н., Орехова Н. А., Антонова Е. В. Оценка биологических эффектов у семенного потомства Plantago major L. в зоне воздействия медеплавильного производства // Экология. 2017. № 6. С. 420 – 430

27. Calabrese E. J. Hormesis : why it is important to toxicology and oxicologists // Environmental Toxicology and Chemistry. 2008. Vol. 27, iss. 7. P. 1451 – 1474. DOI: 10.1897/07-541

28. Elkarmi A., Eideh R. A. Photosynthetic rates and antioxidant enzyme activity of Platanus occidentalis growing under two levels of air pollution along the streets of Seoul // J. of Plant Biology. 2006. Vol. 49, iss. 1. P. 9 – 15. DOI: 10.1007/BF03031162

29. Foster C. B., Afonin S. A. Abnormal pollen grains: an outcome of deteriorating atmospheric conditions around the Permian-triassic boundary // J. of the Geological Society. 2005. Vol. 162, № 4. P. 653–659. DOI: 10.1144/0016-764904–047

30. Hofsten D. G. Studier oder staktet Taraxacum Wigg. med sarstad hanvishing till Gruppen Vulgaris. Stockholm : Dts Forl., 1954. 124 S.

31. Pozolotina V. N., Antonova E. V., Bezel V. S. Comparison of remote consequences in Taraxacum officinale seed progeny collected in radioactively or chemically contaminated areas //Ecotoxicology. 2012. Vol. 21, iss. 7. P. 1979 – 1988. DOI: 10.1007/s10646-012-0932-1

32. Rothmaler W. Weitergefuhrn von H. Meusel und R. Schibert // Exkursionsflora für die Gebiete der DDR und der BRD. Berlin, Volk und Wissen, 1972. S. 254 – 279.

33. Tretjakova I. N., Bagina E. V. Structure of crown as well pollen and seed viability of fie (Abies sibirica Ledeb.) in disturbed forest ecosystems of the Khamar-Daban MTS near Baical lake // Ecologia (Bratislava). 2000. Vol. 19. P. 280 – 294.

34. Zvereva E. L., Lanta V., Kozlov M. V. Effects of sap-feeding insect herbivores on growth and reproduction of woody plants : a meta-analysis of experimental studies // Oecologia. 2010. Vol. 163, iss. 4. P. 949–960. DOI: 10.1007/s00442-010-1633-1