Сабарайкина С.М.

Институт биологических проблем криолитозоны СО РАН, Республика Саха (Якутия), г. Якутск

Изучение изменчивости морфологических признаков плодово-ягодных растений со школьниками.

На базе Якутского ботанического сада при Институте биологических проблем криолитозоны СО РАН проводилось приобщение школьников к растениям, научным проблемам и основным теоретическим методам исследования. Работа научных сотрудников ведется со школьниками Намской улусной гимназии с 2008-2011 г.г. В течение 4 лет была организована исследовательская научная работа по теме «Изучение морфологической изменчивости основных органов плодово-ягодных растений».

Как известно, изменчивость – свойство живых организмов существовать в различных формах. Изменчивость, характерная для всех живых организмов, и бывает двух типов. Наследственная изменчивость, которая связана с изменением самих генов или возникновением новых комбинаций. Второй тип – модификационная изменчивость. Модификационная изменчивость встречается у всех организмов, независимо от способа размножения, видовой принадлежности и разнообразия условий окружающей среды.

Цель работы: Закрепить теоретические знания, полученные школьниками по предмету «Ботаника». На практике выявить различия растений, листьев, цветков, корней. Объяснить школьникам причину возникновения различий, влияния факторов окружающей среды на формирование органов растений. Вместе со школьниками определить стабильные и лабильные морфологические признаки в естественных условиях произрастания.

Новизна: Впервые начата работа по изучению изменчивости морфологических признаков плодово-ягодных растений в условиях Якутии.

Методика:

Изменчивость морфологических признаков изучалась с учетом методических рекомендаций С.А. Мамаева (1972). Критерии изменчивости: до 5 % - очень низкая, от 5 до 8% - низкая, от 9 до 12% - средняя, от 13-20% - высокая.

Результаты исследования:

1. В Намском районе произрастают 2 вида боярышника (даурский и кроваво-красный), 1 вид красной смородины – смородина голенькая, 1 вид черной смородины – смородина малоцветковая, 1 вид шиповника – шиповник иглистый. Все кустарники широко произрастают по всему району, образуют густые заросли вдоль рек, ручьев и опушек леса.

2. Лист боярышника простой, обратнояйцевидный, с клиновидным основанием, зубчатыми краями листа. Жилкование перистое, листовая пластинка опушена. Ширина листа была наибольшей у растений, произрастающих в смешанном березово-ивовом лесу с. Тюбя. Среднее значение, которого составляет 5,69 см. Кусты боярышника в этой популяции, произрастали в тени лесов, с высокой атмосферной влажностью. Для ширины листа боярышника, произрастающей в с. Нам характерна высокая степень изменчивости – 27,8%. Длина листа также вариативна. Средняя длина листа варьирует от 6,74 см до 8,5 см, а изменчивость признака составила 19-20%. Растениями с минимальной длиной листа, оказались интродуценты участка озеленения Намской улусной гимназии. Кусты произрастают около дороги, летом им не достает влаги. Окраска листового черешка – зеленая, однако в условиях культуры на черешке проявляются красные прожилки, за счет чего она становится красной. Средняя длина листового черешка составляет 0,6 см. Длине листового черешка присуща высокая степень (47%) изменчивости. Листовой черешок боярышника во всех исследованных участках опушен.

3. Красная смородина предпочитает фитоценозы, состоящие из светлых смешанных лесов с достаточным увлажнением. Форма листа смородины яйцевидная, широкояйцевидная, она остается неизменной во всех популяциях. Основание листа сердцевидная, сохраняется на всех участках. Края листовой пластинки зубчато - пильчатые. Окраска листа зеленая на всех изученных участках. Признак постоянный. В отличие от прошлого года окраска листового черешка не сильно меняется. На участках с. Тюбятцы встречаемость красных листовых черешков меньше, чем зеленых. На участках с. Модутцы количество зеленых и красных черешков практически одинаково. При работе с листьями красной смородины определили наличие опушения на листовой пластинке, на листовом черешке. Как оказалось, наиболее опушенными оказались листы красной смородины популяции с. Модутцы (из 125 рассмотренных листьев, опушение на листовой пластинке составило 75 лист, а на листовом черешке из 125 листьев 76 оказались опушенными). Наиболее изменчивыми признаками являются количественные признаки (длина, ширина листа, листовой пластинки). Коэффициент изменчивости этих признаков была очень высокой 30%, 20% и 33% соответственно. Максимальная ширина листа отмечена в популяции с. Тюбятцы (9,1 см), минимальная в популяции с. Модутцы (5,5см). Менее изменчивыми признаками являются форма листа, края листовой пластинки, основание и верхушка листовой пластинки, окраска листа, листового черешка. Степень вариации этих признаков не превышал 8%. Нехватка влаги сильно сказывается на однолетнем приросте кустов, проценте заложения ягод и количестве урожая. В дождливый год 2011 года урожайность красной смородины превысил более чем в 2 раза от обычного.

4. Высота кустов шиповника 1-1,5 м. Кусты растут под горой единичными кустами, на увлажненных местах большими зарослями. Кусты хорошо освещены, увлажнение атмосферное, антропогенное воздействие отсутствует. Листья зеленого цвета, сложные, непарно-перистые. Края листовой пластинки зубчатые. Листовой черешок 4-5 см в среднем. Листья были повреждены листогрызущими насекомыми. В условиях Намского района шиповник начинает вегетацию в первой декаде мая, зацветает в середине июня, плодоношение отмечено в начале августа, собирают ягоды в августе и сентябре. Нами отмечена некоторая разница в дате наступления и продолжительности периода цветения, отличия в формах плодов, сроках созревания ягод. Для шиповника стабильными признаками являются окраска листа и листового черешка, основание листочков сложного листа, края листовой пластинки. Наиболее вариативными признаками оказались ширина листа – среднее значение равно 8,33 см и коэффициент вариации составил 27,2%. Длина листа имеет среднее значение 9,87 см и коэффициент вариации 18,8%. Средняя длина листового черешка составила3,2 см и коэффициент вариации составил 22,8%. В результате исследований экологических форм куста шиповника иглистого выявлены следующие фазы онтогенеза: 1-ая – нарастание первичного побега (1 – 6 годы); 2-я – формирование первичного куста (с 6 до 15 – 18 лет); 3-я разрастание системы побегов, образование парциальных кустов (с 18 – 40 лет и более); 4-я жизнь в виде клона (от 40 лет). Для 4 фазы характерно то, что парциальные кусты длительное время (30 – 35 лет) сохраняют связь друг с другом. Большое число спящих почек на корневище делает растение исключительно жизнеспособным, что реализуется в появлении новых парциальных кустов.

5. Изучение показателей, характеризующих амплитуду изменчивости морфологических признаков листа кустарниковых растений, позволяет сделать интересные выводы. К сожалению, накопленный материал пока еще не велик. В связи с этим наше исследование носит предварительный характер изучения изменчивости морфологических признаков и основывается лишь на анализе собственных наблюдений.

Список литературы

1. Определитель высших растений Якутии // под ред. В.Н. Андреева и др. Новосибирск: Наука, 1974. 542 с.

2. Мамаев С.А. Формы внутривидовой изменчивости древесных растений. М.: Наука, 1972. 284 с.

3. Малышев Л.И. Флора Сибири. Новосибирск: Наука, 1994. Т.7. С. 208- 312.

4. Коропачинский И.Ю., Встовская Т.Н. Древесные растения Азиатской России. Новосибирск: изд-во СО РАН, 2002. 706 с.

5. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехопродных культур. – Орел.- 1999, с 467-473.