Ибрагимова Э.Э., Эмирова Д.Э.

РВУЗ Крымский инженерно-педагогический университет, г. Симферополь

ПЫЛЬЦА PINUS SYLVESTRIS L. КАК ПОКАЗАТЕЛЬ НЕБЛАГОПРИЯТНОЙ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ

В Крыму остро стоит проблема сбора, хранения и утилизации твёрдых бытовых отходов. На территории региона имеется 28 официально зарегистрированных полигонов и свалок, в которых насчитывается около 18,3 млн. тонн отходов. Однако в действительности свалок начитывается несколько тысяч. Ежегодно в Крыму образуется 2,5 млн. м³ твёрдых бытовых отходов (300 кг на человека в год) [1].

В настоящее время пос. Каменка, микрорайоны Свобода и Белое, дачный массив Каменский г. Симферополя находятся под неблагоприятным воздействием экологического монстра – полигона твердых бытовых отходов. В районе регистрируется высокая заболеваемость населения, отмечается деградация растительной компоненты экосистемы, одной из причин которой может быть загрязнение почвы, атмосферного воздуха, связанного с соседством городской свалки. Проблема свалки бытовых отходов в п. Каменка усугубляется регулярным сжиганием мусора, сопровождающимся образованием ядовитого облака, распространяющегося на большие расстояния и отравляющего всё живое на своём пути. Неконтролируемое сжигание городского мусора представляет несомненную опасность для окружающей среды, так как в результате реакций горения образуется большое количество разнообразных химических веществ, оказывающих отрицательное воздействие на окружающую среду. Происходит постоянное тление мусора, сгорание в таких условиях неполное, поэтому в результате образуется угарный газ, диоксины и другие исключительно опасные для жизни вещества. В результате химических процессов, происходящих в слоях мусора, концентрация производимых свалками ядов увеличивается в сотни раз [2].

Установлено, что генеративная сфера сосны обыкновенной, формирующая будущее потомство, подвержена воздействию аэрополлютантов. Атмосферные загрязнения оказывают влияние на жизнеспособность и качество формируемой пыльцы, женские шишки, семена и их качество [3].

Известно, что строение пыльцы хвойных характеризуется узкими пределами изменчивости [4]. В норме пыльцевое зерно сосны обыкновенной имеет две оболочки – интину и экзину, а также несет два воздушных мешка (рис. 1).

Рис.1. Нормальное пыльцевое зерно Pinus sylvestris L. (увел. 1.1х16): вид сверху (сверху) и вид сбоку (снизу)

Техногенный стресс оказывает неблагоприятное действие на мужские генеративные органы, что проявляется в их аномальном развитии и низком качестве формируемой пыльцы [5]. Следовательно, можно использовать морфологический анализ пыльцы для суждения о степени негативного воздействия факторов окружающей среды на ее фенотип.

В связи с этим целью данного исследования явилось изучение влияния выбросов свалки твердых бытовых отходов п. Каменка г. Симферополя на репродуктивную систему популяций сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.), произрастающих в данной зоне. Контрольным вариантом служили мужские генеративные органы, собранные с растений, произрастающих в экологически чистой зоне. У указанной культуры изучали спонтанную и индуцированную стерильность пыльцы и ее морфологическую структуру.

Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что у фоновых древостоев Pinus sylvestris L. регистрируется довольно высокий уровень спонтанной стерильности пыльцы – 26,8% (табл. 1).

Таблица 1. Показатели фертильности, стерильности и морфологической структуры пыльцы Pinus sylvestris L., произрастающих в экологически чистой зоне и в районе свалки твердых бытовых отходов

Зона обследо-вания	Общее количество пыльцевых зерен
	фертильных			стерильных		абортив-ных	%
	нор-мальные	%	с нару-шениями	нор-мальные	с нару-шениями
контроль	4026	73,1	132	916	428	1476	26,8
свалка	3097*	56,7	397*	984	980*	2361*	43,2

Примечание: * – различия от контроля достоверны при p < 0,001.

В зоне свалки твердых бытовых отходов показатель индуцированной стерильности пыльцевых зерен составил 43,2% (p<0,001). Количество стерильной пыльцы увеличивалось в 1,6 раза по сравнению с контролем, что может свидетельствовать о неблагоприятном воздействии выбросов свалки на репродуктивную систему популяций Pinus sylvestris L. Причем были выявлены различные аномалии как фертильных, так и стерильных пыльцевых зерен (табл. 1, рис. 2).

а) б) в) г) д) е)

Рис. 2. Различные виды нарушений морфологической структуры пыльцевых зерен Pinus sylvestris L., произрастающих в районе свалки твердых бытовых отходов (увел. 1.1х16): а – редукция воздушных мешков; б – наросты на экзине; в – подкововидная форма; г – двойные пыльцевые зерна с перегородкой; д) линзовидная форма (снизу и справа); е) воротничковая форма с наростами на экзине (множественные нарушения), редукция тела пыльцы (справа)

На рис. 2 представлены микрофотографии пыльцевых зерен, продуцируемых репродуктивными органами древостоев сосны обыкновенной, произрастающих в районе свалки, с различными отклонениями от нормы (а-е). Были выявлены такие нарушения в строении пыльцевых зерен как подкововидные, линзовидные, воротничковые, с редукцией летательных мешков, с наростами на экзине, симметрично расположенными над воздушными мешками (рис. 2, в), формирование двойных пыльцевых зерен, при котором внешне нормальная пыльца имеет внутреннюю перегородку, делящую ее на две равные части (рис. 2, г). Установлено, что образование пыльцы с перегородкой обусловлено нарушением на стадии формирования тетрад микроспор [6].

Количество стерильных пыльцевых зерен, имеющих нормальное морфологическое строение, в опытной зоне увеличивается в 1,1 раза (p>0,05) по сравнению с фоновыми древостоями. Однако количество стерильной пыльцы с редукцией одного летательного мешка уменьшается в опытном варианте в 1,6 раза (p<0,001) по сравнению с контролем; с полной дегенерацией воздушных мешков – увеличивается в 3,2 раза (p<0,001). Аналогичная картина наблюдается и с пыльцевыми зернами линзовидной формы количество которых увеличивается в 2,8 раза (p<0,001), подкововидной – в 2,5 раза (p<0,001), прочие нарушения – в 2,6 раза (p<0,001) соответственно. Среди них следует отметить воротничковые формы пыльцы, с редукцией тела пыльцевого зерна (рис. 2, а, е). Различие в количестве стерильных пыльцевых зерен контрольной и опытной зон, имеющих нормальное морфологическое строение, было не достоверным (p>0,05), однако количество как фертильной, так и стерильной пыльцы достоверно увеличивалось у деревьев опытной зоны в 3 раза (p<0,001) и 2,3 раза (p<0,001) по сравнению с фоном.

Полученные данные свидетельствуют о том, что выбросы свалки твердых бытовых отходов оказывают неблагоприятное воздействие на формирование нормальной пыльцы, что проявляется в повышенной продукции аномальных пыльцевых зерен. Общее количество абортивной пыльцы (включая стерильную пыльцу с различными нарушениями морфоструктуры) в зоне воздействия выбросов городской свалки увеличилось, по сравнению с фоновыми древостоями, в 1,6 раза (p<0,001). Следовательно, выбросы городской свалки оказывают неблагоприятное влияние на процессы микроспрогенеза в органах мужской репродукции Pinus sylvestris L., что проявляется в низком качестве формируемой ими пыльцы.

Повышенная продукция аномальной пыльцы Pinus sylvestris L. может служить показателем неблагоприятной экологической обстановки.

Литература

1. Шибанов С.Э. Основные экологические проблемы Крыма // Матеріалы II Міжнародної науково-практичної конференції “Сучасні наукові дослідження – 2006”. – Т. 18. – Екологія. – Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2006. – С. 24-26.

2. Экология Крыма. Справочное пособие / Под ред. Н.В. Багрова и В.А. Бокова. – Симферополь: Крымское учебно-педагогическое государственное изд-во, 2003. – 360 с.

3. Третьякова И. Н., Носкова Н. Е. Пыльца сосны обыкновенной в условиях экологического стресса // Экология. – 2004. – № 1. – С. 26-33.

4. Kurmann M.H. Palynological evidence of conifer evolution // 15^th Int. Bot. Congr., Yokogama, Aug. 28–Sept. 3, 1993: Abstr. – Yokogama, 1993. – C. 30.

5. Третьякова И. Н. Репродуктивные процессы у пихты сибирской (Abies Sibirica Ledeb) в нарушенных лесных экосистемах гор Южной Сибири // Успехи совр. биол. 1997. – Т. 117. – Вып. 4. – С. 480-495.

6. Коба В.П. Исследование некоторых особенностей морфогенеза и прорастания пыльцы Pinus pallasiana D. Don. // Цитология и генетика. – 2004. – № 3. – С. 38-45.