Лабораторная работа №3. ФЛУКТУИРУЮЩАЯАСИММЕТРИЯ ДРЕВЕСНЫХ И ТРАВЯНИСТЫХ ФОРМ РАСТЕНИЙКАК ТЕСТ-СИСТЕМА ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА СРЕДЫ {Лабораторная работа подготовлена Е. И. Егоровой на основе методических рекомендаций В. М. Захарова)

Для целей биомониторинга могут использоваться только те виды живых организмов, которые отвечают требованиям, применяемым к биоиндикаторам. Для оценки качества водной среды оптимальными являются водные и околоводные крупные высшие сосудистые растения, многие из которых могут являться биоиндикаторами.

Листья у них формируются каждый год, что позволяет проводить ежегодный мониторинг; многие виды имеют массовое распространение и четко выраженные признаки, по которым возможно проводить исследование. Оценка воздушной среды, или интегральная оценка качества среды обитания живых организмов, проводится по состоянию высших древесных и травянистых форм растений.
Наиболее удобными для целей биоиндикации являются следующие виды растений: травянистые — сныть обыкновенная (Aegopo- dium podagraria)\ мать-и-мачеха обыкновенная (Tussilago farfara)\ древесные: тополь бальзамический (Populus balsamifera); клен остролистный (Acer platanoides) и ясенелистный (A. negundo); береза бородавчатая (Betula pendula); водные — рдест пронзеннолистный (Potamogeton perfoliatus); рдест блестящий (Р. lusens); рдест плавающий (Р. natans).
Все перечисленные растения имеют четко выраженную двустороннюю симметрию, что является главным требованием метода. Кроме указанных растений часто для биомониторинга стабильности развития используют: подорожник большой (Plantago major) как наиболее пластичный вид травянистых растений; манжетку обыкновенную (Alchemilla vulgaris) и клевер гибридный (Trifolium hybridum) и ползучий (Т. repens) как луговые виды; ячмень (Hordeum sp.), овес (Avenna sp.) и пшеницу (Triticum sp.) как сельскохозяйственные культуры для оценки состояния агроценозов.
Береза бородавчатая (повислая) Betula pendula и близкий к ней вид береза пушистая В.alba способны скрещиваться между собой, образуя межвидовые гибриды, которые обладают признаками обоих видов. Во избежание ошибок следует выбирать деревья с четко выраженными признаками одного вида.
Принцип метода основан на выявлении нарушений симметрии развития листовой пластины древесных и травянистых форм растений под действием антропогенных факторов.
Цель работы — интегральная экспресс-оценка качества среды обитания живых организмов по флуктуирующей асимметрии листовой пластины березы повислой (Betula pendula).
Сбор материала. Для сбора материала в полевых условиях необходимы карандаш, блокнот, компас, курвиметр или линейка, атласы-определители высших растений; пакеты для сбора листьев.
Начинать сбор материала необходимо после завершения интенсивного роста листьев. В средней полосе России это соответствует концу мая — началу июня. Выборку листьев древесных растений необходимо делать с нескольких близко растущих деревьев на площади 10х 10 м или на аллее длиной 30—40 м, в исклю

чительных случаях с 2—3 растений. Выборка листьев травянистых растений делается с нескольких экземпляров на площади 1 м2. Используются только средневозрастные растения, исключая молодые и старые. Всего надо собрать не менее 25 листьев среднего размера с одного вида растения. Листья собирать из нижней части кроны, на уровне поднятой руки, с максимального количества доступных веток, направленных условно на север, запад, восток и юг. У березы использовать листья только с укороченных побегов. На каждой площадке исследуют максимальное количество видов (но не менее одного древесного и одного травянистого), однако конкретный объем выборки должен определяться на основе статистических методов.
Обработка материала. Обработку материала удобно проводить в лаборатории. Весь собранный материал должен быть снабжен точной информацией о месте сбора, наличии вблизи возможного загрязнения интенсивности движения транспорта, времени сбора и исполнителе. Хранить собранный материал можно не более недели на нижней полке холодильника.

Рис. 3.1. Измерение длин жилок на листьях травянистых и древесных пород (объяснение см. в тексте)

Обработка заключается в измерении длин жилок на листьях справа и слева. На рис. 3.1 цифрами обозначены листья следующих деревьев: 1 — березы, измеряется первая жилка от основания листа; 2 — тополя, первая жилка от основания листа; 3 — остролистного клена, средняя жилка боковых пластин справа и слева; 4 — мать-и-мачехи, вторая жилка от основания черешка; — клена американского, первая жилка от основания черешка; — сныти, первая жилка от основания черешка; 7 — клевера ползучего, первая жилка от основания черешка. Жилки измеряются курвиметром или линейкой с точностью до 1 мм. Интерес представляют не размеры жилок, а разница их длины справа и слева.
Существуют более детальные расчеты флуктуирующей асимметрии. С одного листа снимают показатели по пяти параметрам (рис. 3.2). Отдельно фиксируют «загнутость» макушки листа (рис. 3.3). Данные измерений заносят в табл. 3.1. Величину флуктуирующей асимметрии оценивают с помощью интегрального показателя — величины среднего относительного различия по признакам (среднее арифметическое отношение разности к сумме промеров листа справа и слева, отнесенное к числу признаков).

Рис. 3.2. Параметры промеров листьев для детального расчета:
1 — ширина половинки листа (лист складывают пополам, потом разгибают и по образовавшейся складке проводят измерений); 2 — длина второй жилки от основания листа; 3 — расстояние между основаниями первой и второй жилок; 4 — расстояние между концами этих жилок; 5 — угол между главной и второй
от основания жилками

Рис.

3.3. Примеры «загнутости» ма-
кушки листа:
I — не загнута; 2 — загнута влево; 3 —
загнута вправо; 4 — «ласточкин хвост»

Коэффициент флуктуирующей асимметрии определяют по формуле, предложенной В. М. Захаровым:

где — среднее различие между сторонами;
— различие значений признаков между левой (/) и
правой (г) сторонами; п — число выборок.

Качественные признаки считают по проценту суммы асимметричных листьев:

где па — число асимметричных особей; пс — число симметричных листьев.
Показатель асимметрии указывает на наличие в среде обитания живых организмов негативного фактора. Это может быть химическое загрязнение, изменение температуры, обитание биологического объекта на краю ареала и др. Показатель откликается повышением на изменение фактора и стабилен при адаптации к имеющимся условиям. Таким образом, на основании периодического вычисления показателя можно проследить изменения условий обитания объекта.
При балльной оценке используют таблицу соответствия баллов качества среды значениям коэффициентов асимметрии (см. табл. 3.2).
Оборудование и материалы:
курвиметр (линейка); гербарий листьев березы повислой, индивидуальное задание на карточке.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ Получить у преподавателя задание на карточке. В соответствии с рис. 3.1 измерить жилки листовой пластины березы. Занести данные по всем листьям в табл. 3.1. Провести статистическую обработку данных.

Таблица 3.1
Результаты замеров листьев травянистых и древесных пород

Дата				Исполнитель
Место сбора
№	Ширина половинок		Длина 2-й жилки		Расстояние между основаниями 1- и 2-й жилок		Расстояние между концами 1- и 2-й жилок		Угол между центральной и 2-й жилками		Форма макушки
№	л	пр	л	пр	л	пр	л	пр	л	пр	Форма макушки
1
2

Примечание, л — левая сторона; пр — правая сторона.

Балльная система качества среды обитания живых организмов по показателям флуктуирующей асимметрии высших растений
(по А. Б. Стрельцову, 2003)
Таблица 3.2

Виды	Балл
Виды	1	2	3	4	5
Береза бородав чатая	lt; 0,055	0,056—0,060	0,061-0,065	0,065 - 0,070	gt; 0,070
Все виды растений	lt;0,0018	0,0019-0,0089	0,0090- 0,022	0,022-0,04	gt;0,04

В соответствии с рис. 3.2 измерить жилки листовой пластины березы по пяти параметрам. Занести данные по всем листьям в табл. 3.1. Провести статистическую обработку данных. Провести экспресс-оценку загрязнения окружающей среды по результатам всех измерений. Сделать вывод о качестве среды обитания живых организмов в соответствии с табл. 3.2.
Баллы соответствуют следующим характеристикам среды обитания живых организмов: 1 — чисто; 2 — относительно чисто («норма»); 3 — загрязнено («тревога»); 4 — грязно («опасно»); 5 — очень грязно («вредно»).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Последствия Чернобыльской катастрофы: Здоровье среды / под ред. В. М. Захарова, Е. Ю. Крысанова. — М.: Моек. отд. Международного фонда «Биотест», 1996.

Стрельцов А. Б. Региональная система биологического мониторинга. — Калуга: Изд-во Калужского ЦНТИ, 2003.

<< | >>

Источник: О. П. Мелехова, Е. И. Егорова, Т. И. Евсеева. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование : учеб, пособие для сгуд. высш. учеб, заведений. 2007

Еще по теме Лабораторная работа №3. ФЛУКТУИРУЮЩАЯАСИММЕТРИЯ ДРЕВЕСНЫХ И ТРАВЯНИСТЫХ ФОРМ РАСТЕНИЙКАК ТЕСТ-СИСТЕМА ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА СРЕДЫ {Лабораторная работа подготовлена Е. И. Егоровой на основе методических рекомендаций В. М. Захарова):

- Геоэкология - Основы экологии - Экологический мониторинг - Экология животных - Экология насекомых - Экология почв и агроэкология - Экология птиц - Экология рыб -

- Биология - Ветеринария - Взаимоотношения животных - Все животные - Геология - Зоопсихология - Коровы - Кошки - Лечение животных - Лошади - Насекомые - Науки о Земле - Опасные растения и животные - Растительный мир - Редкие животные - Сельское хозяйство - Собаки - Экология -