Формирование пыльцы сосны обыкновенной в зоне промышленного загрязнения
Автор: Чепкасов Александр Юрьевич,
Экологический лицей №3
Научный руководитель: Зуева Галина Васильевна,
к.б.н., учитель экологии
г. Екатеринбург
Из всех видов растительного покрова Земли и всех естественных природных ресурсов самым ценным является лес. Лес, в отличии от многих органических ресурсов (газ, нефть, каменный уголь), восстановимый, но исчерпаемый природный ресурс. Суммарные запасы растительной массы в лесах составляют 82% от общей фитомассы Земли. Лес дает 60% биологически активного кислорода, участвует в биоэнергетическом круговороте.
Загрязнение окружающей среды в глобальных масштабах, особенно в промышленных районах, наносит большой экологический и экономический ущерб лесному хозяйству вплоть до гибели лесов.
Фитоэкологическая карта Свердловской области, подготовленная институтом экологии растений и животных УрОРАН, отражает интегральную оценку степени антропогенной трансформации растительного покрова, составляющей около 270 кв. км. в год.
Последствия загрязнения не всегда ощутимы сразу, особенно при хроническом воздействии низкими дозами. Уже сейчас зону подтаежных лесов можно отнести к зоне локальной экологической катастрофы.
Для прогнозирования состояния лесов в техногенных зонах необходим мониторинг, методы которого недостаточно разработаны.
Наиболее чувствительными к промышленному загрязнению являются хвойные породы, особенно их генеративная сфера. Поэтому достаточно информативным и доступным в школьных условиях методом для определения техногенного влияния на состояние сосновых насаждений является изучение процесса формирования пыльцы сосны обыкновенной.
Объектами исследования послужили искусственные насаждения 35-летнего возраста сосны обыкновенной, расположенные на 1,5 км. (ПП 1) и 26 км. (ПП 2 – условный контроль) удалении от креолитового завода.
Сбор и фиксацию материала (микростробил) проводили с 10 мая по 6 июня (до момента пыления). Микростробилы фиксировали в уксусно-этиловой смеси (1:3), окрашивали уксуснокислым кармином, микроскопировали на микроскопе МИКМЕД-1, фотографировали фотоаппаратом "Зенит-С" с переходным кольцом.
Изучение процесса микроспорогенеза сосны обыкновенной выявило многочисленные аномалии, которые сведены к трем типам: хромосомные аберрации, состояние содержимого пыльцы и аномалии пыльцевых мешочков. К хромосомным аберрациям отнесены кольцевые хромосомы, поли- и телоцентреческие хромосомы, хромосомы вне веретена деления. Содержимое морфологически сформированной пыльцы может быть гомогенным или отсутствовать. Аномалиями пыльцевых мешочков считали наличие 1, 3, 4-х мешочков или их отсутствие.
На основании цитогенетического анализа процесса формирования пыльцы сосны обыкновенной делается вывод, что мутационный процесс имеет место в обеих популяциях (ПП 1 и ПП 2). Однако в популяции сосны обыкновенной на ПП 2 наблюдаются наибольшие разнообразие типов аномалий и их частота в сравнении с ПП 1.
Обсуждается значение мутационного процесса для адаптации сосны обыкновенной, произрастающей в зонах разной степени загрязнения промышленными поллютантами.