Возрастные состояния Астрагала Лисьего (Astragalus Vulpinus)
c. Бобовые (Fabaceae)
Автор: Евстратова Ольга, МОУ
СШ №5
Научный руководитель: учитель
биологии
МОУ СШ №5 Мирошкина А.Ю.
Научный консультант : доктор
биологических наук,
зав. каф. Ботаники
Волгоградского педагогического
университета Сагалаев В.А.
г. Волгоград
Введение.
В настоящее время в биологической науке большое внимание уделяется охране редких видов растений и животных, а также выделения тех видов живых существ, которым грозит опасность исчезновения с лица Земли. Популяционная экология растений – наука, вносящая ощутимый вклад в природоохранную деятельность, благодаря многочисленным исследованиям, проводимым ее приверженцами. Одним из основополагающих понятий этой науки является возрастное состояние растений, которое можно определить как совокупность анатомо-морфологических и физиологических признаков, которым растение обладает на данном этапе развития. Иными словами это биологический возраст растения.
Под руководством нашего учителя нами в период с 1996 по 2000 гг. проводились исследования ценопопуляции астрагала лисьего, растения редкого в Нижнем Поволжье (в настоящее время его внесли в списки готовящегося нового издания Красной книги Волгоградской области).
Цель исследования – изучить ход онтогенеза астарагала лисьего для использования этих знаний для разработки мер охраны растения.
Задачи:
1 Собрать гербарий растений астрагала лисьего ориентировочно различных биологических возрастов.
2 Исследовать параметры гербарных образцов растений, таких как, линейные размеры, наличие соцветий, размеры листа, количество листочков одного листа и многие другие.
3 На основании общности параметров разных гербарных образцов выделить группы по биологическому возрасту.
4 Дать подробное морфологическое описание выделенным возрастным состояниям астрагала лисьего (составить диагнозы возрастных состояний).
5 На основании диагнозов составить ключ для определения возрастных состояний астрагала лисьего и составить схему онтогенеза растения.
Материал.
Сборы полевого материала проводились летом 1996-1998 гг. в Волгоградской области на восточном склоне Ергенинских возвышенностей в окрестностях Старой Сарепты (ст. Красноармейская). Обработка материала проводилась в 1998-1999 гг.)
Краткая характеристика объекта и места исследования.
Исследованная популяция астрагала лисьего обитает в зоне полупустынь в сообществах с преобладанием типчака и полыни белой.
Астрагал лисий (Astragalus vulpinus) относится к семейству бобовых. Это – поликарпическое травянистое стержнекорневое растение, образующее каудекс. Гемикриптофит. Вегетативные побеги образуют прикорневую розетку, цветоносные побеги прямостоящие. Листья непарноперистосложные. Соцветие продолговато-яйцевидное, колосовидное, сильно опушено длинными белыми волосками, из-за чего имеет некоторое сходство с пушистым хвостом лисицы. Цветки бледно-желтые.
Диагнозы возрастных состояний астрагала лисьего.
Проростки (pl):
Характерный признак – наличие фотосинтезирующих
семядольных листьев длиной 0,7 см и шириной 0,3 см. Подземные органы
представлены неветвящимся главным корнем до 5 см длиной. Надземная часть, в
зависимости от возраста растения, может быть представлена или только
семядольными листьями, или розеткой из 2-3 листов. Листья розетки непарноперистосложные
3-4 см диной, число листочков одного листа 3, реже 5, размер листочков 0,5x0,2 см.
Ювенильные (j):
Надземная часть представлена прикорневой розеткой,
состоящей из 4-6 листьев. Длина листа 8-12 см. Число пар листочков одного листа
до 8 . Корень длиной около 25 см. Ярко выраженного каудекса нет. Его
предшественник, корневая шейка, морфологически отличается от остальной
подземной части растения наличием хорошо заметных почек возобновления (4-7
шт.). Толщина корневой шейки 0,1-0,25 см. Возраст 1-2 года.
Имматурные (im):
Показателями перехода растения в это состояние является
увеличение листьев в размерах, появление каудекса. Количество листьев в
розетке 6-8, длина листа 15 см, число листочков одного листа 15. Толщина
каудекса 0,7 см, толщина корня 0,5 см. Возраст 3-5 лет.
Виргинильные (v):
Критерием перехода в это состояние является
возникновение прямостоячего побега с удлиненными междоузлиями. Розетка из 4-5 листьев, длиной 20 см, количество
пар листочков одного листа 15. Высота прямостоячего побега около 8 см, на его
вершине заметно образование, напоминающее недоразвитое соцветие. Толщина
каудекса 1,1 см, длина 4 см. Возраст 4-5 лет.
Молодое генеративное(g 1):
Критерием перехода в это состояние является возникновение генеративного побега. Надземная часть представлена прикорневой розеткой листьев и 1 генеративным побегом. Число соцветий на генеративном побеге 1-2, при хорошей жизненности 3. Каудекс 2-5 см длиной. Наблюдаются начальные этапы партикуляции: вегетирующий побег развивается из почки возобновления, расположенной на периферии особи, центральные главы каудекса, следы прошлогодних побегов, тормозятся в росте.
Зрелое генеративное (g 2):
Критерий перехода в это состояние—значительное увеличение биомассы растения, как вегетативной, так и генеративной. Генеративных побегов 2, при хорошей жизненности — 4-5. Число соцветий в начале фазы 2-3, затем увеличивается до 4-5. Прикорневая розетка не образуется, биомасса увеличивается за счет максимального развития прямостоячих побегов. Каудекс толщиной 1,0-5,5, вначале фазы напоминает таковой в g1 состоянии, но в связи с сильным развитием вегетативной массы в верхней части разветвляется. Процесс дезинтеграции (разделения) особи протекает весьма заметно. В некоторых случаях следы разрушения столь сильны, что срединная часть каудекса отмирает. Возраст 6-14 лет.
Старое генеративное (g 3):
Критерием является ослабление побегообразовательных процессов, как следствие, уменьшение вегетативной массы растения, уменьшение числа генеративных побегов. Генеративный побег один, соцветий 2-3. Снова появляется прикорневая розетка листьев, но она развивается не из почки возобновления, общей с генеративным побегом, а из соседней. Прикорневая розетка может быть достаточно мощной, но может и отсутствовать. Ветвления каудекса двоякого типа:
а) каудекс более или менее стержневого типа, побеги развиваются на периферии особи. Функционирует только один полюс растения.
б) разрушения в центре каудекса достаточно сильные и разделяют особь на несколько функционирующих полюсов—партикул. Обычно их 2-3 хорошо выраженных, расположенных на периферии особи.
Различия в строении каудекса в g3 состоянии обусловлены разной жизненностью растений в g1 состоянии. Возраст14-16 лет.
Субсенильное (ss):
Критерий перехода в это состояние - утрата генеративных побегов. Наличие прикорневой розетки листьев, присутствие недоразвитого прямостоячего побега высотой около 3 см. Длина листа прикорневой розетки 16-17 см, количество листочков одного листа—12 (похоже на иматурное состояние). Каудекс многоглавый, содержит большое количество отмерших глав. Функционируют почки, находящиеся на периферии особи. Следы разрушения в подземной части очень сильны.
Сенильное (s):
Критерием этого состояния является утрата ортотропного побега, прикорневая розетка из 1-2 листьев.
Для определения возрастных состояний в реальных природных популяциях используются ключи, составленные на основе описаний.
По данным диагнозов (морфологических описаний) были составлены ключи для определения возрастных состояний астрагала лисьего в лабораторных и полевых условиях (см. Приложение 2) и составлена схема онтогенеза растения (см Приложение 1).
Выводы
В ходе работы была достигнута цель исследования – был изучен ход онтогенеза астрагала лисьего. Растение проходить в своем развитии все стадии, начиная от семени и проростка и заканчивая сенильными. Размножение происходит только на генеративной стадии (семенное размножение), вегетативное отсутствует. . Диагнозы и ключи возрастных состояний астрагала лисьего, разработанные нами и приведенные в этой статье, являются основой, на которой будут базироваться все последующие исследования. Диагнозы и ключи опробованы нами в полевых условиях летом 1999 г. и могут быть рекомендованы для дальнейших исследований популяционно-биологического характера.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2.
Ключ для определения возрастных состояний астрагала лисьего (Astragalus vulpinus) в лабораторных и полевых условиях.
1.Генеративный побег есть……………………………………………………...7.
0.Генеративного побега нет……………………………..………………………2.
2.Каудекс есть…………… …………………………………………..………….5.
0. Каудекса нет………………………………….…………………….…………3.
3.Корневая система состоит из главного неутолщенного корня. Растение с семядольными листами ……………………………………………...проростки.
0.Корневая система состоит из главного не утолщенного корня. Семядольных листов нет……………………………………….………………………….4.
4. Неветвящийся главный корень без утолщений. В области корневой шейки заметны почки возобновления будущего года. Есть прикорневая розетка из 4-6 листьев, длина листа 8-12 см, число пар листочков до 8. ………………………………………………………….…………..ювенильные.
0.Корневая система стержневая. В области корневой шейки
утолщение каудекс. Почки возобновления не различимы…….…………………………...….5.
5. Каудекс хорошо заметен, толщина 0,5 см. Розетка из 6-8 листьев, длина листа около 20 см, число пар листочков одного листа 15……………………………………………………………………….иматурное
0.Толщина каудекса около 1,1 см. Есть розетка листьев и прямостоячий побег………..……………………………………………………………………..6.
6. Толщина каудекса 1,1 см. Надземная часть представлена прикорневой розеткой листьев и ортотропным вегетативным побегом, высотой около 8 см. ……………………………………………………………………..виргинильное.
0.Надземная часть кроме розетки листьев представлена
ортотропным генеративным побегом…………..………………………………………………7.
7. Толщина каудекса около 1,5см. Есть прикорневая розетка листьев. Генеративный побег 1, число соцветий 1-2. Могут наблюдаться начальные этапы партикуляции…………………………………молодое генеративное.
0.Генеративных побегов 2 и больше, число соцветий 2-5……………………………………………………………………………………8
8. Толщина каудекса 1,0-5,5 см. Прикорневой розетки нет, генеративных побегов 2-5. Число соцветий на генеративном побеге 2-5…………………………………………..………………..зрелое генеративное.
0.Толщина каудекса 2 - 4см. Генеративный побег 1……………………..………………………………..……………………….….9
9. Толщина каудекса 2-4 см. в центральной части разрушается. Генеративный побег 1, число соцветий 2-3. Прикорневая розетка листьев развивается не из одной почки возобновления с генеративным побегом…………………………………………………....старое генеративное.
0.Каудекс в центральной части разрушается. Генеративные
побеги отсутствуют. Есть прикорневая розетка.……………………………………………...10
10. Каудекс разветвленный, со следами разрушения. Есть прикорневая розетка, длина листа около 17 см, количество листочков 12. Наличие недоразвитого ортотропного побега. Высотой около 3 см ……………………………………………………………………...субсенильное.
Слабо развита прикорневая розетка, отсутствует ортотропный побег.. ……………………………………………………………………..сенильное.
