Введение к работе
Актуальность работы. Половая структура популяций цветковых растений может служить одной из биологических характеристик вида. Однако, сведения о половой структуре популяций малочисленны и фрагментарны, несмотря на важность данного вопроса. Специалисты популяционной экологии, разрабатывая общую методику изучения популяций, недооценивают наличие сексуализации, считая, что при выявлении общих закономерностей жизни популяций этой стороной можно пренебречь. В то же время соотношение разных половых форм определяет пыльцевой режим в фитоценозах, успешность семенного размножения и, следовательно, оказывает влияние на адаптационные возможности популяций, их самовозобновление и самоподдержание.
В литературе вопросы антэкологии традиционно изучаются применительно к этдельным объектам. Практически полностью отсутствуют данные по экологии цветения и опыления растений различных половых форм (Демьянова, 1990). Между тем, такие сведения крайне необходимы для исследования различий в стратегии и тактике цветения.
В качестве объекта наших исследований был выбран Pentaphylloides fruti-:osa (L.) О. Schwarz (пятилистник кустарниковый) — кустарник из семейства R.osaceae, давно и широко используемый в народной медицине (Телятьєв, 1987; Минаева, 1991).
Для P. fruticosa характерно наличие полиплоидного ряда от диплоидов к ок-гоплоидам с основным набором хромосом х = 1 (Bowden, 1957; Соколовская, 1982). По данным A. J. Richards (1975), диплоиды формируют только обоеполые щетки, тетраплоиды — либо обоеполые, либо однополые, гекса- и октоплоиды — только однополые. В Центральном сибирском ботаническом саду (ЦСБС СО JAH) курильский чай кустарниковый изучала В. М. Триль (Триль, 1983а, б, 1984, 1985; Триль, Шкель, Волхонская, 1993). Ею было показано, что в условиях культуры юпуляции P. fruticosa состоят из особей трех половых форм (Савченко, Триль, 1994). Эднако, данные о соотношении особей разных половых форм в различных эколого-(шоценотических условиях отсутствуют.
Цель и задачи исследования. Цель нашей работы — изучение половой дифференциации P. fruticosa в естественных условиях Горного Алтая. Исходя из об-цей постановки вопроса, были определены следующие задачи:
-
Описать морфологию цветков разных половых типов у P. fruticosa.
-
Изучить антэкологические особенности разных половых форм у P. fruticosa [ их влияние на величину репродукции.
-
Изучить половую структуру популяций P. fruticosa, произрастающего в іазличньїх эколого-фитоценотических условиях Горного Алтая.
Научная новизна. Уточнены морфологические описания мужских, женских t обоеполых цветков и показаны различия в размерах частей цветков разных по-овых типов. Впервые изучена экология цветения и опыления разных половых
форм у P. fruticosa — особенности их функционирования, суточная ритмика цветения, качество пыльцы мужских и обоеполых цветков, семенная продуктивность женских и обоеполых особей. Установлен количественный и качественный состав насекомых-опылителей и посетителей цветков P. fruticosa. Впервые изучено соотношение особей разных половых форм в пределах ценопопуляций P. fruticosa в различных эколого-фитоценотических условиях Горного Алтая.
Практическая значимость. Проведенное исследование половой дифференциации P. fruticosa важно для понимания репродуктивной биологии видов растений, имеющих различные половые формы: особенностей цветения, опыления, семенной продуктивности, всхожести семян и т. д. Данные по половой структуре P. fruticosa могут быть использованы в дальнейшем для изучения различных видов, характеризующихся половой дифференциацией.
Защищаемые положения:
-
Синхронный суточный ритм цветения разных половых форм, высокая степень фертильносте пыльцы из мужских и обоеполых цветков, активность насекомых-опылителей, посещающих с одинаковой вероятностью все типы цветков, способствуют увеличению репродукции у P. fruticosa.
-
Соотношение особей-носителей мужских и женских гамет в разных цено-популяциях P. fruticosa близко к 1:1 и не зависит от эколого-фитоценотических условий.
Апробация работы и публикации. Основные положения работы доложены и обсуждены на 7-й международной конференции молодых исследователей "International Meeting of Young Scientists in Horticulture" (Lednice, 1999), X московском совещании по филогении растений (Москва, 2000), II Всероссийской региональной конференции "Проблемы изучения растительного покрова Сибири" (Томск, 2000), III Всероссийском семинаре "Онтогенез и популяция" (Йошкар-Ола, 2000), Международной конференции "Биоразнообразие и динамика экосистем Северной Евразии" (Новосибирск, 2000). По материалам диссертации опубликовано 8 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка цитируемой литературы и приложения. Материал изложен на 192 страницах, список литературы включает 191 название, из них 142 на русском и 49 на иностранных языках. Работа содержит 13 рисунков (включая цветные фотографии), 18 таблиц, представляющих результаты статистической обработки материала.