Введение к работе
Актуальность темы. По данным Международного Союза охраны природы и природних ресурсов в мире насчитывается около 25 тыс. 'видов сосудистых растений, которым грозит исчезновение. Из-II.5 тыс. европейских видов около 2.1 тыс. отнесены к категории редких; 1.4 тис. - к категории исчезающих. На терри-' тории нашей страны к настоящему времени инвентаризационные работы по составлению списков исчезающих и сокращающихся в своей численности видов растений, в основном, заканчиваются: изданы Красные книги Советского. Союза, Российской Федерации и других республик, крупных регионов (Красные книги Сибири, Дальнего Востока и др.), опубликованы списки видов, берущих--ся под охрану в административных областях.
Анализ перечней охраняемых видов показывает, что наряду с действительно уникальными видами, зндемами, реликтами, дикорастущими родичами культурных растений, под охрану берутся и отнюдь не редкие, широкоареальные виды, численность которых за последние десятилетия: резко сокращается. В списки региональной охраны включаются декоративные (орхидные, гвоздики, колокольчики, ирисы, ветреницы, рябчики и др.), лекарственные растения (плауны, ландыш, горицвет, зверобой, валериана и др.).. Выявляется большая группа видов, не входящих в Красные книги, но охраняющихся по всему своему ареалу: купальница европейская, ветреница лесная, в.дубравная, некоторые виды рода колокольчик, гвоздика и др.Сильно деградирует флора в густонаселенных районах, в окрестностях городов с миллионным населением. Здесь становятся редкостью самые обычные виды (копытень, сочевичник, зверобой, первоцвет, нивяник, медуница и др.); наблюдается широкое распространение сорных видов и резкое' сокращение численности видов со сложными кон- , сортившми связями (микотрофов, зоохоров, энтомофилов и др.); господствующими становятся виды с наибольшей автономностью, В настоящее время уже несколько тысяч травянистых, дикорасту-. щих видов растений, взятых под охрану, нуддается в срочном изучении внутривидовых ресурсов, сборе и долговременном сохранении генофонда, работах по размножению и восстановлению численности. Таким образом, тема нашей работы является весьма актуальной.
Цель и задачи исследований. Цель работы - изучение, со-
! хранение и рациональное использование внутривидового разнообразия лекарственных растении.и видов, нуждающихся в охране и восстановлении численности. В связи с этим задачами наших исследований стали:
.» I) изучение внутри- и межпопуляционной изменчивости семян и.растений по структурным и отдельным функциональным признакам в природных условиях; выявление степени влияния различных
.эколого-фитоценотических условий Местообитания и погодных уо-
' ловий вегетационного сезона на проявление этой изменчивости;
-
оценка трансформации природной изменчивости семян и растений охраняемых видов при интродукции в питомниках размножения с разными экологическими условиями;
-
изучение и использование внутривидового разнообразия лекарственных растений в процессе интродукции;
і») организация долговременного хранения семян без. потери
жизнеспособности: выявление оптимальных режимов хранения,
' изучение влияния условий длительного хранения семян на про-
' долкительность их жизни, рост и развитие растений из них и др.
5) оценка возможностей сохранения природного генофонда ра-
' сгений при создании, искусственных популяций (реинтродукции) в
природных биотопах. . ' ( ,
Научная новизна исследований. Впервые проведена интродук
ция ценных лекарственных растений: лапчатки прямостоячей Ро-
tentilla erecta (Ь. ) Baeuach. горца змеиного (Polygonum
bistorta Ь. )» горца почечуйного ( Polygonum persicariaL.V
патринии средней Fatrinla intermedia (Horaem. ) Воет, et
Schult., жабрицы густоцветковой . Бвзеїі oondeneatuo ( 1. )
Reiohenb. f. и ж..Остроконечнсй Beseli mucroratum (Schrenk)
M.Pimen, et Bdobniaa. Изучена внутривидовая изменчивость.и
выделены хозяйственно ценные формы и популяции, перспективные
для дальнейшего культивирования. .
Для некоторых важных лекарственных видов (наперстянка шерстистая - Digitalis lanata Earn.,. патриния средняя, го-, рец почечуйный и др.) установлены корреляции между отдельными морфологическими показателями и продуктивностью, между морфологическими показателями и содержанием биологически активных веществ.
* В природных биотопах изучена изменчивость структурных (и,некоторых функциональных) признаков семян и растений 22
дикорастущих охраняемых видов (в 102 ценопопуляциях) и выявлена ее зависимость от эколого-фитоценотических условий местообитания и погодных условий вегетационного сезона. Изучение трансформации этой изменчивости при интродукции ценопопуляций в питомники с различными экологическими условиями позволило оценить ресурсы модификациоиного и генетически детерминированного разнообразия видов.
Предложена и экспериментально обоснована стратегия интродукции для некоторых охраняемых видов растений с учетом наи- более полного сохранения их природного генофонда.
Впервые получены экспериментальные результаты влияния замораживания (до -IOG и -19бС) на лабораторную всхожесть се^ мян дикорастущих травянистых растений (32 вида, 98 ценопопуляций), на полевую всхожесть, на рост и развитие растений из замороженных семян (26 видов).
"Практическая значимость работы. Опубликованы практические рекомендации по культивированию ценных лекарственных видов: лапчатки прямостоячей, горца змеиного, горца почечуйного, патринии средней и др. Размноженный материал (семена) наперстянки шерстистой, горца почечуйного, патринии средней использован в агротехнических и селекционных работах ВИЛРа.
Во ВНИИ охраны природы и заповедного дела в 1983 г. создан банк долговременного хранения семян редких и исчезающих видов растений при низких положительных температурах (+5С): в настоящее время в нем находится 975 образцов 205 видов,- ведутся опыты по мониторингу за всхожестью. В 1986 г. создан экспериментальный криобанк долговременного.хранения семян в режиме сверхглубокого замораживания (-19бС). В-настоящее время в нем содержатся семена 106 видов (157 образцов), ведется мониторинг за всхожестью. .
Предложен проект научно-технической документации»(паспорт) , для образцов семян, собираемых в природных.ценопопуляциях и предназначенных для долговременного хранения.
Разработаны.научно-методические рекомендации по работе с видами, нуждающимися в восстановлении численности (реингродук-ции), и апробированы на ряде видов (лунник оживающий - Lunaria rediviva Ь., купальница европейская - Troiilus europaeus Ъ., : горец змеиный - Polygonum biatoxta.L.', 9 видов рода колокольчик - Campanula, гвоздика пышная - Disnthus superbus Ь„
.;.-... .5
'г.Фишера - D.fisoheri Bpreng. и др.).
. В лесопарках Москвы и Подмосковья в I983-I99I гг. размноженным нами материалом (рассада, семена) создано свыше 90 искусственных популяций 15 охраняемых видов (высажено более 50 тыс.шт. рассады). Результаты мониторинга в этих экспериментальных популяциях уже служат материалом для научно-методических рекомендаций по технологии их создания.
Ащообация_аботы.. Экспериментальные результаты и отдельные положения диссертации докладывались на совещании по вопросам изучения и освоения растительных ресурсов GCCP (Новосибирск,' 1968), на Всесоюзном научно-техническом совещании по изучению и использованию запасов дикорастущих лекарственных растений (Москва, 1974), на конференции'по фенологии лекарственных растений (Москва, 1976), на Всесоюзном научно-техническом совещании "О состоянии и перспективах научных исследований по изучению лекарственных растений с целью введения их в куль-
! туру" (Москва, 1976), на У Всесоюзном совещании семеноведов ботанических садов "Вопросы теории и-практики семеноведения при интродукции". (Минск, 1977), на Всесоюзной конференции "Термический фактор в развитии растений различных географических зон" (Москва, 1979), на ХУШ экскурсии-конференции прибалтийских ботаников (1986), на УМ Всесоюзном совещании семеноведов ботанических садов "Вопросы обогащения генофонда в семеноведении ин-тродуцеитов" (Звенигород, 1987), на конференции "Охрана гено-и ценофоида травяных биогеоценозов" (Плёс, 1989), на совещании "Заповедники СССР - их настоящее и будущее" (Новгород, 1990), на Всесоюзном совещании "Состояние и перспективы научных исследований по интродукции лекарственных растений" (Москва, 1990), на XI Международном симпозиуме /'Эмбриология и семенное размножение" (Ленинград, 1990), на П Международной конференции "Успехи современной криобиологии" (Харьков, 1992), а также на-ежегодных рабочих совещаниях "Консервация генетических ресурсов" в Научном центре биологических исследований АН СССР (г.Пущине) в' I983-I99I гг.
Материалы диссертации докладывались и обсуждались на научных семинарах в Научном центре биологических исследовании АН
-СССР (1984), Всесоюзном институте растепиеводотва (1906), Ботаническом институте АН СССР (1986), Московском государственном 'Университете (1987) и т.д.
- б "...-
'Положения^_вшосимъ1е на ^защиту:
. I. Работы'по сохранению биологического разнообразия растительного мира должны включать в себя изучение внутривидовой изменчивости структурных и'функциональных признаков семян и растений в природных ценопопуляциях, что позволит собрать по видам, нуждающимся в охране.и восстановлении численности, бо-1 гатство их генофонда.
2. Для сохранения биологического разнообразия' необходима организация банков геномов (в первую очередь семян) редких и исчезающих видов растений; весьма перспективным способом долговременного хранения семян является режим сверхглубокого замораживания, особенно для семян - микробиотиков.
3. Размножение охраняемых видов для последующего возвращения их в природные условия должно проводиться в питомниках, экологические условия которых позволят наиболее полно сохранить все богатство природного генофонда. Только гетерогенный в генетическом отношении материал позволит создать искусственные популяции, аналогичные природным.
Публикация результатов исследований. По материалам, включенным в диссертацию, опубликовано 60 работ и 2 находятся в печати.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 363 страницах машинописного текста, состоит из введения, б глав, выводов. Текст иллюстрирован 24 рисунками. В приложении - 228 таблиц. Список использованной литературы включает 853 источника, из них 184 на иностранных языках.
