Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. История таксономического изучения рода Spiraea 7
Глава 2. Современные представления о видах рода Spiraea.
2.1. Характеристика рода 18
2.2. Сибирские и дальневосточные виды рода Spiraea 20
Глава 3. Материал и методика работы 41
Глава 4. Изменчивость видов рода Spiraea в природных популяциях Сибири и Дальнего Востока России 50
4.1. Особенности эндогенной изменчивости видов рода Spiraea 51
4.2. Индивидуальная и эколого-географическая изменчивость видов рода Spiraea
а) 5". media Schmidt 61
б) видов секции Spiraria Ser 76
в) видов ряда Chamaedryfoliae Pojark. и ряда Elegantes Pojark 93
Глава 5. Палиноморфологические исследования рода Spiraea 128
5.1. Методика обработки пыльцевых зерен 128
5.2. Морфология пыльцы видов рода Spiraea 131
Глава 6. Кариологические исследования некоторых видов рода Spiraea 148
Выводы 154
Список литературы 156
Приложение 179
- Сибирские и дальневосточные виды рода Spiraea
- Особенности эндогенной изменчивости видов рода Spiraea
- Методика обработки пыльцевых зерен
- Морфология пыльцы видов рода Spiraea
Введение к работе
Актуальность исследований. Виды рода Spiraea L. широко используются в озеленении населенных пунктов и выращиваются во всех интродукционных центрах России и сопредельных регионов. Внимание интродукторов и озеленителей привлекает высокая декоративность подавляющего большинства видов рода Spiraea, сочетающаяся с их неприхотливостью и устойчивостью в культуре. Кроме того, многие виды рода Spiraea - медоносы и источники лекарственного сырья. В различных частях этих растений обнаружены аскорбиновая кислота, каротин, алколоиды, флавоноиды, сапонины, дубильные вещества. Спиреи могут применяться и как почвоукрепляющие растения.
Интродукционные работы должны быть основаны на четких таксономических представлениях об объекте. Но, как показал обзор систематического положения рода Spiraea, в настоящее время не существует четкого и единого мнения о многих видах этого рода. Таксономический статус отдельных видов до сих пор остается дискуссионным вопросом. Некоторые виды рода Spiraea обладают выраженным в той или иной степени фенотипическим полиморфизмом и имеют множество форм. В связи с этим возникает необходимость в изучении внутривидовой изменчивости видов на основании анализа всех таксономически важных признаков. Популяционный подход позволит установить относительно стабильный набор признаков, наиболее полно характеризующий таксон.
Практическая значимость. Важность изучения изменчивости видов рода Spiraea очевидна не только в теоретическом, но и в практическом отношении. Популяционные исследования рода позволяют изучить структуру отдельных видов, популяций и выделить наиболее перспективные формы для селекционно-интродукционных работ. Оценка значимости того или иного признака или их совокупности, определяющих выбор форм для селекции,
4 невозможна, на наш взгляд, без представления о степени изменчивости этих признаков.
Данная работа предполагает краткий обзор видов рода, их систематики и степени изученности на основании исследования гербарных коллекций и опубликованных литературных данных, анализ уровня полиморфизма видов рода в Сибири и на Дальнем Востоке России (ДВР), а также изучение морфологии пыльцевых зерен и кариологический обзор видов рода Spiraea. Таксономическое исследование рода представляет интерес для уточнения и составления региональных флористических сводок и определителей растений. Изложенные материалы по изменчивости морфологических признаков представляют собой первый этап в сравнительном изучении спорных и близкородственных видов рода Spiraea на уровне природных популяций. Проведенные исследования будут служить составной частью работы по монографическому изучению рода в России.
Цель и задачи исследований. Целью наших исследований является изучение внутривидовой изменчивости спорных видов рода Spiraea, произрастающих в Сибири и на Дальнем Востоке России, и решение на этой основе некоторых неясных вопросов таксономии.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
Изучение истории классификации рода и современных представлений о видах рода Spiraea.
Изучение степени и характера варьирования метрических и качественных признаков видов.
Оценка диагностической значимости признаков, используемых в систематике изучаемых видов.
Определение существующих закономерностей в изменчивости признаков.
Уточнение таксономического положения S. sericea, S. elegans, S. humilis.
5 6. Оценка палиноморфологических и кариологических данных с целью выявления дополнительных диагностических признаков.
Научная новизна. Впервые изучена эндогенная, внутрипопуляционная и межпопуляционная изменчивость морфологических признаков видов рода Spiraea, произрастающих на территории Сибири и ДВР. Для ряда видов установлена диагностическая значимость качественных и метрических признаков. Уточнен статус S. sericea, S. humilis. Впервые дано морфологическое описание пыльцы многих сибирских и дальневосточных видов рода. Обнаружены новые местонахождения S. dahurica, S. humilis, дополняющие сведения по распространению этих видов на ДВР. Впервые определены числа хромосом для S. betulifolia и S. ussuriensis (2п=2х=18). Установлено впервые тетраплоидное число хромосом для S.flexuosa (2п=4х=36).
Защищаемые положения:
Анализ изменчивости качественных и метрических признаков показал, что большим полиморфизмом характеризуются S. salicifolia и S. ussuriensis, гораздо стабильнее признаки у S. humilis и S. flexuosa. По комплексу признаков S. sericea не отличается от S. media и должна рассматриваться в качестве ее синонима.
Число чешуи пазушных почек не может служить диагностическим признаком при выделении S. elegans, в связи с чем таксономическое положение 5. elegans требует пересмотра и уточнения.
Апробация работы. Результаты работы были представлены на VI международном симпозиуме «Проблемы устойчивого развития регионов в XXI веке» (Биробиджан, 2002); региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (Благовещенск, 2003); XI делегатском съезде Русского ботанического общества (Новосибирск, 2003); VIII молодежной конференции ботаников (Санкт-Петербург, 2004); V региональной научно-практической конференции «Молодежь XXI века: шаг в будущее»
(Благовещенск, 2004); XI международном палинологическом конгрессе (Гранада, Испания, 2004); региональном совещании «Ботанические исследования в Приамурье и на сопредельных территориях» (Благовещенск, 2004).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы, включающего 252 наименования (в том числе 57 на иностранных языках), приложения. Работа изложена на 190 страницах, иллюстрирована 59 рисунками, 15 таблицами.
Благодарности. Автор работы выражает глубокую признательность и искреннюю благодарность научному руководителю академику РАН И.Ю. Коропачинскому за ценные консультации и неоценимую помощь при выполнении работы; д.б.н. В.А. Недолужко за предложение объекта исследований; сотрудникам АмурКНИИ ДВО РАН к.г.-м.н. Т.В. Кезиной и м.н.с. Г.Н. Торгаевой за помощь в проведении палиноморфологических исследований; сотрудникам Амурского ботанического сада ДВО РАН и особенно д.б.н., профессору А.В. Крылову за практические советы и поддержку в работе; сотрудникам лаборатории дендрологии ЦСБС СО РАН за помощь при проведении полевых исследований; научному сотруднику лаборатории «Физические методы исследований» АмурКНИИ Т.Б. Макеевой за выполнение фотографий пыльцевых зерен на сканирующем электронном микроскопе; д.б.н. Е.Н. Муратовой за ценные консультации при проведении кариологических исследований.
Сибирские и дальневосточные виды рода Spiraea
Анализ вопроса внутривидовой таксономии рода Spiraea показал, что в настоящее время в литературе не существует четкого представления о многих видах этого рода, в частности распространенных в Сибири и на ДВР. Род Spiraea входит в список родов, которые «требуют наиболее пристального внимания систематиков» (Коропачинский, Скворцова, 1969). Объем рода не определен из-за полиморфизма составляющих его видов и различной трактовки понятия о виде. В. Рашкаускас (1965), например, Л насчитывает 130 видов рода Spiraea, включая 50 гибридных; по данным С.Я. Соколова и О.А. Связевой (1980), род содержит 90 видов. На территории России и сопредельных государств в естественных условиях произрастает 20 25 видов (по данным разных авторов). А.И. Пояркова (1939) отмечает 15 видов для территории Сибири, и для ДВР - 9 видов. А.В. Положий (1988) для Сибири приводит 16 видов, в том числе признавая в качестве самостоятельных S. humilis, S. elegans, S. sericea. Исследователи ДВР также отмечают разное число видов: 10 (Воробьев, 1966; Черепанов, 1995; Якубов, 1996), 11 (Ворошилов, 1982), 12 (Воробьев, 1968). Морфологическая характеристика видов приводится нами по основным сводкам и монографиям последних лет (Положий, 1988; Якубов, 1996; Коропачинский, Встовская, 2002). В настоящей работе наибольшее внимание уделено спорным видам, таким как S. ussuriensis Pojark., S. flexuosa Fisch. ex Cambess., S. elegans Pojark., S. humilis Pojark., S. sericea Turcz. и морфологически близким к ним S. chamaedryfolia L., S. salicifolia L., S. media Fr. Schmidt. Виды S. beauverdiana Schneid., S. dahurica (Rupr.) Maxim., S. schlothaurae Ignatov et Worosch. не рассматривались нами по причине их труднодоступности и отсутствия достаточного материала. В главе рассматривается распространение в азиатской части России и общее распространение упомянутых выше видов, условия местопроизрастания, даются сведения о числах хромосом, краткие морфологические описания диагностических признаков, обсуждается систематический подход к данным видам у разных исследователей, включены имеющиеся сведения о гибридизации видов рода Spiraea. Приводится источник с первоописаниями видов, откуда описаны и где находятся типы данных видов. Ареалы спорных ., изучаемых видов приведены по материалам О.А. Связевой (1966) (рис. 1). Характеристика видов рода Spiraea приведена в последовательности, соответствующей их расположению в системе С.К. Черепанова (1995), учитываются изменения и дополнения к систематике рода (Свод..., 1973). S. alpimi Pall. 1784, Fl. Ross. 1: 35. - С. альпийская. Кустарник до 80 см высотой, отличается узкими ланцетовидными цельнокрайними листьями, на стерильных побегах иногда сверху с несколькими зубчиками, листья с обеих сторон почти голые, сверху темно-зеленые или сизые, почти сидячие или на очень коротких черешках. Растет преимущественно в верхнем лесном поясе гор, где обычна в поймах рек, на лугах, среди ерниковых зарослей и в кустарниковых тундрах. Распространение: Алтайско-Саянская горная область, горы Прибайкалья и Забайкалья; Монголия, Тибет, Центральный Китай. Число хромосом - 2п«24 (Красноборов и др., 1980; Положий, 1988). Вид описан с оз. Байкал. Тип в Санкт-Петербурге. Вид, очень близкий к S. dahurica, от которой часто трудно отличим (Коропачинский, Встовская, 2002). S. aquilegifolia Pall. 1776, Relse III: 734. - С. водосборолистная. Молодые побеги опушены. Листья 3-5 - лопастные, с обеих сторон сизоватые, округлые или обратнояйцевидные, снизу молодые коротко опушенные. Цветки по 2 — 6 (10) в сидячих пазушных зонтиках. Растет на степных склонах гор, высоко вверх не поднимаясь. Распространение: степные районы Забайкалья; Монголия, Северный Китай. Вид описан с Забайкалья. Тип в Лондоне. А.В. Положий (1988) указывает на наличие гибридов этого вида с S. alpina и S. media. S. beauverdiana Schneid. 1905, Bull. Herb. Boiss. 2, ser. 5: 348. - С. Бовера. Небольшой (15-30 см) кустарник со слегка ребристыми побегами и голыми мелкими, почти округлыми листьями, с маленькими (около 2 см) щитковидными соцветиями, оси соцветия и цветоножки всегда сероватые от более менее густого бархатистого опушения. Растёт в горных лесах и редколесьях, стланиковых зарослях, на скалах, каменистых склонах и осыпях, окраинах болот, разнотравных лугах. Распространение: Восточная Сибирь, ДВР; Китай, Корея, Северная Америка (Аляска). Число хромосом 2п=14 (Жукова и др., 1973), 2п=18 (Соколовская, 1960; Жукова, 1967, 1980; Жукова, Тихонова, 1973; Числа хромосом..., 1993). Описан из Японии (Якутии?). Тип в Вене. Вид имеет очень изменчивую по форме и размерам листовую пластинку. С.К. Schneider выделил две разновидности: var. typica, с мелкими округлыми листьями (встречается в Японии, на Курильских и Шантарских островах и крайнем юге Камчатки) и var. stevenii, с продолговато-эллиптическими листьями (распространена на севере ДВР). На Камчатке (а иногда и в материковых районах ДВР) встречаются растения, сходные по облику с S. betulifolia, но отличающиеся от неё опушёнными осями соцветий и цветками. В целом, S. beauverdiana s. I. очень близка к S. betulifolia Pall, и могла бы рассматриваться в качестве его подвида (Якубов, 1996). Сибирские популяции требуют охраны. Очень полиморфное растение (Коропачинский, Встовская, 2002).
Особенности эндогенной изменчивости видов рода Spiraea
Эндогенная изменчивость признаков изучена на примере модельных кустов S. chamaedryfolia из Камлакской популяции, S. humilis из Экимчанской популяции и S. ussuriensis из Сергеевской популяции.
На эндогенном уровне в особенностях опушения нижней стороны листьев выявлены различия между видами. В пределах годичного побега наблюдается изменчивость этого признака в зависимости от размеров листовой пластинки. Для S. chamaedryfolia характерно наличие «бородок» из волосков в углах крупных жилок. Более мелкие листья, расположенные у основания и на верхушке побега, голые или имеют слабо выраженные бородки у основания листа. То есть чем крупнее и развитее лист, тем значительнее выражено характерное для вида опушение. Подобные особенности в опушении листьев характерны также для S.flexuosa, S. ussuriensis.
Для S. media обнаружены иные особенности в варьировании опушения листьев. Сильнее опушены листья, расположенные в основании годичных побегов. По мере продвижения к вершине побегов, как правило, опушение нижней стороны листьев незначительно снижается (не превышает 1 балла). Встречаются экземпляры, у которых различия в опушении листьев в пределах побега не наблюдаются. М.А. Шемберг (1986) отмечает, что на молодых, не закончивших рост листьях рода Betula опушение развито сильнее, чем на "полностью"сформированных. "внушение-исчезает по мере роста листьев и сохраняется только по жилкам. Характер и особенности варьирования опушения листьев на вегетативных и генеративных побегах одинаковы в пределах каждого изучаемого вида (Полякова, 20036). Признак опушения листовой пластинки достаточно стабилен на эндогенном уровне, на что указывали многие исследователи (Шемберг, 1986; Гогина, 1990; Банаев, Шемберг, 2000; и др.). Принимая во внимание результаты эндогенной изменчивости, мы в дальнейшем оценивали степень опушения на листьях, расположенных в средней части годичных побегов. Край листовой пластинки отличается у листьев вегетативных и генеративных побегов. У листьев вегетативной сферы характер «зубчатости» выражен значительнее, чем на листьях генеративных побегов. У S. media генеративные листья почти цельнокрайние. Чем крупнее лист, тем глубже выражены зубцы листьев. Для S. salicifolia и S. humilis нами анализировалось опушение осей соцветий. На эндогенном уровне этот признак не варьирует. Цвет годичных побегов в пределах особи не проявляет изменчивости, но зависит от степени освещения и сроков сбора материала. Часть побега, обращенная к солнцу, оказывается всегда более темных оттенков цвета, характерного для вида. Противоположная или нижняя сторона побега отличается более светлыми тонами. В сроки цветения растений побеги более светлые, чем в период созревания плодов. Исходя из этих особенностей, материал собирали в июле - августе, во время созревания листовок, и признак оценивали по стороне побега, обращенной к солнцу. Неоднородность в окраске побегов и зависимость ее от степени освещенности и времени года отмечается и у ряда других авторов. «Разница в окраске побега наиболее резко выражена в конце зимы и ранней весной, когда возрастает солнечная инсоляция» (Вопросы географической..., 1970). В целом, эндогенная изменчивость качественных признаков отличается однородностью в пределах каждого отдельного вида. В отличие от количественных признаков, изменчивость которых нередко в значительной степени обусловлена окружающей средой, качественные признаки являются отражением генотипа, как правило, не зависят от условий произрастания (Олонова, 1999). Ранее отмеченные на эндогенном уровне закономерности в метамерной изменчивости листьев рода Alnus (Банаев, Шемберг, 2000) обнаруживаются и у видов рода Spiraea. Эти особенности сводятся к следующим: 1. Закономерная изменчивость размеров и формы листьев на годичном побеге: более мелкие листья расположены в основании и на верхушке (рис. 13, 14, 18; табл. 2,3). 2. Изменчивость других параметров листовой пластинки в соответствии с размерами: верхний угол, нижний угол, длина черешка, длина почки (табл. 2, 3). 3. Изменчивость листьев в зависимости от типа побега: на вегетативном побеге почти все средние значения параметров выше (длина, ширина и т.д.) (рис. 16; табл.4). 4. Увеличение коэффициента вариации почти по всем признакам, кроме листового коэффициента, у листьев с генеративных побегов (рис. 17). 5. Увеличение коэффициента вариации для всех признаков у листьев нижней и верхней части годичного побега (рис. 19). Наименьшей изменчивостью на эндогенном уровне отличаются нижний угол, листовой коэффициент. Исходя из полученных результатов эндогенной изменчивости в дальнейшем метрические признаки мы измеряли на срединных листьях вегетативных побегов. Признаки генеративных органов также проявляют большую или меньшую изменчивость. У видов секции Chamaedryon простые щитковидные или зонтиковидные соцветия развиваются на концах боковых олиственных побегов. Мы проанализировали длину годичных генеративных побегов (веточек), а также число цветков в соцветии в верхней, средней и нижней части материнского побега. Оказалось, что наибольшее число цветков и наибольшая длина годичного генеративного побега — в нижней части побега, наименьшее -в верхней; но наименьшие значения изменчивости данных признаков отмечены в верхней части побега. Учитывая эти особенности, генеративные признаки анализировались в дальнейшем из верхней части соответственных побегов.
Методика обработки пыльцевых зерен
Расстояние от основания листа до самой его широкой части (D). Среднее значение признака составляет для 5". humilis 23,2 - 23,4 мм, для 5". salicifoHa 24,2 - 34,7 мм. Амплитуда изменчивости составляет для S. humilis 15,0 - 33,0 мм, для S. salicifoHa 19,0 - 46,0 мм. Наибольшее среднее значение признака отмечено у особей из Норской и Мухинской популяций; наименьшее - из Экимчанской и Дальнегорской. Размах между минимальными значениями равен для S. humilis 4 мм, для S. salicifoHa 8 мм; размах между максимальными значениями составляет для 5 . humilis 1 мм, для S. salicifoHa 13 мм. Наиболее изменчив признак в Ольгинской популяции, более стабилен - в Норской. Признак может иметь вспомогательное значение в диагностике. D/A. Среднее значение признака составляет для S. humilis 0,47 - 0,53, для S. salicifoHa 0,44 - 0,54. Амплитуда изменчивости колеблется для S. humilis 0,39 - 0,58, для S. salicifoHa 0,33 - 0,63. Наибольшее среднее значение признака отмечено в Зейской популяции; наименьшее - в Ольгинской. Наибольшей изменчивостью по этому признаку обладает Ольгинская популяция, наименьшей - Норская. Признак не информативен. Верхний угол листа (W). Среднее значение признака составляет для S. humilis 47,6 - 48,6, для S. salicifoHa 34,2 - 42,0. Амплитуда изменчивости - для S. humilis 42 - 56, для S. salicifoHa 25 - 51. Наибольшее среднее значение признака отмечено в Дальнегорской популяции; наименьшее - в Мухинской. Размах между минимальными значениями равен для S. humilis 1, для S. salicifoHa 13; размах между максимальными значениями составляет для S. humilis 3, для S. salicifoHa 9. Наиболее изменчив признак в Архаринской популяции, наименее - в Зейской, Ольгинской, Экимчанской и Дальнегорской популяциях (V=7%). Признак не имеет самостоятельной диагностической значимости из-за значительного перекрывания амплитуды изменчивости, но может рассматриваться как вспомогательный. Нижний угол листа (Н). Среднее значение признака составляет для S. humilis 45,4 - 46,4, для S. salicifolia 33,2 - 41,3. Амплитуда изменчивости колеблется для S. humilis 40 - 60, для S. salicifolia 28 - 60. Наибольшее среднее значение признака отмечено в Дальнегорской и Экимчанской популяциях; наименьшее — в Зейской. Размах между минимальными значениями равен для S. humilis 1, для S. salicifolia 9; размах между максимальными значениями составляет для S. humilis 5, для S. salicifolia 17. Наиболее изменчив признак в Архаринской популяции, наименее - в Кульдурской. Признак может рассматриваться как вспомогательный при определении изучаемых видов.
Согласно А.И. Поярковой (1939), соцветия S. salicifolia представляют собой «метелки овально-цилиндрические или пирамидальные, обычно 5 - 12 см длиной»; для S. humilis характерны «компактные широкие яйцевидные или пирамидально-яйцевидные, 2,5 - 10 см длиной и 2 - 6,5 см шириной». В связи с этим мы отобрали признаки, характеризующие размеры и форму соцветий.
Длина соцветия (F). Среднее значение признака составляет для S. humilis 37,2 - 39,1 мм, для S. salicifolia 43,6 - 69,4 мм. Амплитуда изменчивости составляет для 5. humilis 22,0 - 51,0 мм, для S. salicifolia 24,0 - 96,0 мм. Наибольшее среднее значение признака отмечено в Ольгинской популяции; наименьшее - в Кульдурской. Размах между минимальными значениями равен для S. humilis 3 мм, для S. salicifolia 26 мм; размах между максимальными значениями составляет для S. humilis 0 (значения совпадают), для S. salicifolia 37 мм. Наиболее изменчив признак в Ольгинской популяции, более стабилен -в Кульдурской. Признак можно назвать диагностическим, так как средние значения не перекрываются.
Ширина соцветия (G). Среднее значение признака составляет для S. humilis 24,0 — 27,3 мм, для S. salicifolia 21,7 - 37,6 мм. Амплитуда изменчивости - для S. humilis 17,0 - 38,0 мм, для S. salicifolia 15,0 - 48,0 мм. Наибольшее среднее значение признака отмечено в Архаринской популяции; наименьшее 85 в Морской. Размах между минимальными значениями равен для S. humilis 5 мм, для S. salicifolia 10 мм; размах между максимальными значениями составляет для S. humilis 4 мм, для S. salicifolia 15 мм. Наиболее изменчив признак в Хинганской и Ольгинской популяциях, более стабилен - в Дальнегорской. Признак не информативен для различения этих видов.
Форма соцветия (G/F). Среднее значение признака составляет для S. humilis 0,66 - 0,71, для S. salicifolia 0,39 - 0,56. Амплитуда изменчивости - для S. humilis 0,45 - 0,91, для & salicifolia 0,28 - 0,78. Наибольшее среднее значение признака отмечено в Дальнегорской популяции; наименьшее - в Ольгинской. Размах между минимальными значениями равен для S. humilis 0,14, для S. salicifolia 0,17; размах между максимальными значениями составляет для S. humilis 0 (значения совпадают), для S. salicifolia 0,31. Наибольшей изменчивостью по этому признаку обладают Селемджинская и Архаринская популяции, наименьшей - Дальне горская. Признак можно считать диагностическим, так как средние значения не перекрываются.
В результате изучения изменчивости морфологических признаков S. salicifolia и S. humilis были выделены следующие диагностические признаки: опушение осей соцветий, форма листовой пластинки; информативными признаками также оказались длина листа, длина соцветия, форма соцветия; вспомогательными признаками можно считать расстояние от основания листа до самой его широкой части, верхний и нижний угол листа; не информативными признаками оказались ширина листовой пластинки, отношение расстояния до самой широкой части листа к его длине и ширина соцветия. Относительные признаки (В/А, D/A, G/F) более постоянны, чем абсолютные (рис. 32). Наиболее изменчивыми оказались особи Ольгинской и Архаринской популяций (рис. 33, 34), с более стабильными признаками — Норская, Кульдурская и Дальнегорская популяции. Крупнолистные особи отмечены в Кульдурской и Мухинской популяциях.
Морфология пыльцы видов рода Spiraea
Морфологические признаки пыльцевых зерен постоянны и характерны для растений определенных групп, поэтому их широко используют при построении системы таксонов высших растений (Морфология пыльцы..., 1971). Палинологические данные о роде Spiraea немногочисленны. Наиболее полные сведения имеются для S. betulifolia, S. salicifolia, S. ussuriensis (Мячина и др., 1971). Как уже отмечалось в главах 1 и 2, род Spiraea включает виды, систематическая принадлежность которых до настоящего времени неясна. Известно, что морфологические признаки пыльцы стабильны и могут характеризовать таксоны до видового уровня. Кроме того, практически все морфологические признаки живых организмов даже на самом низком таксономическом уровне обладают определенной, иногда весьма значительной вариабельностью, необходимо знать уровень естественного полиморфизма рассматриваемых признаков пыльцы (размах изменчивости признаков). Важными диагностическими признаками считают форму и размеры пыльцевых зерен, число и расположение апертур (борозды, поры, оры), характер поверхности спородермы, ее строение и некоторые другие особенности. Проведенные нами исследования рода Spiraea предусматривают детальное изучение пыльцевых зерен на световом (СМ) и сканирующем электронном (СЭМ) микроскопах, что дает дополнительные сведения для решения вопросов систематики и филогении. Кроме того, недостаточная изученность рода затрудняет определения пыльцы при проведении палинологического анализа миоценово-четвертичных отложений.
На первой стадии пыльценосный материал обрабатывался ацетолизным методом Г. Эрдтмана (1956) с подогревом на водяной бане в течение 10-30 минут. Чтобы изучить все тонкости в строении пыльцы, а также формы пыльцевых зерен, присущие тем или иным видам растений, лучше собрать образцы с цветущих растений или с гербарного материала и подготовить их к изготовлению препаратов. При сборе пыльцесодержащее растение нужно поместить в конверт, который должен иметь номер, вид растения, дату и место сбора. Образцы должны до обработки сохраняться в прохладном месте. Пыльца может быть помещена в стеклянные пробирки с ледяной уксусной кислотой, прежде чем растение завянет. Концентрации пыльцевого материала можно добиться и другим способом: поместить несколько цветков в стакан, залить их небольшим количеством уксусной кислоты, размешивая до тех пор, пока не станет видна пыльца, плавающая на поверхности. Слить жидкость в мерный стакан и дать частично отстояться. Затем еще раз повторить процедуру. Пыльцевой материал помещается в пробирку с номером и заливается ледяной уксусной кислотой до обьема 5 — 10 мл на сутки. На следующий день проводится ацетолиз, служащий просветлению и расправлению пыльцевых оболочек. Для этого пробирки с уксусной кислотой откручиваются на центрифуге ОПН-3 10 минут при 1500 об./мин. После центрифугирования уксусную кислоту сливают, а к осадку прибавляют свежеприготовленную ацетолизную смесь, состоящую из 9 частей уксусного ангидрида и 1 части серной кислоты. В каждую пробирку вставляется стеклянная палочка, и пробирки переносятся на 3 минуты в водяную баню при температуре 95. Затем в пробирки доливается уксусная кислота, смесь центрифугируется, сливается и осадок с пыльцой 2 — 3 раза промывается дистиллированной водой. При необходимости длительного хранения материала в пробирку добавляется глицерин (Пыльцевой анализ, 1950). Для изучения пыльцы готовятся постоянные препараты. Для этого глицерин-желатин помещается в пробирку и нагревается в бане. Капля нагретого глицерин - желатина переносится на предметное стекло, помещенное рядом на белую бумагу. Затем часть содержащего пыльцу осадка берется палочкой из центрифужной пробирки и помещается в каплю глицерин-желатина и тщательно перемешивается. Покровное стекло слегка нагревают над плиткой и накладывают на желатин. Затем препарат быстро поворачивают предметным стеклом вверх, чтобы дать возможность зернам пыльцы обосноваться над покровным стеклом в характерном для них положении. Заделывание препарата наглухо может производиться через 3-5 дней бутералью, лаком для ногтей или асфальтовым лаком, которые накладывают тонкой кисточкой по части предметного стекла, примыкающего к покровному. Препараты оставляют сохнуть на 2 — 3 дня. При втором способе приготовления постоянных препаратов разогретый до жидкого состояния парафин наносится стеклянной палочкой круговым движением на предметное стекло. Затем стеклянной палочкой наносится немного приготовленной пыльцы на кусочек желатина, помещенный в центр. После этого предметное стекло нагревается над плиткой до расплавления желатина. Одновременно нагревается и покровное стекло. Накрывая расплавленный желатин, стекло необходимо опускать постепенно. Затем препарат переворачивается покровным стеклом вниз и остывает. Палинологические препараты изучались нами под микроскопом Биолам с использованием объективов 20, 40, и прочими увеличениями. При определении размеров пыльцевых зёрен подсчёт проводился от 50 до 100 зёрен. Микрофотографирование пыльцы проводилось на микроскопе «Btolar» цифровой камерой OLYMPUS Camedia С5060 Zoom. Фотографии печатались с увеличением (хЮОО; х1800; х4800). Для детального изучения структуры и скульптуры пыльцевые зерна изучали на сканирующем электронном микроскопе. При приготовлении препаратов на СЭМ использовалась методика Н.Р. Мейер (1971, 1977; Мейер и др., 1973). На кусочек отфиксированной фотопленки, помещенной на предметное стекло, наносится капля препарата. После высыхания пыльцевые зерна приклеиваются к пленке. Затем промывают спиртами. Первую промывку проводят 70-ным, вторую - 96-ным спиртом. После промывания кусочек пленки приклеивается на предметный столик клеем БФ-6 или лаком для ногтей и проводится напыление образца алюминием в установке ВУП-4.
