Введение к работе
Актуальность темы. Сохранение биологического разнообразия планеты является одной из основных проблем современной экологии (Global Strategy of Environment Protection, 2003). Эта проблема включает в себя разностороннее исследование родов, виды которых являются важными компонентами флоры, в том числе региональной. Неблагоприятные условия обитания характерны для значительной территории земного шара, чем обуславливается разнообразие адаптации растительных организмов. Приспособленность онтогенеза растений к условиям среды является результатом их эволюционного развития (изменчивости, наследственности, отбора).
Выявление стратегий и механизмов адаптации, обеспечивающих сохранение и развитие растительных организмов и сообществ в условиях воздействия неблагоприятных экологических факторов, представляет актуальную научную проблему.
Особый интерес в связи с проблемой всестороннего исследования и сохранения региональных флор представляет изучение видов рода Dianthus L. флоры Центрального Предкавказья. Виды данного рода имеют хозяйственное, в частности декоративное значение, они достаточно хорошо изучены в систематическом (Гроссгейм, 1930; Харадзе, 1951; Тутин, 1964; Галушко, 1965, 1980; Гвиниашвили, 1981; Кузьмина, 2002, 2003; Еленевский, Куранова, 2004 и др.), морфологическом (Игнатьева, 1960, 1965; Шулькина, 1969; Полянице, 1970; Скипина, 1973; Джикидзе, 1980; Гогиташвили, 1985, др.), генетико-селекционном (Васинева, 1991; Takashi Onozaki, Takashi Yamaguchi et al., 1999; Zhang Lu, Cai You-Ming et al., 2002 и др.) аспектах. Вместе с тем, недостаточно исследованными являются вопросы экологии данного рода, не установлены связи между анатомо-морфологическими, экологическими, физиологическими особенностями адаптивных механизмов у видов данного рода. Актуальной является проблема установления связи между различными видами приспособлений к воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды с целью определения адаптивных возможностей видов рода Dianthus L. флоры Центрального Предкавказья.
Цель исследования. Изучение адаптационных эколого-физиологических и биохимических особенностей видов рода Dianthus L. в условиях Центрального Предкавказья.
Задачи исследования:
Уточнить видовой состав и выявить эколого-биоморфологические особенности видов рода Dianthus L. на территории Центрального Предкавказья;
Изучить физиологические особенности видов рода Dianthus L. флоры Центрального Предкавказья и охарактеризовать адаптивно- функциональные возможности фотосинтетического аппарата ряда исследуемых видов;
Изучить биохимические особенности видов рода Dianthus L. флоры Центрального Предкавказья;
Оценить возможное влияние биологически активных веществ (полифенолов) видов рода Dianthus L. на рост и развитие тест-растения;
Выявить возможную взаимосвязь между экологическими (содержание воды), физиологическими (количество пигментов) и биохимическими (содержание биологически активных веществ) параметрами.
Научная новизна. Уточнён видовой состав рода Dianthus L. на территории Центрального Предкавказья. Выявлены новые места произрастания ряда видов рода Dianthus L.
Впервые проведено комплексное изучение адаптационных возможностей видов рода Dianthus L. флоры Центрального Предкавказья, лежащие в основе его приспособления к таким неблагоприятным факторам среды, как засуха и повышенная инсоляция. Определены особенности локализации и накопления пигментов, установлены корреляционные отношения между количественным составом пигментов и водным режимом растений.
Впервые выполнено исследование по изучению накопления фенольных соединений у разных видов рода Dianthus L. в естественных условиях и установлено различное влияние их на растения-биотесты.
Положения, выносимые на защиту.
Род Dianthus L. на территории Центрального Предкавказья представлен 11 видами, отличающимися по феноритмике, ареалам, кариотипическим, физиолого-биохимическим показателям.
Виды рода Dianthus L. обладают комплексом соответствующих анатомо-морфологических и физиологических особенностей, которые позволяют им адаптироваться к условиям среды Центрального Предкавказья.
Биологически активные вещества, содержащиеся в различных частях растения у видов рода Dianthus L., влияют на прорастание семян и развитие корневой системы других растений, и в зависимости от условий ингибируют или стимулируют эти процессы.
Теоретическая и практическая ценность работы.
Полученные данные позволяют расширить представление о механизмах адаптации видов естественной флоры.
Проведена инвентаризация видов рода Dianthus L. флоры Центрального
Предкавказья. Для оценки морфологических признаков рода составлен
оригинальный ключ для определения видов, произрастающих на территории
Центрального Предкавказья. Установлены морфологические,
физиологические и биохимические особенности видов рода Dianthus L. флоры Центрального Предкавказья.
Материалы диссертации могут использоваться в учебном процессе Московского государственного областного университета при чтении курсов «Ботаника», «Биогеография», «Экология растений», «Физиология растений».
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на международных и региональных конференциях: 50-й и 51-й научных конференциях «Университетская наука-региону» (Ставрополь, 2005,2006), 10-
й международной научной конференции «Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря и водоемов внутреннего стока Евразии» (Астрахань, 2008), международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы биоэкологии» (Москва, 2009). По результатам выполненных исследований опубликовано 11 работ, в том числе 3 из них в изданиях, входящих в перечень рекомендованных ВАК.
Объём и структура работы. Работа состоит из введения, 5 глав, еыводов и приложения, содержит 22 таблицы и 13 рисунков. Основной текст диссертации изложен на 133 страницах печатного текста. Список литературы включает 224 наименования, из них 14 на иностранных языках.
ГЛАВА 1. ФГОИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЦЕНТРАЛЬНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ
В главе 1 охарактеризована территория Центрального Предкавказья -описаны геология и геоморфология (Гвоздецкий, Хаин, Сочава, 1953; Сафронов, 1969; Шальнев, 1995, 2004; Шальнев, Лиховид и др., 2002), климатические условия (Агроклиматические ресурсы, 1971; Гвоздецкий, 1963), гидрология и гидрография (Шальнев, 1995, 2004; Шальнев, Лиховид и др., 2002), почвенный покров (Агроклиматические ресурсы, 1971; Классификация и диагностика почв СССР, 1977; Куприченков и др., 2002), растительный и животный мир изучаемой территории (Шифферс, 1953; Кононов, 1960; Иванов, 1998, 2001; Тертьшшиков, 1992, 1995; Хохлов, 2003). Приведена схема физико-географического районирования Центрального Предкавказья по Н.А. Гвоздецкому (1963).
