Научная статья на тему 'Род Geum в современных экологических условиях средней России'

Род Geum в современных экологических условиях средней России Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
880
101
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
сорные растения / апофиты / урбанофлора / род гравилат

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Лазарев А. В., Бурченко Т. В.

Приведены результаты исследования соотношения синантропных элементов во флоре Белгородской области на примере видов рода Geum. Все виды и гибриды приспособились к произрастанию на трансформированных территориях. К сегетально-рудеральным и неустойчивым апофитам относятся

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

G. aleppicum Jacg, G. urbanum L., к рудеральным и неустойчивым апофитам G. rivale L. Эти виды образуют между собой гибриды: G. intermedium Ehrh., G. spurium Fisch. et Mey. Адвент G. macrophyllum L.

Текст научной работы на тему «Род Geum в современных экологических условиях средней России»

УДК 575. 321: 582.635.5

РОД вЕЦМ В СОВРЕМЕННЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ СРЕДНЕЙ РОССИИ

А.В. Лазарев,

Т.В. Бурченко

Белгородский

государственный университет

Россия, 308015, г. Белгород, ул. Победы, 85

e-mail: lazarev@bsu.edu.ru

Приведены результаты исследования соотношения синантропных элементов во флоре Белгородской области на примере видов рода Geum. Все виды и гибриды приспособились к произрастанию на трансформированных территориях. К сегетально-рудеральным и неустойчивым апофитам относятся G. alep-picum Jacg, G. urbanum L., к рудеральным и неустойчивым апофитам — G. rivale L. Эти виды образуют между собой гибриды: G. intermedium Ehrh., G. spurium Fisch. et Mey. Адвент - G. macrophyllum L.

Ключевые слова: сорные растения, апофиты, урбанофлора, род Гравилат.

Введение

В условиях возрастания влияния человека на природную среду наблюдается необратимое изменение ее компонентов. Фактически не осталось уцелевших в естественном состоянии участков природных комплексов, образуются местообитания, параметры которых отличаются от первоначальных. Расширяется строительство различного рода поселений, зданий, строятся теплотрассы, линии электропередач, стадионы, спортивные площадки, парки, образуются свалки мусора и т.п. Но и на таких территориях часть видов, свойственных «целинной» растительности, приспосабливается к новым условиям произрастания. Их называют рудеральными. Они и составляют урбанофлору.

Белгородчина входит в число областей РФ с повышенной экологической напряженностью. В настоящее время многие растения находятся на грани исчезновения из фитоценозов области, а многие виды имеют статус редких. В Красную книгу РФ включены 34 вида растений Белгородчины (полынь беловойлочная, василек боровой, левкой душистый, дрок донской, иссоп меловой, венерин башмачок настоящий и крупноцветковый, сосна меловая, пион тонколистый и др.). Многие растения (более 200) внесены в список Красной книги Белгородской области (кизильник алаунский, костяника, черноголовник кровохлебковый, миндаль низкий, лапчатка белая, спирея городчатая, ирис низкий, первоцвет весенний, купальница европейская, ветреница лесная и дубравная, прострел раскрытый или сон-трава и др.) [1]. Изложенное свидетельствует, что генофонд растений уязвим.

Изучение процессов антропогенной трансформации флоры и сохранения биологического разнообразия имеет первостепенное значение. Поэтому встала проблема изучения устойчивости растений к антропогенному воздействию и сохранения природного биоразнообразия. Для решения этой проблемы ведутся исследования по оценке современного состояния антропогенных экосистем. В последнее время особое внимание уделяется флоре поселений - урбанофлоре [2].

Особенностью сорных растений является не только их связь со вторичными местообитаниями (мусорными и прочими местами), но и изменение их морфологии. В результате сорные растения выделяются даже в таксоны ранга подродов, секций и подвидов [3].

Целью исследования было изучение распространения видов рода Geum на новые трансформированные местообитания.

Материал и методика исследований

Изучались виды, относящиеся к роду Geum, которые приспособились к произрастанию на трансформированных территориях Белгородской области. Использовался маршрутный метод учетов растений, а также классификации сорных растений по условиям местообитания А.И. Мальцева [4], С.А. Котт [5], В.В. Никитина [3], рудеральных экосистем Н.Г. Ильминских [6], синантропной флоры F.G. Schroeder [7].

Результаты исследований

Гравилат (Geum) — род растений семейства розоцветные, подсемейства шиповни-ковые, включающий около 58 видов. Ареал рода занимает около половины территории

суши земного шара [8]. Многие его представители (Geum aleppicum Jang., G. reptans L., G. coccineum Sibth et Sm., G. montanum L. и др.) обитают, главным образом, в умеренно тёплых и субтропических поясах Северного полушария, в Африке, на Австралийском континенте и в других областях в диком состоянии, а также являются важнейшими культивируемыми здесь пищевыми, кормовыми и декоративными растениями. В СНГ произрастает около 20 видов. В Средней России - 3 вида и один или два гибрида: G. intermedium (G. urbaum x rivale); G. spurium Fisch. et Mey. (G. urbanum x allepicum) Это преимущественно многолетние травы. Наиболее широко распространены на территории Европейской России Geum rivale L., G. urbanum L., G. aleppicum Jang, G. macrophyllum L. [9, 10].

На территории Белгородской области встречаются: гравилат алеппский (Белгородский, Грайворонский, Губкинский, Ивнянский, Корочанский, Новооскольский, Прохо-ровский, Старооскольский, Шебекинский, Яковлевский районы); гравилат средний (гибрид) - G. intermedium Ehrh. (Алексеевский, Красногвардейский, Прохоровский, Старооскольский районы); гравилат речной (Грайвороновский, Старооскольский, Борисовский районы); гравилат городской (повсеместно), а также гибриды - G.meinshausenii Gams. (G. allepicum x rivale); ложный - G. spurium Fisch. et Mey. (G. urbanum x allepicum [11].

Краткая характеристика рода Geum: прикорневые листья лировидно перисторас-сеченные являются, стеблевые 3-раздельные. По мнению большинства авторов лист является лировидным, так как конечный сегмент значительно крупнее боковых. Надземный побег после отмирания листьев втягивается в почву придаточными корнями и эпи-генно формируется корневище. В результате недоразвития внутреннего покрова возник унитегмальный семязачаток. Наблюдается сочетание андромоноэции и андродиэции в популяциях одного вида. Гинецей многочленный, апокарпный, реже одночленный, формулой цветка является: * Cas+s C05 A œ G œ. Цветки подпестичные, надпестичные и около-пестичные. Цветоложе (укороченная стеблевая часть цветка) у гравилата имеет удлиненную коническую форму. Чашечка с подчашием. После цветения чашелистики, лепестки, тычинки опадают, а завязь интенсивно развивается и преобразуется в плод. Плод - мно-гоорешек, состоящий из нескольких или многих орешков. У видов гравилата (Geum) цепляющийся крючок на орешке является нижним члеником столбика, удлиняющимся у плода, тогда как верхний членик обламывается в месте сочленения. В связи с этим, распространение диаспор на теле животных является пассивным и называется зоохорией (эпизоохорией). Однако они могут цепляться и к одежде человека. Это уже антропохория [12-16].

Виды из рода Geum обладают многими полезными свойствами, благодаря которым их широко используют в качестве лекарственных растений, а также применяют в различных отраслях промышленности.

В листьях гравилата городского находится витамин С, в корнях - танниды. Корневища содержат дубильные вещества, а также эфирные масла, крахмал, смолы. Гравилат городской обладает антимикробными свойствами. Корни применяют в гомеопатии. Растение обладает желчегонным, отхаркивающим, противорвотным, кровоостанавливающим, вяжущим, обезболивающим, общеукрепляющим, слабоснотворным действием. В качестве пряности употребляют корень, обладающий приятным гвоздичным ароматом. Растение используют в производстве ликёров, пива. Эфирное масло применяют в пищевой и парфюмерной промышленности. Корень, обладающий дубильными свойствами, пригоден для выделки кожи [17-19].

В корневищах и корнях гравилата речного содержится до 45% дубильных веществ, алкалоиды, красное красящее вещество, до 0.1% эфирного масла. В молодых листьях - до

0.12% аскорбиновой кислоты, до 0.4% каротина, в семенах - до 20 % жирного масла. В народной медицине отвар корней употребляют как тонизирующее средство после тяжелых заболеваний, а также как вяжущее. Из корневища можно получить краснокоричневую краску [20].

На наш взгляд, совершенно недостаточной является изученность гравилата как в систематическом, так и в экологическом отношении. В связи с выше указанным кратко остановимся на отличительных признаках видов [21-25].

Гравилат аллепский — цветки прямостоячие, лепестки без ноготков, оранжевожелтые, чашелистики заметно короче лепестков, головки с плодами обратнояйцевидные, цветоложе покрыто короткими волосками, стебли и черешки покрыты длинными оттопыренными, желтоватыми, щетинистыми волосками, без железок, реже стебель голый.

Средняя лопасть листьев почти треугольная. Орешки зеленые или желтозеленые, нижний членик столбика почти равен орешку. Упоминается гибрид G. meinshausenii Gams. (G. allepicum x rivale) [10].

Гравилат крупнолистный (G. macrophyllum L.) — похож на предыдущий, но цветоложе очень слабо опушено, листья с очень большой средней лопастью, тупой на верхушке, черешок покрыт мягкими волосками.

Гравилат речной — цветки поникающие, чашелистики прямостоячие, бурокрасные, лепестки равны чашелистикам, с выямчатой верхушкой и клиновидным ноготком, розоватые — желтоватые, с темными красноватыми жилками, плодики с длинным карпофором.

У речного гравилата до созревания пыльников и их открытия для выбрасывания пыльцы уже вполне развиты рыльца, и, следовательно, здесь происходит перекрёстное опыление. Впоследствии короткие пыльники удлиняются, дорастают до рылец; благодаря тому, что поникающие цветки закрываются, тычинки плотно прилегают к рыльцам, и происходит самоопыление, если предварительно, конечно, не произошло перекрестного.

Во время нахождения цветков в фазе бутонов последние обращены вверх, но когда они раскрываются, то поникают, что защищает пыльники от смачивания. После цветения цветоножка снова выпрямляется. Плоды гравилата речного снабжены наверху столбиком, покрытым волосками и крючочками, и разносятся животными. Листья могут сохраняться живыми под снегом [26].

Гравилат городской — цветки поникающие, чашелистики отогнутые, лепестки светло-желтые, без ноготков, короче чашелистиков или почти равны, плоды в шаровидных головках, стебли покрыты в основном мягкими волосками. В местах совместного произрастания гравилата речного и гравилата городского встречается их гибрид Г. промежуточный — G. intermedium Ehrh. Гибриды сочетают признаки родительских видов в разных комбинациях.

Уточнённые нами отличительные признаки видов гравилата в некоторой степени помогут в определении растений.

Ниже приведены результаты изучения соотношения синантропных элементов в роде Geum на территории Белгородской области.

По классификации А.И.Мальцева, в зависимости от эколого-биологических условий, создаваемых человеком, сорные растения делятся на три группы [4]. Сорняки первой группы называются сорнополевыми или сегетальными (от лат. segetalis — растущий среди хлебов). Они селятся на почвах независимо от того, заняты ли они посевами культурных растений (поле, огород, цветник), или подготавливаются под посевы (пар). К этой группе условно можно отнести гравилаты алеппский и гордской, так как они изредка встречаются в посевах многолетних трав.

Сорняки второй группы относятся к пустырным или рудеральным (от лат. ruderalis —мусор, щебень), обитают вне посевов на почвах необрабатываемых, но подвергающихся иным воздействиям, нарушающим естественный биоценоз: вытаптывание, косьба, загрязнение бытовыми отбросами, мусором и т.д. В населённых местах они нередко образуют мощные заросли около жилья по пустырям, задворкам, обочинам дорог.

К этой группе относятся три вида гравилатов: алеппский (вдоль дорог, у жилья), гордской (в парках, садах, краям дорог, по сорным местам — повсеместно), средний (у жилья).

Эти же виды относятся к третьей группе и растут на нарушенных естественных территориях. Растения поселяются в искусственных лесонасаждениях, на лесных вырубках и опушках, в долинах рек, лугах, используемых под пастбища.

Существуют еще несколько более подробных классификаций флор антропогенных территорий: Ф.Н. Мильков - 5 типов антропогенных ландшафтов [27]; Р.И.Бурда, 1989 -6 типов антропогенных флор [28]; Ильминских, Шмидт, 1994 — выделяются классы и группы рудеральных экосистем [29].

Особый интерес в настоящее время проявляется к изучению адвентивного элемента флоры — урбанофлоры. Н.Г. Ильминских (1994) класс рудеральных экосистем подразделяет на 8 групп.

Нами изучены виды гравилатов и в этом направлении. Гравилат городской, аллеп-ский попадают одновременно в три группы: в эрозионную (насыпи, пустыри), придорожную (вдоль дорог), свалочную (свалки, мусорные кучи, развалины).

Для анализа адвентивного элемента F.-G. Schroeder (1969) предложил три принципа: время заноса, степень натурализации, способ иммиграции. Некоторые авторы (Пяк, Мерзлякова) считают неправомерным деление видов по времени заноса, так как все адвентивные растения являются неофитами. В результате проведeнного анализа нами было установлено, что гравилаты городской, аллепский, средний относятся к неустойчивым апафитам, гравилат крупнолистный - к адвентам, ксенофитам.

Заключение

Говорить об особенностях географического распространения сорных растений намного труднее, чем о распространении растений дикой флоры. Поскольку земледельческие работы занимают в нашей стране огромные территории, то многие сорняки распространены очень широко.

К таким условиям наиболее приспособленными оказались три вида рода Гравилат: городской, речной и аллепский. Первый растёт преимущественно по равнинам и в горах в поясе лесов. Как рудеральное сорное - среди кустарников, по опушкам леса, в парках, садах, вдоль дорог, около жилья, по берегам ручьев и речек, очень редко в посевах многолетних трав. Второй - встречается по берегам рек, канавам, сырым лугам, кустарникам, лесам. Гравилат аллепский - на лугах, у дорог, вблизи жилищ, по окраинам полей, берегам ручьев, редко в посевах многолетних трав.

Вте вышеизложенное позволяет сделать вывод о том, что виды рода Geum, как и виды других таксонов, вынуждены приспосабливаться к новым условиям произрастания. Гравилат городской переселяется из тенистых влажных лесов на трансформированные участки, а гравилат речной становится рудеральным. Остальные также начинают осваивать новые территории. К сегетально-рудеральным и неустойчивым апофитам относятся G. aleppicum Jacg,, G. urbanum L., к рудеральным и неустойчивым апофитам - G. rivale L. Эти виды образуют между собой гибриды: G. intermedium Ehrh. , G. spurium Fisch. et Mey. Адвент - G. macrophyllum L.

Как уже неоднократно подчeркивалось, распределение представителей сорных растений во многих семействах строго по месту обитания практически невозможно. Многие из них встречаются на различных местообитаниях одновременно [3, 32]. Эта тенденция наблюдается и в отношении видов рода Geum. Прежде всего, три вида и их гибриды являются апофитами. Один вид (гравилат крупнолистный) - антропопофит, одичавший в России. Родина - Восточная Азия, Северная Америка.

Список литературы

1. Красная книга Белгородской области. Редкие и исчезающие растения, грибы, лишайники и животные / Общ. науч. ред. А.В. Присный. - Белгород, 2005. - С. 47-265.

2. Хмелев К.Ф., Березуцкий М.А. Состояние и тенденции развития флоры антропогенно-трансформированных экосистем // Ж. общ. биол. - 2001.- Т. 62, № 4. - 360 с.

3. Никитин В. В. Сорные растения флоры СССР. - Л.: Наука, 1983. - 454 с.

4. Мальцев А.И. Сорная растительность СССР. - М.: Сельхозгиз, 1932. - 268 с.

5. Котт С.А. Сорные растения и борьба с ними. - М.: Наука, 1955. - 35 с.

6. Ильминских Н.Г. Флорогенез в условиях урбанизированной среды: Автореф. дис. ... д-ра биол. наук. СПб: СПбГУ, 1993. - 36 с.

7. Schroeder F.-G. Zur Klassificierung der Antropochoren //Vegetatio. 1969. Bd.16. Fasc. 5/6. S.225-238.

8. Флора Восточной Европы / / Отв. ред. и ред. тома Н.Н. Цвелев. - СПб.: Мир и семья. Изд. СПХФА, 2001, т. X. - С. 460-466.

9. Губанов И.А., Киселева К.В., Новиков В.С., Тихомиров В.С. Иллюстрированный определитель растений Средней России. Т. 2. Москва: Т-во научных изданий КМК, Ин-т технологических исследований, 2003 - 190 с.

10. Маевский П.Ф. Флора средней полосы европейской части России. 10-е изд. - М.: Товарищество научных изданий КМК, 2006. - С. 379 - 400.

11. Еленевский А.Г., Радыгина В.И., Чаадаева Н.Н. Растения Белгородской области (конспект флоры). - М. 2004. - 120 с.

12. Хржановский В.Т. Курс общей ботаники (цитология, гистология, органография, размножение): Учебник для сельхозвузов. - 2-ое изд., берераб. И доп. - М.: Высшая школа 1982. -384 с.

13. Матвеева Г.В., Тарабрин А.Д. Ботаника. - М.: Агропромиздат, 1989. - 287 с.

14. Engler A. Syllabus der Pflanzenfamilien. 12 Aufl.Berlin. (Herausgegeben von H. Melchior)

A. Engler. - Berlin, 1964. - Bd. 2.- 621 s.

15. Bentham G., Hooker J. D. Urticaceae // Genera Plantarum: London, 1880 - 3 (1). - P. 1-395.

16. Андреева И.И., Родман Л.С. Ботаника. - М.: КолосС, 2005. - 528 с:

17. Гринкевич Н.И., Гринкевич И.А., Баландина В.А. Лекарственные растения: Справочное пособие для использования в учебном процессе. - М.: Высшая школа, 1991. - 125 с.

18. Гаммерман А.Ф., Кадаев Г.Н. Лекарственные растения (Растения целители). - М.: Высшая школа, 1983. - 136 с.

19. Соколов С.Я., Замотаев И.П. Лекарственные растения: Фитотерапия. - М.: Vita, 1993. -

351 с.

20. Губанов И.А., Киселева К.В., Новиков В.С. Дикорастущие полезные растения. - М.: Изд. МГУ, 1993. - 300 с.

21. Губанов И.А., Новиков В.С., Тихомиров В.С. Определитель высших растений средней полосы европейской части СССР. - М.: Просвещение, 1981 — 105 с.

22. Определитель сосудистых растений / И.А. Губанов, К.В. Киселева, В.С. Новиков,

B.Н. Тихомиров. - М.: Изд-во МГУ, 1992. - 400 с.

23. Новиков В.С., Губанов И.А. Популярный атлас-определитель. Дикорастущие растения. - М.: Дрофа, 2002. - 416 с.

24. Добрачаева Д.Н., Котов М.И., Прокудин Ю.Н. Определитель высших растений Украины. - Киев: Наукова думка, 1987. - 105 с.

25. Рычин Ю. В. Сорные растения. Определитель для средней полосы Европейской части СССР. - М.: Просвещение, 1959. - 65 с.

26. Мир растений / Под ред. А.Л. Тахтаджян. - М.: Просвещение, 1991-1996. Т. 1-5.

27. Мильков Ф.Н. Рукотворные ландшафты: Рассказ об антропогенных ландшафтах. - М.: Мысль, 1978. - 86 с.

28. Бурда Р.И. Направленное формирование флоры при ее антропогенной трансформации // Интродукция и акклиматизация растений. - Киев: Наук. думка, 1989. - №12. - С. 9-14.

29. Ильминских Н.Г., Шмидт В.М. Специфика городской флоры и ее место в системе других флор // Актуальные проблемы сравнительного изучения флор. Матер. совещ. - СПб., 1994. -

C. 261-269.

30. Пяк А.И. Адвентивные растения Томской области // Бот. журн. - 1994. - Т.79, № 11. - С. 45-51.

31. Мерзлякова И.Е. Соотношение синантропных элементов во Флоре города Томска // Бот. журн. - 2001. - Т. 86, № 11. - С. 94-98.

32. Лазарев А.В. Сорные растения семейства капустные Белгородской области // Научные ведомости БелГУ. - 2007 - № 5 (36), вып. 5. - С. 18-21.

GENUS GEUM IN MODERN ECOLOGY COUNDILIONS OF MIDDLE RUSSIA

A.V. Lazarev,

T. V. Burchenko

Belgorod State University

Pobedy Str., 85, Belgorod, 308015, Russia,

The work is dedicated to a study of the particularities of adaptation of species of genus Genum to transformation of ecosystems. Analysis of segetal and ruderal floras of Genum species is carried out. Segetal-ruderal species are Geum rivale, ruderal ones are Geum urbanum, Geum allepicum.

Key words: weeds, urban flora, genus Genum.

e-mail: lazarev@bsu.edu.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.