CC BY
35
Биология
в соцветии, тем большее их число раскрывается за день.
Продолжительность цветения соцветий и цветков варьирует в зависимости от погодных условий. Распустившийся, но не опылённый цветок сохраняется от 3 до 7 суток. Цветение одной кисти длится 8-14 дней, а длительность цветения одного хорошо развитого растения составляет 25-32 дня. Продолжительность цветения цветков, соцветий и отдельных растений увеличивается в прохладную погоду.
Наблюдения подтвердили, что козлятник восточный характеризуется энтомофильным ксеногамным способом опыления. Опылителями являются представители отр. Hymenoptera -перепончатокрылые сем. Apidae - пчелиные: Apis mellifera L. - медоносная пчела, Bombus lucorum L. - малый земляной шмель, Bombus terrestris L. -большой земляной шмель, Bombus distiguendus L. - шмель-чесальщик.
Опылители посещают цветки козлятника в течение всего светового дня. В опылении цветков регистрируется только один пик - в 13 часов. В очень жаркие дни с дневной температурой выше 30°С пик опыления козлятника приходится на 11 часов, что можно объяснить полуденной депрессией опылителей [4], а также резким снижением выделения нектара цветками козлятника при температуре выше 27оС [5]. Пасмурная облачная погода отрицательно влияет на интенсивность процесса опыления.
Данные о значениях коэффициентов плодообразования и семенифика-ции представлены в таблице 2.
Прослеживается зависимость
значений этих показателей от возраста растений и порядка побега. Высокие значения коэффициента плодо-образования характерны для растений 3-го и 4-го годов жизни, коэффициента семенификации - для растений 2-го и 3-го годов жизни. Самые высокие значения коэффициентов плодообразования и семенифи-кации характерны для побегов I порядка. С увеличением порядка побега значение показателей снижается.
Выводы. Рекомендации 1. Сроки и суточная динамика цветения козлятника восточного определяются температурой. Козлятник
восточный характеризуется строгим постоянством суточных сроков цветения, как и большинство энтомо-фильных бобовых.
2. Опылителями козлятника восточного являются представители семейства Ардэв - пчелиные. Интенсивность опыления снижается в пасмурную облачную погоду и при температуре свыше 26°С.
Растения 3-го года жизни козлятника восточного сорта Гале характеризуются максимальными значениями коэффициентов плодообразования и семенификации; их рекомендуется выращивать на семена.
Таблица 2
Значения коэффициентов плодообразования и семенификации растений козлятника восточного 2-5-го годов жизни в 2005-2006 гг.
Возраст растений Год исследований Коэффициент плодообразования, % Коэффициент семенификации, %
побеги I порядка побеги II порядка побеги III порядка побеги I порядка побеги II порядка побеги III порядка
2-й год жизни 2004 27 21 18 12,3 9,2 *
2005 29 26 0 40,9 41,6 0
среднее значение 28 23,5 9 26,6 25,4 -
3-й год жизни 2004 60 36 25 42,6 21 6,9
2005 52 41 34 22,3 19,6 13,9
2006 60 42 39 25,8 21,3 13,7
среднее значение 57,3 39,7 32,7 30,2 20,6 11,5
4-й год жизни 2005 53 37 31 17,6 18,4 14,8
2006 59 50 41 21,4 20,1 17,2
среднее значение 56 43,5 36 19,5 19,3 16
5-й год жизни 2006 37 26 20 13,8 12,5 7,8
* Признак не изучался.
Литература
1. Пономарев А. Н. Изучение цветения и опыления растений // Полевая геоботаника. М., 1960. Т. 2. С. 9-19.
2. Ахундова В. А. Потенциальная и реальная продуктивность однолетних видов бобовых растений // Вестник Моск. унта. 2003. Сер. 16 : Биология. № 4. С. 40-43.
3. Вайнагий Н. В. О методике изучения семенной продуктивности // Ботанический журнал. 1974. Т. 59. № 6. С. 826-831.
4. Пономарев А. Н. Дневной ход опыления люцерны // Докл. АН СССР 1950. Т. 74. № 4. С. 827-832.
5. Докукин Ю. В. Посещаемость пчёлами козлятника восточного // Пчеловодство. 2009. № 1. С. 18-19.
В МИРЕ ЗВУКОВ. ЗВЕНИТ ЛИ КОЛОКОЛЬЧИК - CAMPANULA SIBIRICA?
В.П. КОМАРИНА,
преподаватель,
А.С. СНОХИН, профессор,
Э.Т. КАРИМОВА, преподаватель, Тюменская ГСХА
Ключевые слова: колокольчиковый звук, продольная звуковая волна, сферический фронт, гармонические колебания, точечный источник колебаний, частота, период, длина волны, скорость.
Цель и методика исследования Родовое название - Campanula, что оз-
Колокольчик - род травянистых начает «балаболка» согласно опреде-
растений семейства колокольчиковых. лению толкового словаря В. Даля.
625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7; тел. 8 (3452) 46-15-77
Campanula sound, longitudinal sound wave, spherical front, harmonious fluctuations, dot source of fluctuations, frequency, period, length of a wave, speed.
Объектом исследования является колокольчик - Campanula sibirica. За предмет исследования было взято подтверждение соответствия названию растения: звенит ли колокольчик -Campanula sibirica?
Цель исследования - доказать существование колокольчикового звука как физического явления. При этом выдвинули гипотезу: если существуют биологические особенности растения, учитывая совместное действие различных экологических и физических факторов в зависимости от географического положения, места произрастания колокольчика, с учётом опроса респондентов, то сложно предположить, что родовое название «колокольчик» не случайно.
Основные методы исследования: изучение биологических и физических особенностей растения, полевые наблюдения, опрос и интервьюирование респондентов, анализ и расчёт физических характеристик колокольчикового звука на основе волнового уравнения.
Изучая растения, выявили биологические особенности цветка. Как показали специальные исследования 1839 г. А. Броньяра и Ф. Мейера, волоски пыльников столбика бутона обладают уникальной способностью втягиваться и погружаться в наружную ткань столбика. Температура цветка на 2°С выше температуры окружающей среды.
Как известно, в природных условиях растения находятся под влиянием всего комплекса экологических и физических факторов среды. Надо заметить, что в природе эти факторы никогда не бывают постоянными. Они изменяются в отдельные годы, в различные времена года и даже время суток. Например, свет, температура и влажность воздуха резко меняются даже в различные часы суток. Так, колокольчик является светолюбивым растением. Средний показатель освещённости - 10002000 люкс; оптимальная абсолютная влажность воздуха при 20оС равна 17,3 г/м3, при 25оС - 23,1 г/м3.
Эти факторы при их оптимальном значении являются наиболее благоприятными для жизни колокольчика в данных условиях. Только при одновременном комплексном воздействии всех вышеуказанных факторов среды, учитывая также место воздействия и биологические особенности растения, можно утверждать о существовании колокольчикового звона.
Для достижения цели данной работы нами проведён опрос жителей различных регионов России. Интервьюирование респондентов позволяет создать картину колокольчикового звона как доказательство уникального явления в растительном мире.
Основные аспекты интервью с респондентом Верой Прохоровной Комариной, географическое местоположение - д. Петрунькино Нижнетавдин-ского района (100 км от Тюмени).
Открытый суходольный луг, примыкающий к мелколиственному лесу. Разнотравье с большим количеством колокольчиков. Дата - 15 июля. Время суток - 10 часов утра. Ясный солнечный день. Температура воздуха - 20еС. Скорость ветра - в пределах 1 м/сек. Продолжительность колокольчикового звона - около 25 сек. Колокольчики издавали лёгкий серебристый звон друг за другом последовательно. Звенели близко растущие растения; колоколь-чиковый звон исходил от 7 растений на расстоянии до 3 м.
Респондент Мария Прокопьевна Шевченко, житель с. Ситниково. Географическое положение - д. Журавли Омутинского района.
Открытый суходольный луг, примыкающий к смешанному лесу. Разнотравье с преобладанием ромашки луговой, колокольчика скрученного, злаковых. Период: конец июля - первая декада августа. Ясный солнечный день. Время суток: утро - 9:30, обед -14:00. Температура воздуха - выше 25оС. Скорость ветра - 1 м/сек. Относительная влажность - 63-65%. Продолжительность звона - 15-20 сек. последовательно. Звон начинался с наиболее освещаемого участка.
Подобное описание приводит респондент Талгат Тимирбаевич Латыпов, житель д. Матуши Ярковского района.
Согласно опросу респондентов можно сказать, что колокольчиковый звон представляет собой звук, распространяющийся в виде волн. Источником звука является маленький колокольчик, который в данных условиях можно определить как точечный источник колебаний.
Следует отметить колокольчико-вый звук как продольную звуковую волну со сферическим фронтом, представляющую собой последовательность распространяющихся волн сжатия и разрежения в воздухе.
Для колокольчикового звука явление интерференции не характерно.
Расчёт физических характеристик колокольчикового звука.
Колокольчиковый звук следует рассматривать как продольную звуковую волну со сферическим фронтом. Волновое управление в дифференциальной форме имеет вид:
<^2о : <^х2 + <^2о : <^у2 + <^2о : <^2 =
= (1 : V2) ■ (с)2о : ей2), где с)2 : с)х2 + с)2 : с)у2 + д2 . дг2 = А-оператор Лапласа.
Простое гармоническое движение играет такую же важную роль в описании природы, как движение с постоянной скоростью и постоянным ускорением, поскольку:
■ этот вид движения весьма распространён (примерами могут служить маятники; музыкальные инструменты; колеблющиеся детали машин; океанские приливы; переменные токи; свет, соответствующий определённой линии спектра);
Биология
■ период этого движения не зависит от амплитуды;
■ это движение поддаётся простому математическому описанию х = АБтш[.
Для расчётов параметров имеет данные: время наблюдения - 25 сек., рассматриваемое расстояние - 3 м, количество растений - 7 шт., температура - 20оС.
Время колокольчикового звона одного растения можно принять за одно полное колебание, так как колебания повторялись (колокольчики звенели друг за другом), то есть в данном случае время колокольчикового звона одного растения равно периоду.
^ = 25 сек. : 7 =:3,1 сек.; => Т ==3,1 сек.
Учитывая, что V = 1 : Т, находим частоту V = 1 : 3,1 сек. =: 0,32 сек-1.
Звук, представляющий собой колебательное движение, в условиях данной задачи слагается из 7 полных колебаний. Поэтому очевидно, что длина волны равна:
л = 3 м : 7 =: 0,4 м
Для расчёта скорости колокольчи-кового звука используем формулу:
V = л : Т;
где л - длина волны, Т - период колебаний.
Имеем V = 0,4 м : 3,1 сек. =: 0,13 м/
сек.
Циклическую частоту определим по следующей формуле:
Ш = 2р V,
где V - частота.
щ= 2 *3,14 *0,32=: 2,01 рад./сек. Эти расчёты параметров колокольчи-кового звука как физического явления дают возможность представить физические характеристики растительному звуку в природе.
При расчётах данных была принята гипотеза о том, что звуковые колебания колокольчика являются простыми гармоническими колебаниями. Надо полагать, что звучание является более сложным. Например, даже звучание флейты, произношение звуков «а», «у» относится к числу сложных звуков. Поэтому необходимо получить опытным либо расчётным путем, используя уравнение Фурье, действительное уравнение.
Выход на новую проблему: желательно получить уравнение колоколь-чикового звука, записать его с помощью технических устройств либо синтезировать на низкочастотном звуковом генераторе или с помощью камертонов.
Выводы
1. В данной исследовательской работе произведён мониторинг колоколь-чикового звука как физического явления с расчётами основных характеристик, подтверждающих уникальность этого звука в растительном мире.
2. Проведённые исследования позволяют утверждать, что совместное и одновременное воздействие всех
Биология
необходимых факторов среды (как эко- тения является основополагающей ют, что колокольчики звенят, и родологических, так и физических) с учё- причиной звуковых волн в природе. вое название Campanula соответству-
том биологических особенностей рас- 3. Данные результаты подтвержда- ет растению.
Литература
1. Грабовский Р Ч. Курс физики. СПб. : Лань, 2002. 608 с.
2. Даль В. И. Толковый словарь живого великорусского языка : в 4 т. М. : Русский язык, 2003. Т. 2. 779 с.
3. Суворов В. В., Воронова Н. Н. Ботаника с основами геоботаники. Л. : Колос, 1970. 560 с.
4. Тихомиров Ф. К. Ботаника. М. : Просвещение, 1978. 439 с.
5. Трофимова Т. И. Курс физики. М. : Академия, 2006. 560 с.
СЕЗОННАЯ ДИНАМИКА ИНТЕНСИВНОСТИ ГЕЛЬМИНТНОЙ ИНВАЗИИ МЕЛКИХ МЛЕКОПИТАЮЩИХ ЗЕЛЕНЫХ ЗОН ГОРОДСКОЙ ЧЕРТЫ Г. ЕКАТЕРИНБУРГА
Н.Ф. ЧЕРНОУСОВА,
кандидат биологических наук, доцент лаборатории экологического мониторинга, Институт экологии растений и животных УрО РАН В.И. ПЕТРЕНКО,
кандидат биологических наук, профессор кафедры инфекционных и инвазионных болезней, Уральская ГСХА
Ключевые слова: мелкие млекопитающие, гельминты, интенсивность инвазии, сезонная изменчивость, лесопарковая зона, внутригородские зелёные зоны.
Прилегающие к городу окраинные лесные массивы, не включённые внутрь селитебной зоны, подвергаются мощному урбанистскому прессу: влиянию химических и тепловых выбросов города и особенно рекреационной нагрузке. Все эти факторы, а особенно последний, влияют на биоразнообразие примыкающих к городу экосистем. В лесной зоне вокруг города формируется лесопарковая зона, где интродукция растений и рекреация, изменяя облик естественного лесного сообщества, сказываются на численности и видовом составе обитающих там животных. В лесопарках появляются несвойственные для сосновых лесов виды: лесная (Ародетив (ву^етив) ига!епв1в) и полевая (А. адгапив) мыши [1 ] - обычные обитатели лиственных лесов, кустарников, лесостепей и полей. Численность этих грызунов особенно высока на участках, примыкающих к застройкам.
Начало изучения зависимости пара-зитофауны от изменений внешних условий, окружающих хозяина, и состояния самого хозяина положено В.А. Догелем. Ещё в 1952 г. он писал: «Когда мы будем знать не одни сухие списки паразитов и описания новых видов, а весь жизненный обиход паразитофауны..., мы получим могущественное оружие для борьбы с массовыми заболеваниями, которые вызываются паразитами. Именно это глубокое знание биологических особенностей паразитарного комплекса послужит толчком для выработки самых действенных мер борьбы с паразитами, с которыми до сих пор ещё приходится бороться часто вслепую» [2,
620144, г. Екатеринбург, ул. 8 Марта, 202/3; тел. 8 (343) 260-82-56; e-mail: nf_cher@mail.ru
с. 24]. С тех пор эколого-паразитологи-ческие исследования постоянно ведутся на разнообразных биологических объектах, среди которых мелкие млекопитающие, особенно грызуны, постоянно находятся в поле зрения.
Б.В. Ромашов (2006) сформулировал три приоритетных направления паразитологических исследований в системе биомониторинга, среди которых одним из основных является изучение изменений паразитарных систем на фоне сукцессии биоценозов, в первую очередь вследствие антропопрессии. Одним из существенных условий репрезентативности получаемых результатов в рамках биомониторинга является проведение сравнительных исследований в координатах двух основополагающих компонент: естественные (природные) - трансформированные (антропогенные) экосистемы [3].
Существует гипотеза, что численность паразитов, встречающихся у хозяев, связанных с человеком (люди, домашние свиньи, комнатные и сельскохозяйственные животные, культурные растения) в недавнее время резко увеличилась по сравнению с паразитами, встречающимися у других хозяев [4]. Такая же ситуация должна наблюдаться и у животных рекреационной зоны, примыкающей к городу: мелких млекопитающих и бродячих собак и кошек.
Грызуны составляют самую большую и наиболее успешную группу млекопитающих во всём мире. Они могут достигать значительной численности, имеют высокую скорость размножения и умение приспособиться к широ-
620075, г. Екатеринбург, ул. Карла Либкнехта, 42; тел. 8 (343) 371-33-63
кому разнообразию сред обитания, а также являются основными переносчиками болезней человека и домашних животных.
Грызуны и бурозубки могут выступать дефинитивными и/или промежуточными хозяевами гельминтов - возбудителей опасных заболеваний человека и хозяйственно полезных животных. Мышевидные грызуны и бурозубки поддерживают очаги гельминтозов в природе и являются их резерватами.
Работы по фаунистической паразитологии мелких млекопитающих, в основном грызунов, довольно распространены. Для многих регионов и городов мира и России существуют базы данных по гельминтофауне микромамма-лий или хотя бы мышевидных грызунов [5-8], и этот список может быть очень длинным. Грызуны благодаря их большей эвритопности исследованы лучше, чем бурозубки. Для них под редакцией К.М. Рыжикова выпущены два тома «Определителей гельминтов грызунов фауны СССР» (1978, 1979). По бурозубкам таких изданий нет; регулярные исследования на них начались главным образом в последние два десятилетия.
Целенаправленные исследования паразитофауны мелких млекопитающих в урбоценозах фактически стали проводиться недавно, и они не очень многочисленны. Например, обнаружена некоторая специфика гельминтозов у грызу-
Small mammals, helminthes, invasion intensity, seasonal variation, park-forests, intercity green patches.
