Научная статья на тему 'Влияние радиационного облучения на архитектонику надземной части дуба черешчатого Quercus robur L. '

Влияние радиационного облучения на архитектонику надземной части дуба черешчатого Quercus robur L. Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
148
24
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
архитектоника / радиобиологические эффекты / радиоморфозы / доза / ионизирующее излучение / морфология / угол наклона / Quercus robur L. / архітектоніка / радіобіологічні ефекти / радіоморфози / доза / іонізуюче випромінювання / морфологія / кут нахилу / Quercus robur L.

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — В. О. Корниенко, М. В. Нецветов

Исследованы отдалённые эффекты влияния радиации на архитектонику надземной части дуба черешчатого (Quercus robur L.). Произведён учёт выживших деревьев опытной и контрольной групп, описана общая морфология растений и её нарушения через 45 лет после облучения. Размеры опытных деревьев достоверно меньше контрольных (р 0.05): диаметр ствола облучённых растений меньше, чем контрольных dOCH на 5і1 см, и с/ы, на 8і1 см. Вследствие различных нарушений ствола, как пострадиационного эффекта, его длина в среднем больше, чем высота на 8±7 % (max 22 %). У опытной группы угол наклона ствола находился в диапазоне от 33° до 54-56°. Частота встречаемости нарушений морфологии стволов у облучённых деревьев: зигзагообразных 10/34 (29 %), раздвоенных 15/34 (44 %).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — В. О. Корниенко, М. В. Нецветов

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

Вплив радіаційного опромінення на архітектоніку надземної частини дуба черещатого Quercus robur L.

Досліджено віддалені ефекти впливу радіації на архітектоніку надземної частини дуба черещатого (Quercus robur L.). Проведено облік дерев, що вижили, дослідної і контрольної груп, описано загальну морфологію рослин та її порушення через 45 років після опромінення. Розміри дослідних дерев достовірно менші від контрольних (/КО,05): діаметр стовбура опромінених рослин менший, ніж контрольних d0CH на 5і1 см, і dbh на 8і1 см. Внаслідок різних порушень стовбура, як пострадіаційного ефекту, його довжина в середньому більша, ніж висота на 8±7 % (max 22 %). У дослідної групи кут нахилу стовбура знаходиться у діапазоні від 33° до 54-56°. Частота трапляння порушень морфології стовбурів у опромінених дерев: зигзагоподібних 10/34 (29 %), роздвоєних 15/34 (44 %).

Текст научной работы на тему «Влияние радиационного облучения на архитектонику надземной части дуба черешчатого Quercus robur L. »

Ключовi слова: асортимент, експозищя, функщональне значення, перспективш сорти, бiоморфологiчнi типи.

KlymenkoA.V. Decorative Plants from Cornaceae (Dumort.) Dumort. Family Exposition in M.M. Gryshko National Botanical Garden of the National Academy of Sciences of Ukraine

The assortment of woody plants for "Decorative plants from Cornaceae (Dumort.) Dumort. family" exposition in M.M. Gryshko National Botanical Garden has been collected and justified according to the family's taxonomy. A comparative analysis by intraspecific variability categories of expositional plants has been conducted. Multifunction value of the exposition has been shown along with its importance to biology specialists, scholars and amateurs who can freely familiarize with new garden cultivars and taxons of Cornaceae family and with examples of their usage in greenery planting.

Keywords: assortment, exposition, functional value, perspective cultivars, bi-omorphotypes.

УДК 577.3:57.043:502.051:504.055:551.521

ВЛИЯНИЕ РАДИАЦИОННОГО ОБЛУЧЕНИЯ НА АРХИТЕКТОНИКУ НАДЗЕМНОЙ ЧАСТИ ДУБА ЧЕРЕШЧАТОГО QUERCUS ROBUR L.

В.О. Корниенко1, М.В. Нецветов2

Исследованы отдалённые эффекты влияния радиации на архитектонику надземной части дуба черешчатого (Quercus robur L.). Произведён учёт выживших деревьев опытной и контрольной групп, описана общая морфология растений и её нарушения через 45 лет после облучения. Размеры опытных деревьев достоверно меньше контрольных (р<0,05): диаметр ствола облучённых растений меньше, чем контрольных dOCH на 5± см, и dbh на 8± см. Вследствие различных нарушений ствола, как пострадиационного эффекта, его длина в среднем больше, чем высота на опытной группы угол наклона ствола находился в диапазоне от 33° до 54-56°. Частота встречаемости нарушений морфологии стволов у облучённых деревьев: зигзагообразных -10/34 (29 %), раздвоенных - 15/34 (44 %).

Ключевые слова: архитектоника, радиобиологические эффекты, радиоморфозы, доза, ионизирующее излучение, морфология, угол наклона, Quercus robur L.

Введение. Отдалённые радиобиологические эффекты у растений наблюдаются как в виде стохастических эффектов действия радиации, так и противорадиационной активности клеток и видовых популяций в целом [4]. Продолжительность действия пострадиационных эффектов велика и проявляется, например, увеличением хромосомных аберраций в клетках меристемы, геномной нестабильности, повышением уровня апоптоза стволовых клеток, снижением семенной продуктивности растений, увеличением асимметрии морфологических структур.

Спустя 18 лет после чернобыльской катастрофы в семенах дуба черешчатого (Quercus robur L.) наблюдали повышение митотической активности, частоты нарушений митоза и встречаемости клеток с остаточным ядрышком на стадии метафазы, анафазы, телофазы и многоядрышковых клеток [1].

1 Магистр В.О. Корниенко - Донецкий национальный университет;

2 ст. науч. сотр. М.В. Нецветов, д-р биол. наук - Институт эволюционной экологии НАН Украины

Изменение архитектоники растений, замедление радиального прироста является типичным проявлением действия радиации [2, 3, 5, 7]. Радиоморфозы возникают из-за нарушения процесса деления клеток под влиянием облучения. Гигантизм и карликовость листьев, многовершинность побега, образование дополнительных верхушечных и боковых побегов, нарушение геотропической ориентации побегов, "лысые" побеги, изменения размеров растений, цветков, стеблей, ветвления - типичные чернобыльские радиаморфозы [10].

Исследования последствий радиационного воздействия на семена дуба черешчатого Quercus гсЬыг L. в эксперименте были проведены в 1968-1979 гг. Ф.Л. Щепотевым и его учениками в Донецком ботаническом саду НАН Украины (ДБС) и Донецком государственном университете [8, 9]. В результате многолетних исследований были отобраны мутантные формы. Цель настоящей работы - повторный учет выживших деревьев, описание общей морфологии растений и её нарушений через 45 лет после облучения.

Материалы и методы. Исследование проведено в дендрарии Донецкого ботанического сада НАН Украины в 2013 г. Объект исследования - дуб череш-чатый (Оиегсы8 гсЬыг L). Семена были получены в Славянском лесхоззаге Донецкой обл. После зимнего хранения весной 1968-1969 гг. семена были облучены на установке "Луч" гамма-излучением с мощностью 300 р/мин с дозами обработки 3042, 4056, 5070, 6080, 7038, 8023, 9017, 10010, 11005, 11999, 13069, 14058, 15050 Р (дозы 14058, 15050 Р - летальные). Количество желудей в каждом варианте - 50. Весной 1969 г. сеянцы были пересажены в школьное отделение питомника, в 1970 г. - расхимерены. В 1973 г. опытные растения пересажены в дендрарий ДБС. Расстояние между деревьями составляет 3 м, а между рядами 3,5 м.

Результаты и обсуждение. Количество деревьев опытной группы составило 51 шт., а контрольной - 54 шт. Количество не выживших до 2013 г. деревьев - по 17 в опытной и контрольной группах. Размеры опытных растений в зависимости от дозы облучения в 1975 и 1976 гг. представлены на рис. 1 [6, 8]. В 2013 г. средняя высота деревьев опытной группы составляла I = 10±1 м, контрольной I = 12±1 м (табл. 1, 2).

Рис. 1. Размеры опытных растений: а) высоты; б) диаметра Qыeгcыs гсЬыг Ь. в зависимости от дозы обработки Со60по Ф.Л. Щепотьеву [6, 8]: 1) 1975 г.; 2) 1976 г.

В опытной группе деревьев обнаружены нарушения ориентации стволов: раздвоение ствола, зигзагообразные изгибы, отклонение от строго верти-

кального направления роста. У 10 растений есть радиоморфоз - зигзагообразный ствол. Эти растения будут проанализированы далее в табл. 1. Остальные 24 растения - либо без радиоморфозов, либо имеют только раздвоение ствола.

Табл. 1. Высота и окружность стволов Quercus гоЬиг Ь. экспериментальной группы с радиоморфозами

Номер Высота Окружность ствола, м Кол-во

образца ствола, м С ^осн С&и стволов

1 7 0,8 0,53/0,45 2

2 10 1 0,75/0,44 2

3 8 1,88 0,66/0,79 3

4 13 1,22 0,78 1

5 9 0,69 0,64 2

6 10 0,94 0,62/0,43 2

7 13 1,12 0,91 1

8 14 1,88 1,07/1,04 3

9 12 1,23 1,13 1

10 11 0,77 0,69/0,64 2

Общее количество деревьев опытной группы - 51 (раздвоенных - 15/34, зигзагообразных - 10/34, усохших деревьев - 17/51). Для первого образца характерно одно разветвление на высоте 0,8 м, угол отхождения 1-го ствола у облучённого Quercus гоЬиг Ь. равнялся 37 ; 2-й ствол идёт вертикально (отклонение 5°). У 2-го образца имеется разветвление на высоте 0,85 м, угол отхождения 1-го ствола - 39°, а 2-го ствола - 33°.

Образец номер 3 имеет раздвоение у основания, сросшееся через 0,4 м, после чего опять наблюдается раздвоение на высоте 0,7 м. Угол наклона 1-го ствола у основания - 56°, 2-го - 33°. Угол 1-го ствола на высоте 0,7 м равен 54°, а 2-го ствола - 23°. Угол отклонения ствола, облучённого Quercus гоЬиг Ь. (образец 4), относительно земли равнялся 41°. Раздвоений не наблюдается.

Образец 5 - ствол имеет небольшой наклон равный 14°, раздвоение - на высоте 2,5 м. Угол отхождения 1-го ствола - 30°, а 2-го ствола - 36°. Окружность 1-го ствола - 0,49 м, 2-го ствола - 0,45 м.

Для облучённого образца 6 дуба характерно разветвление на высоте 0,7 м. Угол отхождения 1-го ствола 44°, 2-го ствола - 37°. Угол наклона ствола у облучённого дуба образца 7-17°. Разветвление на высоте 5 м. Угол отхожде-ния 1-го ствола 30°, 2-го - 23°.

Образец 8 - раздвоение на высоте 0,4 м. Угол отхождения 1-го ствола -16°, 2-го ствола - 3°. У 1-го ствола имеется ещё одно раздвоение на высоте 2 м. Угол отхождения 1-го ствола - 15°, 2-го - 11°. Окружность 1-го ствола -0,83 м, 2-го - 0,33 м. У 9-го образца раздвоений нет. Ствол строго вертикальный. Имеется раздвоение у основания образца 10. Угол отхождения 1-го ствола - 9°, 2-го - 8° (рис. 2).

Для контрольной группы характерен строго вертикальный ствол, без разветвлений. Лишь у некоторых образцов наблюдается угол отклонения у основания (рис. 3). Для 3-го образца угол отклонения от основания составляет 18°, для 6-го - 18°, 8-го - 20° и для 9-го образца - 19°. Общее количество деревьев контрольной группы - 54, из них количество не выживших - 17/54.

Рис. 2. Нарушение морфологии ствола, облучённого Quercus гоЬиг Ь.

Рис. 3. Вариации геотропической ориентации стволов для 3, 6, 8, 9 образцов Quercus гоЬиг Ь. контрольной группы

Табл. 2. Высота и окружность ствола для контрольной группы

Номер образца Высота ствола, м Окружность ствола, м

с сосн Сс1Ьк

1 10 0,76 0,70

2 13 0,73 0,65

3 11 1,10 1,00

4 10 0,77 0,71

5 15 0,66 0,52

6 13 0,76 0,52

7 12 1,10 0,83

8 14 0,84 0,60

9 12 0,95 0,83

10 15 0,76 0,64

Табл. 3. Дендрометрические параметры ствола растений опытной (1) и контрольной (2) групп

Ср.

^оснч М

Ср.

dьъ, М

Ср.

^осн/^ЬН

Общее кол-во дерев

Выжившие

Раздвоен., %

Зигзаго-обр., %

Кол-во не выжив.

Ср. ЪЛ,

%

0,37±

0,26±

1,57

51

34

44

29

17

0,42

0,34±

1,26±

54

37

17

В табл. 3 средние значения ^сн, и ср. йосн/ё^ЬЪ рассчитаны для 34 растений из опытной группы и 37 - для контрольной группы. Основываясь на полученных данных, построим точечную диаграмму (рис. 4).

Рис. 4. Связь йосн и йьн Quercus гоЬиг Ь. (контрольная и опытная группы)

Результаты сравнения выборок двух групп деревьев (/-тест) показали, что ^-уровень для ^осн=0,03, ^Ъ=0,0004, и ёосн/ёЬЪ=0,0006, т.е. меньше чем 0,05 и как следствие - отличия в выборках статистически достоверны. По всем основным морфологическим параметрам ствола опытная группа дубов отличается от контрольной группы.

У деревьев опытной группы, у которых есть радиоморфоз - зигзагооб-разность ствола, измерили длину ствола на высоте 2 м. Оказалось, что в среднем длина ствола на этом участке больше высоты на 8 %, хотя максимум превышения длины над высотой достигал и 22 %.

В основном на высоте 0,4-0,85 м наблюдаются изменения в архитектонике исследуемых растений, затем - на высоте 2,5-5 м, после чего проявление радиоморфозов не явные. Таким образом, при высоте ствола 5 ми более, направление роста изменяется на вертикальное.

Выводы. Отмечены изменения развития ствола дуба черешчатого, которые сохранились на 45-том году жизни растений. Размеры облучённых деревьев достоверно меньше контрольных: диаметр ствола опытной группы деревьев меньше, чем диаметр ствола контрольной группы dосн на 5±1 см, и на 8±1 см. Высота ствола опытной группы меньше, чем в контрольной группе на 2±1 м. Вследствие различных нарушений ствола, как пострадиационного эффекта, длина ствола в среднем больше, чем высота на 8 %, хотя максимум достигал и 22 %. Угол наклона деревьев опытной группы находится в диапазоне от 33° до 54-56°. Для контрольной группы характерно строго вертикальное направле-

±7

8

ние роста, лишь у некоторых образцов угол наклона был ~20°. Частота встречаемости нарушений морфологии стволов у опытной группы - зигзагообразных 10/34 (29 %), раздвоенных - 15/34 (44 %).

Литература

1. Артюхов В.Г. Влияние радиоактивного облучения материнских деревьев дуба черешча-того (Quercus robur L.) на цитогенетические показатели семенного потомства (отдаленные эффекты) / В.Г. Артюхов, В.Н. Калаев, А.Д. Савко // Вестник Воронежский государственный университет. - Сер.: Физико-математическая. - 2004. - № 1. - С. 121-128, 225, 231.

2. Гродзинский Д.М. Антропогенная радионуклидная аномалия и растение / Д.М. Гродзин-ский, К.Д. Коломиец, Ю.А. Кутлахмедов. - К. : Изд-во "Лыбидь", 1991. - 160 с.

3. Гродзинский Д.М. Формирование репродуктивной системы растений / Д.М. Гродзин-ский, Е.А. Кравец, О.А. Хведынич, К.Д. Коломиец, В.П. Банникова // Цитология и генетика : сб. науч. тр. - 1996. - Т. 30, № 3. - С. 37-45.

4. Гродзинський Д.М. Радюбюлопчш та радюеколопчш дослщження Чорнобильсько! ка-тастрофи вченими НАН Укра'ни / Д.М. Гродзинський, О.Ф. Дембновецький, О.М. Левчук, Ф.Н. Пацюк // Вюник Нацюнально! академi Укра!н : зб. наук. праць. - 2012. - Вип. (6). - С. 30-40.

5. Козубов Г.М. Радиобиологические и радиоэкологические исследования древесных растений (по материалам 7-летних исследований в районе аварии на Чернобыльской АЭС) / Г.М. Козубов, А.И. Таскаев. - СПб. : Изд-во "Наука", 1994. - 265 с.

6. Сумская А.Н. Изменчивость дуба обыкновенного под влиянием гамма - лучей Со60 : авто-реф. дисс. на соискание учен. степени канд. биол. наук / А.Н. Сумская. - Кишинев, 1979. - 27 с.

7. Шматов В. По ком сохнет ель? "Брянский рабочий" / В. Шматов, В. Иванов, С. Смирнов. - 2 января, 2000. - С. 1.

8. Щепотьев Ф.Л. Пострадиационная изменчивость и селекция дуба обыкновенного (Quercus robur L.) / Ф.Л. Щепотьев, А.Н. Сумская // Генетические и селекционные исследования в Донбассе : сб. науч. тр. - К. : Изд-во "Наук. думка", 1978. - С. 96-103.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

9. Щепотьев Ф.Л. Мутационная селекция дуба (Quercus robur L.) / Ф.Л. Щепотьев // Цитология и генетика : сб. науч. тр. - 1973. - Т. 7, № 5. - С. 413-416.

10. Яблоков А.В. Чернобыль: последствия катастрофы для человека и природы / А.В. Яб-локов, В.Б. Нестеренко, А.В. Нестеренко. - СПб., 2007. - 376 с.

Надшшла до редакцп 21.03.2016 р.

Коршенко В.О., Нецветов М.В. Вплив ра.-мацшною опромшення на арх^ектошку надземно! частини дуба черещатого Quercus robur L.

Дослщжено вщдалеш ефекти впливу радiацi! на архитектошку надземно! частини дуба черещатого (Quercus robur L.). Проведено облж дерев, що вижили, дослщно! i контрольно! груп, описано загальну морфолопю рослин та ii порушення через 45 роюв шсля опромшення. Розмiри дослщних дерев достстрно меншi вщ контрольних (р<0,05): дiаметр стовбура опромшених рослин менший, шж контрольних dOCH на 5± см, i dbh на 8± см. Внаслщок рiзних порушень стовбура, як пострадiацiйного ефекту, його довжина в середньому бшьша, шж висота на 8±7 % (max - 22 %). У дослщно! групи кут нахилу стовбура знаходиться у дiапазонi вщ 33° до 54-56°. Частота трапляння порушень морфологи стовбурiв у опромшених дерев: зигзагоподiбних - 10/34 (29 %), роз-двоених - 15/34 (44 %).

Ключов1 слова: архитектошка, радюбюлопчш ефекти, радюморфози, доза, юшзу-юче випромшювання, морфолопя, кут нахилу, Quercus robur L.

Kornienko V.O., NetsvetovM.V. The Radiation Effect on the Architectonics of the Aboveground Part of Pedunculate Oak (Quercus robur L.)

We investigated long-term effects of radiation on the architectonics of the aboveground part of pedunculate oak (Quercus robur L.). The survivors of the trees of the experimental and control groups are estimated. The general morphology of plants and its upsetting in 45 ye-

ars after exposure are described. The dimensions of the experimental trees are significantly less than control (p<0.05): the stem diameter of the irradiated plants, dOCH less than the control at 5± cm, and dbh of 8± cm. Due to various upsetting of the stem, as post-radiation effect, its length is on average greater than the height of 8±7 % (max - 22 %). In the experimental group stem tilt angle ranged from 33 ° to 54-56 The frequency of morphological upsetting in stems of trees irradiated -zigzagging 10/34 (29 %), forked tree 15/34 (44 %).

Keywords: architectonics, radiobiological effects, radiomorphoses, dose, ionizing radiation, morphology, tilt angle, Quercus robur L.

УДК 712.253:58:635.058(477.75)

КОМПОЗИЦ1ЙНЕ ОФОРМЛЕНИЯ ШЗНАВАЛЬНОГО МАРШРУТУ ПАРКУ "ВИСОКИЙ ЗАМОК" У ЛЬВОВ1

М.П. Курницька1, Г.Б. Лукащук2

Дослщжено та проаналiзовано ландшафтно-композицшш ршення у парку "Висо-кий Замок" у Львова Складено список дендрофлори, який нараховуе 75 вищв та рiзно-вищв деревно-кущових рослин, що належать до 25 родин, ощнено 1х життeвiсть. Проведено еколого-бiологiчний аналiз основних композицiй, що потребують реконструкций вздовж пiдiбраного маршруту. Розроблено проектш пропозицп щодо створення прогу-лянково-шзнавального маршруту, зосередженого на ближнiх видових точках, з форму-ванням дощльних тематичних композицiй на пунктах шзнання, пiдвищенням рiвня благоустрою.

Ключов1 слова: композицшш рiшення, прогулянково-шзнавальний маршрут, те-матична композицiя, дендрофлора, життевють виду.

Культурний туризм набувае в сучасному свiтi велико! популярностi i ви-сувае дедалi новi вимоги i потреби створення оригiнальних змiстовно наповне-них маршрутiв. Вiдвiдування визначних iсторичних, культурних чи географiч-них мюць мае сприяти передусiм духовному, естетичному та тзнавальному за-доволенню мандрiвникiв. Облаштованi i добре рекламоваш прогулянково-шз-навальнi маршрути створюють з метою еколопчно! просвiти населення на дь лянках природного чи урбашзованого ландшафту, де у легкiй, невимушенш формi стежка доносить iнформацiю про особливосп природи, !! найцiкавiшi i найдивовижнiшi об'екти [1, 2, 5, 9].

Для паркових об'ектiв, яю мають не лише iсторично-культурне та рекре-ацiйне значения мiсцевого масштабу, але е i туристично привабливими, прокладан-ня пiзнавальних стежок набувае особливо важливого значення. До таких об'екпв у Львовi належить iсторична пам'ятка мiста, що розташована недалеко вщ його центру i занесена до культурно! спадщини ЮНЕСКО - парк "Високий Замок".

Парк "Високий Замок" - один iз найкращих пейзажних паркiв Схщно! ввропи, побудованих на складному рельеф^ Гора Високий Замок активно домь нуе над мiським ландшафтом i е головним орiентиром у простор^ Силует гори Лева i гори Високий Замок на тлi забудови долини рiчки Полтви та прилеглих височин е чудовим прикладом спшьно! творчостi природи та людсько! д1яль-

1 доц. М.П. Курницька, канд. с.-г. наук - НЛТУ УкраТни, м. Льв1в;

2 доц. Г.Б. Лукащук, канд. с.-г. наук - НЛТУ УкраТни, м. Льв1в

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.