Метод учета степени флуктуирующей асимметрии

 

Работа выполнялась в соответствии с «Методическими рекомендациями по выполнению оценки качества среды по состоянию живых существ» (2003).

В качестве объекта исследования выбран тополь черный (Populus nigra L.). Вид этот выбран не случайно: он широко распространен в Ростове-на-Дону и доступно для сбора необходимого материала (листьев).

Материал был собран 10-20 сентября 2011 года. Были определены 6 площадок в черте города (пр.40 лет Победы, двор в пос. Александровка, парк Вити Черевичкина, Змиевская балка, ул. Доватора, парк Собино) и 1 площадка за городом (в зоне Цыганского озера)

На каждой площадке сбор листьев проводился с одного дерева. Выборка включала 140 листьев (по 20 листьев с 7 деревьев).

Листья собирались с нижней части кроны, достигших генеративного возраста деревьев и произрастающих в сходных условиях, так как уровень асимметрии листьев увеличивается не только под влиянием антропогенных факторов, но и при произрастании растений в сложных экологических условиях или под действием грибковых заболеваний. Для того чтобы избежать этих факторов мы собирали листья с деревьев, растущих в сходных экологических условиях (на открытых участках).

Материал был обработан сразу после сбора. Для непродолжительного хранения листьев использовались полиэтиленовый пакет и холодильник.

Лист укладывали перед собой брюшной (внутренней) стороной вверх. Брюшной стороной листа называют сторону листа, обращенную к верхушке побега. С каждого листа снимают показатели по пяти промерам с левой и правой сторон листа (рис. 9).

 

Рисунок 9. Схема морфологических признаков, использованных для оценки стабильности развития Тополя черного (Populus nigra L.)

- ширина левой и правой половинок листа. Для измерения лист складывают пополам, совмещая верхушку с основанием листовой пластинки. Потом разгибают лист и по образовавшейся складке измеряется расстояние от границы центральной жилки до края листа.

- длина жилки второго порядка, второй от основания листа.

- расстояние между основаниями первой и второй жилок второго порядка.

- расстояние между концами этих же жилок.

- угол между главной жилкой и второй от основания листа жилкой второго порядка.

 

Результаты измерений заносились в таблицу 1 и обрабатывались при помощи программы Microsoft Office Excel (Приложение 1).

Оценка стабильности развития по каждому признаку сводилась к оценке асимметрии (учет различий в значениях признаков слева и справа).

1. В первом действии для каждого промеренного листа вычислялось отношение величин асимметрии для каждого признака, для этого разность между промерами слева (L) и справа (R) делят на сумму этих же промеров (L-R) / (L+R).

 

 

2. Во втором действии вычислялся показатель асимметрии для каждого листа, для этого суммируют значение отношения величин асимметрии по каждому признаку и делят на число признаков.

 

 

3. В третьем действии мы вычисляли показатель стабильности развития, для этого вычисляли среднее арифметическое всех величин асимметрии для каждого листа.

 

 

Для оценки отклонений состояния организма использовалась шкала оценки отклонений состояния организма от условной нормы по величине интегрального показателя стабильности развития (Захаров и др., 2000) (табл. 2).

 

Таблица 2

Пятибалльная шкала оценки отклонений состояния организма от условной нормы по величине интегрального показателя стабильности развития (Захаров и др., 2000)

Балл	Величина показателя стабильности развития
I	<0,040 (условная норма)
II	0,040-0,044
III	0,045-0,049
IV	0,050-0,054
V	>0,054 (сильное, экстремальное загрязнение)

Результаты и их обсуждение

 

Результаты исследования качества среды в пределах города Ростова-на-Дону и ближайшем пригороде с использованием интегрального показателя стабильности развития тополя черного (Populus nigra L.) приведены в таблице 3.

 

Таблица 3

Значение показателя флуктуирующей асимметрии листа тополя черного (Populus nigra L.) в разных районах города Ростов-на-Дону

Точка сбора пробы	Значение показателя	Балл	Качество среды
Пр.40 лет Победы	0,108	V	сильное, экстремальное загрязнение
Цыганское озеро	0,104	V	сильное, экстремальное загрязнение
Парк Вити Черевичкина	0,095	V	сильное, экстремальное загрязнение
Двор в пос. Александровка	0,091	V	сильное, экстремальное загрязнение
Змиевская балка	0,091	V	сильное, экстремальное загрязнение
ул. Доватора	0,083	V	сильное, экстремальное загрязнение
Парк Собино	0,075	V	сильное, экстремальное загрязнение

 

Как видно из приведенных данных, интегральный показатель стабильности развития тополя черного во всех случаях соответствует V баллам пятибалльной шкалы оценки отклонений состояния организма от условной нормы, что свидетельствует о сильном, экстремальном загрязнении окружающей среды во всех исследованных точках города. Особенно выраженное загрязнение обнаружено нами на оживленной транспортной магистрали - Пр.40 лет Победы. Загрязнение ослабевает по мере удаления от транспортной ветки - двор в пос. Александровка. Очень высокий уровень флуктуирующей асимметрии листьев тополя черного выявлен нами также в районе Цыганского озера. Поскольку в районе озера ведутся строительные работы, это вполне объяснимо. Стабильность развития тополя черного серьезно нарушена также в районе Змиевской балки и ул. Доватора. Причина этого, видимо, кроется в близости железнодорожной ветки в первом случае и оживленном транспортном потоке - во втором. Даже зоны отдыха - парки, расположенные в черте города, испытывают выраженное давление загрязнителей. Особенно «богат» загрязнителями, видимо, парк Вити Черевичкина - одно из любимых мест отдыха ростовчан. Вполне логично объяснить это местоположением парка - в непосредственной близости от центральной магистрали города - ул. Б. Садовой. Несколько лучше обстановка в парке Собино, что связано, вероятно, с его определенным удалением от оживленных трасс города. Однако и здесь параметры флуктуирующей асимметрии находятся далеко за пределами допустимой нормы.

Заключение

 

Таким образом, проведенное нами исследование свидетельствует о том, что во всех обследованных районах города ситуация крайне неблагоприятная, и качество среды, в которой проживают ростовчане, оставляет желать лучшего. Высокое содержание загрязнителей в атмосферном воздухе может, в конечном итоге, проявляться и в нарушении стабильности развития организма человека и в цитогенетических нарушениях, что особенно опасно.

Выводы

 

1. Исследованы признаки асимметрии листьев тополя черного (Populus nigra) из семи популяций г. Ростова-на-Дону и ближайших пригородов.

2. - Проведена численная оценка асимметрии листовых пластинок тополя черного (Populus nigra) из разных популяций г. Ростова-на-Дону.

.   - Рассчитан интегральный показатель стабильности развития тополя черного, который во всех случаях соответствовал V баллам пятибалльной шкалы оценки отклонений состояния организма от условной нормы.

4. - Полученные данные свидетельствуют о сильном, экстремальном загрязнении окружающей среды во всех исследованных точках города.

5. - Результаты исследования свидетельствуют о том, что во всех обследованных районах города качество среды, в которой проживают ростовчане, крайне неблагоприятно для здоровья жителей.

 

Список использованной литературы

 

1. Венгеров П.Д. Экологические закономерности изменчивости и корреляции морфологических структур птиц. Воронеж: Изд-во Воронеж. ун-та, 2001. 247 с.

2. Гелашвили Д.Б., Иудин Д.И., Розенберг Г.С., Якимов В.Н., Солнцев Л.А. Фрактальные аспекты популяционной экологии // Современное состояние и пути развития популяционной биологии: Материалы Х Всеросс. популяционного семинара (г. Ижевск, 17-22 ноября 2008 г.). Ижевск: КнигоГрад, 2008. С. 17-20.

.   Гилева Э.А., Нохрин Д.Ю. Флуктуирующая асимметрия краниометрических признаков у восточноевропейской полевки из зоны радиационного неблагополучия // Экология. 2001. -. № 1. - С. 44-49.

.   Гончаров Н.И. Ростов-на-Дону: Исторические очерки. Ростов-на-Дону, 1984 - 206 с.

5. Дружкина Т.А., Лебедь Л.В. Исследование биоиндикационных свойств древесных пород в городской среде. - URL http://shmain.ru/nauchnye-stati/issledovanie-bioindikacionnyx-svojstv-drevesnyx-porod-v-gorodskoj-srede.html

6. Евсеева Т. И., Гераськин С. А. Использование традесканции для оценки токсичности, тератогенности и мутагенности проб талой воды, содержащих тяжелые металлы // Международный экологический конгресс "Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности", Санкт ― Петербург, 14 ― 16 июня, 2000. СПб, 2000 ― Т. 2. С. 178 ― 181.

7. Егорова Е.И., Белолипецкая В.И. Биотестирование и биоиндикация окружающей среды. Уч. пособие. ― Обнинск: ИАТЭ, 2000. ― 80с.

8. Заренков Н. А. «Биосимметрика» М.: "Либроком", 2009. - 320 с.

9. Захаров В.М. Асимметрия морфологических структур животных как показатель незначительных изменений состояния среды // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. - Л.: Гидрометеоиздат, 1981.Т.4. -С.59-66.

.   Захаров В.М. Асимметрия животных. - М.:Наука,1987. - 216 с.

.   Захаров В.М., Кларк Д.М. Биотест: интегральная оценка здоровья экосистем и отдельных видов. Моск. отделение МФ «Биотест». - М., 1993. - С.68

12. Захаров В.М., Чубинишвили А.Т. Мониторинг здоровья среды на охраняемых природных территориях. М.: Центр экологической политики России, 2001. 78 с.

.  Захаров В.М, Яблоков А.В. Анализ морфологической изменчивости как метод оценки состояния природных популяций //Новые методы изучения почвенных животных в радиоэкологических исследованиях. - М.: Наука,1985. - С.176-185.

.  Захаров В.М., А.С. Баранов, В.И. Борисов, А.В. Валецкий, Н.Г. Кряжева, Е.К. Чистякова, А.Т. Чубинишвили. Здоровье среды: методика оценки. Центр экологической политики России, Центр здоровья среды. - М., 2000а. - 68 с.

15. Захаров В.М., А.Т. Чубинишвили, С.Г. Дмитриев, А.С. Баранов, В.И. Борисов, А.В. Валецкий, Е.Ю. Крысанов, Н.Г. Кряжева, А.В. Пронин, Е.К. Чистякова. Здоровье среды: практика оценки. Центр экологической политики России, Центр здоровья среды. - М., 2000б. - 320 с.

16. Захаров В.М., Жданова Н.П., Кирик Е.Ф., Шкиль Ф.Н. Онтогенез и популяция: оценка стабильности развития в природных популяциях. Онтогенез. 2001.Т. 32. № 6. С. 404-421.

.  Ильин А. История города Ростова-на-Дону. - Ростов-на-Дону, 2006.

.  Илькун Г.М. Загрязнители атмосферы и растения. - Киев: Наук, думка, 1978. - 247 с.

19. Колупаев В. Б. Парамеции и черви как индикаторы загрязнения почв городских территорий // Международная научная конференция " Экологические и гидрометеорологические проблемы больших городов и промышленных зон", Санкт ― Петербург, 18 ― 20 окт., 2000. СПб, 2000 ― С. 73 ― 74.

20. Кряжева Н.Г., Чистякова Е.К., Захарова В.М. Анализ стабильности развития берёзы повислой в условиях химического загрязнения. - Экология, 1996, №6, с. 441-444.

.  Кулишов В. И. В низовьях Дона. Ростов-на-Дону, 2011. - 155с.

22. Лебедева Н.В. Экотоксикология и биогеохимия географических популяций птиц. М. 1999: Изд. Наука. 199 с.

23. Лебедева Н.В., Савицкий P.M. Накопление металлов врановыми птицами Ростовской области // Кавказский орнитологический вестник. Ставрополь, 2003. Вып. 15. С. 63-70..… 92.

24. «Методические рекомендации по выполнению оценки качества среды по состоянию живых существ (оценка стабильности развития живых организмов по уровню асимметрии морфологических структур)» (распоряжение Росэкологии от 16.10.2003 № 460-р).

.   Ревич Б.А.. «Горячие точки» химического загрязнения окружающей среды и здоровье населения России / под ред. В.М. Захарова. - М.: Акрополь, Общественная палата РФ, 2007. - 192 с.

26. Сидоров В.С. Энциклопедия старого Ростова и Нахичевани-на-Дону. В 6-ти томах. - Т. 1. Ростов-н/Д, 1994-224 с.: ил.; Т. 2. Ростов-н/Д, 1994; Т. 3. Ростов-н/Д, 1995.

.  Цвелёв Н.Н. Флора европейской части СССР / Отв. ред. и ред. тома Н. Н. Цвелёв. - РАН - Ботанический институт им. В. Л. Комарова. - СПб: Наука, 1994. - Т. 7. - 317 с.

28. Чистякова Е.К., Кряжева Н.Г. Возможность использования показателя стабильности развития и фотосинтетической активности для исследования состояния природных популяций растений на примере березы повислой. Онтогенез. 2001. Т. 32. № 6. С. 422-427.

.   Чубинишвили А.Т.,. Оценка состояния природных популяций озерной лягушки (Rana ridibunda) в районе Нижней Волги по гомеостазу развития: цитогенетический и морфогенетический подходы. Зоол. журн. - 1998- Т.77, №8. - С. 942-946.

.   Швецов С.Д. В старом Ростове. - Ростов-н/Д: Рост. кн. изд-во 1971.

31. Штаханов М. Путеводитель по Ростову. Ростов-на-Дону, 2006 - 59с.

.  Экологический вестник 2010. - URL:http://www.doncomeco.ru/ecology/archive/

33.. Borisov, A. Y., Rozov, S. M., Tsyganov, V. E.,Morzhina, E. V., Lebsky, V. K., & Tikhonovich,I. A. 1997. Mol. gen. genet. 254: 592-598.

.   Owen Robert D., McBee K. Analysis of asymmetry and morphometric variation in natural populations of chromosome-damaged mice/ Tex.I.Sc., 1990,42,4.-P.319-332.