Материал: 4119
Рисунок 1. Схема морфологических признаков, использованных для оценки стабильности развития березы повислой (Betula pendula)
1- 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.
2 - длина жилки второго порядка, второй от основания листа.
3 - расстояние между основаниями первой и второй жилок второго порядка. 4 - расстояние между концами этих же жилок.
5 - угол между главной жилкой и второй от основания листа жилкой второго порядка.
Для исследований требуются циркуль-измеритель, линейка и транспортир. Промеры 1 - 4 снимаются циркулем-измерителем, угол между жилками (признак 5) измеряется транспортиром. Для этого центр основания окошка транспортира совмещают с точкой ответвления второй жилки второго порядка от центральной жилки. Эта точка соответствует вершине угла. Кромку основания транспортира надо совместить с лучом, идущим из вершины угла и проходящим через точку ответвления третьей жилки второго порядка. Второй луч, образующий измеряемый угол, получают, используя линейку. Этот луч идет из вершины угла и проходит по касательной к внутренней стороне второй жилки второго порядка. Результаты исследований заносятся в таблицу 1.
26
Для мерных признаков величина асимметрии у растений рассчитывается как различие в промерах слева и справа, отнесенное к сумме промеров на двух сторонах. Интегральным показателем стабильности развития для комплекса мерных признаков является средняя величина относительного различия между сторонами на признак. Этот показатель рассчитывается как среднее арифметическое суммы относительной величины асимметрии по всем признакам у каждой особи, отнесенное к числу используемых признаков. Такая схема обработки используется для растений. В таблицах 1-2 на примере березы приводится расчет средней относительной величины асимметрии на признак для 5 промеров листа у 10 растений.
Таблица 1. Образец таблицы для обработки данных по оценке стабильности развития с использованием мерных признаков (промеры листа).
Номер признака*
N |
|
1 |
|
2 |
|
3 |
|
4 |
|
5 |
|||||
|
слева |
|
справа |
слева |
|
справа |
слева |
|
справа |
слева |
|
справа |
слева |
|
справа |
1 |
18 |
|
20 |
32 |
|
33 |
4 |
|
4 |
12 |
|
12 |
46 |
|
50 |
2 |
20 |
|
19 |
33 |
|
33 |
3 |
|
3 |
14 |
|
13 |
50 |
|
49 |
3 |
18 |
|
18 |
31 |
|
31 |
2 |
|
3 |
12 |
|
11 |
50 |
|
46 |
4 |
18 |
|
19 |
30 |
|
32 |
2 |
|
3 |
10 |
|
11 |
49 |
|
49 |
5 |
20 |
|
20 |
30 |
|
33 |
6 |
|
3 |
13 |
|
14 |
46 |
|
53 |
6 |
12 |
|
14 |
22 |
|
22 |
4 |
|
4 |
11 |
|
9 |
39 |
|
39 |
7 |
14 |
|
12 |
26 |
|
25 |
3 |
|
3 |
11 |
|
11 |
34 |
|
40 |
8 |
13 |
|
14 |
25 |
|
23 |
3 |
|
3 |
10 |
|
8 |
39 |
|
42 |
9 |
12 |
|
14 |
24 |
|
25 |
5 |
|
5 |
9 |
|
9 |
40 |
|
32 |
10 |
14 |
|
14 |
25 |
|
25 |
4 |
|
4 |
9 |
|
8 |
32 |
|
32 |
*Описание признаков для березы см. выше.
1. Сначала для каждого промеренного листа вычисляются относительные величины асимметрии для каждого признака. Для этого модуль разности между промерами слева (L) и справа (R) делят на сумму этих же промеров:
L-R / L+R ,
Например: Лист №1 (таблица 1), признак 1
L-R / L+R = 18-20 / 18+20 =2/38=0,052
27
Полученные величины заносятся во вспомогательную таблицу 2 в графы 2
– 6.
2.Затем вычисляют показатель асимметрии для каждого листа. Для этого суммируют значения относительных величин асимметрии по каждому признаку и делят на число признаков.
Например, для листа 1 (см. табл. 2): (0,052+0,015+0+0+0,042)/5=0,022
Результаты вычислений заносят в графу 7 вспомогательной таблицы.
3.На последнем этапе вычисляется интегральный показатель стабильности развития - величина среднего относительного различия между сторонами на признак. Для этого вычисляют среднюю арифметическую всех величин асимметрии для каждого листа (значений графы 7). Это значение округляется до третьего знака после запятой. В нашем случае искомая величина равна:
(0,022+0,015+0,057+0,061+0,098+0,035+0,036+0,045+0,042+0,012)/10=0,042
Таблица 2. Образец вспомогательной таблицы для расчета интегрального показателя флуктуирующей асимметрии в выборке (пример заполнения
таблицы).
N |
|
|
Номер признака |
|
Величина |
||
|
1 |
2 |
|
3 |
4 |
5 |
асимметрии |
|
|
|
|
|
|
|
листа |
1 |
0,052 |
0,015 |
|
0 |
0 |
0,042 |
0,022 |
2 |
0,026 |
0 |
|
0 |
0,037 |
0,010 |
0,015 |
3 |
0 |
0 |
|
0,2 |
0,044 |
0,042 |
0,057 |
4 |
0,027 |
0,032 |
|
0,2 |
0,048 |
0 |
0,061 |
5 |
0 |
0,048 |
|
0,33 |
0,037 |
0,071 |
0,098 |
6 |
0,077 |
0 |
|
0 |
0,1 |
0 |
0,035 |
7 |
0,077 |
0,019 |
|
0 |
0 |
0,081 |
0,036 |
8 |
0,037 |
0,042 |
|
0 |
0,111 |
0,037 |
0,045 |
9 |
0,077 |
0,020 |
|
0 |
0 |
0,111 |
0,042 |
1 |
0 |
0 |
|
0 |
0,059 |
0 |
0,012 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Величина асимметрии в выборке: |
|
X=0,042 |
||||
Статистическая значимость различий между выборками по величине интегрального показателя стабильности развития (величина среднего относительного различия между сторонами на признак) определяется по t - критерию Стьюдента.
28
Для оценки степени выявленных отклонений от нормы, их места в общем диапазоне возможных изменений показателя разработана балльная шкала. Диапазон значений интегрального показателя асимметрии, соответствующий условно нормальному фоновому состоянию, принимается как первый балл (условная норма). Он соответствует данным, полученным в природных популяциях при отсутствии видимых неблагоприятных воздействий (например, на особо охраняемых природных территориях). В этой связи надо иметь ввиду, что на практике при оценке качества среды в регионе с повышенной антропогенной нагрузкой фоновый уровень нарушений в выборке растений или животных даже из точки условного контроля не всегда находится в диапазоне значений, соответствующих первому баллу. Диапазон значений, соответствующий критическому состоянию, принимается за пятый балл. Он соответствует тем популяциям, где есть явное неблагоприятное воздействие и такие изменение состояния организма, которые приводят организм к гибели. Весь диапазон между этими пороговыми уровнями ранжируется в порядке возрастания значений показателя. Такая бальная система оценок по величине интегральных показателей стабильности развития для березы приводится ниже.
Пятибалльная шкала оценки отклонений состояния организма от условной нормы по величине интегрального показателя стабильности развития для березы повислой (Betula pendula).
Балл |
Величина показателя стабильности развития |
|
|
I |
0,040 |
|
|
II |
0,040 - 0,044 |
|
|
III |
0,045 - 0,049 |
|
|
IV |
0,050 - 0,054 |
|
|
V |
0,054 |
|
|
Задание:
Ознакомиться с составом работ, подобрать приемлемый маршрут по сбору листьев и провести их сбор. В камеральных условиях провести расчеты и сделать выводы о состоянии окружающей среды по флуктуирующей асимметрии.
29
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 4.
Использование флуктуирующей асимметрии животных для оценки качества среды
В работе № 3 отмечались основы метода флуктуирующей асимметрии билатеральных морфологических структур. Ещѐ одним организмом используемом при оценке качества окружающей среды, в частности водной, могут служить рыбы и земноводные.
При использовании меристического (счетного) признака у каждой особи производится путем просчета числа определенных структур слева и справа в указанных границах. Популяционная оценка выражается средней арифметической различия в количестве структур слева и справа. При использовании пластического (мерного) признака у каждой особи измеряют определенные структуры слева и справа. Величина асимметрии вычисляется путем деления разницы в промерах на двух сторонах на их сумму.
Оборудование, материалы
При выполнении оценки качества среды применяют следующие средства измерений и другие технические средства:
микроскоп бинокулярный 50-1350х ТУ 3-3-986, ТУ 3-3-777, ТУ 3- 3.1911-89;
лупа налобная ТУ 25-2015-0001-88;
линейка на 10 см с ценой деления 1 мм ГОСТ 427-75;
циркуль-измеритель ТУ 25-7203014-91
пинцеты глазные ТУ 34-1-37-78;
банки стеклянные для фиксации и хранения проб.
Ход работы
В качестве объекта исследований рекомендуются следующие земноводные:
Озерная лягушка - Rana ridibunda Pallas, 1771
Прудовая лягушка – Rana lessonae Camerano, 1882
Гибридная форма - Rana esculenta Linne, 1758
Травяная лягушка – Rana temporaria Linne, 1758
Для определения видов рекомендуется использовать:
Банников А.Г., Даревский И.С., Ищенко В.Г., Рустамов А.К., Щербак Н.Н. Определитель земноводных и пресмыкающихся фауны СССР. М.: Просвещение, 1977. 414с.
30