Ионы Мn2+ и Сu2+ оказывают угнетающее действие на пигментный комплекс листьев тополя бальзамического в первой половине эксперимента, что выражается в снижении относительного количества хлорофилла А и увеличении доли второстепенных пигментов; во второй половине эксперимента доля хлорофилла А по сравнению с другими пигментами увеличивается относительно контроля (в отличие от других металлов). При этом доля хлорофилла В и каротиноидов снижается.
Ионы металлов оказывают различное влияние на дыхание листьев тополя бальзамического (Populus balsamifera L.). Исследования в этом направлении позволили выделить несколько типов ответных реакций, выражающихся в изменении дыхания листьев: 1) после воздействия металлов (до 9-х суток) дыхание листьев опытных растений тополя резко снижается относительно контроля, затем отмечается увеличение дыхания (15-е сутки), повторное резкое снижение (24-е сутки) и нормализация дыхания к концу эксперимента - для ионов Ва2+, Mg2+ и Рb2+; 2) сразу после обработки растений значение дыхания листьев резко снижается, затем наблюдается увеличение, после чего отмечается повторное незначительное снижение и нормализация дыхания - для ионов К+ и Сu2+; 3) вначале происходит увеличение, затем резкое снижение, а на 15-е сутки нормализация дыхания листьев опытных растений - для ионов Na+ и Мn2+ и 4) ионы металлов не оказывают значительного влияния на дыхание листьев, происходят лишь незначительные изменения дыхания опытных растений в ходе эксперимента для ионов Zn2+.
По характеру изменений дыхания листьев тополя Са2+ можно отнести к первой группе. Однако в отличие от бария, магния и свинца, отнесенных к этой группе, при действии Са2+ не происходит нормализации дыхания листьев опытных растений к концу эксперимента.
Выживание растений в условиях солевого стресса, каковым может считаться избыточное содержание катионов в окружающей среде, неизбежно сопряжено с увеличивающимися затратами энергии, высвобождающейся при дыхании. Эта энергия расходуется на поддержание баланса элементов между растением и окружающей средой. Интенсивность дыхания и изменения дыхания растений, таким образом, могут служить интегративными показателями состояния организма в условиях стресса. Установлено, что при действии ионов К+, Na+, Ba2+, Mg2+, Mn2+, Zn2+, Cu2+ и Рb2+ происходит полное восстановление дыхания листьев тополя бальзамического в течение 30 суток. Лишь в случае с Са2+ отмечается 30 %-е снижение дыхания листьев опытных растений.
Обнаружение поливариантности ответных реакций тополя на резкое увеличение концентрации металлов в окружающей среде, выражающейся в изменении дыхания и содержания пигментов фотосинтеза в листьях, позволяет сделать заключение о функционировании комплекса адаптивных механизмов на молекулярно-физиологическом уровне, работа которого направлена на стабилизацию энергетических затрат в условиях стресса. Следует отметить, что полное восстановление дыхания происходит как в случае с высокотоксичными ионами (Рb2+ и Сu2+), так и в случае с ионами макроэлементов (Na+ и К+) и микроэлементов (Mg2+ и Мn2+). Кроме того, механизмы интоксикации высокотоксичных ионов (Рb2+ и Сu2+) сходны с механизмами интоксикации малотоксичных ионов (Mg2+ и К+).
Металлы являются неотъемлемой составной частью природных биогеохимических циклов. Перераспределение металлов происходит за счет процессов выветривания и вымывания горных пород, вулканической деятельности, природных катаклизмов. В результате этих природных явлений нередко формируются природные геохимические аномалии. В последнее столетие интенсивная хозяйственная деятельность человека, связанная с добычей и переработкой полезных ископаемых привела к образованию техногенных геохимических аномалий.
На протяжении многих веков древесные растения
приспосабливались к изменениям, которые естественным образом происходили в
окружающей среде. Формирование адаптивного комплекса растений к условиям
обитания связаны с масштабами этих изменений и скоростью их протекания. В
настоящее время антропогенный пресс по интенсивности и своим масштабам нередко
превосходит влияние экстремальных природных факторов. На фоне выявления
феномена экологической видоспецифичности древесных растений установление факта
отсутствия у растений металл-специфических ответных реакций имеет
эколого-эволюционное значение, ставшее основой успешного их роста и развития в
условиях действия экстремальных природных и техногенных факторов.[12].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате проведенной работы можно сделать вывод, что синантропизация представляет собой многоплановый процесс, формы проявления синантропизации весьма разнообразны. К ним, в частности, относится внедрение в состав растительных сообществ синантропных видов растений, замена естественных коренных растительных сообществ производными и синантропными, уменьшение разнообразия, обеднение состава, упрощение структуры, снижение продуктивности и стабильности растительных сообществ.
В условиях городской среды защитные адаптационные механизмы растений обеспечивают не просто выживание организма, а направлены на реализацию онтогенетической программы при длительном воздействии загрязняющего фактора. Онтогенетическое состояние можно рассматривать как узловой момент развития растений, отличающийся особенностями морфогенеза и определенными соотношениями новообразования и отмирания; в настоящее время выявлена также специфика физиолого-биохимических процессов у особей разной жизненности.
На территории Урала почти не осталось растительных сообществ, не затронутых процессом синантропизации. Внешне изменения могут быть не заметны, но строение фитоценозов сильно нарушено. Происходит упрощение эколого-ценотической структуры растительности, при сравнении с растительностью окружения наблюдается перераспределение экологических групп и жизненных форм вследствие увеличения доли однолетников и синантропных видов растений.
Нельзя забывать и про то,что на растениях держится вся экосистема вцелом, растительность является основой, фундаментом экосистем. Синантропизация является мощным фактором, влияющим на всю экологию вцелом.
Если в ближайшие годы не будет снижено возрастающее воздействие антропогенных факторов, то многие исконные фитоценозы Урала необходимо будет отнести и к группе сообществ, сокращающих свои территории и находящихся на грани исчезновения под влиянием хозяйственной деятельности человека.
Основной причиной синантропизации является разрушительное воздействие человека на природу. Промышленное загрязнение, вырубка, сведение лесов, выпас скота оказывают крайне негативное действие на растительность
Использование и охрана растительных ресурсов взаимосвязаны. Чтобы ресурсы стали неисчерпаемыми, необходимо уже сейчас позаботиться об их охране.
Извечные экологические (поддержание естественного физического равновесия в биосфере), климатогенные, биоценотические (создание условий для жизни других организмов), гидрологические (водоохранные, водорегулирующие), почвозащитные, санитарно-гигиенические, рекреационные, культурно-эстетические, научно-просветительные функции растительности во многих случаях более весомы, чем хозяйственные выгоды от нее.
Поэтому очень важно не вносить изменения в
первозданный облик природы, т.к. растения являются фундаментом жизни на Земле.
Сокращения
АОС - система антиоксидантной защиты;
АФК - активные формы кислорода;
КАТ - каталаза;
ПО - пероксидаза;
ПФО - полифенолоксидаза;
СОД - супероксиддисмутаза.
Список литературы
1. Васильева В. Д., Воронцова Л. И., Ломакина Г. А., Степанов В. П. Некоторые вопросы охраны редких и исчезающих растительных сообществ.- В сб.: Охрана редких растений и фитоценозов. М., 1980, с. 5-14.
. Веселов А.П. Регуляторные принципы формирования ответных реакций при тепловом шоке растений // Вестн. Нижегородского гос. ун-та. Серия Биология. Нижний Новгород: изд-во ННГУ, 2001. С. 69-73.
. Горчаковский П. Л., Грибова С. А., Исаченко Г. И. и др.Растительность Урала на новой геоботанической карте.- Ботан. ж., 1975 т. 60, № 10, с. 1385-1400.
. Горчаковский П. Л. Растительность.- В кн.: Урал и Приуралье.М.: Наука, 1968, с. 211-261.
. Горчаковский П. Л. Тенденции антропогенных изменений растительного покрова Земли.- Ботан. ж., 1979, т. 64, с. 1697-1714.
. Жукова Л.А., Воскресенская О.Л., Грошева Н.П. Морфологические и физиологические особенности онтогенеза календулы лекарственной (Calendula offizinalis L.) в посевах разной плотности // Экология. 1996. Т. 2. С. 104-110.
. Захаров В.Б., М
амонтов С.Г., Сивоглазов В.И. «Биология: общие закономерности»: Учебник для 10 - 11 кл. общеобразовательных учебных заведений. - М.: Школа-Пресс, 1996. - 625 с.: илл.
. Зозули н Г. М. О некоторых вопросах фитоценологии в связи с проблемой происхождения растительности северных степей.- Ботан. ж., 1958, т. 43, № 6, с. 814-827.
. Игошина К. Н. Опыт ботанико-географического районирования Урала на основе зональных флористических групп.- Ботан. ж., 1961, т. 46, № 2, с. 183-199.
. Колесников Б. П. Растительность Челябинской области.- В кн.: Природа Челябинской области. Челябинск: Южно-Урал. кн. изд-во, 1964, с. 135-158.
. Крашенинников И. М. Геоботанический очерк Троицкого округа Уральской области (материалы экспедиции 1916-1917 года).- Труды Биол. ин-та и биол. станции Пермского гос. ун-та, Пермь, 1928, т. 2, вып. 1, с. 5-106.
. Кулагин А.А., Шагиева Ю.А. Древесные растения и биологическая консервация промышленных загрязнителей / Отв. ред. Г.С. Розенберг. - М.: Наука, 2005. - 190 с
. .Рачковская М.М., Ким Л.О. Изменение активности некоторых оксидаз как показатель адаптации растений к условиям промышленного загрязнения // Газоустойчивость растений / Под ред. Николаевского В.С. Новосибирск: Наука, 1980. С. 117-126
. Сконникова В.В.
В сб. Растительный мир Урала и его антропогенные изменения. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1985. С. 106-121
. Соловьев Ф. А. Материалы к типологии островных сосновых лесов Притоболья и южной части Челябинской области.- Труды Ин-та биологии УФАН СССР, Свердловск, 1960, вып. 19, с. 77-96.
. Тарчевский И.А. Сигнальные системы клеток растений. М.: Наука, 2002. 294 с.
. Ткачев В. А., Г.В.Губко, Е.В.Коротеева Воздействие антропогенных факторов на территорию Ильменского заповедника // Заповедное дело России: принципы, проблемы, приоритеты: Материалы Междунар. науч. конф. Жигулевск; Бахилова Поляна, 2002. Т. 2. С. 380-384
. Фирсова В.П. Пути антропогенного воздействия на почву.- В кн.: Методологические основы теории преобразования биосферы (Тезисы к Всесоюзному совещанию). Свердловск: УНЦ АН СССР, 1975, с. 197-200.
. Чиркова Т.В. Физиологические основы устойчивости растений. СПб.: изд-во СПбГУ, 2002. 244 с.
. http://www.lib.ua-ru.net/diss/cont/52578.html
. http://www.mirrabot.com/work/work_6026.html
. http://nkama.my1.ru/publ/10-1-0-16
23. <http://dibase.ru/article/19102009_kalaevvn/1> Автор: Калаев Владислав Николаевич