Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Популяционная экология и генетический полиморфизм ценопопуляций Polystichum braunii (Spenn.) Fee (Dryopteridaceae) в России и Китае в связи с проблемой биоразнообразия

ВАК РФ 03.00.05, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Популяционная экология и генетический полиморфизм ценопопуляций Polystichum braunii (Spenn.) Fee (Dryopteridaceae) в России и Китае в связи с проблемой биоразнообразия"

На правах рукописи

Ли Цзюань

11

популяционная экология и генетический полиморфизм ценопопуляций ропкттсним вяаишфръш.) бее (бкуортешваселе) в россии и китае в связи с проблемой биоразнообразия

Специальность 03.00.05 - ботаника

автореферат

I

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва-2005

Работа выполнена на кафедре ботаники биолого-химического факультета Московского педагогического государственного университета.

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Шорина Нина Иванована

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Савиных Наталья Павловна

кандитат биологических наук, доцент Вахрамеева Мария Георгиевна

Ведущая организация: Костромской государственный университет

им. НА.Некрасова

Защита состоится

часов на заседании

Диссертационного Совета Д 212.154.20 при Московском педагогическом государственном университете по адресу: 129164, Москва, ул. Кибальчича, д. 6, корп. 5, биолого-химический факультет МШ У, ауд. 304.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского педагогического государственного университета по адресу: 119992, Москва, ул. Малая Пироговская, 1.

Ученый секретарь

Диссертационного Совета

ШАТАЛОВА С.П.

Zfr6ï9<f>

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. По данным Международного союза охраны природы (МСОП), около 10% видов сосудистых растений нуждаются в охране (Вахрамеева,1988). По мере усиления антропогенных воздействий ускоряются темпы исчезновения растений и животных от года к году. В этой связи изучение редких растений и познание механизмов устойчивости их популяций - важная задача современной ботаники, занимающейся проблемой изучения и сохранения биоразнообразия нашей планеты (ВахрамееваД988; Chen Lingzhi, Ma Keping, 2001; He Youjun et al., 2004).

Несомненно, устойчивость видов к повреждающим факторам существенно зависит от возрастной и пространственной структуры их популяции. С 50-х годов XX века начаты исследования возрастной и пространственной структуры популяций редких и исчезающих видов растений. В последние десятилетие выяснилось, что очень важны также генетическая и половая струетура их популяций. Эти вопросы долго не привлекали внимания с позиций охраны природы, исследования генетической структуры популяций в этом аспекте только начинаются.

P. braunii - равноспоровый папоротник с широким голарктическим распространением. Большие дизъюнкции в его ареале, редкая встречаемость в очень многих регионах, например, в Европе, в России, в Северной Америке заставляют относить его к редким видам. Он включён в Красные Книги Московской области (1998), города Москвы (2001), Республики Татарстан, Сибири (Шмаков, 2000) и, так же охраняется в Северной Америке.

Ученые, исследовавшие P. braunii сосредотачивались преимущественно на выявлении его местонахождений (флористические находки), изучении экологических условий, категорий редкости (Тихомиров, 1977; Белковская, 1982; Mutter, et al., 1998); на находках гибридов и их морфологическом, цитологическом сопоставлении и т.д. (David, Barrington, 1986; Wang Xiuhua, 2001). Пока ещё недостаточно использованы молекулярные методы анализа для выявления внутри- и межпопуляционного полиморфизма этого вида. Учитывая сказанное, необходимо исследовать этот вид в разных географических районах, как с точки зрения его таксономии, популяционной экологии, так и на молекулярно-генетическом популяционном уровне. Это позволит выявить причины редкости вида и разработать научно обоснованные меры по его охране.

Цель и задачи исследования. Основная цель нашей работы -сопоставление жизненного состояния популяций вида в разных участках его ареала, а именно в средней полосе европейской части России и на северо-востоке Китая. Для достижения этой цели требовалось решить следующие задачи:

1.Выявить распространение, уточнить местонахождения P. braunii в средней полосе европейской части России и на северо-востоке Китая.

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ I БИБЛИОТЕКА I

ïFSKfiï I

2.Сравнить экологические и фитоценотические условия местообитаний Р. braun» в России и в Китае.

3.Выявить онтогенетическую и виталитетную структуры ценопопуляций Р. braunii в средней полосе европейской части России и на северо-востоке Китая, и на этой основе оценить их жизненное состояние и устойчивость.

4.Выявить генетический внутри- и межпопуляционный полиморфизм ценопопуляций P. braunii методом RAPD-анализа ДНК.

5.Сопоставить результаты экологического и генетического анализов ценопопуляций P. braunii и предложить мероприятия по охране этого вида.

Научная новизна. Разработана оригинальная оценка состояния P. braunii в средней полосе России и на северо-востоке Китая на основе классических ценопопуляционных методов (численность, плотность, онтогенетические и виталитетные спектры) и молекулярного маркера - RAPD. Выявлены константность таксономически значимых морфологических признаков, низкий уровень внутрипопуляционного генетического полиморфизма и сравнительно широкий диапазон популяционно-экологических параметров ценопопуляций на разных участках ареала. Впервые проведено сопоставление результатов онтогенетическо-популяционного и молекулярного анализов P. braunii.

Практическая значимость работы. Определено жизненное состояние ценопопуляций P. braunii в средней полосе европейской части России и на северо-востоке Китая, установлены категории их редкости, даны рекомендации по их охране. Результаты работы могут быть использованы при составлении региональных Красных книг и "Флор", а также в вузовском преподавании курсов ботаники, экологии и охраны растений.

Апробация результатов. Материалы диссертационного исследования доложены и обсуждены на научной конференции молодых ученых и специалистов МСХА (Москва, МСХА, 2004), на ежегодных научных конференцииях биолого-химического факультета МПГУ (2004, 2005), на заседании кафедры ботаники МПГУ (2005).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 работы.

Структура и объем диссертации. Основной текст диссертации изложен на 149 страницах и состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы и приложения. Список литературы содержит 191 наименовании, из которых 143 на русском языке, 21 на китайском языке, 27 на других иностранных языках. Диссертация включает 34 таблицы и 24 рисунка.

Благодарности. Я глубоко признательна своему научному руководителю д.б.н., проф. Н.И. Шориной за помощь, руководство и поддержку. Она учила меня не только ботанике, а также русском языку, помогала в организации моих исследований и форме изложения полученных результатов. Без нее я не смогла бы выполнить эту работу. Благодарю заведующего кафедрой ботаники МПГУ д.б.н., проф. А.Г. Еленевского и сотрудников его кафедры, особенно доц. к.б.н. A.C. Зернова. Благодарю аспирантов кафедры, которые мне помогали во время обучения в аспирантура,^ особенно H.A. Поскальнюк, О.В. Сидорову. Искренне | ««П^чь*«* i

•♦I«*»"-'» > 1

) -4» я* Set-

благодарна И.В. Черепанову, Н.В. Воронкиной, Ю.А. Насимовичу за помощь и ценные советы. Выполнение работы было бы невозможно без содействия руководства и сотрудников гербариев MW, МНА, LE (Россия); и РЕ, НТО, DB, DNU (Китай). Благодарю проф. Li Xuebao, доц. Xu Wenliang и магистров молекулярно-генетической лаборатории (Central China Normal University, CCNU), проф. Wang Qingfeng, доктора Chen Jinming (Wu Han University), проф. Ao Zhiwen, доц. Zhou Yunwei, и Song Shili. Благодарю всех родных и близких мне людей, поддержавших меня в моих исследованиях.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Аспекты изучения редких растений в свете проблемы биоразнообразия

В главе приводится краткая история изучения проблемы биоразнообразия. Биоразнообразие может рассматриваться как разнообразие форм и процессов в органическом мире на молекулярно-генетическом, субклеточном, клеточном, тканевом, органном, популяционном, таксономическом, ценотическом и биосферном уровнях организации живого (Красилов, 1992). Изучение и сохранение биоразнообразия проводят на всех вышеуказанных уровнях. Однако ключом к сохранению биоразнообразия является сохранение видов. Только оно позволяет сохранить генетическое разнообразие как возможность дальнейшей эволюции. Организмы, будучи наименьшими единицами биоразнообразия, не обладают такими необходимыми для его сохранения качествами, как способность к неограниченно длительному самоподдержанию, к восстановлению при нарушениях и к адаптивной эволюции. Таким образом, вся информация об организмах должна быть адресована конкретным видам и их конкретным популяциям.

Виды и популяции содержат в себе запас генетической изменчивости, значительная часть которого не имеет четкого фенотипического выражения в морфологических или иных внешне различимых признаках, но играет большую роль в существовании вида и его эволюции.

Оценить запас генетической изменчивости в популяциях во многом возможно с помощью белковых маркеров, изоферментов, т.е. на уровне продуктов генов, а также с помощью полиморфизма ДНК. Анализ параметров популяционно-генетической изменчивости видов необходим не только для понимания особенностей структурной организации их популяционных систем, но также для разработки программ по сохранению, воспроизводству и рациональному их использованию (Крутовский и др.,1989; Алтухов, и др.,1996, 2003).

Метод RAPD основан на использовании полимеразой цепной реакции со случайными одиночными 9-10 членными праймерами. Преимуществом данного метода являются техническая простота и быстрота в его осуществлении. Метод

RAPD не требует информации о последовательности ДНК и больших начальных ее количеств. Этот метод не предполагает использования радиоактивных веществ, является достаточно дешевым и предоставляет возможность для автоматизации процесса. RAPD-анализ может служит своеобразным экспресс-методом выявления генетического полиморфизма, что особенно актуально для малоизученных таксономических групп. Диагностические возможности RAPD-технологии проиллюстрированы многочисленными описаниями генетического разнообразия микроорганизмов, высших растений, беспозвоночных и позвоночных животных (Joshi et al., 1993; Brumment et al., 1995; Журавлев и др., 1996; Дорохов и др., 1997; Swartz, Brunsfeld, 2002; Сулимова, 2004). RAPD-анализ широко применяется в области популяционных генетических исследавний, особенно редких видов (Chen et al., 2004; Crawford, 1997; Li, 1998; Yan, et al., 1997), в том числе, папоротников.

Папоротники - одна из древнейших и наиболее многочисленная в современную эпоху группа сосудистых споровых растений. Многие папоротники являются редкими видами, часто имеющими узкую экологическую амплитуду и такие биологические особенности, которые не позволяют им образовывать обильные популяции и удерживать за собой длительное время места обитания (Гуреева, 2003). Однако некоторые папоротники оказались редкими видами в силу того, что их ареалы представлены отдельными далеко изолированными друг от друга местонахождениями, т.е. в одних местах они редки, зато в других - обычны. В связи с этим, необходимо определить категории редкости этих растений, и разработать программу по их сохранению.

Глава 2. Краткая характеристика систематического положения, географического распространения, онтогенеза спорофитов и популяционной экологии Polystichum braun» (Spenn.) Fei.

P. braunii - вид папоротников из сем. Dryopteridacea Ching. Tagawa (1940) первым предложил систему рода в современном (более узком) его понимании. P. braunii в его системе относится к секции Hypopeltis (Michx.) Т. Moore, к этой секции и относятся P. woronowi Fomin, P. aculeatum (L.) Roth, P. microchalamys (Christ) Matsum. Согласно исследованиям Zhang Li-bing (1994, 1995, 1996), P. braunii, P. ningshenense Ching et Hsu, P. parvipinnulum Tagawa, P. sozanense Ching ex H.S.Kung et L.B.Zhang, P.ovato-paleaceum (Kodama) Kurata, P. polyblepharum (Roem. ex Kunze) Presl, и P.retroso-paleaceum (Kodama) Tagawa относятся к секции Metapolystichum Tagawa, ser.Brauniana H.S.Kung et L.B.Zhang, которая характеризуется такими признаками: пластинки вай дважды перисторассеченные, средняя жилка располагается в средней части перышка. Доли с абаксиальных сторон рассеяно-волосистые.

Ареал. P. braunii - евразиатско-североамериканский вид,

распространённый в Северном полушарии, в районах с умеренным климатом.

Однако, в его ареале имеются большие дизъюнкции. Его ареал состоит из небольших участков.

В Северной Америке ареал вида охватывает значительную территорию в восточной части континента, на западе встречается от Аляски до Алеутских островов

В Евразии распространен от Скандинавии до Испании (исключая Великобританию), встречается в горах Средней Европы, в Прибалтике, на возвышенностях Восточно-Европейской равнины, на Кавказе, в Северном Иране, в горах Южной Сибири (Алтай, Западный Саян) на Дальнем Востоке России (Приморский край, Сахалин, Камчатка, Командоры).

В Азии его распространение включает большинство провинций Китая, Кореи и Японии. В Китае этот вид довольно обычен, встречается в горах на высоте 750-2500м над ур.м.

Морфологические характеристики. P. braunii - короткокорневищный вертикальнорозеточный хамефит с темно-зелеными, слабо кожистыми зимующими листьями (Шорина, 1994). P. braunii отличается от других видов более или менее тупой верхушкой перышек. Его рахис на всем своем протяжении покрыт бурыми чешуями. Сорусы P. braunii располагаются на концах жилок.

Выполненные нами исследования показали, что P. braunii отличается большим морфологическим однообразием и на разных участках своего ареала сохраняет одни и те же таксономические признаки, т.е. вид морфологические не меняется на большом протяжении ареала, хотя его экологические условия в разных участках ареала различны.

Форма и размер спор P. braunii также не имеют существенных отличий в разных географических пунктах. Наши исследования показали, что споры Р. braunii 1-лучевые, бобовидные; в очертании с полюса широкоэллитические, почти округлые, с экватора плосковыпуклые. Средняя длина полярной оси - 3537 мк, средняя длина большого экваториального диаметра - 37-43, малого экваториального диаметра - 25-29,5 мкм. Лезура тонкая. Спородерма гребенчатая, периспорий складчатый, бородавчато-ямчатый, гребенчатый. Эта характеристика спор совпадает с результатами D. Н. Wanger (1979) и Zhang Libin (1994) , исследовавших споры из Северной Америки и Китая. Таким образом, форма и размеры спор у P. braunii не меняются по площади его ареал, что позволяет отличать этот вид от близких к нему других видов.

Экология. P. braunii мезофит, хорошо чувствует себя при достаточной влажности почвы и воздуха.

По отношению к освещению P. braunii - теневыносливое растение. Растет в лесах со средней сомкнутостью крон около 0,6 - 0,8 (Шмаков, 2000), и плохо переносит как увеличение, так и уменьшив сомкнутости (Храпко, 1996).

По требовательности к почве P. braunii - эутроф, предпочитает облесенные склоны оврагов на выходах известняков или карбонатные почвы. Растет преимущественно на влажной известковой почве (Губанов, 2002).

Онтогенез спорофитов и популяцинная экология. Отличия

спорофитов разных возрастных состояний выражаются у Р. Ъгаипп в изменениях числа, размеров, формы вай, их способности к спороношению, ветвления корневищ и других признаках (Лащинский, Шорина, 1985).

Молодые спорофиты (j и Ш1 - возрастное состояние особей) обладают маленькими, сравнительно тонкими, вертикальными, косовосходящими, реже горизонтальными корневищами, несколько утолщающимися к верхушке. Вайи в числе 1-4, небольшие, тонкие, вначале летнезеленые, позже -летнезимнезеленые. Верхушечная почка небольшой емкости - 3-8 (до 12) улиток, располагается на поверхности почвы.

Взрослые растения (у, зрь врг, вр3 - возрастные состояния особей) характеризуются крупными, вертикальными, до 20 см длиной цилиндрическими корневищами и розетками из 4-6 (до 8) крупных летнезимнезеленых кожистых вай. Спороношение (зрь врг, вр3) выражено в разной степени или отсутствует (у). Верхушечная почка емкостью в среднем 20-25 улиток, приподнята над землей на 5-8 см и защищена основаниями ваий нынешнего года.

Возрастные отличия взрослых спорофитов проявляются также в характере прикрепления и форме перышек (сидячие, округлые у V и в; на черешочках, продолговатые с характерным зубовидным сегментом в основании у Брь Брг, Брз), форме корневища на продольном разрезе (треугольная у v и зрь округлая с суженным основанием у врг, врз) и других признаках (Лащинский, Шорина,1985).

Старые растения (ее и б - возрастные состояния особей) имеют мощные, но сильно разрушенные корневища, которые утончаются к верхушке. На продольном разрезе корневища почти квадратные, с характерным, закрученным вверх и вбок тонким основанием. Ежегодно развертывается 2-3 небольшие вайи, формы и размеры которых напоминают имматурные. Спороношение отсутствует. Терминальная почка небольшой емкости (8-4 улитки) опущена внутрь корневища, находится обычно ниже уровня почвы и защищена старыми прошлогодними чешуями-филлоподиями. Иногда корневище ветвится. В основаниях боковых побегов возникают сужения-"перехваты", т.е. в начале диаметр боковых корневищ намного меньше, чем у главного.

Ценопопуляции подобно любой биологической системе характеризуются определенной структурой, включающей некоторый набор элементов, пространственное их расположение и характер связей между ними (Василевич, 1974).

Основными характеристиками ценопопуляций с точки зрения их демографического анализа являются плотность и численность элементов ценопопуляции, возрастная (онтогенетическая) структура, т.е. распределение элементов по возрастным (онтогенетическим) группам, пространственная структура (пространственное распределение элементов разичного возраста), жизненное состояние (мощность элементов) и характер возобновления и

самоподдержания (Ценопопуляции..., 1976, 1988). Эти демографические показатели имеют значение также для характеристики стратегии жизни видов растений и их популяционного поведения.

Согласно Н.Н. Латинскому и Н.И. Шориной (1994), в природных условиях Западной Сибири, в горах Салаирского кряжа спорофиты Р. ЪгаипИ живут более 50 лет, первые этапы онтогенеза протекают медленно: лишь к 1112 годам жизни растение достигает имматурного, а к 14-15 годам взрослого состояния. Спороношение начинается в возрасте 20-25 лет.

Исследования Е.А. Громовой (1999) показали, что в онтогенезе четко прослеживаются изменения в морфологической и анатомической структурах вайи. На основе исследования Громовой следует заметить, что Р. ЪгаипИ в популяциях на территории Ленинградской области хорошо возобновляется спорами, ювенильные особи многочисленны, поэтому состояние популяции этого редкого на Северо-западе папоротника европейской части России можно признать хорошим (Громова, 1999).

Глава 3. Материал и методика исследований

Поскольку северо-восточный Китай и европейская часть России расположены вблизи юго-восточной и северо-западной границ евразииской части ареала Р. ЪгаипИ, полевые исследования были проведены в Московской, Смоленской и Калужской областях, а также в северно-восточном Китае, в провинции Хэйлунцзян.

В ходе работы исследовании использованы следующие методы:

1.Геоботанические описания выполнены по общепринятым методикам (Полевая геоботаника, 1964; Программа..., 1974; Ипатов, 1998; Методы..., 2002) Были взяты и проанализированы почвенные образцы для определения кислотности, богатства почвы азотом.

2.Морфологию спор изучали по общепринятой методике: высушенные споры, собранные с 5 спорофитов в каждом местообитании, прикрепляли с помощью специального электропроводящего клея к поверхности алюминиевого столика-держателя и покрывали слоем металла методом его термического испарения в вакууме, или путем ионной бомбардировки. Потом столик-держатель со спорами помещали в камеру объектов растрового электронного микроскопа ЩТАСН 8650 и подвергали РЭМ при ускоряющем напряжении 25 Кв.

3.В ходе популяционных исследований были заложены учетные пробные площадки 25 м2. На каждой площадке подсчитывали количество особей по возрастным группам. Плотность ценопопуляций рассматривали как число особей на единицу заселенного пространства.

Описание онтогенетических и виталитетных спектров проводили по общепринятой методике (Работнов, 1950; Уранов, 1975; Ценопопуляции растений, 1976, 1977). Определяли типы онтогенетических и виталитетных

спектров и на основании этих результатов давали оценку жизненного состояния и редкости ценопопуляций.

4.В ходе исследования мы использовали метод RAPD - случайно амплифипированная полиморфная ДНК. Экстракцию суммарной ДНК для RAPD-анализа проводили из 4-6 перышек каждого образца, высушенных в силикагеле. Для ПЦР (полимеразной цепной реакции) были использованы короткие (10 пар нуклеотидов) праймеры. Продукты амплификации затем анализировали с помощью электрофореза. Оценка генетического разнообразия проводилась POPGENE.

Глава 4. Результаты исследований Р. braunii в средней полосе европейской части России

Поскольку P. braunii является редким видом и относится к числу реликтов (Шорина, 1985; Гуреева, 2001), исследование этого вида привлекает внимание как русских исследователей(Тихомиров, 1977; Симачева, 1980; Игнатов, Харитонов, 1985; Лащинский, Шорина, 1985; Фокин, Чипига, 2001), так и иностранных (Green, Engstrom, 1975 ; Mutter, 1998). Однако, этот вид исследован в средней полосе Европейской части России сравнительно мало.

Мы наблюдали несколько местонахождений в Московской, Смоленской, Калужской областях. Повсюду Р. braunii растет в оврагах.

Ценопопуляция I исследована в овражно-балочной системе в квартале 4, Фили-Кунцевского лесопарка, на правом берегу реки Москва в черте города Москвы (55°45' с.ш., 37°26' в.д., 145 м над у.м.). Здесь в липовом лесу, раположенном на склоне оврага, растут всего 3 экземпляра Р. braunii. Крутизна около 25",местами 45°. Здесь pH почвы - 6,21, по содержанию азота в почве -0,08. Древостой составлен липой и вязами 9Ли1Вя, сомкнутость крон 0,6-0,7, высота деревьев 20-25м, диаметр стволов 20-30см. Проективное покрытие травяного яруса 40-50%, высота 0,6-0,7м. На участке много полусгнивших пней и поваленных стволов.

Ценопопуляция П изучена в Павловской слободе Истринского района Московской области (55°47' с.ш., 37°64' в.д.), где она находится на правом берегу реки Беляйки, в окрестностях деревни Ивановское. Ольхово-кленовый лес, господствующие породы: Alnus incana, Acer platanoides. Они имеют сомкнутость крон 0,8-0,85, Проективное покрытие травяного яруса - 50-70%. Там мы наблюдали ценопопуляцию П в июле 2003 и 2004 годов и нашли 21 экземпляр P. braunii. Здесь pH почвы - 5,01, по содержанию азота в почве -0,20.

Ценопопуляция Ш исследована в вязово-липовом лесу, расположенном на склоне глубокого оврага, близ дер. Рассолово Темкинского района Смоленской области (55°06' с.ш., 34°44' в.д.). Крутизна склонов около 45°. Там были заложены 3 пробные площадки, где росло 17 особей P. braunii. Сомкнутость крон 0,5-0,6. Проективное покрытие травянистого яруса 50-70%.

и

Ценопопуляция IV находится в Березическом лесничестве, около урочища "Тайфун", в неглубоких овражках (отверпгаки оврага ручья Чепчик) национального парка "Угра", Калужской области (53°54' с.ш., 35°50' в.д.). Там изучены 24 экземпляра Р. ЬгаипН по берегам ручья. Сомкнутость крон 0,5-0,6. Общее покрытие травянистых растений 70-85%. Здесь рН почвы - 4,82 , по содержанию азота в почве - 0,16.

Важнейшей частью популяционных исследований является анализ возрастной (онтогенетической) структуры ценопопуляций. Возрастная структура ценопопуляций редких видов является наиболее чутким индикатором их современного состояния и перспектив развития. Данные о характере возрастных спектров ценопопуляций могут служить основой для разработки научно-обоснованного режима их охраны.

Онтогенетический спектр ценопопуляции П (Павловской слободы) является почти полночленным, хотя отсутствует субсенильные (эб) и сенильные (в) группы. Спектр одновершинный, с максимумом молодых спороносящих растений - зр1 (57,2%) (рис.1, ЦП I).

Онтогенетический спектр ценопопуляции Ш также является почти полночленным, отсутствуют особи субсенильной (бб) и сенильной (б) групп. У этого спектра три вершины, ювенильная группа (]) - 23,5%; молодая спороносящая группа (эрО - 29,4%; и старая споросящая группа (врз) - 17,6% (рис.1, ЦП Ш).

Онтогенетический спектр ценопопуляции ТУ является правосторонним, одновершинным с максимумом на генеративных растениях (95,8%), в том числе, зр,: 33,3%; врг,: 37,5%; яр,: 25% (рис.1, ЦП IV).

Мощность ценопопуляции или, по Т.А. Работнову (1969), продуктивность ценопопуляции (количество органического вещества, производимого ценопопуляцией в единицу времени и единицу площади), также характеризует жизненное состояние ценопопуляции (Уранов, 1960; Ценопопуляции растений, 1976).

Для оценки жизненного состояния взрослых спорофитов в каждой ценопопуляции мы использовали три балла (Ж-1, Ж-2, Ж-3) (табл.1).

Таблица 1. Шкалы жизненности Р. ЬгаипН

Ж-1 Ж-2 Ж-3

1* и* ш* 1 и ш 1 и ш

У 2-3 18,5-30,5 4,5-8,6 3-4 30,5-42,5 8,6-12,7 4-5 42,5-54,5 12,7-16,8

8Р1 -3 10,5-29,5 2,2-7,0 4-5 29,5-48,5 7,0-11,8 6-7 48,5-67,5 11,8-16,6

врг 2-5 22,4-45,0 7,5-11,7 5-8 45,0-67,6 11,7-15,9 8-11 67,6-90,2 15,9-20,1

8рз -4 19,5-36,5 4,6-9,4 5-6 36,5-53,5 9,4-14,2 7-8 53,5-70,5 14,2-19

1* - число вай на 1 спорофите; и*- длина вайи (см); ш*-ширина вайи (см)

ЦП II

- £ > Б.

* & I 8

60 *

50

40

ЭО

20 \

10

0

ЦП III

£ » 5.

ъ ъ г

ЦП IV

а а а 2 и

(а <0 се <*

г N « » » & 8- 8- 8

Рис.1. Онтогенетические спектры ценопопуляций Р. ЬгаипИ.

Высокий балл жизненности состояния (Ж-3) имеют сравнительно много (67%, 58%) взрослых спорофитов в ценопопуляции I, IV. В остальных ценопопуляциях преобладает средний балл жизненности (Ж-2): в ценопопуляции П - 66%; в ценопопуляции Ш - 73%, здесь спорофитов с высоким баллом жизненного состояния (Ж-3) сравнительно мало: в ценопопуляции II - 28%; ценопопуляции Ш - 27% (рис. 2).

ЦП1 цп н ЦП«1

Рис.2. Виталитетные спектры ценопопуляций Р. Ьгаипп

Для анализа внутри- и межпопуляционной генетической изменчивости Р. Ьгаипп исследованы 52 экземпляра растений Р. ЬгаипН, в том числе 26 экземпляров собраных из разных местонахождений России (табл.2), и 7 десятинуклеотидных праймеров с произвольной последовательностью (табл.3).

Таблица 2. Число особей Р. ЬгаипН в России и Китае, изученных методом

ИАРБ

Популяция Географический пункт Число Дата сбора

экземпляров

Популяция I Москва, Фили-Кунцевский лесопарк 3 06/2004

Популяция П Московская область, Истринский район 8 06/2003

Популяция Ш Смоленская область, окрестности 6 07/2004

деревни Рассолово

Популяция IV Калужская область, Козельский район 9 09/2004

Популяция V Гора Лао, Китай И 09/2004

Популяция VI Лес Дися, Китай 15 09/2004

Таблица. 3 Характеристика используемых праймеров

Праймер Нуклеотидная Число учитываемых Число Процент

последовательность локусов полиморфных полиморфизма

(5'- 3') локусов (%)

А09 5' ССТСС ОСТТАЗ 10 9 90

А12 5'ССТСССТССАЗ' 9 9 100

А13 5'ССТССЮТСЮАЗ' 8 8 100

А18 5'СКЮССОТТТАЗ' 9 9 100

008 5 'ТАйССОТООСЗ' 8 6 75

1)09 5'ОАОСССОТАОЗ' 5 4 80

Ш2 5'ААСТТАССОСЗ' 12 И 91,7

Всего 61 56 91,8

Продукты амплификации представляли собой фрагменты ДНК размерами в диапазоне от 300 до 2100 п.н. (пара нуклеотидов). Количество фрагмента ДНК варьировало, в зависимости от используемого праймера, от 5 до 12, что позволило проанализировать вариабельность 61 ампликона в изучаемых выборках Р. ЬгаипИ. Пример ЯАРО-анализа с праймером А-13 приведен на рис.3.

М123456789 1011 м 0 18 192021 22 23 24 25 26

м 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 12 13 14 15 16 17

м 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

Рис.3. ЛАРЕ)-спектры растений Р. ЬгаипИ, выявляемые при помощи праймера А13: 1-8: популяция II; 9-11: популяция I; 12-17: популяция III; 18-26: популяция IV; 27-37: популяция V; 38-52: популяция VI, М: 2000,1000,750,500,250,ЮОп.н.

Мы попытались оценить генетическую изменчивость в популяциях Р. ЬгашхЦ в России и определить внутрипопуляционное разнообразие с помощью коэффициента РРВ (полиморфизм локусов) и Но (информационная мера разнообразия Шеннона). Они варьировали от 16,39% до 55,74% (РРВ), от 0,0900 до 0,2188 (Н0) соответственно. Средний уровень полиморфизма составил 36,48%, Наибольший полиморфизм наблюдался в популяцией П (РРВ = 68,75%, Но = 0,3517); наименьший - в популяции IV (РРВ = 16.39%; Но= 0,0900).

Генетические различия между популяциями оценили с помощью показателей Gst (коэффициент генетической дивергенции между популяциями) и Nm (показатель интенсивности генного потока). Для России Gst составлял 0,6301 и Nm - 0,2936. Кроме того, с помощью RAPD-анализа, построена UPGMA-дендрограмма (рис.4), которая основана на матрице генетических расстояний Нея, а также на показателях Gst и Nm.

15,7

Популяция I Популяция II

XI

8,7 15,7

20,9

29*6

Популяция Ш Популяция IV

Рис. 4. Генетическое расстояние между популяциями в России

Глава 5. Результаты исследований Р. ЬгаипИ на северо-востоке Китая

В Китае Р. ЬгаипИ обычно растет в лесах на выровненных местах или у дорог, в щелях хорошо увлажненных скал, а также у подножий обрывов, где почва мощная и плодородная (Тш§ 1992; Кип£ НэтлзЫи, 2001). Ареал Р.

ЬгаипИ в Китае охватывает северо-восточную, северо-западную и юго-западную части страны, т.е. практически все провинции, кроме Юньнань, Гуандун и приморских (Кипа ЬЫатЫи, 2001).

В ходе работы исследованы 2 ценопопуляции Р. ЬгаипИ (V, VI) в северо-восточной части Китая.

Наблюдение за ценопопуляцией V проведены на горе Лао, в 100 км на юго-восток от Харбина, провинция Хэйлунцзян (45°45' с.ш., 127°2б'в.д., 910 м над ур. м.). Здесь в клёново-вязовом лесу, расположенном на пологом склоне северной экспозиций (крутизна 10-20°), у подножия известкового обрыва высотой 5-7 м растут всего 26 экземпляров Р. ЬгаипИ. Отдельные участки склона очень крутые (крутизна до 45°). Здесь рН почвы - 5,82, по содержанию азота в почве - 0,80.

Древостой составлен кленами и вязами, формула древостоя (8К2Вз), сомкнутость крон 0,7-0,8, высота деревьев 10-16м, диаметры стволов 12-18 см. Проективное покрытие травяного яруса 25-30%. Онтогенетический спектр спорофитов Р. ЬгаипИ в ценопопуляции V является почти полночленным. Как и

в спектрах России, в нем представлены почти все онтогенетические группы растений, кроме групп ээ и б. Спектр двухвершинный, со слабо выраженными максимумами на ювенильных и молодых спороносящих растениях (рис.1, ЦП

V).

Ценопопуляция VI изучена в лесу Дися, 98 км на юг от Мудэнцзяна, провинция Хэйлунцзян (44°1Г с.ш., 123031' в.д. 910 м над уровнем моря). Там в кленово-липовом лесу растут 15 экземпляров Р. ЬгаипИ. Сомкнутость крон 0,80-0,85. Проективное покрытие травяного яруса 60-80%. Здесь рН почвы - 4,94, по содержанию азота в почве - 0,72. Спорофиты Р. ЬгаипН растут в лесу на расстоянии не более 50м от дороги. Онтогенетический спектр VI одновершинный, правосторонний (максимум на врг), почти полночленный, представлены все онтогенетические группы, кроме зз и в (рис. 1, ЦП VI).

В двух ценопопуляциях спорофитов Р. ЬгаипН в северо-восточной части Китая обнаружено большие различие по уровню жизненного состояния особей. В ценопопуляции V преобладают особи среднего и низкого уровней жизненности: Ж-2-53%, Ж-1-47%, особи высокого уровня жизненности вообще отсутствуют. В ценопопуляции VI несколько меняется соотношение групп Ж-2 и Ж-1(43% и 50% соответственно) и кроме того имеются спорофиты с высоким уровнем жизненности, правда их немного (Ж-3-7%) (рис. 2).

С помощью метода ЯАРБ исследованы внутри- и межпопуляционная генетическая изменчивость ценопопуляции Р. ЬгаипН. В ценопопуляции V полиморфизм 36 локусов достигал 59,02% (РРВ), и в ценопопуляции VI полиморфизм 45 локусов - 73,77%. Всего в двух ценопопуляциях Китая выявлен полиморфизм 50 локусов. Генетические различия популяций Китая по показателям Сз1 составляет 0,1137 и №п - 3,89. ЦРОМА-дендрограмма (рис. 5) показывает генетические расстояния между популяциями Китая.

4,3

- ПопуляцияУ

4,3

- ПонупяцияУГ

Рис. 5. Генетическое расстояние между популяциями в Китае

Глава 6. Обсуждение полученных результатов: сравнение популяционных характеристик Р. ЬгаипН в России и Китае

Известно, чем разнообразнее условия местообитаний вида, тем богаче генофонд вида. Сохранение же всего генофонда вида очень важно для его выживания в изменяющихся условиях среды.

По нашими наблюдениям, Р. ЬгаипН избегает межвидовой конкуренции, особенно со мхами, которые препятствуют его споровому размножению. Р. ЬгаипН относится к конкурентослабым видам как в средней полосе России, так и на северо-востоке Китая. Хотя в его местообитаниях проективное покрытие

травянистого яруса колеблется от 50% до 85%, но в фитоценозах отсутствует моховой покров, а среди трав преобладают виды лесного широкотравья.

Численность ценопопуляций P. braunii колеблется от 3 до 26 экземпляров.

№ б проанализированных ценопопуляций, включая четыре в России и две в Китае, удовлетворительное состояние вида отмечено в четырех (ЦП-II, III, IV и VI). Как правило, удовлетворительное состояние вида наблюдается в сообществах, где отсутствует сильный антропогенный стресс. Такие ценопопуляции приурочены к известнякам, осыпям и скальным обнажением в лесах с полусгнившими пнями и поваленными стволами, с травостоем, имеющим покрытие до 60-80%, и полным отсутствует мохового покрова. Все эти ценопопуляции обладают нормальными, почти полночленными онтогенетическими спектрами, в которых преобладают молодые и средневозрастные спороносящие растения, имеется подрост (im, j). Высокий уровень жизненного состояния в этих ценопопуляциях отмечен у 7-28% спорофитов. Занимаемая ценопопуляциями площадь составляет от 100м2 до 200 м2, плотность от 0,10 до 0,32 особей /м2.

Неудовлетворительное состояние вида отмечено в остальных двух ценопопуляциях (I и V). Они испытывают сильные антропогенные воздействия (преимущественно рекреационные), особенно в ценопопуляции I (Фили-Кунцево, территория города Москва, Россия), где сохранилось только 3 особи и отсутствует споровое возобновление. Эта популяция с фитоценотической точки зрения явно реликтовая, т.к. по данным гербарных сборов (гербарий MW, МГУ), еще в предвоенные годы Р. braunii был здесь относительно многочисленным. В V ЦП, хотя онтогенетический спектр почти полночленный, но жизненность спорофитов низкая, преобладает особи Ж-1 и Ж-2.

Методом RAPD нами изучена генетическая структура популяций Р. braunii в России и в Китае. Показано, что в группе российских ценопопуляций генетическая структура сильно варьирует: РРВ в ЦП I равен 36%, ЦП П - 56%, ЦП Ш - 37%, ЦП TV - 16,39%; коэффициент генетической дивергенции между популяциями (Gst) равен 0,63; показатель интенсивности генного потока (Nm) -0,29. Возможно, выявленные между популяциями различия в генетической структуре можно отнести за счет влияния географических расстояний (удаленности и изоляции), а также ограниченных генных потоков. В то же время в двух близко расположных ценопопуляцях Китая обнаружен незначительный уровень генетической дивергенции: РРВ для ценопопуляций V, VI соответственно 59% и 74%; Gst = 0,11; Nm = 3,90.

Согласно Shinichi et al. (1984) и Marianne Philipp (1997), распространение и система размножения влияют на генетический полиморфизм растений, т.е. в общем, виды растений, особенно те из них, которые имеют широкий ареал и гетерогамию, т.е. перекрестное скрещивание, более полиморфны, чем растения с локальным или узким ареалом и автогамией. Фрагментация ареалов и, соответственно, изоляция популяции характерны для многих папоротников, в

том числе и для Р. Ьгаипп. Возникающие между популяциями географические или экологические барьеры создают обстановку, близкую той, которая характерна для островных популяций, существующих на настоящих островах, т.е. уменьшается, или даже исключается возможность дрейфа генов между разобщенными популяциями. По нашим данным, генетический полиморфизм Р. Ьгаипп различается в разных местонахожденииях. В России по сравнению с растениями в Китае ценопопуляции характеризуются более низким генетическим полиморфизмом и небольшим диапазоном вариабельности количества маркерных фрагментов ДНК. ЯАРВ-спектр оказался высокополиморфным лишь в популяции VI в лесу Дися, Китай (РРВ=73,77%), что объясняется ее благоприятной экологической структурой и достаточной устойчивостью. В России самым высокий полиморфизм обнаружен в ценопопуляции II, где РРВ=55,74% (Павловская Слобода), но все же меньше, чем РРВ популяций в Китае (РРВ=59,02%).

Интересный случай представляет популяция IV в национальном парке "Угра", здесь нашли 24 экземпляра. Плотность данной ценопопуляций достаточно высокая и достигает 0,13 особей/м2. В онтогенетическом спектре, как мы уже отмечали, преобладают генеративные особи, имея самую достаточно высокую жизненность (Ж-3 - 58%). Все это свидетельствует об устойчивом состоянии ценопопуляции. Но в то же время данные на основе метода ЯАРО показывают низкий результат: здесь РРВ самый низкий - 16,39. Можно допустить, что этот уровень генетического полиморфизма указывает на уязвимость популяции в случае неожиданных резких изменений внешних условий, которые могут резко сократить ее численность.

Полученный для ЦП IV результат возможно связан с методикой отбора растений для биохимических анализов, т.к. здесь материал для КАРБ-анализов брали у спорофитов, которые росли ближе друг к другу, чем в других популяциях (соответственно, менее 80 см и более 100 см).

Согласно ряду авторов (Гуреева, 2001; 1д СИштагщ е1 а1., 2004) центр происхождения Ро1уй1сЬит находится в юго-западном Китае, а основной рефугиум Р. Ьгаипп - в горной Шории на юге Сибири. Как известно, популяции из "центра происхождения" вида обычно имеют более высокий уровень генетического полиморфизма, чем популяции, удаленные от центра. Вероятно, именно так обстоит дело с китайскими популяциями, которые располагаются относительно близко к этому центру.

Выводы и рекомендации

1. В средней полосе европейской России и на северо-востоке Китая Р. Ьгаипп представлен немногими малочисленными, изолированными друг от друга популяциями, рассеянными на больших пространствах.

2. Ценопопуляции Р. Ьгаипп в разных географических районах и разных природных зонах приурочены к сходным биотопам: тенистым лесам,

влажным почвам и выходам известняков.

3. В средней полосе европейской России и на северо-востоке Китая ценопопуляции Р. ЪгаипИ имеют низкую плотность, но различную онтогенетическую и виталитетную структуру, в зависимости от которых их устойчивость и жизненное состояние варьируют от удовлетворительного до критического.

4. Ценопопуляции Р. ЬгаипИ в средней России и северо-восточном Китае представлены морфологически идентичными растениями, но характеризуются разными уровнями внутрипопуляционного и межпопуляционного генетического полиморфизма. Это кажущееся противоречие объясняется, во-первых, историей формирования популяции и их положением на площади ареала (близостью к центру происхождения вида); во-вторых, способом самоподдержания популяций - за счет размножения спорами и смены спорофитов разных поколений, или за счет большой длительности жизни спорофитов одного или немногих поколений.

5. Исследованные ценопопуляции по совокупности попупяционно-экологических параметров могут быть отнесены к I, П, Ш категориям редкости по классификации МСОП. Данные о степени генетического полиморфизма можно использовать как дополнительный критерий для уточнения положения ценопопуляции в шкале редкости и более точного прогнозирования их судьбы в случае внезапных изменений условий.

6. В целях охраны Р. ЬгаипИ при I и П категориях редкости, необходимо снижать воздействие антропогенных факторов (прежде всего рекреационных) в местах его обитания, а при Ш категории сохранять микробиотопы, в которых возможно размножение спорами (гниющие пни, валеж, бревна, вывалы).

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1.Ли Цзюань. Жизненное состояние ценопопуляции РсАухйскит ЬгаипИ (врешь) Реё на горе Лао (северо-восток Китая) // Материалы X школы по теоретической морфологии растений. Конструкционные единицы в морфологии растений (Киров, 2-8 мая 2004 года). Киров, 2004. с.232-233. (0,04 п. л.)

2 .Ли Цзюань. Сравнительное изучение ценопопуляции Ро1у$йсЬит ЬгаипИ (Брепп.) Беё в средней полосе европейской России и на северо-востоке Китае // Материалы научной конференции молодых ученых и специолистов МСХА (8-9 июня 2004 г.). М.2005.с.362-366. (0,24 пл.) З.Ли Цзюань. Выявление оптимальных условий для ЯАРЕ>-анализа Ро1уяИсИит ЬгаипИ (Брепп.) Бее // Научные труды МПГУ. серия естеств. науки. М., 2005. с.477-479. (0,12 пл.)

»140 1 8

РНБ Русский фонд

2006г4 9288

Подл, к печати 27.06.05. Объем 1.00 п.л. Заказ № 250 Тир. 100 экз.

Типография МПГУ

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Ли Цзюань

Введение.

Глава 1. Аспекты изучения редких растений в свете проблемы биоразнообразия (Краткий обзор литературы)

1.1. Проблема и понятие биоразнообразия.

1.1.1. Понятие биоразнообразия.

1.1.2. Проблема биоразнообразия у Р(епс1орИу{а.

1.1.3. Биологические аспекты изучения биоразнообразия.

1.1.4. Полиморфизм ДНК и популяционная биология.

1.2. Важнейшие особенности ареалов, циклов воспроизведения, морфологии и экологии равноспоровых папоротников.

1.2.1. Особенности морфологии, циклов воспроизведения и экологии папоротников.

1.2.2. Особенности ареалов папоротников.

1.2.3. Термины, используемые в морфологии и популяционной экологии папоротников.

Глава 2. Краткая характеристика систематического положения, географического распространения, онтогенеза спорофитов и популяционной экологии Polystichum braunii (Spenn.) Fee

2.1. Характеристика систематического положения.

2.2. Номенклатура и морфологические признаки.

2.3. Ареал.

2.4. Экология.

2.5. Онтогенез спорофитов и популяционная экология.

Глава 3. Материал и методика исследований

3.1. Места исследований.

3.1.1. Выбор пунктов исследований (географическое положение, положение ареала вида).

3.1.2. Природные условия пунктов исследования.

3.1.2.1. Природные условия в России.

3.1.2.2. Природные условия Северо-восточной части Китая (провинция Хэйлунцзян).

3.2. Методики исследования.

3.2.1. Геоботанические описания.

3.2.2. Исследование морфологии вайи и спор.

3.2.3. Онтогенетические исследования (выделение онтогенетических состояний спорофитов).

3.2.4. Популяционные исследования (выявление численности или плотности ценопопуляций, их онтогенетических и виталитетных спектров).

3.2.5. Генетические исследования методом КАР£)-маркер.

3.2.6. Список сокращений.

Глава 4. Результаты исследований Р. ЬгаипП в средней полосе европейской части России

4.1. Эколого-фитоценотическая характеристика исследованных местообитаний.

4.2. Численность (плотность) и онтогенетические спектры ценопопуляций.

4.3. Виталитетные спектры и жизненное состояние ценопопуляций.

4.4. Генетические характеристики изученных ценопопуляций.

Глава 5. Результаты исследований Р. ЬгаипИ на северо-востоке Китая 5.1. Эколого-фитоценотическая характеристика исследованных местообитаний.

5.2. Численность (плотность) и онтогенетические спектры енопопуляций

5.3. Виталитетные спектры и жизненное состояние ценопопуляций.

5.4. Генетические характеристики изученных ценопопуляций.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Популяционная экология и генетический полиморфизм ценопопуляций Polystichum braunii (Spenn.) Fee (Dryopteridaceae) в России и Китае в связи с проблемой биоразнообразия"

Актуальность темы. По данным Международного союза охраны природы (МСОП), около 10% видов сосудистых растений нуждаются в охране (Вахрамеева,1988). По мере усиления антропогенных воздействий ускоряются темпы исчезновения растений и животных от года к году. В этой связи изучение редких растений и познание механизмов устойчивости их популяций — важная задача современной ботаники, занимающейся проблемой изучения и сохранения биоразнообразия нашей планеты (Вахрамеева,1988; Chen Lingzhi, Ma Keping, 2001; He Youjun et al., 2004).

Несомненно, устойчивость видов к повреждающим факторам существенно зависит от возрастной и пространственной структуры их популяции. С 50-х годов XX века начаты исследования возрастной и пространственной структуры популяций редких и исчезающих видов растений. В последние десятилетие выяснилось, что очень важны также генетическая и половая структура их популяций. Эти вопросы долго не привлекали внимания с позиций охраны природы, исследования генетической структуры популяций в этом аспекте только начинаются.

Р. braunii — равноспоровый папоротник с широким голарктическим распространением. Большие дизъюнкции в его ареале, редкая встречаемость в очень многих регионах, например, в Европе, в России, в Северной Америке заставляют относить его к редким видам. Он включён в Красные Книги Московской области (1998), города Москвы (2001), Республики Татарстан, Сибири (Шмаков, 2000) и, так же охраняется в Северной Америке.

Ученые, исследовавшие P. braunii сосредотачивались преимущественно на выявлении его местонахождений (флористические находки), изучении экологических условий, категорий редкости (Тихомиров, 1977; Белковская, 1982; H.Mutter, et al. 1998); на находках гибридов и их морфологическом, цитологическом сопоставлении и т.д.(David S, Barrington, 1986; Wang Xiuhua, 2001). Пока ещё недостаточно использованы молекулярные методы анализа для выявления внутри- и межпопуляционного полиморфизма этого вида. Учитывая сказанное, необходимо исследовать этот вид в разных географических районах, как с точки зрения его таксономии, популяционной экологии, так и на молекулярно-генетическом популяционном уровне. Это позволит выявить причины редкости вида и разработать научно обоснованные меры по его охране.

Цель и задачи исследования. Основная цель нашей работы -сопоставление жизненного состояния популяций вида в разных участках его ареала, а именно в средней полосе европейской части России и на северо-востоке Китая. Для достижения этой цели требовалось решить следующие задачи:

1. Выявить распространение, уточнить местонахождения Р. Ьгаипи в средней полосе европейской части России и на северо-востоке Китая.

2. Сравнить экологические и фитоценотические условия местообитаний Р. Ьгаипи в России и в Китае.

3. Выявить онтогенетическую и виталитетпую структуры ценопопуляций Р. Ьгаипи в средней полосе европейской части России и на северо-востоке Китая и на этой основе оценить их жизненное состояние и устойчивость.

4. Выявить генетический внутри- и межпопуляционный полиморфизм ценопопуляций Р. Ьгаипи методом ЯАРО-анализа ДНК.

5. Сопоставить результаты экологического и генетического анализов ценопопуляций Р. Ьгаипи и предложить мероприятия по охране этого вида.

Научная новизна. Разработана оригинальная оценка состояния Р. Ьгаипи в средней полосе России и на северо-востоке Китая на основе классических ценопопуляционных методов (численность, плотность, онтогенетические и виталитетные спектры) и молекулярного маркера — ЯАРО. Выявлены константность таксономически значимых морфологических признаков, низкий уровень внутрипопуляционного генетического полиморфизма и сравнительно широкий диапазон популяционно-экологических параметров ценопопуляций на разных участках ареала. Впервые проведено сопоставление результатов онтогенетическо-популящюнного и молекулярного анализов Р. ЬгаипИ.

Практическая значимость работы. Определено жизненное состояние ценопопуляций Р. ЬгаипИ в средней полосе европейской части России и на северо-востоке Китая, установлены категории их редкости, даны рекомендации по их охране. Результаты работы могут быть использованы при составлении региональных Красных книг и "Флор", а также в вузовском преподавании курсов ботаники, экологии и охраны растений.

Апробация результатов. Материалы диссертационного исследования доложены и обсуждены на научной конференции молодых ученых и специалистов МСХА (Москва, МСХА,2004), на ежегодных I научных конференциях биолого-химического факультета МПГУ (2004, 2005), на заседании кафедры ботаники МПГУ (2005).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 работы.

Структура и объем диссертации. Основной текст диссертации изложен на 149 страницах и состоит из введения, 6 плав, выводов, списка литературы и приложения. Список литературы содержит 191 наименования, из которых 143 на русском языке, 21 на китайском языке, 27 на других иностранных языках. Диссертация включает 34 таблиц и 24 рисунков.

Заключение Диссертация по теме "Ботаника", Ли Цзюань

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. В средней полосе европейской России и на северо-востоке Китая P. braunii представлен немногими малочисленными, изолированными друг от друга популяциями, рассеянными на больших пространствах.

2. Ценопопуляции P. braunii в разных географических районах и разных природных зонах приурочены к сходным биотопам: тенистым лесам, влажным почвам и выходам известняков.

3. В средней полосе европейской России и на северо-востоке Китая ценопопуляции P. braunii имеют низкую плотность, но различную онтогенетическую и виталитетную структуру, в зависимости от которых их устойчивость и жизненное состояние варьируют от удовлетворительного до критического.

4. Ценопопуляции Р. braunii в средней России и северо-восточном Китае представлены морфологически идентичными растениями, но характеризуются разными уровнями внутрипопуляционного и межпопуляционного генетического полиморфизма. Это кажущееся противоречие объясняется, во-первых, историей формирования популяции и их положением на площади ареала (близостью к центру происхождения вида); во-вторых, способом самоподдержания популяций — за счет размножения спорами и смены спорофитов разных поколений, или за счет большой длительности жизни спорофитов одного или немногих поколений.

5. Исследованные ценопопуляции по совокупности популяционно-экологических параметров могут быть отнесены к I, II, III категориям редкости по классификации МСОП. Данные о степени генетического полиморфизма можно использовать как дополнительный критерий для уточнения положения ценопопуляций в шкале редкости и более точного прогнозирования их судьбы в случае внезапных изменений условий.

-1246. В целях охраны Р. braunii при I и II категориях редкости, необходимо снижать воздействие антропогенных факторов (прежде всего рекреационных) в местах его обитания, а при III категории сохранять микробиотопы, в которых возможно размножение спорами (гниющие пни, валеж, бревна, вывалы).

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Ли Цзюань, Москва

1.П., Зворыкина К.В., Правдин Л.Ф. Особенности формирования популяций сосны обыкновенной. -М.: Наука.-1984.-127с.

2. Алтухов Ю. П., Корочкин Л.И., Рычков Ю. Г. Наследственное биохимическое разнообразие в процессах эволюции и индивидуального развития // Генетика. -1996. -Т.32. -№11. -С. 1256-1275.

3. Алтухов Ю. П. Мономорфная видоспецифичная ДНК, выявляемая в полимеразной цепной реакции со случайными праймерам (на примере видов хвойных) // Генетика. -2000. -Т.36. -№ 12. -С.1674-1681.

4. Алтухов Ю. П., Салменкова, Е. А. Полиморфизм ДНК в популяционной генетике // Генетика. -2002. -Т.38. -№ 9.-С.1173-1195.

5. Андреева Е.А., Баккал И.Ю., Горшков В.В., Лянгузова И.В. и др. Методы изуыения лесных сообществ.-СПБ.: НИИХимии СпбГУ. -2002.-240с.

6. Артюкова Е.В., Козыренко М.М., Илюшко М.В., Журавлев Ю.Н., Реунова Г.Д., Исследование генетической изменчивость Iris setosa II Молекулярная биология.- 2001.-Т.35.-№.1.-С.152-156.

7. Аскеров А. М. К систематике некоторых родов папоротникав из Тальша// Ботанический журнал. -1972. -Т.57. -№.10. -С.1296-1301.

8. Аскеров A.M. Папоротники Кавказа (морфология, систематика, экология, география, вопросы флорогенеза и народнохозяйственное значение): Автореф. дис. докт. биол. наук. Баку. -1984. 49с.

9. Атлас Смоленской области. -1997.М.: Вентана-Граф. -35с.

10. Баккал Ю., Горшков В.В., Кищено И.Т., Ставрова Н.И., Тарасова В.Н. Исследование лесных сообществ. Методы полевых и лабораторных исследований растений и растительного покрова. -Петрозаводск, -2001.-С.231-242.

11. Беклемишев В.Н. Пространственная и функциональная структура популяций // Бюл. МОИП. Отд.биол. -1960. -Т.65. -№2.-С.41-50.

12. Белковская Т. П. Флористическая находки в Колво-Вишерском крае

13. Биологические науки. -1982. №10. - С.73-75.

14. Белоусова Л.С., Денисова Л.В., Никитина C.B. Редкие растения мира и их охрана. — М.: ВНИИТЭИ агропром, -1987.-67с.

15. Бобров А.Е. Семейства папоротникообразных флоры СССР // Ботанический журнал,-1972.-Т.57. -№.1. С. 124-127.

16. Бобров А.Е. Сравнительный морфолого-анатомический анализ видов рода флоры СССР // Ботанический журал. -1964. № 4. -С.534-545

17. Бобров А.Е., Бобров Е.Г., Цвелев H.H., Федоров A.A. Флора Европейской части СССР. Л.: Наука, 1974. - Т.1. - С.82-83

18. Бобров А.Е., Куприянова Л.А., Литвинцева М.В., Тарасевич В.Ф. Споры папоротникообразных и пыльца голосеменных и однодольных растений флоры Европейской части СССР. -1983. -С.1-35.

19. Вавилов Н.И. Линнеевский вид как система. -М.: Сельхозгиз. -1931.-22с.

20. Василевич В.Н. Биологическая ниша у растений. Биология, экология и возаимоотношения ценопопуляций растений.М.: Наука. -1982. -С.3-6.

21. Вахрамеева М.Г. Охрана растительного мира. М.: изд-во Московского университета. -1988. -96с.

22. Викторов Д. П. Краткий словарь ботанических терминов. -Москва-Ленинград.: Наука. -1964. -177с.

23. Ворошилов В.И. Определитель растений Советского Дального Востока. М.: Наука. -1982.-С. 16-31.

24. Ворошилов В.И., Скворцов А.К., Тихомиров В.Н. Определитель растений Московской области. -М.:Наука. -1966. -С.44-48.

25. Высочина Г. И. Биохимические подходы к познанию биоразнообразия растительного мира // Сибирский эклогический журнал. -1999. -№3. -С.207-211.

26. Высочина Г.И. Проблемы и перспективы экспериментального изучения биоразнообразия // Сибирский эклогический журнал.-2003. -№.1.-С.3-8.

27. Гостимский С.А., Кокаева З.Г., Коновалов Ф.А. Изучение организации и изменчивости генома растений с помощью молекулярнх маркеров // Генетика, -2005, -Т.41, -№ 4, -С.480-492.

28. Грант В. Видообразование у растений. -М.:Мир. -1984. -514с.

29. Гричук В.П., Моносзон М.Х. Определитель однолучевых спор папоротников из сем. Polypodiaceae R.Br. произрастающих на территории СССР. -М.: Наука.-1971. -127с.

30. Громова Е. А. Морфологические и анатомические изменения в онтогенезе спорофита Polystichum braunii (Spenn.) Fee и оценка возрастной структуры его популяций в Ленинградской области // Вестник СПбГУ, -1999. Вып.2. - № 10. - С.46-52.

31. Губанов И.А., Киселева К.В., Новиков B.C., Тихомиров В.Н. Иллюстрированный опредитель растений Средней России. М.: Товарищество научных изданий КМК. - 2002. - Т.1. - С.86.

32. Гуреева И.И. Равноспоровые папоротники Южной Сибири (вопросы систематики, происхождения, биоморфологии, популяционной биологии): Дис. докт. биол. наук. Томск, -1997. -С.4-6, 68-100.

33. Гуреева И.И. Равноспоровые папоротники Южной Сибири. Томск: Изд-во ТГУ, -2001. -158 с.

34. Гуреева И.И. Равноспоровые папоротники Южной Сибири: Авггореф. дис. канд. биол. наук. -Томск.-1984.-19с.

35. Демьянова Е.И., Пономарев А.Н. Половая структура природных популяций гинодиэцичных и двудомных растений лесостепи Зауралья // Ботанический журнал. -1979. -Т.64. -№7. -С.1017-1024.

36. Державина Н. М. Онтогенез спорофита Polypodium cambricum L.// Бюл. Моск. о-ва испытат. природы. -1982. -Т.87. вып.5. -С.89-101.

37. Державина Н. М. Жизненные формы и строение вегетативных органов спорофитов у видов Polypodium L.s.l., обитающих в СССР: Авггореф.дис. канд. биол. наук. -М., 1983а. -16с.

38. Державина Н. М. Онтоморфогенез спорофита Lepiorus ussuriensis (Regel et Maak) Ching // Биоморфология растений Дальнего Востока. -Владивосток. -19836.-С.63-75.

39. Державина Н. М., Шорина Н. И. Структура и динамика ценопопуляционных скоплений Polypodium vulgare в лесах Западного Закавказья // Ботанический журнал. -1992. -Т.77. -№2. -С.46-54.

40. Дорогина О. В., Цевелева И. Н., Агафонова М. А. Полиморфизм электрофоретических спектров полипептидов семян некторорых видов сем. Fabaceae, характеризующихся перекрестным типом опыления // Сибирский экологический журнал. -2003. -№1. С.9-16.

41. Еленевский А.Г., Соловьева М.П, Тихомиров В.Н. Ботаника (систематика высших, или наземных, растений). -М.: Академия. -2000. -С.111.

42. Желудова Е.М., Редкие виды подкласс Polypodiidae в Смоленской области// Доклады ТСХА, вып.276. -М.:Изд-во МСХА, -2004. -С.18-25.

43. Заугольнова J1. Б., Жукова J1.A., Шорина Н.И. Особенности популяционной жизни растений. Популяционные проблемы в биогеоценологии// Чтения памяти академика В.Н. Сукачева.VI. -М.:Наука. -1988. -С.24-59

44. Завадский K.M. Вид и видообразование. -Л.: Наука. -1968. -404с.

45. Заугольнова JL Б., Сугоркина Н.С., Щербакова Е. Г. Жизненные формы и популяционное поведение многолетних травянистых растений // Экология популяций. -М.: Наука. -1991. -С.5-22.

46. Заугольнова Л.Б., Плантонова Е.А., Анализ лесных катен для выявления их функциональной организации // Методы полевых и лабораторных исследований растений и растительного покрова. -Петрозаводск. -2001. -С.199-210

47. Заугольнова Л.Б., Плантонова Е.А. Методические подходы к изучению растительного покрова как компонета ландшафтаМетоды полевых и лабораторных исследований растений и растительного покрова. -Петрозаводск. -2001. С.211 -218.

48. Зернов A.C. Определитель сосудистых растений севера Российского Причерноморья. М.: Товарищество научных изданий КМК. -2002. -С.30-32.

49. Игнатов М.С., Харитонов Н.П. Polystichum braunii в Московской области // Бюллетень главного ботанического сада. М.: Наука.-1985. -С. 43-47.

50. Ипатов B.C. Описание фитоценоза: Методические рекомендации. -СПб.: Изд-во СпбГУ. -1998. -93 с.

51. Коршиков И.И., Калафат Л.А., Пирко Я.В., Великоридько Т.И. Популяционно-генетическая изменчивость сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в основных лесорастительных районах Укранины // Генетика. -2005.-Т.41 .-№2.-С.216-228.

52. Коршиков И.И., Пирко H.H., Пирко Я.В. Генетическая изменчивость и дифференциация популяций Abies alba Mill, в Укранских Карпатах // Генетика. -2005. -Т.41. -№3. -С.356-365.

53. Крутовский К.В., Политов Д.В., Алтухов Ю.П. Характеристика генофондов популяций кедровых сосен по совокупности изоферментных локусов // Генетика. -1989, -Т.25. -№11. С.2009-2032.

54. Красилов В. А. Охрана природы: принципы, проблемы, приоритеты. -Казань: газетно-журнальное изд-во. -1992. -174с.

55. Красная книга города Москвы. -М.: Москва.-2001,- С.437-438.

56. Красная книга Московской области. М.:Аргус, Русский университет. -1998.-560с.

57. Красная книга СССР.-М.: Лесн. пром. -1984. -Т. 1. 2. -С.332.

58. Красная книга РСФСР (растения).-М.: Расагропромиздат. -1988, -С.1-5

59. Крышень A.M. Классфикация лесных сообществ // Методы полевых и лабораторных исследований растений и растительного покрова, Петрозаводск, -2001. -С.219-230

60. Куркин К. А., Матвеев А. Р. Ценопопуляции как системы особей и как элементы фитоценозов (системно-иерархический подход) //Бюл. МОИП. отд. Биол. -1981. -Т.86. -вып. 4. -С.54-74.

61. Курченко Е.И. Динамика ценопопуляций и микроэволюционный процесс: (на примере видов Agrostis) // Биология, экология и взаимоотношения ценопопуляций растений. -М.: Наука. -1982. -С.31-32.

62. Лантратова A.C., Морфологический анализ и определение папоротниковидных Pteridophyta, Polypodiophyta // Методы полевых и лабораторных исследований растений и растительного покрова. -Петрозаводск. -2001. -С.87-99.

63. Лащинский H.H. Структура ценопопуляций как показатель устойчивости травяных сосновых лесов нижнего прианграрья // Биология, экология и возаимоотношения ценопопуляций растений. М.: Наука. -1982.-С.38-41.

64. Лащинский H.H., Шорина Н.И. Онотогенез спорофита и структура ценопопуляций Polystichum braunii (Spenn.) Реё в черневой тайге Салаиского кряжа // Известия Сибирского отделения АН СССР. -Сер. Биол. -1985. Вып.2. -С.35-44.

65. Лобашев М.Е. Генетика.-Л.: Изд-во ЛГУ, -1967.-667с.

66. Любарский Е.Л. К изучению ценотических популяций. // Биология, экология и возаимоотношения ценопопуляций растений. -М.: Наука. -1982. -С. 115-118.

67. Майр Э. Популяции, виды и эволюция. -М.: Мир. -1974. -460с.

68. Маслов А. А. Природная динамика заповедных лесных сообществ в центре Русской равнины: дис. докт. биол. наук. Москва. -2003. -337С.

69. Мельникова М.Н. Полиморфизм геномной ДНК на видовом и популяционном уровне, исследованной с помощью методов таксонопринта и РСЛ-ИАРВ (на примере диких, домашних овец и агамных видов рептилий): дис. кан. биол. наук. -1995.С.43-56.

70. Методы изучения лесных сообществ. -СПб.: НИИХимии СпбГУ, -2002. 240 с.

71. Миркин Б.М., Розенбрег Г.С. Фитоценология: приципы и методы. -М.: Наука.-1978.-211с.

72. Мироненко Н.В. Современные достижения в изучении генетической структуры популяций фитопатогенных грибов // Успехи современной биологии. -2004. -Т. 124. -№ 3. -С.234-245.

73. Морозов Г.Ф. Учение о лесе. -СПб. -1921. -83с.

74. Насимович Ю.А. Ценные природные объекты Фили-Кунцевскою лесопарка в Москве. -М.-1994.Деп.в ВИНИТИ, N1837 -В94. -72с.

75. Наумов Н.П. Видовое население, его структура и отношение со средой (у животных) // Вестн. МГУ. Сер. биол. и почвовед. -1955. -№ 9. -С.25-37.

76. Наумов Н.П. Развитие представлений о популяциях в экологии животных // Очерки по истории экологии. -М.: Наука. -1970. -С.106-146.

77. Науялис И. И., Филин В.Р. Кочедыжник женский // Биол. Флора Моск. обл.-М.-1983а.-С.26-40.

78. Науялис И. И., Филин В.Р. Щитовник мужской // Биол. Флора Моск. обл. -М., -19836. -С.3-25.

79. Недосекцина Т. В. Структурная организация с состояние ценопопуляций на территории среднерусской возвышенности: дис. кан. биол. наук. -Воронеж. -2004. -С.68-120.

80. Нехлюдова М.В., Филин В.Р. Страусник обыкновенный // Биол. Флора Моск. обл.-М.-1983.-С.26-40.

81. Основные данные по климату СССР. -Обнинск. -1976. -С.21-25

82. Петров В.В., Абрамова Л.И., Баландин С.А., Березина H.A. Общая ботаника с основами геоботаники. М.: Вышая школа. -1994. - С.94-97.

83. Петровский В.В. Синузии как формы совместного существования растений // Ботанический журнал. -1961. -Т.46. -№ И. -С.1615-1626.

84. Петросян В. Г. Структура биосистем различных уровней организации на основе множественного анализа параметров разнообразия: Автореф. Дис.д. б. н. -2004. -Москва. -52с.

85. Полевая геоботаника /под общей ред. Е.МЛавренко и А.А.Корчагина. М.Л.: Наука. -Т.З. -1964. -530с.

86. Положий A.B. Флора Краснояского Края. -1983. -С.24-25.

87. Пономарев А.Н. Некоторые приспособления злаков к опылению ветром // Ботанический журнал. -1966. -Т.51. -№ 1. -С.28-39.

88. Правдин Л.Ф. Некоторые соображения о понятиях биогеоценоз и популяция в лесоведении // Лесоведение. -1969. -№ 5. -С.3-14.

89. Природные ресурсы и окружающая среда субъектов Российской Федерации. — Калужская область. — Пилотная версия электронной энциклопедии. Национальное информационное агенство "Природные ресурсы центр информационных технологии", -2000.

90. Природные ресурсы и окружающая среда субъектов Российской Федерации. — Московская область. — Пилотная версия электронной энциклопедии. Национальное информационное агенство "природные ресурсы центр информационных технологии".-2000.

91. Программа и методика биогеоценологических исследований. -М.:1. Наука.-1974.-402 с.

92. Работнов Т. А. Биологические наблюдения на субальпийских лугах Северного Кавказа//Ботанический журнал. -1945. -Т.30. -№ 4. -С.167-177.

93. Работнов Т. А. Основые вопросы и методы изучения жизненного цикла многолетних травянистных растений и состава их популяцй // Научн.-метод. зап. гп.упр. по заповедникам РСФСР.1949.-Вып. 12. -С. 41-48.

94. Работнов Т. А. Жизненный цикл многолетних травянистых растений в луговых ценозах // Тр. БИН АН СССР. Сер.З. Геоботаника. -1950а. -вып.6. -С.5-17.

95. Работнов Т. А. Вопросы изучения состава популяций для целей фитоценологии // Проблемы ботаники. -JL: Изд-во АН СССР. -19506. -Т.1. -С.465-483.

96. Работнов Т. А. Изучение ценотических популяций в целях выяснения стратегии жизни видов растений // Бюл. МОИП. отд. биол. -1975. -Т.80, -вып.2.-С.111-129.

97. Речан С.П., Малышева Т. В., Абатуров А. В., Меланхолии П.Н. Леса Северного Подмосковья. -М.: Росийская академия наук. -1993. -С.314.

98. Розанова М.А. Экспериментальные основы систематики растений. -М.-Л.: Изд-во АН СССР. -1946. -254с.

99. Семериков Л.Ф. Популяционная структура древесных растений. -М.: Наука.-1986.-139с.

100. Семериков Л.Ф., Глотов Н.В. Популяционная структура дуба черешчатого // Физиологическая и популяционная экология. -Саратов: Изд-во Сарат.ун-та. -1983. -С.81-83

101. Симачева Е.В. Дополнительные материалы к флорецентрально-лесного государственного заповедника (Калининская область) // Вестн. ЛГУ. Биология. -1980. -№ 3. -вып.1. -С.67-70.

102. Синская E.H. Видообразование у люцерны и других растений. -Л.;М.: ВАСХНИЛ.-1935.-123с.

103. Синская E.H. Динамика вида. -М.;Л.:Сельхозгиз. -1948. -525с.

104. Синская E.H. Проблема популяций у высших растений. -Л.: Сельхозиздат. -1963. -Вып.2. -124с.

105. Скворцов А.К., Тихомиров В.Н. Определитель растений Московской области. -М.: Наука. -1966. -С.44-48.

106. Скворцов В.Э. Атлас- определитель сосудистых растений таежной зоны европейской России, списки редких и охраняемых видов. -М.: Гринпис России. -2000. -С.95.

107. Скворцов В.Э. Иллюстрированное руководство для ботанических практик и экскурсий в Средней России, -М.: Товарищество научных изданий КМК.-2004.-С.231.

108. Смелов С.П. Биологические основы луговодства. -М.:Сельхозгиз. -1947. -230с.

109. Солбриг О., Солбриг Д. Популяционная биология и эволюция. -М.: Мир. -1982. -475с.

110. Справочник агронома по сельскохозяйственной метеорологии (нечерноземная зона Европейской части РСФСР). -Л.: Гидрометеоиздат. -1986. -526с.

111. Стецук Н.П. Биологические особенности и состояние ценопопуляций некоторых видов орхидных в условиях Южного Приуралья: дис. кан. биол. наук. -Оренбург. -2004. -С.45-102.

112. Сукачев В.Н. Растительные сообщества: (Введ.в фитоценологию). -Л.;М.: Книга. -1982. -475с.

113. Сулимова Г. Е. ДНК-маркеры в генетических исследованиях: типы маркеров, их свойства и области применения // Успехи современнойбиологии.-2004. -Т. 124. -№3. -С.260-271.

114. Тахтаджян A.J1., Лазаренко A.C., Грушвицкий И.В. Жизнь растений. Т.4. М.¡Просвещение. 1978. С.229.

115. Тихомиров В.Н., Прокопова Л.И., Самарина Б.Ф. Ореофильные папоротники Diplazium sibiricum и Polystichum braunii на Касимовском Крастовом плато в Рязанской области // Вестн.Моск. Ун-та. Сер.биология, -1977. -№ 4. -С.65-68.

116. Толмачёв А.И. Основы учения об ареалах (введение в хорологию растений). -Л.: Изд-во Ленинградского универстета.-1962. -С.5-26.

117. Уранов А. А. Возрастной спектр фитоценопопуляций как функция времени и энергетических волновых процессов // Науч. докл. высш. школы. Биол.науки. -1975. -№.2. :С.7-34.

118. Фокин С. Чипига Г. Исследования популяций редкого папоротника

119. Polystichum braunii (Spenn.) Fee// Флора и растительность р. Рагуши иокрестностей (результаты и методика). Л. 2001. - С. 14-23.

120. Фомин. A.B. Семейство Polypodiacea // Флора СССР. -Т.1 -Л.: Изд-во АН СССР. -1934. -С. 45-49.

121. Харинтонов И.Г., Насимович Ю.А. Красная книга города Москвы. -М. -2001. -С.437-438.

122. Хлесткина Е.К. Использование RAPD, STS- и SSR- подходов для молекулярного картирования микрования генов мягкой пшеницы T.aestivum L: дис. кан. биол. наук. М. -2001.-С. 182.

123. Храп ко О.В. Папоротники юго дального востока России — биология, экология вопросы охраны генофонда: Дис. . кан.биол.наук. -Владивосток: Дальнаука. -1996. -С.88-139.

124. Цвелев H.H. Определитель сосудистых растений Северо-западной России (Лениградская, Псковская и Новогородская области). — СПб.: Изд-во СПб гос.хим.-фарм. академии, -2000. -С. 162

125. Цвелев H.H. Сосудистые растения Советского Дальнего Востока.-2000. -Т.5. -Л., -С.55-57.

126. Ценопопуляции растений (основные понятия и структура). -М: Наука. -1976. -125с.

127. Ценопопуляции растений (очерки популяционной биологии). М.-1988. -183с.

128. Ценопопуляции растений (развитие и взаимоотношения). М.: Наука. -1977.-131с.

129. Ценопопуляции растений. М.: Наука.-1978. -217с.

130. Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопрязальных государств. Спб.: Мира семеья. -1995. -989с.

131. Четвериков С.С. О некоторых моментах эволющионного процесса с точки зрения современной генетики //Журн. эксперим. биологии. Сер.А. 1926. -№ 2. -С.3-54.

132. Шашко Д.И. Агроклиматические ресурсы СССР. Л.: Гидрометеоиздат. -1985. -247с.

133. Шварц С.С. Популяционная структура биогеоценоза // Изв. АН СССР. Сер. Биол. -1971. -№ 4. -С.485-494.

134. Шмаков А.И. Конспект папоротников Казахской ССР. -Барнаул. Алтайский государственный университет. -1990. -С. 13-14.

135. Шмаков А.И. Определитель папоротников России. -Барнаул: Алтайский государственный университет. -1999. -С.76-78.

136. Шмаков А.И. Папоротники России (систематика, экология, география, охрана и народнохозяйственное значение). -Барнаул. -2000. -С.204-209.

137. Шорина Н. И. Ершова Э. А. Орляк обыкновенный // Биол. Флора Моск.обл. -М.: Наука. -1990. -вып.8. -С.6-20.

138. Шорина Н. И. Экологическая морфология и популяционная биология представителей подкласса Polypodiophytae: Дис. . докт.биол.наук. -М. -1994. -314с.

139. Шорина Н.И. Морфология спорофита и популяционная экология голокучника трехраздельного (Gymnocarpium dryjpteris (L.) Newm.) // Научи, докл. высш. школы. Биол.Науки. -1991. -№5. -С.87-95.

140. Шорина Н.И., Популяционная биология гаметофитов равноспоровых Polypodiophyta // Экология. -2001. -№ 3. -С. 182-187.

141. Юрцев Б.А. Биологическое разнообразие: подходы к изучению и сохранению: материалы конф. БИН РАН и ЗИН РАНЛениград (СПБ). -СПБ. -1992.-222с.

142. Ао Hong, Jin Guanghui ,Song Shili, Study on ecology of the Pteridophyte popoulation in Mao* ershan area, Bulltin of Botanical Reserch, -2001. -V. 21. -№. 3.-P.444-447. (in Chinese)

143. Aur Chihwen, Zhang Guangchu, Flora Helongjiangensis, -T.l. North-Eastern Forstry Unversity Press.-1985.-P.231.(in chínese)

144. Chen Jin-ming, Wang Jing-yuan, and Liu Xing, RAPD analysis for genetic diversity of Isoetes snensis // Biodiversity Science, -2004. -V.12. -№3. -P. 8-353. (in Chinese)

145. Chen lingzhi, Ma Keping, Biodiversity: principle and practice. Shanghai.: Science and Technology. P.308. (in chínese)

146. Christopher H. Haufler and Gerald J. Gastony. Systematic implication of spore morphology in Bommeria and related fern genera // Systematic Botany. -1978.-Vol.3.-N.3.-P.241-256.

147. Coupe, R., C. A. Ray, A. Comeau, M. V. Ketcheson, and R. M. Annas. 1982. A guide to some common plants of the Skeena Area, British Columbia. Land Management Handbook Number 4. Province of British Columbia Ministry of Forests. 215 p.

148. Crawford D.J., Molecular markers for the study of genetic variation within and between populations for rare plants // Opera Botanica. 1997. -132. -P. 149-157.

149. Crow J. F. Basic concepts in population. Quantitative and Evolutionary Genetics. -N.Y.: Freeman W. H.1986.

150. Daigobo Sigeru. Variation of spore size in the Japanese Polystichum polyblepharum group 11 Journ. Jap. Bot. 1967. -Vol.42.-N.7. -P.207-260.

151. Harper J.L. Population biology of plants. -L. ; N.Y.: Acad. Press. -1977. -892p.

152. Little Damon P. and Barrington David S., Major Evolutionary events in the origin and diversification of the fern genus Polystichum (Dryopteridaceae). American Journal of Botany. 2003. -Vol. 90. -N. 3. -P. 508-514.

153. Barrington David S., The morphology and cytology of Polystichum x Potteri hybr.nov. (=P. Acrotichoides x P. braunii). Rhodora. -1986. Vol. 88. -N. 855. -P.297-313.

154. Ding baozhang, Wang suiyi, Gao zengyi. flora Henan. -T.l. -2000.T^ ft, 5MX, nmx, Hffitftifcfe, Mtfm^&^J&fr -P.88-92. (in Chinese)

155. Flora North America Editorial Committee. 1993. Flora of North America, Vol. 2. Pteridophytes and Gymnosperms. Oxford University Press. Inc., New York. 475 p.

156. Ge Song, Oliverira GC.X., Schaal B.A., Gao Lizhi, Hong Deyuan, RAPD variation within and between natural populations of the wild rice Oryza rufipogon from China and Brazil // Heredity.-1999.-N.82.-P.63 8-644.

157. Green C. John, Engstrom R. Daniel. A new location for Braun's Holly fern in Minnesota. //American Fern Jounral.-1975.- Vol. 2.-N.65. -P.61.

158. Haufler C. Species concept and speciation in Pteridophytes // Pterdology in Perspective. Kew. -1996. -P.291-305.

159. He shiyuan, Wang jingwei, Wang jingwu, Ying zutang, Zhang jingxiang, Flora Hebei. -T.l. -1986. -P.154-158. $±70, 3EMI,mmmiM, fflftf^&tflfl/Ktfc (in Chinese)

160. Hou Xin, Wang Zhongren, A subspecific taxonomic study on Asplenium trichomanes L. from China, Acta Phytotaxonomica Sinica.-2000. Vol. 38 -N.3. -P. 242-255. (in Chinese)

161. Jing shulan, Zhang Wubing, Map of China. -2002. -29p. WM^, Mc, gfiSifeffl + SifiH/W.^silks WlRit. (in Chinese)

162. Kelloff Carol Lynn, Skog Judith, Differentiation of Eastern North American Atherium filix-femina taxa: evidence from allozymes and spores // American fern journal.-2002. Vol. 92. N.3. P.185-213.

163. Kung Hsian-shiu, Zhang Li-bing, Chu Weiming et.al. Flora reipublicae popularis sinicae. Tom 5(2). Science Press. -2001. P.96-97. (in Chinese)

164. Li Chunxiang, Lu Shugang, Yang Qunffiffl, IfMM (1$-2004.-49(9): 874-878.in Chinese)

165. Li Jun, Tao Yun, Zheng Shizhang, Zhou Jilun, Ecological genetic studies on local population of Glycine soja. Advances and present situations in plant population ecology. Editor-in-chief, Zhu Ning. -1994. P.8-15. (in Chinese)

166. Li Shuxin, Wang Jianzhong, Flora Liaoning. T.l. 1985. P. 108-112.^4$ 'b, Qlt^^ha^i (inChinese)

167. Liu Quanhong, Xiao Yaping, Tian Xianhua, Huang Jiancheng, Liu Yaren, Feng Ying, Study on spore morphology of Polystichum from Qinling range. Acta Bot. Boreal.-Occident. Sin. -1993. Vol. 13. -N.l. P.52-56. (in Chinese)

168. Liu Tianwei, Ling yuanjie, Li Benliang. Flora Shanxi. T.l. 1992.1. Chinese)

169. Marianne Philipp. Genetic diversity, breeding system, and population structure in Silene acaulis (Caryophyllaceae) in west Greenland // Opera Botanica.-1997.-N. 132. -P. 89-100.

170. Mayr E. Systematics and the origin of species. -N.Y.: Columbia Univ.press. -1942. -334p.

171. Mutter H., Birks H.J. and Ödland A., The comparative of Polystichum aculeatum, P. braunii, and P. lonchitis in Hordaland, western Norway // Nordic Journal of Botany. -1998. -Vol. 18. -N.3. -P.267-283.

172. Roos M. Mapping the word's pteridophyte diversity systematics and floras // Pteridology in perspective. Kew: Royal Botanic Gardens. - 1996. — P.29-42.

173. Rothwell GW., Phylogenetic relationship of ferns: a Paleocene perspective //Pteridology in perspective. Kew: Royal Botanic Gardens. 1996. - P.395-404.

174. Schneller J. J., Aspects of spore release of Asplenium ruta-muraria with reference to some other woodland ferns: Athyrium filix-femina, Dryopteris filix-mas, and Polystichum aculeatum // Bot Helv. -1995. -197.

175. Shinichi Kusakabe, Terumi Mukai, The genetic structure of natural populations of Drosophila melanogaster. XVIII. Clinal and uniform genetic variation over populations // Genetics. —1984. Vol.108. -P.617-632.

176. Sleep Anne, A note on Polystichum braunii var. kamtschaticum I I British Fern Gazette, -1971.-Vol. 10. -Part.4. -P. 202-205

177. Spore morphology of Pteridophytes from China. 1976. -P. 19, 321. ^ 0m^mtmrmmnmo mä^m^mmmmiu (in Chinese)

178. Swartz Linda M., Brunsfeld Steven J. The morphological and genetic distinctness of Botrychium minganense and B. crenulatum as assessed by mophometric analysis and RAPD markers // American Fern Journal. -2002. Vol. 94.-N4.-P. 249-269.

179. Wagner D H. The systematics of Polystichum in Western North America, North of Mexico. Pteridologia. -1979.-N.1.-P.1-64.

180. Wang Quanxi, Yu Jing, Zhang Xianchun, Zhang Dawei, Bao "weninci, Wang Peishan, Spore morphology of pteridophytes from China I. Lygodiaceae // Acta Phytotaxjgjmica Sinica. -2001. -Vol.39. -N.l. -P.38-44. (in chínese)

181. Wang Xiuhua, A study on the leaf comparative anatomy of Dryopteridaceae in Northeast of China // Bulletin of Botanical Reserch. .-2001. -Vol.21. -N.2. -P.202-206. (in chínese)

182. Yeh Francis C., Rong-cai Yang, Tim Boyle, Popgene version 1.31 (Microsoft window-based freeware for population genetic analysis). -1999.

183. Zhang Li-bing, Kung Hsian-shiu, A taxonomic study on the fern genus Polystichum Roth Sect. Metapolystichum Tagawa from China (I). //Acta Phytotaxonomica Sinica.- 1995. P.469-475. (in chínese)

184. Zhang Li-bing, Kung Hsian-shiu, Study on the spore morphology of Chinese Sect. Metapolystichum. // Acta Botanica Yunnanica. 1994. -Vol.16.-N.3-P.273-278. (in chínese)

185. Zhang Li-bing, Kung Hsian-shiu. A taxonomic study on the fern genus Polystichum Roth Sect. Metapolystichum Tagawa from China (II) //Acta Phytotaxonomica Sinica. 1996. - P.68-72. (in Chinese)

186. Zhang Li-bing. A taxonomic study on the fern genus Polystichum Sect. Metapolystichum from Sichuan,China //Acta Botanica Yunnanica. -1994. -P.131-138. (in Chinese)

187. Zhang shuping et al, Perspective on molecular mechanism of population daynamics. The molecular mechanism of ecological adaptation and evolution. Beijing: China higher education press; Heidelberg: Spring. -2000. -P. 158-169. (in chínese)