России и Японии 03. 00. 05 – ботаника




старонка1/6
Дата канвертавання21.04.2016
Памер0.8 Mb.
  1   2   3   4   5   6
Московский педагогический государственный университет

________________________________________________________________

На правах рукописи

Татаренко Ирина Васильевна


Биоморфология орхидных (Orchidaceae Juss.)

России и Японии


03.00.05 – ботаника

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук



Москва

2007
Работа выполнена на кафедре ботаники Биолого-химического факультета Московского педагогического государственного университета


Научный консультант доктор биологических наук, профессор

Шорина Нина Ивановна
Официальные оппоненты: доктор биологических наук, доцент

Жмылев Павел Юрьевич
доктор биологических наук, ведущий

научный сотрудник



Мазуренко Мая Темофеевна
доктор биологических наук, профессор

Савиных Наталья Павловна
Ведущее учреждение: Главный ботанический сад им. Н.В. Цицина РАН
Защита диссертации состоится 17 декабря 2007 года в 15 часов 00 минут

на заседании диссертационного совета Д 212.154.20.

при Московском педагогическом государственном университете по адресу: 129278, Москва, ул. Кибальчича, д. 6, корп. 5, ауд. 304.

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


Автореферат разослан ноября 2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Шаталова С.П.

О
1


БЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы. Биоморфология – наука о жизненных формах, эволюционных путях их возникновения и преобразования, закономерностях морфогенеза и онтогенеза при различных уровнях структурной организации растений и в различных экологических условиях, стала одним из ведущих направлений в биологии (Шарова, 1974, 1981; Хохряков, 1975, 1981; Шорина, 1981, 1994; Жмылев и др., 1993, 2002). Основы современного учения о жизненных формах растений, заложенные И.Г. Серебряковым (1952, 1962, 1964), получили дальнейшее развитие в биоморфологических анализах крупных таксонов (Барыкина, 1992, 2005; Савиных, 2000; Курченко, 2002; Бобров, 2004; Жмылев, 2004; Гончарова, 2006), флор отдельных регионов (Голубев, 1972, 1996), фитоценозов (Смирнова, 1987). Представления о модульности (Бигон и др., 1989) и существовании определенных структурных моделей в построении тела растения (Halle et al., 1978; Серебрякова, 1979, 1981; Шафранова, 1980), сопровождаемые совершенствованием морфологической терминологии (Гатцук, 1974; Савиных, 2000), служат методологической основой для проведения современных биоморфологических исследований.

Семейство орхидных – крупнейшее среди покрытосеменных растений, характеризуется значительным многообразием строения цветков и вегетативных органов. Начало изучению жизненных форм орхидных было положено еще в первых морфологических работах по изучению ряда европейских и тропических орхидных (Irmish, 1853; Velenovsky, 1905-1913; Burgeff, 1932, 1936; Ziegenspeck, 1936). Характеристики жизненных форм орхидных, использованные при создании системы и филогении семейства (Dressler, 1981, 1993), до сих пор остаются наиболее ценным справочным материалом по морфологии орхидных. Результаты системного анализа строения побегов орхидных (Смирнова, 1986, 1990; Татаренко, 1991, 1994), их «архитектуры» (Rasmussen, 1986; Блинова, 1995; Татаренко, 1996) и построения «архитектурных моделей» (Коломейцева, 2003 а, б, 2005) были использованы для выделения жизненных форм (Татаренко, 1991, 1996; Коломейцева, 2004). Однако исследования в этой области до сих пор явно недостаточны.

Онтоморфогенетические и популяционные исследования, изучение сезонного развития растений и особенностей функционирования микоризы в различных экологических условиях и в различных географических регионах России значительно активизировались в последние годы XX века (Вахрамеева, Денисова, 1980а, б; Андронова, 1988, 1997; Татаренко, 1990, 1995, 1996, 1998, 1999; Куликов, Филиппов, 1991, 1998; Блинова, 1993, 1995, 1998 а,б; Вахрамеева и др., 1993 а, б, 1994, 1996; Виноградова, 1996, 1998, 1999 а,б,в,г; Баталов, 1998) и продолжаются до настоящего времени, что позволило получить новый обширный материал для биоморфологического анализа орхидных.

Ц
2
ель и задачи исследования.
Цель работы: выявить структурное морфологическое разнообразие, механизмы формообразования и модусы эволюции жизненных форм орхидных, произрастающих на территориях России и Японии.

В ходе работы были решены следующие задачи:



  1. Изучить строение побегов, закономерности их развития и модели побегообразования в сем. Орхидных и на этой основе создать морфологический атлас.

  2. Разработать классификацию жизненных форм исследуемых видов орхидных.

  3. Выявить разнообразие онтогенезов орхидных разных жизненных форм.

  4. Изучить особенности сезонного развития побегов у модельных видов в различных географических регионах.

  5. Выявить своеобразие микоризообразования у представителей разных жизненных форм в различных географических регионах.

  6. Определить механизмы формообразования, возможные пути и модусы эволюции жизненных форм орхидных России и Японии.

Научная новизна и теоретическая значимость работы. Впервые изучено строение побегов и их систем у 300 видов орхидных, описаны 48 типов жизненных форм, впервые описан онтогенез 50 видов, прослежено сезонное развитие побегов, с момента инициализации побегового апекса до отмирания надземной части побега у 52 видов. Определена интенсивность и локализация микоризы у 80 видов. Разработана оригинальная классификация жизненных форм, применимая для 100 родов семейства орхидных. Прослежены модусы эволюции жизненных форм. Впервые проанализированы эволюционные предпосылки возникновения вегетативных однолетников и настоящих однолетников в семействе. Прослежены пути симбиотической ко-эволюции с микоризообразующими грибами в различных таксонах семейства орхидных.

Основные положения, выносимые на защиту:

  1. Для определения возможных путей и модусов эволюции орхидных целесообразно использовать метод выделения структурно-биологических конструкционных единиц разных уровней, включающих элементарный метамер, одноосный или годичный побег с имеющимся на нем придаточными корнями (побегово-корневой комплекс) и систему побегово-корневых комплексов, формирующих растение в целом.

  2. Разнообразие 48 жизненных форм и их оригинальная классификация основаны на сочетании нескольких признаков, главными из которых являются тип нарастания и цикличность побегов, продолжительность их жизни, длина междоузлий многолетних скелетных участков побегов, наличие и расположение специализированных запасающих органов, продолжительность жизни листьев на надземных частях побегов, а также наличие и продолжительность жизни придаточных корней.

  3. О
    3
    пределяющее влияние на эволюцию видов и жизненных форм орхидных оказал микосимбиоз. Прохождение ранних этапов индивидуального развития с метаморфозом, разнообразие онтоморфогенезов и онтогенезов и различные пути становления жизненных форм в значительной степени обусловлены выраженностью и продолжительностью микотрофного периода жизни особей.

Практическая значимость работы. Данные, полученные в ходе выполнения исследования, вносят вклад в такие теоретические разделы биологии, как морфология, биоморфология, биология развития и морфогенез, фенология, консортивные связи и ко-эволюция живых организмов. Результаты работы могут быть использованы в дальнейших теоретических исследованиях по эволюции семейства орхидных, эволюции соцветий, эволюции побеговых систем растений. Фактические данные по онтоморфогенезу, сезонному росту и микоризообразованию отдельных видов могут быть использованы в целях охраны орхидных, как редких и исчезающих видов. Результаты данного исследования легли в основу очерков о 18 редких и исчезающих видах орхидных для нового издания Красной книги России (растения). Теоретические разделы работы могут быть использованы в курсах лекций по морфологии растений, эволюционному учению, фитоценологии, географии растений.

Апробация материалов диссертации. Основные положения диссертации доложены на VI и VII конференциях, посвященных памяти проф. И.Г. и Т.И. Серебряковых (Москва, 1999, 2004), VII и VIII конференциях, посвященных памяти проф. А.А. Уранова (Кострома, 1996, Москва, 2001), Международных конференциях по морфологии и анатомии растений (Санкт-Петербург, 1997, 2002), совещании «Флора и растительность Средней России» (Орел, 1997), конференции «Растения в муссонном климате» (Владивосток, 1998), II международной конференции «Биоразнообразие и биоресурсы Урала и сопредельных территорий» (Оренбург, 2002), научно-практической конференции “Физиология растений и экология на рубеже веков”(Ярославль, 2003), международной научной конференции, посвященной 200-летию Казанской ботанической школы «Вопросы общей ботаники. Традиции и перспективы» (Казань, 2006), на заседаниях кафедры ботаники МПГУ (1997, 2004, 2005), на XVII и XVIII Всемирных орхидных конференциях (Малайзия, 2002; Франция, 2005), International Orchid Conference in Shimanami’ 99. Hiroshima, 1999, на XII Европейской орхидной конференции (Дания, 2000), на VII Тихоокеанской орхидной конференции (Япония, 2001), на Международных совещаниях по популяционной биологии орхидных (Чехия, 2001; Эстония, 2004; Тверь, 2007), на международном совещании «Evolutionary Botany of Certain Plant-Groups of the East Eurasian Floristic Element Related to Japanese Flora on the Basis of Chromosomes» (Япония, 2005), на Международных конференциях «Охрана и культивирование орхидей» (Москва, 1987; Краснодар, 1998; Киев, 1999; Харьков, 2002; Тверь, 2007), на Ежегодной конференции Британского экологического общества (Оксфорд, 2006). Прочитаны лекции в Лаборатории хромосомных и генетических исследований (университет г. Хиросимы, Япония, 2000, 2002), и в Центре по изучению и воспроизводству орхидей (Мукайджима, Япония, 2001).

П
4
убликации.
По материалам диссертации опубликовано 65 работ: пять монографий (две из них в соавторстве), 16 статей в рецензируемых российских научных журналах, 5 статей в международных рецензируемых научных журналах и сборниках, 30 статей в материалах конференций.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов и приложения. Список цитированной литературы насчитывает 530 наименований, из них 278 на иностранных языках. Всего в диссертации 429 страниц: 178 страниц текста, 21 рисунок, 10 фотографий, 140 схем, 7 таблиц, 10 приложений.

Благодарности. Искренняя благодарность моему научному консультанту Н. И. Шориной за постоянную поддержку и конструктивные замечания в ходе подготовки диссертации. Глубочайшая благодарность М.Г. Вахрамеевой, открывшей для меня мир орхидей и ставшей научным руководителем, вдохновителем и соавтором многих моих исследований, а также всему коллективу кафедры геоботаники МГУ во главе с В.Н. Павловым, оказавшему определяющее влияние на мое становление как ботаника. Огромная благодарность коллективам Учебно-научного центра МПГУ и кафедре ботаники МПГУ за постоянную поддержку и содействие в проведении моих научных исследований, а также плодотворное обсуждение результатов моей работы. Особое внимание к моей работе всегда проявляли А.Г. Еленевский и Е.И. Курченко. Чрезвычайно ценное научное общение с член-корр. РАН, д.б.н. Т.Б. Батыгиной, к.б.н. Е.А. Андроновой и к.б.н. А.Е. Брагиной (БИН РАН), д.б.н. Р.П. Барыкиной, к.б.н. Т.И. Варлыгиной (МГУ), д.б.н. Г.Л. Коломейцевой (ГБС РАН), д.б.н. Н.Ю. Клюге (СПбГУ), д.б.н. Н.М. Державиной (ОГУ), к.б.н. В.П. Верхолат (БПИ ДВО РАН), к.б.н. П.В. Куликовым и к.б.н. Е.Г. Филипповым (Ботанический сад УрО РАН), к.б.н. И.В. Блиновой (ПАБСИ РАН), к.б.н. Т.Н. Виноградовой (гимназия № 1567), а так же а зарубежными коллегами: Е.Н. Кучер, Л.В. Попковой, М.Н.Загульским (Украина), H. Rasmussen (Дания), D. Whigham (США), К. Dixon (Австралия), Т. Кull и К. Таli (Эстония) способствовало критическому осмыслению и анализу результатов моих наблюдений. Особая благодарность японским коллегам: проф. К. Кondo, К. Каrasawa, G. Ishida, проф. H. Umata, Т. Yagame, H. Shimai, R. Suzuki, H. Hoshi, G. Коkubugata, которые оказали мне неоценимую помощь в проведении исследований и сборе материала на территории Японии и в работе с японскими литературными источниками. Искренняя благодарность Д.Д. Соколову и М.В. Ремизовой за помощь в организации и проведении в проведении исследований образцов на сканирующем микроскопе.

П
5


роведение полевых исследований и сбор материала на территориях России и Украины был бы невозможен без содействия коллективов заповедников: Сихотэ-Алинского, Кедровая Падь, Курильского, Пинежского, национального парка «Куршская коса», Полярно-альпийского ботанического сада-института, Никитского ботанического сада, Барнаульского ботанического сада, Ботанического сада УрО РАН, Биолого-почвенного института ДВО РАН, Оренбургского гос. университета, Бурятского государственного университета, а также без личной помощи Е.М. Абашкиной, Н.Б. Афанасьевой, А.Е. Баталова, Т.И. Варлыгиной, И.В. Варывдиной, М.Г. Вахрамеевой, В.П. Верхолат, Н.Е. Королевой, Е.Н. Кучер, П.В. Куликова, Л.В. Попковой, Л.В. Пучниной, М.В. Раковой, С.В. Смирнова, Н.С. Сугоркиной, Д.Е. Татаренко, Е.Г. Филиппова, И.А. Флягиной.

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Гранта Президента РФ на поддержку ведущих научных школ НШ-2125.2003.4, фонда Дж. и К. Макартуров (1990), а также грантов Японского общества содействия развитию науки (2000-2001, 2004, 2002-2005).


Содержание работы
  1   2   3   4   5   6


База данных защищена авторским правом ©shkola.of.by 2016
звярнуцца да адміністрацыі

    Галоўная старонка