ГОРНО-ВЫСОТНАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ И СТРУКТУРА ПОПУЛЯЦИЙ ЕЛИ НА УРАЛЕ Попов П.П.

ФГБУН «Институт проблем освоения Севера СО РАН (ИПОС СО РАН)»


Номер: 4-1
Год: 2017
Страницы: 57-60
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

горы Косьвинский Камень и Малый Иремель, Урал, ель, фенотипическая структура популяций, mountains Kosvinsky Kamen and Maly Iremel', Úral, phenotypic structure of populations

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

На горах Косьвинский Камень и Малый Иремель, располагающихся на Северном и Южном Урале соответственно, наблюдается слабая тенденция изменения формы семенных чешуй и структуры популяций с их высотным положением. Несколько больше выражено влияние их географического положения. По показателям формы семенных чешуй и фенотипической структуры популяции ели на этих горах ближе к популяциям ели из Восточной Сибири и очень далеки от популяций ели европейской из Украинского Закарпатья. Результаты исследования могут быть полезны для таксономической интерпретации и сохранения популяционного разнообразия ели на Урале.

Текст научной статьи

Горно-высотная изменчивость многих признаков ели (Picea abies), главным образом на европейской части ареала известна давно [24,302-407; 6, 688; 27, 20-24; 26, 63-68; 25, 20-23; 23, 160-163; 1, 5-17]. L. Susmel, [28, 24-29], например, обнаружил в верхнем поясе Альп шишки ели, близкие к var. obovata, то есть с округлой формой верхнего края семенных чешуй, а у подножия гор обычно распространены особи var. europaea с угловатой формой чешуй. Примерно такую же картину изменения формы семенных чешуй ели наблюдал G. Priehäusser [27, 14-22] в Баварском Лесу. Подобным образом происходит изменение популяций ели в равнинной части ареала: с севера на юг и с востока на запад [8, 20-23; 9, 28-30; 12, 55-56; 15, 1321-1330; 16, 338-340; 17, 649-652; 19, 31-38; 20, 178-180; 21, 1386-1389; 22, 149]. На Урале горно-высотная структура популяций практически не исследована. Целью настоящей работы является изучение изменчивости формы семенных чешуй (основного диагностического признака елей европейской и сибирской) и фенотипической структуры популяций ели в связи с их высотным положением на основе биометрической оценки признаков. Исходные материалы собрали на разных высотах гор Косьвинский Камень (Свердловская область, Северный Урал) и Малый Иремель (Башкортостан, Южный Урал). Гора Косьвинский Камень имеет высоту 1519 м, склоны ее до 800-900 м покрыты смешанными еловыми лесами, выше горные тундры и каменистые россыпи. Гора Малый Иремель высотой 1449,4 м в основном с западной стороны покрыта густыми лесами. Еловые шишки в последнем случае предоставил д.б.н. С.Н. Санников. Форму семенных чешуй изучали через коэффициенты сужения (Cn - coefficient of narrowing), вытянутости (Cp - coefficient of projection) и их разность (Cn-Cp) [13, 68-73]. На обширных пространствах восточно-европейской части ареала елей выделяются 9 районов распространения популяций разных фенотипов [21,1385-1400]: P.e., P.eem., P.em., P.emm., P.m., P.mms., P.ms., P.mss., P.s., различающихся в среднем на 10 % показателя Cn-Cp: -50, -40, -30, -20, -10, 0, 10, 20, 30 % соответственно. Такую же градацию принимаем и для фенотипов особей в популяциях: e, eem, em, emm, m, mms, ms, mss, s. Подразделение особей любой популяционной выборки по таким классам представляет собой вариационный ряд, обработка которого в данном случае сводится к определению частоты фенотипов, внутрипопуляционного разнообразия [5, 40-43] по частоте фенотипов. Показатель разнообразия определяется как квадрат суммы подкоренных значений частот фенотипов: M = (√p1 + √p2 + … √pn)2 , где M - показатель разнообразия, p1, p2 … pn - частоты фенотипов в долях единицы. Определяли отклонение изучаемых популяций (med) по величине квадрата дистанции Махаланобиса (Squared Mahalanobis Distances - SMD) от «эталонных» популяций елей европейской (evr.) из Закарпатья и сибирской (sib.) из Восточной Сибири [18, 16-20] и относительное расстояние (положение) популяций елей на общей шкале (Root 1) изменчивости с помощью дискриминантного анализа [3, 220-223]. Вся совокупность фенотипов особей достаточно четко разделяется на три группы: ели европейской (e, eem, em), промежуточной формы елей европейской и сибирской (emm, m, mms), и ели сибиркой (ms, mss, s). Такое разделение фенотипов особей соответствует характеру генетического взаимодействия елей европейской и сибирской, или их естественной (интрогрессивной) гибридизации на востоке Европы [4, 193-198; 2, 60-66; 10, 27-30; 11, 28-31; 7, 40-80], а также географическому положению соответствующих фенотипов популяций [21, 1390-1400]. Независимо от высотного положения популяций ели, диапазон показателей (Limit) формы семенных чешуй (Cn, Cp, Cn-Cp) практически одинаков (табл. 1). Мало различаются и средние показатели формы чешуй в популяциях, располагающихся на разной высоте. Наблюдается лишь слабая тенденция изменения популяций в зависимости от их высотного положения. Более выражены различия крайних высотных положений популяций. Коэффициент внутрипопуляционной вариации показателей Cn и Cp небольшой и находится в пределах 8-12 %. Вариация показателя Cn-Cp, естественно, значительно выше (30-40 %). В данном случае на параметры формы семенных чешуй больше влияет географическое положение популяций, чем высотное. Таблица 1 Горно-высотная изменчивость формы семенных чешуй и фенотипическая структура популяций ели на Урале ВНУМ n Cn Cp Cn-Cp Lim X V Lim X V Lim X V Гора Косьвинский камень (59,5° с. ш. - 59° в. д.) 200 100 49-81 67 9 30-50 39 10 4-50 28 31 400 90 49-80 66 10 30-52 40 12 1-48 26 40 600 85 53-81 69 9 29-47 39 10 6-50 30 30 750 85 50-83 70 8 29-47 37 8 7-52 33 24 Итого 360 49-83 68 9 29-52 39 11 1-52 29 32 Гора Малый Иремель (54,5° с. ш. - 59° в. д.) 850 90 53-80 66 9 33-54 41 9 6-47 25 32 950 65 39-82 66 12 31-54 40 11 -4-47 26 40 1300 50 39-82 67 13 31-54 39 11 -4-50 28 36 Итого 205 39-82 66 11 31-54 40 10 -4-50 26 33 Примечание. Здесь и в табл. 2: ВНУМ - высота над уровнем моря; n - число особей в выборке; Cn - коэффициент сужения, Cp - коэффициент вытянутости верхней части семенных чешуй; Lim - крайние значения признака, X - среднее значение, V - коэффициент вариации. Во всей совокупности особей в популяциях на Косьвинском Камне (360 шт.) и на Малом Иремеле (205 шт.) оказалось наличие только 4-х фенотипов (табл. 2). Абсолютное преобладание (98-99 %) имеют особи фенотипов ели сибирской (s, mss, ms), из них особей фенотипа s 72 и 62 % и только по 1-2 % особей одного из фенотипов промежуточной формы (mms) елей европейской и сибирской [14, 60-65]. Особей фенотипов ели европейской (e, eem, em) здесь нет. Таблица 2 Фенотипическая структура, разнообразие и относительное положение популяций ели на горах Косьвинский Камень (I) и Малый Иремель (II) Гора n Частота фенотипов, % M SMD Root 1. med mms ms mss s evr-med sib-med X V I 360 1 5 22 72 2.69 98.38 0.21 3.76 31 II 205 2 12 24 62 3.12 91.80 0.02 4.18 30 Примечание. I - Косьвинский Камень; II - Малый Иремель; mms, ms, mss, s - фенотипы особей; M - показатель разнообразия по фенотипам; SMD - квадрат дистанции Махаланобиса популяций (med) от «эталонных» популяций ели европейской (evr) и ели сибирской (sib); Root 1.med. - относительное расстояние (положение) популяций (med) на общей шкале изменчивости елей. Структуру популяций хорошо отражает показатель разнообразия популяций по частоте фенотипов. На горе Малый Иремель он (3.12) выше, чем на горе Косвинский Камень (2.69). И те, и другие популяции очень близки к «эталонным» популяциям ели из Восточной Сибири и очень далеки от «эталонных» популяций ели европейской из Украинского Закарпатья [18, 16-21]. На это же указывает и показатель относительного положения анализируемых популяций на общей шкале изменчивости елей (Root 1. m.). Коэффициент его вариации составляет 30-31 %. При биометрическом способе определения фенотипов особей структура разновысотных популяций ели оказывается, по-видимому, мало различающейся [1, 4-16; 23, 163-165]. Итак, на горах Косьвинский Камень и Малый Иремель, располагающихся на Северном и Южном Урале соответственно, наблюдается лишь слабая тенденция изменения формы семенных чешуй и структуры популяций ели с их высотным положением. Несколько больше выражено влияние географического положения популяций. По показателям формы семенных чешуй и фенотипической структуры популяции ели на этих горах близки к популяциям ели из Восточной Сибири и очень далеки от популяций ели европейской из Закарпатья. Результаты исследования могут быть полезны для таксономической интерпретации и сохранения популяционного разнообразия ели на Урале.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.