VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

РАСТЕНИЯ-ПАРАЗИТЫ В ОКРЕСТНОСТЯХ ДЕРЕВНИ НОВОНИКОЛАЕВКА БРЯНСКОГО РАЙОНА

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Раров Г.Н. 1Рычков Е.И. 1

---

1МБОУ "Лицей №27им.Героя Советского Союза И.Е.Кустова" города Брянска

Шевко О.А. 1

---

1МБОУ "Лицей №27им.Героя Советского Союза И.Е.Кустова" города Брянска

Работа в формате PDF

881.4 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

У большинства людей фраза "паразитические растения" вызывает неприятные ощущения и формирует негативное отношение к этой группе растений. На самом деле отношения между растением-паразитом и растением-хозяином могут быть довольно сложными[3]. Паразитические растения в процессе эволюции выработали в себе способность получать воду и питательные вещества из растений-хозяев. Получается, что они извлекают выгоду от фотосинтеза других растений. Конечно это сказывается на росте, развитии и продуктивности растений-хозяев, но, как правило, растение-паразит не приводит к гибели своего хозяина. А в некоторых случаях, в случае опасности для жизни кормового растения паразит может снизить свое развитие и активность [3].

Для физического контакта паразитарные растения образуют особые органы - гаустории. Название происходит от латинского слова «пить». С помощью этих приспособлений паразитарные растения забирают питательные вещества хозяина из корня или стебля. Различают два основных типа паразитических растений, каждый из которых можно разделить на два подтипа. Ботаники и экологи выделяют фотосинтезирующие и нефотосинтезирующие растения. Часто их называют гемипаразитами и голопаразитами соответственно. Каждый тип делится еще на два подтипа: стеблевые паразиты, прикрепляющие свои гаустории к стеблям хозяина, и корневые паразиты, прикрепляющиеся к корням.

К сожалению, паразитическая группа растений еще плохо изучена. В последние года активно обсуждается вопрос о распространении некоторых паразитов, например, омелы [1, 3]. Актуален вопрос об использовании и применении паразитных растений в различных областях человеческой деятельности, особенно в фармацевтике для производства новых лекарственных препаратов. Все это делает актуальным исследования местообитаний, жизнедеятельности паразитных растений особенно на территории Брянской области.

Цель исследования: изучить видовой состав растений паразитов в окрестностях деревни Новониколаевка Брянского района Брянской области.

Задачи исследования:

- сделать анализ опубликованных материалов о растениях-паразитах Брянской области;

- с помощью маршрутного метода выявить места обитания растений паразитов в окрестностях деревни Новониколаевка;

- изучить биологические и экологические особенности выявленных растений-паразитов;

- выяснить уровень изученности фармакологических особенностей выявленных растений-паразитов и предложить их практическое использование.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования проводились в весенне-летний период 2018 года в окрестностях деревни Новониколаевка Брянского района Брянской области. В научно-исследовательской работе были использованы следующие общепринятые ботанические методы исследований:

I. Маршрутный метод – основан на прохождении определённого пути по местности с целью произвести начальную оценку особенности местной флоры [2]. Данный метод был выбран не случайно. Он позволяет сконцентрироваться на находке паразитных растений, которые являются объектом наших исследований. Маршрут пролагался через характерные и нехарактерные элементы ландшафта окрестностей деревни Новониколаевка. По ходу прохождения маршрута делались записи в дневнике исследований. Исследования проводились на двух маршрутах: 5 км и 7 км. Маршруты не пересекали самих себя и друг друга и охватывали территорию вокруг деревни Новониколаевка Брянского района в радиусе 5 км (рис. 1).

Рис. 1. Карта расположения трансект в окрестностях деревни Новониколаевка(Основа карты взята с GoogleMap сервиса).Желтым показаны маршруты исследования

II. Закладка пробных площадей – основан на более детальном обследовании заинтересовавшего участка [2]. В лесных биотопах пробные площади закладывались размером 20м х 20м, что составляет 400 м², а в луговых биотопах размером 10м х 10м – 100 м² соответственно. Размеры пробных площадей выбраны в соответствие с требованиями геоботанических исследований. Пробные площади закладывались там, где были найдены объекты исследования – растения паразиты. Всего было заложено 2 пробные площади в лесных биотопах и три в луговых.

III. Энтомологические методы изучения насекомых-опылителей. В рамках исследования проводился отлов насекомых опылителей с целью определения их видовой принадлежности [2]. Для этого с помощью общепринятой методике отлова насекомых с помощью сачка и дальнейшего их усыпления в морилке были отобраны единичные экземпляры видов-опылителей. Затем была определен вид насекомого с помощью определителя. Для определения суточной активности проводили учет насекомых на пробных площадях размером 1м х 1м в течение 15 минут через каждые 2 часа. Результаты наблюдений заносили в дневник в виде протокола.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В результате исследований были обнаружены местообитания двух растений паразитов: Петров крест чешуйчатый (Lathraea squamaria L.)и Омела белая (Viscum album L.).

Популяция растений Петров крест чешуйчатый в окрестностях деревни Новониколаевка

В результате исследований на маршрутах была обнаружена небольшая популяций паразитного растения – Петров крест чешуйчатый. Она располагается в небольшой заросли орешника с примесью липы на юго-востоке от Новониколаевки на расстоянии 1,3 км (Рис. 2).В таблице 1 представлена характеристика обнаруженной микропопуляции растения.

Таблица 1

Характеристика популяции растений Петров крест в окрестностях деревни Новониколаевка Брянского района

Рис. 2. Место обнаружения микропопуляции растения Петров крест чешуйчатый

Само растение является очень уникальным, так как благодаря своему паразитизму оно не нуждается в хлорофилле и процессе фотосинтеза. Его можно смело отнести к растениям-гетеротрофам. Петров крест чешуйчатый относится к семейству Заразиховые и имеет окраску от беловато-розовой до ярко-розовый (Рис. 3). По литературным данным это растение зацветает, начиная с возраста 13-14 лет. Для питания образуют корневые гаустории, с помощью которых забирает питательные вещества у растения-хозяина.

В результате раскопки корней растения было установлено, что питательные вещества Петров крест забирает в основном у лещины.

Рис. 3. Внешний вид микропопуляции растения Петров крест в окрестностях деревни Новониколаевка

На протяжении трех месяцев велись периодические наблюдения за состоянием популяции, отмечались важные изменения в ее жизнедеятельности. Результаты представлены на рисунке 4 .

Рис. 4. Фенологические наблюдения за жизнедеятельностью растений Петров крест чешуйчатый в окрестностях деревни Новониколаевки

В ходе исследования было установлено, что растение Петров крест встречается на выявленном местообитании на протяжении около 2,2 месяца. Весь период его «надземного» пребывания можно разделить на следующие периоды, которые сменяют друг друга: появление и рост побегов, появление цветков и цветение, созревание семян, отмирание побегов. Из-за сроков цветения Петров крест можно отнести к весенним растениям. Большую часть своей жизни растение-паразит проводит под землей и появляется над землёй только для размножения.

В ажную роль в размножении растения играют насекомые-опылители. В период цветения Петров крест привлекает их запахом и нектаром. Насекомые, в свою очередь, охотно посещают цветки и переносят пыльцу от растения к растению. Пятого мая 2018 года мы провели наблюдение за суточной активностью опылителей в течение всего дня от рассвета до заката. Результаты представлены на рисунке 5.Как видно из рисунка суточная активность насекомых не равномерна в течение всего дня. Наблюдаются минимумы и максимумы активности. Минимумы наблюдаются утром и вечером. Два пика активности приходится 12:00 и 16:00. Несомненно, что активность во многом связана с изменением температуры в течение дня.

Рис. 5. Суточная активность насекомых-опылителей растения Петров крест

Мы сравнили график активности с данными, полученными во время наблюдений за опылителями на лугу. Можно сделать вывод, что активность в лесном биоценозе не имеет четко выраженных пиков и резкого спада в средине дня. Это можно объяснить, что температурный режим в лесу сглажен и не подвержен более резким температурным колебаниям в течение дня.

Входе наших наблюдений за площадкой в период цветения было установлено, что основными опылителями являются представители отряда Перепончатокрылые класса Насекомые: Шмель земляной - Bombus terrestris L., 1757, Шмель каменный - Bombus lapidarius L., 1758, Шмель норовый - Bombus lucorum L., 1761, Шмель полевой - Bombus agrorum F., 1787, Шмель садовый - Bombus hortorum L., 1761, Пчела медоносная - Apis mellifera L., 1758.

Первые находки Омелы белой (Viscum album L.) в окрестностях деревни Новониколаевка

В результате исследований на маршруте на центральной улице деревни было обнаружено 3 экземпляра омелы: два на березе и один на яблоне (Рис. 6, 7).

Ранее опубликованные статьи, посвященные вопросу распространения этого растения-паразита по территории Брянской области местообитание в районе деревни Новониколаевка не упоминалось. Поэтому нашу находку можно считать первым случаем в окрестностях Новониколаевки. Хотя ранее авторы высказывали уже предположение, что растение будет распространяться по территории области.

Выводы:

В окрестностях деревни Новониколаевка обитает два вида растений паразитов: Петров крест чешуйчатый (Lathraea squamaria L.) и Омела белая (Viscum album L.).

В микропопуляции растений Петров крест чешуйчатый имеет: общее количество побегов – 52, площадь, занимаемую популяцией - около 3,6 м², среднюю длину побега - 12,4 см, среднее количество цветков на побеге – 17, среднее значение плодообразования - 82,4%.

В ходе исследования было установлено, что побеги растения Петров крест встречается на выявленном местообитании на протяжении около 2,2 месяца. Весь период его «надземного» пребывания можно разделить на следующие периоды, которые сменяют друг друга: появление и рост побегов, появление цветков и цветение, созревание семян, отмирание побегов.

Важную роль в размножении растения играют насекомые-опылители, большую часть которых составляют шмели. В их суточной активности наблюдаются минимумы - утром и вечером, а также два пика активности - 12:00 и 16:00 ч.

На территории Новониколаевки впервые обнаружены растения Омелы белой, что подтверждает распространение паразита по территории области.

Список литературы

1. Величкин Э. М. О распространении омелы белой (Viscum album l, Loranthaceae) в Брянской области // Вестник БГУ. 2012. №4 (2). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/o-rasprostranenii-omely-beloy-viscum-album-l-loranthaceae-v-bryanskoy-oblasti (дата обращения: 12.02.2019).

2. Комплекс учебных практик по экологии: учеб. пособие / А. В. Любишева, Е. Л. Пронина, Р. В. Репкин; Владим. гос. ун-т им. А. Г. и Н. Г. Столетовых. ‒ Владимир : Изд-во ВлГУ, 2015. ‒ 91 с.

 3. Чугунов Г. Г. Растения-паразиты // Мордовский заповедник. 2012. №3 (3). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/rasteniya-parazity (дата обращения: 12.02.2019).

4.Журавлев, И.И. Болезни лесных деревьев и кустарников [Текст] / И.И. Журавлев, Р.А. Крангауз, В.Г. Яковлев. М.:Лесная пром-сть, 1974. 160 с.

5. Федоров, Н.И. Лесная фитопатология: учеб. пособие для вузов [Текст] / Н.И. Федоров. Минск: Вышейшая школа, 1987. 178 с. 7. Шевченко, С.В. Лесная фитопатология: учебник для вузов [Текст] / С.В. Шевченко. Львов, 1986. 384 с.