1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Известия РАН. Серия биологическая
  4. № 4, 2023

Известия РАН. Серия биологическая, 2023, № 4, стр. 366-377

Морфолого-анатомические особенности Plantago maritimа L. как адаптивная реакция к условиям приморских биотопов

А. В. Сонина 1, *, Т. Ю. Дьячкова 1, К. В. Морозова 1

1 Петрозаводский государственный университет
185910 Петрозаводск, пр. Ленина, 33, Россия

* E-mail: angella_sonina@mail.ru

Поступила в редакцию 31.03.2022
После доработки 20.09.2022
Принята к публикации 20.09.2022

Аннотация

Изучены морфологические и анатомические параметры вегетативных и генеративных органов растений Plantago maritimа L., произрастающих в разных биотопах литорали на побережье Белого моря в окрестностях пос. Растьнаволок Беломорского района Республики Карелия. Установлено, что у растений формируются две биоморфы (розеточная и верхнерозеточная с удлиненными верхними междоузлиями) как приспособление к засыпанию грунтом во время приливов и штормов. В пределах литорали в разных условиях заливания растения отличаются по ряду анатомических признаков. Толщина водозапасающей паренхимы находится в прямой корреляции с толщиной листа, изменяется в пределах литорали в зависимости от длительности заливания растений соленой водой. Хорошо развитые покровные и механические ткани корня и розеточных побегов являются адаптивной реакцией к подвижности почвенного субстрата и водной массы во время приливных нагонов. Развитие аэренхимы в подземных вегетативных органах обеспечивает газообмен в условиях затопления. Значимые отличия проанализированных анатомических и морфологических параметров по биотопам на литорали показали широкие адаптивные возможности P. maritimа, которые обеспечивают его доминирование в растительных сообществах побережья Белого моря.

Ключевые слова: Plantago maritima, литораль, Белое море, морфология побегов, анатомия вегетативных и генеративных органов

Список литературы

  1. Борзенкова Р.А., Храмцова Е.В. Определение мезоструктурных характеристик фотосинтетического аппарата растений. Екатеринбург: Изд-во Уральского ун-та, 2006. 14 с.

  2. Воронкова Н.М., Бурковская Е.В., Безделева Т.А., Бурундукова О.Л. Морфологические и биологические особенности растений в связи с адаптацией к условиям морских побережий // Экология. 2008. № 1. С. 3–9.

  3. Зайцев Г.Н. Математический анализ биологических данных. М.: Наука, 1991. 183 с.

  4. Зитте П., Вайлер Э.В., Кадерайт Й.В., Брезински А., Кёрнер К. Ботаника. Т. 2. Физиология растений. М.: Академия, 2008. 496 с.

  5. Злобин Ю.А. Популяционная экология растений: современное состояние, точки роста. Сумы: Университетская книга, 2009. 263 с.

  6. Иванова Н.А., Музычко Л.М. Анатомическое строение листьев у растений на засоленных почвах // Вестник Нижневартовского государственного университета. 2013. Вып. 3. С. 3–8.

  7. Карташов А.В. Значение морфофизиологических особенностей растений подорожника приморского и подорожника большого для поддержания водно-солевого баланса при засолении: Автореф. дис. канд. биол. наук. М.: ИФР РАН, 2013. 29 с.

  8. Макаров М.В., Рыжик И.В., Воскобойников Г.М. Влияние глубины произрастания на морфофизиологические показатели Fucus vesiculosus L. Баренцева моря // Альгология. 2012. Т. 22. № 4. С. 345–360.

  9. Марковская Е.Ф., Сергиенко Л.А., Шкляревич Г.А., Сонина А.В., Стародубцева А.А., Смолькова О.В. Природный комплекс побережья Белого моря. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2010. 85 с.

  10. Марковская Е.Ф., Гуляева Е.Н. Роль устьиц в адаптации растений Plantago maritima L. к приливно-отливной динамике на литорали Белого моря // Физиология растений. 2020. Т. 67. № 1. С 75–83.

  11. Марковская Е.Ф., Сонина А.В., Дьячкова Т.Ю., Морозова К.В. Структурные адаптации галофита Triglochin maritima L. в условиях нестабильности территории литорали Белого моря // Заметки ученого. 2021. Ч. 1. № 12. С. 27–37.

  12. Марковская Е.Ф., Кособрюхов А.А., Морозова К.В., Гуляева Е.Н. Фотосинтез и анатомо-морфологическая характеристика листьев астры солончаковой на побережье Белого моря // Физиология растений. 2015. Т. 62. № 6. С. 847–853.

  13. Мокроносов А.Т., Борзенкова Р.А. Методика количественной оценки структуры функциональной активности фотосинтезирующих тканей и органов // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 1978. Т. 61. Вып. 3. С. 119–133.

  14. Морозова К.В., Алексеева М.С. Анатомическое исследование листьев клубнекамыша морского (Bolboschoenus maritimus (L.) Palla) в приливно-отливной зоне на побережье Белого моря (Карелия) // Тенденции развития науки и образования. 2021. № 69. Т. 1. С. 89–92.

  15. Нагалевский В.Я. Галофиты Северного Кавказа. Краснодар: Изд-во Кубанского гос. ун-та, 2001. 246 с.

  16. Османова Г.О. Разнообразие способов вегетативного размножения некоторых видов Plantago L. // Биоморфологические исследования современной ботаники. Матер. межд. научн. конф. Владивосток: БСИ ДВО РАН, 2007. С. 343–346.

  17. Османова Г.О. Экобиоморфология и структура ценопопуляций видов рода Plantago L. (Plantaginaceae Juss.): Автореф. дис. докт. биол. наук. Оренбург: МарГУ, 2009. 37 с.

  18. Османова Г.О. О партикуляции у видов рода Plantago Juss. // Международный научно-исследовательский журн. 2014. Вып. 3(22). Ч. 1. С. 53–54.

  19. Попов М.Г. Основы флорогенетики. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 135 с.

  20. Практикум по физиологии растений / Под ред. И.И. Гунара. М.: Колос, 1972. 168 с.

  21. Приймак Е.В. Семенная продуктивность галофитных подорожников на побережье Баренцева и Белого морей // Современные эколого-биологические и химические исследования, техника и технология производств. Матер. Межд. научно-практ. конф. Мурманск: МГТУ, 2016. Ч. 1. С. 157–160.

  22. Приймак Е.В., Приймак П.Г. Возрастной состав Plantago maritima и Plantago schrenkii в сообществах галофитных растений на побережье Баренцева и Белого моря // Современные эколого-биологические и химические исследования, техника и технология производств. Матер. Межд. научно-практ. конф. Мурманск: МГТУ, 2017. Ч. 1. С. 136–139.

  23. Сергиенко Л.А., Дьячкова Т.Ю., Андросова В.И. Биологические особенности Plantago maritima L., как индикатора физико-химических условий арктических приморских экотопов // Современные проблемы естественных наук и медицины. Сб. статей Всероссийск. научн. конф. с междунар. участием. Йошкар-Ола: МарГУ, 2021. Т. 1. С. 151–157.

  24. Сергиенко Л.А., Дьячкова Т.Ю., Андросова В.И. Характеристика местообитаний и состояние популяций Plantago maritima L. и Triglochin maritima L. на западном побережье Белого моря // Изучение, рациональное использование и охрана природных ресурсов Белого моря. Матер. XIII Всероссийск. конф с междунар. участием, приуроченная к 60-летию Беломорской биостанции “Мыс Картеш” Зоологического института РАН. СПб.: ЗИН, 2017. С. 181–184.

  25. Сергиенко Л.А., Фокусов А.В. Ценопопуляционная структура Plantago maritima L. (подорожник морской, сем. Plantaginaceae – Подорожниковые) в приморских экосистемах западного побережья Белого моря // Проблемы современной науки и образования. 2015. № 1(31). С. 12–14.

  26. Сергиенко Л.А., Дьячкова Т.Ю., Андросова В.И., Марковская Е.Ф., Фокусов А.В. Биоморфология и структура популяций Plantago maritima L. по градиенту заливания на побережьях голарктических морей // Ученые записки ПетрГУ. Сер. Биологические науки. 2016. № 4(157). С. 64–71.

  27. Толмачев A.И., Юрцев Б.А. История арктической флоры в ее связи с историей Северного Ледовитого океана // Северный Ледовитый океан и его побережье в кайнозое. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. С. 87–101.

  28. Фурст Г.Г. Методы анатомо-гистохимического исследования растительных тканей. М.: Наука, 1979. 155 с.

  29. Цейц М.А., Добрынин Д.В., Белозерова Е.А. Структурная организация почвенно-растительного покрова маршей Поморского берега Белого моря // Экологические функции почв Восточной Фенноскандии. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2000. С. 124–132.

  30. Цыганов Д.Н. Фитоиндикация экологических режимов в подзоне хвойно-широколиственных лесов. М.: Наука, 1983. 197 с.

  31. Юрцев Б.А., Толмачев А.И., Ребристая О.В. Флористическое ограничение и разделение Арктики // Арктическая флористическая область. Л.: Наука, 1978. С. 9–104.

  32. Bowes G. Aquatic plant photosynthesis: strategies that enhance carbon gain / G. Bowes // Plant life in aquatic and amphibious habitats. L.: Oxford, 1987. P. 79–98.

  33. Colmer T.D. Long-distance transport of gases in plants: a perspective on internal aeration and radial oxygen loss from roots // Plant Cell and Environment. 2003. № 26. P. 17–36.

  34. Dajić Z. Salt stress // Physiology and molecular biology of stress tolerance in plants /Eds Madhava Rao K.V., Raghavendra A.S., Janardhan Reddy K. India: Published by Springer, 2006. P. 41–99.

  35. Flowers T.J., Colmer T.D. Salinity tolerance in halophytes // New Phytologist. 2008. V. 179. № 4. P. 945–963.

  36. Grigore M.N., Ivanescu L., Toma C. Halophytes: An Integrative Anatomical Study. N.Y.: Published by Springer, 2014. 548 p.

  37. Grigore M.N., Toma C. Anatomical Adaptation of Halophytes. A review of Classic Literature and Recent Findings. N.Y.: Published by Springer, 2017. 337 p.

  38. Grigore M.N. Defining Halophyte: a conceptual and historical approach in an ecological frame // Halophyte and Climate Change: Adaptive Mechanisms and Potential Uses. Wallingford, Oxfordshire, UK; Boston, MA: CABI, 2019. P. 3–18.

  39. Grigore M.N., Toma C. Contributions to the knowledge of the anatomical structure of some halophytes // St. si Cerc. Ser. Biologie. 2005. V. 10. P. 125–128.

  40. Ianovici N. Histoanatomical and ecophysiological studies on some halophytes from Romania – Plantago maritima // Annals of West University of Timişoara. Ser. Biology. 2011. V. XIV. P. 1–14.

  41. Jackson M.B., Armstrong W. Formation of aerenchyma and the processes of plant ventilation in relation to soil flooding and submergence // Plant Biology. 1999. V. 48. № 1. P. 274–287.

  42. Jefferies R.L., Flanagan L.B. Photosynthetic and stomatal responses of the halophyte Plantago maritima L. to fluctuations in salinity // Plant Cell and Environment. 1989. V. 12. № 5. P. 559–568.

  43. Katembe W.J., Ungar I.A., Mitchell J.P. Effect of salinity on germination and seedling growth of two Atriplex species (Chenopodiaceae) // Annals of Botany. 1998. V. 82. P. 167–175.

  44. Larkum A.W.D., Orth R.J., Duarte C.M. Seagrasses: Biology, Ecology and Conservation. Netherlands: Published by Springer, 2006. 691 p.

  45. Maberly S.C., Madsen T.V. Affinity for CO2 in relation to the ability of freshwater macrophytes to use HCO–3 // Functional Ecology. 1998. № 12. P. 99–106.

  46. Madsen T.V., Sand-Jensen K. Photosynthetic carbon assimilation in aquatic macrophytes // Aquatic Botany. 1991. № 41. P. 5–40.

  47. Markovskaya E.F., Gulyaeva E.N., Morosova K.V., Sergienko L.A. Structural and functional features of the leaves of the dominant plants in the tidal zone of the White Sea // Plant Archives. 2017. V. 17. № 2. P. 1685–1692.

  48. Munns R. Comparative physiology of salt and water stress // Plant Cell and Environment. 2002. № 25. P. 239–250.

  49. Munns R., Tester M. Mechanisms of salinity tolerance // Annual Reviews of Plant Biology. 2008. № 59. P. 651–681.

  50. Rubinigg M., Elzenga J.T.M., Stulen I., Wenisch J. Nacl salinity affects lateral root development in Plantago maritima // Functional plant biology. 2004. V. 31. № 8. P. 775–780.

  51. Saadeddin R., Doddema H. Anatomy of the “extreme” halophyte Arthrocnemum fruticosum (L.) Moq. in relation to its physiology // Annals of Botany. 1986. № 57. P. 531–544.

  52. Sand-Jensen K., Frost-Christensen H. Plant growth and photosynthesis in the transition zone between land and stream // Aquatic Botany. 1999. № 63. P. 23–35.

  53. Sergienko L.A., D’yachkova T.Y., Androsova V.I. Features of the structural organization and biomorphology of dominant plant species of holarctic seas' coasts along the tidal gradient // Czech Polar Reports. 2016. V. 6. № 2. P. 122–131.

  54. Sonina A.V., Terebova E.N., Dyachkova T.Y., Morozova K.V., Elkina N.A. Ecological and biological features of Triglochin maritima L. in the biotopes of the littoral zone with different degree of flooding on the coast of the White Sea // Czech Polar Reports. 2021. V. 11. № 2. P. 233–252.

  55. Tabot P.T., Adams S.B. Ecophysiology of salt marsh plants and predicted responses to climate change in South Africa // Oceans and Coastal Management. 2013. № 80. P. 89–99.

  56. Terebova E.N., Markovskaya E.F., Androsova V.I., Pavlova M.A., Oreshnikova N.V. Cell wall functional activity and metal accumulation of halophytic plant species Plantago maritima and Triglochin maritima on the White Sea littoral zone (NW Russia) // Czech Polar Reports. 2020. V. 10(2). P. 169–188.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Известия РАН. Серия биологическая

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал