Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Том 85, № 2 (2024)
Статьи
Функциональные признаки листьев и экологические стратегии важны для формирования растительных сообществ субальпийских болот и высокотравья
Аннотация
Функциональные признаки растений важны для формирования состава растительных сообществ и доминирования в них. Сравнение средних значений признаков у организмов внутри сообщества с таковым для случайных выборок местной биоты позволяет оценить значимость признака для формирования состава сообществ. Сравнение средних и средневзвешенных значений признаков позволяет оценить их роль для доминирования в том или ином сообществе. Мы исследовали функциональные признаки листьев (площадь, масса, удельная листовая поверхность — SLA, содержание сухого вещества — LDMC), а также вклад компонентов CSR (конкуренты — стресс-толеранты — рудералы) стратегий для двух субальпийских сообществ в Тебердинском национальном парке (Северо-Западный Кавказ, Россия). Многие функцио- нальные признаки листьев и стратегии растений значимо различаются на болотах и в высокотравье от таковых для случайного набора видов из местной высокогорной флоры. Виды, входящие в состав высокотравных сообществ, имеют большие размеры (площадь и массу) листьев, большую SLA и меньшее LDMC, а также больший вклад C и меньший S и R стратегий. Доминанты этого сообщества отличаются от других видов еще большими размерами листьев, меньшей SLA, большим LDMC, большим вкладом С и меньшим R стратегий. Растения субальпийских болот, по сравнению со случайным набором видов, имеют меньшие размеры листьев, меньшую SLA и большее LDMC, больший вклад стресс-толерантности (S) и меньший вклад C и R стратегий. Доминанты субальпийского болота, по сравнению с другими видами, имели еще более низкую SLA и высокое LDMC, больший вклад S и меньший R стратегий. Таким образом, в сходных климатических условиях в понижениях мезорельефа, но при различных гидрологических условиях в субальпийском поясе гор развиваются контрастные по функциональной структуре растительные сообщества. Это подчеркивает важную роль условий увлажнения в формировании пространственной мозаики высокогорных сообществ.
83-94
Доминанты в растительных сообществах: характер воздействия на биомассу определяет пороги воздействия на локальное видовое богатство
Аннотация
В соответствии с существующими представлениями достижение состояния доминирования некоторыми видами (в том числе чужеродными и экспансивными) в растительных сообществах может осуществляться путем использования ресурсов других видов (1), таким же способом и дополнительно за счет использования ранее неиспользованных ресурсов (2), так же и дополнительно путем аллелопатии или изменения условий среды (3). Считается, что в первом случае этот процесс не влияет на общую биомассу сообществ, во втором – сопровождается ее увеличением, в третьем – преимущественно снижением. Можно предположить, что механизм роста степени доминирования отдельных видов определяет также характер их влияния на видовое богатство. Для проверки этой гипотезы мы сопоставили участие доминантов, биомассу и число сопутствующих видов в сериях проб биомассы, отобранных на 67 участках наземных растительных сообществ Западного Кавказа и Предкавказья (высокогорные и нижнегорные луга и степи, сообщества пустырей, старых залежей и т.д.). Результаты показали, что: 1) в этих сообществах наблюдаются разные варианты соотношения между участием доминантов и биомассой, а значит, предположительно, реализуются разные механизмы воздействия доминирующих видов на сопутствующие; 2) масштаб распространения этих механизмов различается в естественных (полуестественных) и синантропных сообществах, а также зависит от происхождения доминирую- щего вида (аборигенный или чужеродный); 3) характер воздействия доминантов на биомассу определяет пороги их воздействия на локальное видовое богатство; 4) в синантропных сообществах с доминированием чужеродных видов эти пороги выражены в большей степени, чем в сообществах других типов. При этом, как показали результаты исследований, выполненных ранее, аборигенные и чужеродные виды не часто достигают степени доминирования, соответствующей уровню порогов воздействия, превышение которых представляет существенную угрозу для видового богатства растительных сообществ.
95-108
Особенности модели фотосинтеза пихты сибирской как результат адаптации растения к условиям окружающей среды
Аннотация
Пихта сибирская (Abies sibirica Ledeb.) входит в категорию основных лесообразующих пород северо-востока европейской части России. По сравнению с другими лесообразующими породами пихта сибирская изучена слабо, целостных моделей, которые описывают динамику фотосинтеза пихты в зависимости от факторов среды и условий произрастания, не существует. Моделирование интенсивности фотосинтеза пихты в зависимости от факторов среды по вертикальным градиентам и анатомо-морфологической структуры хвои пихты сибирской, изменяющейся от расположения внутри растительного полога по высоте, – цель настоящего исследования. Исследование проводили в средней подзоне тайги Республики Коми в ельнике чернично-сфагновом на двух высотных уровнях. Объекты исследования представлены двумя деревьями пихты сибирской, занимающими в структуре древостоя разное положение, одно входящее в состав основного яруса, другое – в состав второго яруса. В кронах выбранных деревьев на неотрезанных побегах измеряли скорость ассимиляции CO2 хвоей пихты, интенсивность падающей фотосинтетически активной радиации, температуру воздуха, относительную влажность воздуха и концентрацию CO2 в атмосфере; изучали анатомо-морфологическую структуру хвои пихты в зависимости от расположения по высоте в структуре древостоя. На основе экспериментальных данных получено регрессионное уравнение, моделирующее зависимость скорости ассимиляции CO2 хвоей пихты сибирской от факторов окружающей среды. Валидация показала адекватность и статистическую значимость модели. Выявлена специфика модели и анатомо-морфологических особенностей хвои пихты в зависимости от высоты расположения в древостое.
109-123
Реакция перемещения гидроплазмы в колонии на продолжительный термошок и последующее восстановление при оптимальной температуре у Dynamena pumila (L., 1758)
Аннотация
Ранее было установлено, что перемещение гидроплазмы у многих видов гидроидов не однонаправленно, а происходит в противоположных направлениях в общем трубковидном теле колониального организма. Тем не менее такая пульсаторно-реверсивная распределительная система эффективна в перемещении частиц пищи. Мы изучили воздействие резкого повышения температуры среды и пятидневного термошока на показатели функционирования распределительной системы колониального гидроида Dynamena pumila: период и регулярность пульсаций гидроплазмы, дальность перемещения, рост, пульсации общего тела колонии (ценосарка) и др. После скачкообразного повышения на 10 оС температуры воды, в которой содержались колонии гидроида, в течение нескольких часов возросла активность распределительной системы (частота, амплитуда пульсаций гидроплазмы и протяженность течений), но уже на вторые сутки рост колоний прекратился, а перемещения потоков гидроплазмы стали нерегулярными со значительными паузами. На пятые сутки термошока перемещение гидроплазмы остановилось. В течение суток после прекращения термошока пульсаторные перемещения гидроплазмы в столонах возобновились, а спустя двое суток почти вернулись к норме, за исключением протяженности перемещения пищи по всей колонии. За это время рост колоний еще не восстановился. Реакция перемещений гидроплазмы в столонах у D. pumila оказалась опережающей по сравнению с морфологическими показателями и ростом. Благодаря этому появляется возможность точнее и быстрее определять реакцию организма на повышение температуры окружающей среды.
124-136
Результативность жевания у мелких млекопитающих-фитофагов – функция размеров тела?
Аннотация
На основании оригинальных данных по фракционированию содержимого желудка и экскрементов рассмотрена результативность работы жевательного аппарата и постгастричной трансформации пищевых частиц у 182 особей мелких млекопитающих-фитофагов – представителей 6 семейств. Выяснено, что в группе мелких животных с массой тела от 20 до 200 г результативность жевания не зависит от размеров тела, а обусловлена спецификой функционирования жевательного аппарата. Редукция частиц вдоль пищеварительного тракта в этой группе замаскирована быстрой сменой режимов пищеварения, интенсивностью неспецифической или специализированной копрофагии (цекотрофии) и развитием механизма сепарации волокон в толстом отделе кишечника, что приводит к высокой вариабельности результатов. Влияние размеров тела реализуется при введении в сравнение более крупных фитофагов с массой тела до 3–5 кг (зайцы) и до 20 кг (бобры). В этом случае между весовыми показателями отчетливо проявляется влияние размеров тела на эффективность жевания. В этом взаимодействии между выделенными нами группами животных выявлены эффекты, аналогичные установленным ранее в широком сравнительном ряду крупных фитофагов с массой тела до 3000 кг. Результативность жевания, таким образом, можно рассматривать как функцию размеров тела при сравнении животных, существенно различающихся по массе тела. Особое внимание уделено анализу функционального значения фракции самых мелких частиц, как содержащей не только фрагменты растительных волокон, но и непищевые включения.
137-149
Изменчивость биоэнергетических показателей у мышевидных грызунов различной экологической специализации
Аннотация
Способность адаптироваться к экстремальным условиям среды во многом зависит от мобилизационных возможностей организма, оцениваемых по максимальной величине энергообмена, которую животное способно достигать в стрессовой ситуации. Однако экологические закономерности изменчивости максимального обмена изучены еще очень слабо. В работе рассмотрены 12 видов мышевидных грызунов, населяющих различные биотопы Центральной Азии и относящихся к различным экологическим группам: полевая и малая лесная мыши, джунгарский и барабинский хомячки, плоскочерепная, тувинская, красная, красно-серая, узкочерепная полевки, степная пеструшка, обыкновенная и восточная слепушонки. У этих видов по стандартной методике были измерены величины стандартного, максимального холодового обмена, обмена на 15-й минуте острой холодовой экспозиции, факториального индекса аэробной производительности и способности к поддержанию температурного гомеостаза, оцененной по разности температуры тела до и после холодового теста. Показано значимое влияние условий обитания на величины метаболических и терморегуляторных показателей, тесно взаимосвязанных между собой. Наибольшей устойчивостью к холоду отличаются виды открытых пространств, активные в зимнее время и питающиеся калорийными кормами. Наименее устойчивой к действию холодового стресса оказалась обыкновенная слепушонка, обитающая в относительно термостабильной подземной среде. Вместе с тем выявлена значительная изменчивость биоэнергетических характеристик внутри каждой из эколого-филогенетических групп.
150-162