Structural and functional characteristics of the assimilation apparatus of Alisma plantago-aquatica at different stages of development

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

This paper deals with the features of the structural and functional organization of the assimilation apparatus of individuals of the plantain fly, which are in five ontogenetic states (juvenile, immature, virginal, young and middle-aged generative). The changes in the morphometric parameters of the assimilation apparatus in j, im, v, g₁ and g₂ individuals of Alisma plantago-aquatica are analyzed. During the ontogenesis of Alisma plantago-aquatica, the length, width, area and mass of the sheet plastic, as well as the growth coefficient, changed along an S-shaped curve. In the middle-aged generative plants of Alisma plantago-aquatica, all morphometric parameters had maximum values. During the pregenerative (three ontogenetic states) and generative (two ontogenetic states) periods of ontogenesis, the number of chlorophylls a and b, carotenoids in the leaves of the helophyte increased. Regardless of the ontogenetic state of plants, the concentration of yellow pigments was 3,0–6,0 times lower than of the green ones. The degree of functionality of the photosynthetic apparatus in individuals of different ontogenetic states can be judged both by the ratio of chlorophyll a to chlorophyll b, and the ratio of the sum of chlorophylls to carotenoids. With an increase in the total assimilating surface of the leaves, the intensity of photosynthesis and, as a consequence, the amount of organic carbon in the leaves of Alisma plantago-aquatica individuals increased. The structural and functional changes of the photosynthetic apparatus observed in the ontogenesis of Alisma plantago-aquatica can be explained by the peculiarities of adaptation mechanisms to long-acting external environmental factors. Medium-aged generative plants of Alisma plantago-aquatica are promising for assessing carbon accumulation and overall productivity of coastal-aquatic phytocoenoses.

About the authors

Elena A. Alyabysheva

Mari State University

Author for correspondence.
Email: e_alab@mail.ru

candidate of biological sciences, associate professor of Ecology Department

Russian Federation, Yoshkar-Ola

References

  1. Матвеев В.И., Соловьева В.В., Саксонов С.В. Экология водных растений: учеб. пособие. Изд. 2-е, доп. и перераб. Самара: Изд-во Самарского научного центра РАН, 2005. 282 с.
  2. Лукина Л.Ф., Смирнова Н.Н. Физиология высших водных растений. Киев: Наук. думка, 1988. 188 с.
  3. Дикиева Д.М., Петрова И.А. Химический состав макрофитов и факторы, определяющие концентрацию минеральных веществ в высших водных растениях // Гидробиологические процессы в водоемах: сб. ст. / под ред. И.М. Распопова, С. Гейны. Л.: Наука, 1983. С. 107–112.
  4. Макрофиты – индикаторы изменений природной среды / отв. ред. С. Гейны, К.М. Сытника. Киев: Наук. думка, 1993. 435 с.
  5. Ипатова В.И. Адаптация водных растений к стрессовым абиотическим факторам среды. М.: Графикон-принт, 2005. 224 с.
  6. Медведев С.С. Физиология растений: учебник. СПб.: БХВ-Петербург, 2012. 512 с.
  7. Папеляева Н.О. Экологические особенности ассимиляционного аппарата некоторых пресноводных гидрофитов // Продуктивное использование дикорастущих и культурных растений: межвуз. сб. науч. тр. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 1983. С. 95–114.
  8. Алябышева Е.А. Онтогенез и особенности организации ценопопуляций некоторых гигрофитов Республики Марий Эл: автореф. дис. … канд. биол. наук: 03.00.05, 03.00.16. Сыктывкар, 2001. 21 с.
  9. Жукова Л.А. Популяционная жизнь луговых растений. Йошкар-Ола: РИИК «Ланар», 1995. 224 с.
  10. Алябышева Е.А., Жукова Л.А., Воскресенская O.Л. Онтогенез частухи подорожниковой (Alisma plantago- aquatica L.) // Онтогенетический атлас лекарственных растений: учеб. пособие. Т. II. Йошкар-Ола: Мар. гос. ун-т, 2000. С. 123–129.
  11. Лапиров А.Г. Особенности онтогенеза частухи подорожниковой // Гидроботаника 2000: тез. докл. V всерос. конф. по водным растениям (Борок, 10–13 октября 2000 г.). Борок, 2000. С. 174–175.
  12. Лапиров А.Г. Особенности онтогенеза частухи подорожниковой Alisma plantago-aquatica L. (Alismataceae) // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2014. № 1 (25). С. 66–89.
  13. Васильева Н.В. Некоторые особенности экологии размножения частухи подорожниковой (Alisma plantago-aquatica L.) // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2013. Т. 15, № 3 (7). С. 2183–2188.
  14. Савиных Н.П. Онтогенез и его особенности у водных растений // Гидроботаника: методология, методы: мат-лы Школы по гидроботанике (п. Борок, 8–12 апреля 2003 г.). Рыбинск: ОАО «Рыбинский Дом печати», 2003. С. 98–104.
  15. Дымова О.В., Далькэ И.В. Фотосинтетические пигменты и СО₂-газообмен водных макрофитов в подзоне Средней тайги // Известия Коми научного центра УрО РАН. 2016. № 1 (25). С. 37–44.
  16. Ронжина Д.А., Иванов Л.А., Пьянков В.И. Химический состав листа и структура фотосинтетического аппарата высших водных растений // Физиология растений. 2010. Т. 57, № 3. С. 389–397.
  17. Ронжина Д.А., Некрасова Г.Ф., Пьянков В.И. Сравнительная характеристика пигментного комплекса надводных, плавающих и погруженных листьев гидрофитов // Физиология растений. 2004. Т. 51, № 1. С. 27–34.
  18. Некрасова Г.Ф., Ронжина Д.А., Коробицына Е.Б. Формирование фотосинтетического аппарата в период роста погруженного, плавающего и надводного листа гидрофитов // Физиология растений. 1998. Т. 45, № 4. С. 539–548.
  19. Новаковская Т.В., Дымова О.В. Видовое разнообразие и пигментный комплекс макрофитов водоемов окрестностей г. Сыктывкара (Республика Коми) // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. 2012. № 5 (1). С. 127–134.
  20. Ронжина Д.А., Рупышев Ю.А., Иванова Л.А., Мигалина С.В., Иванов Л.А. Разнообразие структурно-функциональных параметров фотосинтетического аппарата гидрофильных растений реки Максимиха (Республика Бурятия, Россия) // Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии. 2022. Т. 21, № 2. С. 171–174. DOI: 10.14258/ pbssm.2022077.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig.3.

Download (684KB)

Copyright (c) 2023 Alyabysheva E.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies