Введение к работе
Актуальность темы исследования. Изучение биологического разнообразия растительного мира, в т. ч. мхов, с целью его сохранения является первоочередной задачей ботаники. Предыдущие работы по бриофлоре центра Европейской части позволили в целом определить приоритеты охраны, но без знания особенностей биологии она трудно реализуема, поскольку, в частности, охрана однодомных и двудомных видов требует весьма сильно различающихся подходов.
У мхов, в отличие от других высших растений, двудомных видов больше, чем однодомных. Более 1/2 всех видов мхов и приблизительно 2/3 печеночников - двудомные. Учитывая хромосомный механизм детерминации пола, соотношение полов в потомстве двудомных видов должно быть 1:1. Однако недостаток одного пола или разные частоты обоих полов часто наблюдаются на видовом и популяционном уровнях. Неравное соотношение и пространственная изоляция полов оказывают отрицательное влияние на успешное половое воспроизводство.
Изученность территории Калужской области в бриологическом отношении недостаточна и неравномерна. По бриофлоре двух самых крупных в области охраняемых природных территорий - Национального парка «Угра» и Государственного природного заповедника «Калужские Засеки» до настоящего времени имелись лишь отрывочные данные. Специальных исследований каких-либо особенностей репродуктивной биологии мхов ни в Калужской области, ни в России в целом не проводилось.
Цель и задачи исследования. Цель работы - наиболее полное выявление флоры листостебельных мхов Калужской области и особенностей их репродуктивной биологии.
Для ее достижения поставлены следующие задачи:
инвентаризация видового состава;
определение встречаемости видов и выявление редких видов;
изучение географических особенностей исследованной бриофлоры, выявление комплексов видов мхов основных растительных сообществ;
установление соотношения половых типов, частоты образования гаметангиев и частоты спороношения у распространенных в области двудомных видов;
- изучение зависимости между локализацией полов и частотой
образования спорофитов у двудомных видов;
- установление предпочтений полов к различным субстратам;
- изучение полового диморфизма и особенностей распределения
полов в популяциях у Ptilium crista-castrensis.
Научная новизна. Проведена инвентаризация флоры листостебельных мхов Калужской области (226 видов). Впервые для бриофлоры области приводится 42 вида, 2 из них являются новыми для средней части Европейской России. Проведено сравнение флоры мхов Калужской области с сопредельными областями. Выявлены растительные
сообщества, характеризующиеся наибольшим богатством и своеобразием видового состава мхов.
Для двудомных мхов Калужской области установлена зависимость между локализацией полов и частотой образования спорофитов; обнаружена взаимосвязь между частотой спороношения и соотношением полов: у видов с примерно равным соотношением полов спорофиты образуются чаще; показано, что для большинства двудомных видов отсутствие спороношения не может быть объяснено стерильностью или отсутствием одного из полов; для 4 видов выявлено предпочтение определенных субстратов у растений разных полов. Впервые для средней части Европейской России отмечено спороношение у 4 двудомных видов. У Ptilium crista-castrensis впервые для бокоплодных мхов выявлен половой диморфизм. Обнаружена корреляция некоторых морфологических признаков и климатических условий у растений женского пола; различная структура мужских и женских популяций; различное соотношение полов в разных географических регионах у Ptilium.
Материалы и методы исследований. Материал, насчитывающий 2300 образцов мхов, собран автором во время полевых сезонов 2005 - 2008 гг. на территории Калужской области. Обследование территории проводилось маршрутным и стационарным методами.
Исследования репродуктивной биологии проводились на материалах гербариев (МНА, MW, LE, PZV, PTZ) и на материале, собранном в природе. При определении пола использовались 2 группы методов: 1) оценка пола для группы растений (гербарного образца или куртины в поле); 2) оценка пола для каждого отдельного побега - для материала, собранного в природе при изучении репродуктивной биологии Ptilium crista-castrensis.
Практическая значимость работы. Выявлены редкие виды мхов и подготовлен соответствующий раздел для Красной книги Калужской области. Разработаны предложения по охране некоторых редких видов в связи с особенностями их репродуктивной биологии. Коллекция мхов значительно пополнила фонды гербария КГПУ им. К.Э. Циолковского (KLH), дублеты всех видов переданы в гербарий ГБС РАН (МНА).
Апробация работы и публикации. Материалы диссертации докладывались на всероссийских конференциях «Фундаментальные и прикладные проблемы ботаники в начале XXI века» (Петрозаводск, 2008), «Проблемы археологии, истории, культуры и природы Верхнего Поочья» (Калуга, 2005,2007,2009).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 статей, из которых 4 в научных журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов, списка литературы. Объем работы составляет 180 страниц, включая 11 таблиц и 9 рисунков. Список литературы включает 113 названий, в том числе 45 - иностранных авторов.
