Форма листьев в качестве биоиндикационного показателя нарушений стабильности развития betula pendula Roth в градиенте автотранспортного загрязнения (на примере г. Владикавказа РСО-Алания)

Саркисянц Лаура Ованесовна, Бибаева Лариса Владимировна, Цуциева Анна Леонидовна

В работе исследованы закономерности морфогенеза листовых пластинок Betula pendula в ценопопуляциях с различной степенью техногенной трансформированности, определяемой уровнем автомобильной нагрузки (АН). Установленный неспецифичный характер реакции данного вида-биоиндикатора на техногенный стресс [Жуйкова Т.В., Попова А.С., Мелинг Э.В., 2021], а также тот факт, что автотранспортное загрязнение является для него одним из основных [Гуськов и др., 2000; Захаров и др., 2000; Samecka-Cymerman et al., 2009], обусловливают актуальность исследований механизмов нарушения стабильности развития березы повислой на территории РСО-Алания. Для оценки фенотипического отклика Betula pendula листья растений разных биотопов были исследованы методами геометрической морфометрии (ГМ) после процедур оцифровки и расстановки меток-ориентиров, отражающих расположение анатомических структур, с использованием программ серии TPS, разработанных Ф.Дж. Рольфом: tpsUtil32 и tpsDig232. Полученные матрицы координат ландмарок были подвергнуты статистической обработке с применением методов многомерной статистики. В методе основных компонент определены основные направления изменяемости формы листьев разных биотопов, связанные с показателями их ширины, степени удлиненности верхушки, а также положением ориентиров, характеризующих места отхождения боковых жилок первого порядка. На основании результатов канонического анализа выделены 3 группы растений со сходными паттернами формообразования: с яйцевидной формой органа (СЗI, ПIII), ромбовидной формой и остроконечной верхушкой (ИIV, СЗIII), промежуточной между первыми двумя (ИIII, ПII). Для усредненной выборки из деревьев, произрастающих вблизи автодорог с АНIV, отмечено уменьшение ширины органа по сравнению с группой с АНI c формированием ромбовидной остроконечной формы. Высокие показатели качества дискриминации, выявленные, прежде всего, для ценопопуляций с АНI и АНIV, свидетельствуют о высокой прогностической способности методов геометрической морфометрии, позволяющей рекомендовать их включение в протоколы фитомониторинговых исследований на территории РСО-А.

Ключевые слова:геометрическая морфометрия, Betula pendula Roth, форма листовой пластинки, классы автомобильной нагрузки, прокрустовы координаты, методы многомерной статистики, перестановочный тест, тест перекрестной проверки