Структура та генезис життєвих форм видів роду Verbascum L. флори західного регіону України

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.05 - ботаніка.

Дисертація присвячена вивченню структури і генезису життєвих форм видів роду Verbascum L. флори західного регіону України. В результаті проведених досліджень з'ясовано особливості морфоструктури трав'яних полікарпіків і монокарпіків в межах роду; побудовано за допомогою методів математичного моделювання графічні моделі метамерної будови монокарпічних пагонів різних видів рослин. Встановлено, що ці моделі є константною видовою ознакою, у зв'язку з чим вона може використовуватися як додаткова ознака для розмежування видів роду. Досліджено будову основних зон пагонів, описано нові підтипи цимоїдних парціальних суцвіть та запропоновано можливі напрямки їх еволюційних змін в межах роду. Встановлено основні відмінності морфогенезу пагонів різних структурних типів. Вивчено онтоморфогенез трав'яних полікарпіків і дворічних монокарпіків та розглянуто спільні риси та відмінності у їх проходженні для цих життєвих форм. Встановлено наявність в органах рослин досліджених видів біологічно активних речовин, обґрунтовано доцільність їх введення в культуру як цінних лікарських, медоносних та декоративних рослин.

Ключові слова: Verbascum, життєві форми, трав'яні полікарпіки, трав'яні монокарпіки, монокарпічні пагони, метамери, цимоїдні суцвіття, морфогенез пагонів, онтогенез.

Грицина М.Р. Структура и генезис жизненных форм видов рода Verbascum L. флоры западного региона Украины. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.05 - ботаника.

Диссертация посвящена изучению жизненных форм видов рода Verbascum флоры западного региона Украины. В результате проведенных исследований выяснены особенности морфологического строения побеговой системы растений. Изучены основные структурные элементы побеговых систем, а именно: монокарпические побеги трех типов - безрозеточные моноциклические, розеткообразующие озимые моноциклические и полурозеточные дициклические. Рассмотрено метамерное строение побегов, выражающееся в продольной симметрии. При помощи математического моделирования построены графики изменения отдельных признаков метамеров, которые у побегов разных видов имеют форму одно- или многовершинных кривых. В результате сравнения формы этих кривых при помощи гармонического анализа мы выяснили, что они являются константным видовым признаком в связи, с чем могут использоваться в качестве дополнительного таксономического признака.

Несмотря на продольную симметрию метамеров побега, в его строении выявлена четкая дискретность отдельных блоков метамеров или зон: базальная или зона возобновления, префлоральная зона и флоральная зона, состоящая из рацемозныx (секция Singuliflora) и цимозных парциальных соцветий тирсоидного типа (секция Fasciculata). В результате анализа модульной структуры парциальных соцветий описаны новые подтипы соцветий и предложено направление возможных эволюционных изменений цимоидов в пределах рода.

Не всегда существенные признаки строения соцветий являются диагностическими на уровне подсекций секции Fasciculata: у всех видов подсекции Heterandra парциальные соцветия относятся к первому подтипу, а в подсекції Іsandra есть соцветия всех трех подтипов.

Монокарпические побеги многолетних видов разных структурных типов различаются по количеству и длительности протекания отдельных фаз развития. В морфогенезе розеткообразующих побегов есть фаза розетки, которую мы рассматриваем как надставку, связанную с адаптацией вида к неблагоприятным условиям произрастания. В онтогенезе поликарпиков формируются жизненные формы, имеющие различия: у V. nigrum со стержневой корневой системой и безрозеточными побегами, у V. phoeniceum с разветвленно-стержневой корневой системой и розеткообразующими озимыми побегами. Травянистые двулетние монокарпики характеризуются стержневой корневой системой и полурозеточными дициклическими монокарпическими побегами.

Травянистым поликарпикам свойственны как общие, так и отличительные черты онтоморфогенеза. К общим чертам онтоморфогенеза относятся: почти одинаковая его длительность (5-7 лет), пребывание особей в трех возрастных периодах (латентный, виргинильный, генеративный), отсутствие сенильного периода, образование резид и развитие каудекса, локализация почек возобновления в верхней части резид, усиление с возрастом некроза тканей резид и главного корня, что приводит к сокращению длительности жизненного цикла растений. Отличительными чертами онтоморфогенеза многолетников являются значительное развитие запасающей паренхимы у разветвленно-стержнекорневыx поликарпиков в главном и боковых корнях, наличие фазы розетки, малое количество метамеров префлоральной зоны и раннее наступление фенофазы цветения, развитие простого соцветия типа кисть.

В отличие от многолетников, двулетние монокарпики относительно близки между собой по характеру онтоморфогенеза, морфоструктурным признакам и эколого-биологическим особенностям. Их онтоморфогенез состоит из двух синхронных этапов: а) этап формирования надземного полурозеточного дицикличного ортотропного побега; б) этап формирования системы главного корня.

Присущие видам рода Verbascum полезные свойства (наличие в вегетативных и генеративных органах биологически активных веществ, декоративность, нектароносность), а также высокая семенная продуктивность и всхожесть семян, неприхотливость к условиям местообитания дают основания отнести их к группе хозяйственно ценных растений, которые заслуживают широкого внедрения в культуру.

Ключевые слова: Verbascum, жизненные формы, травянистые поликарпики, травянистые монокарпики, монокарпические побеги, метамеры, цимоиды, морфогенез побегов, онтогенез.

Hrytsyna M.R. Structure and genesis of life forms of species of the genus Verbascum L in the flora of the Western Region of Ukraine. - Manuscript

Thesis on a degree of the candidate of the biological sciences on speciality 03.00.05 - botany.

The thesis is devoted to study of the morphological structure and genesis of life forms of species of the genus Verbascum in the flora of the Western Region of Ukraine. As a result of our study, peculiarities of morphological structure of the herbaceous polycarpic and monocarpic plants were ascertained; graphic models of essential characters of monocarpic shoots of several plants of Verbascum were elaborated by means of mathematic modeling. Being constant, these models are regarded as a possible additional character for distinguishing and delimiting species of Verbascum. The structure of floral zones of shoots were investigated; the mechanism of formation of the structure of cymous partial inflorescences is established; new types of them are described and possible directions of evolutional transformations of these inflorescences were proposed. Ontomorphogeny of the herbaceous polycarpic and biennial monocarpic plants was studied. The presence of biologically-active substance in organs of Verbascum species is established, the expediency to use these plants as medical and to introduce them into culture because of their nectariferous and ornamental characters was proposed.

Key words: Verbascum, life forms, herbaceous polycarpics, herbaceous monocarpics, monocarpic shoots, metamers, cymous inflorescences, shoot morphogenesis, ontogeny.

Размещено на Allbest.ru