Эколого-морфологические особенности листа видов рода Campanula L.
DOI:
https://doi.org/10.14255/2308-9628/15.111/3Ключові слова:
адаптивні ознаки, лист, еколого-морфологічні особливості, види роду Campanula, кліматичні фактори.Анотація
Вивчено особливості функціональної екофізіології і екоморфології листка аборигенних та інтродукованих видів роду Campanula L. у культурі в умовах степової зони України для виявлення їх адаптивних ознак. Дослідження виконано з використанням сучасних методів, порівняння параметрів листка груп видів проведено з використанням тесту ANOVA. Виявлено вплив кліматичних факторів місць природного зростання видів на функціональну екоморфологію листка і успішність їх інтродукції. Види роду Campanula з більш теплих місць зростання характеризуються широкими листками обох формацій, довгими черешками розеткового листка. Види з більш зволожених регіонів відрізняються великою вагою розеткового листка, з теплих регіонів, з високою випаровуваністю опадів – стеблового листка. Виявлено, що види з більш посушливих теплих регіонів, з високою випаровуваністю опадів, відрізняються низьким значенням питомої площі листка (SLA) і високими значеннями m1/m стеблового листка. Успішність інтродукції видів роду Campanula в степовій зоні України збільшується у рослин з посушливих місць зростання, з високою варіацією випаровування, різниці опадів і випаровування, тривалості періоду з температурою вище 10°C. Таким чином, підтверджена важлива роль еколого-біологічних особливостей видів у їх адаптації до нових умов середовища. У порівнянні зі стійкими видами (група V) петрофіти середньогірського і субальпійського поясів (II), сільвопратанти (III) і сільванти (IV) відрізняються меншим діаметром черешка розеткового листка (dp), отже, меншою гідравлічною провідністю його, але петрофіти в умовах інтродукції накопичують, незважаючи на це, більшу кількість води за рахунок регуляції транспірації, сільванти – меншу. Петрофіти середньогірського і субальпійського поясів і сільвопратанти відрізняються більшою питомою площею (SLA) стеблового листка, сільванти – більшою SLA листків різних формацій. Види цих груп адаптувалися до аридних умов за рахунок високої ефективності використання енергії фотосинтезу (PEUE), ефективність же використання води (WUE) у них низька. Сільвопратанти в порівнянні з альпійцями і сільвантами накопичують більшу кількість води у розеткових листках, однак у порівнянні з першими ефективність її використання у них нижче, з другими – вище. Альпійці в порівнянні з петрофітами середньогірського і субальпійського поясів і сільвопратантами характеризуються високим максимальним фотосинтезом (Amax) і ефективністю використання енергії фотосинтезу (PEUE) стеблових листків; у порівнянні з першими володіють більшою гідравлічною провідністю черешка і адаптуються до нових умов існування змінами в епідермально-продиховому комплексі розеткового листка, що підвищує ефективність використання води (WUE) у весняний період.
Посилання
AHROKLIMATICHESKII ATLAS MIRA (1972). M., L.: Hidrometeoizdat. 115 p. [АГРОКЛИМАТИЧЕСКИЙ АТЛАС МИРА (1972). М., Л.: Гидрометеоиздат. 115 с.]
ALCITEPE E.M., YILDIZ K. (2010). Taxonomy of Campanula tomentosa Lam. and C. vardariana Bocquet from Turkey. Turk J. Bot., (34): 191-200.
BRODRIBB T.J., JORDAN G.J., CARPENTER R.J. (2013).Unified changes in cell size permit coordinated leaf evolution. New Phytologist, (199): 559-570.
ECOFLORA Ukrainy (2000). Kyiv: Fitosotsiotsentr. 1: 284 p. [ЕКОФЛОРА України. (2000). Київ: Фітосоціоцентр. 1: 284 с.]
FRANKS P.J. BEERLING (2009). Maximum leaf conductance driven by CO2 effects on stomatal size and density over geologic time. Proceedings of the National Academy of Sciences, USA. (106): 10343-10347.
GALSTON A.W., DAVIS P.J., SATTER R.L. (1980). The Life of the Green Plant. 3rd ed. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, N.J.: 552 p.
GOSTIN I.N. (2012). Analele Stiintifice ale Universitatii Al. I. Cuza Lase S. Biologil vegetala, 58: (2): 47-50.
GUPTA B. (1961). Correlation of tissues in leaves II. Absolute stomatal numbers. Annals of Botany, (25): 71-77.
GYORGY E. (2009). Anatomic аdaptive strategies of some Cormophytes with individuals growing in light and shaden conditions. Not. Bot. Hort. Agrоbot. Cluj-Napoca, 37: (2): 33-39.
HUI F., GUIXIANG Y., TE C., LEYI N., MENG ZH., SHENGRUI W. (2012). An alternative mechanism for shade adaptation: implication of allometric responses of three submersed macrophytes to water depth. Ecol. Res., (27): 1087-1094.
KROKHMAL I. (2013). Functional anatomy of leaf Campanula alliariifolia Willd. Not. Bot. Horti Agrobot., 41: (2): 388-395.
KROKHMAL I.I. (2014). Chernomors’k. bot. z., 10 (2): 167-178. [КРОХМАЛЬ И.И. (2014). Анатомо-физиологические особенности листа Campanula glomerata L. Черноморск. бот. ж., 10 (2): 167-178]
LAMMERS T.G. (2007). World checklist and bibliography of Campanulaceae. The Board of Trustees of the Royal Botanic Gardens. Kew: 675 p.
NETSVETOV M.V. (2012). Influence of wind onto the structure and biomechanics of leaves Corylus colurna (Betulaceae). Bot. magazine, 97: (2): 160-173.
NIKLAS K.I. (1994). Plant allometry: the scaling of form and process. University of Chicago Press, Chicago.
NIKOLAEVSKAIA E.V. (1990). Vest. LGU, 3, 4 (24): 33-34. [НИКОЛАЕВСКАЯ Е.В. (1990). Изменчивость морфолого-анатомических признаков строения листа разных экотипов Trifolium repens L. в связи с вертикальной зональностью. Вест. ЛГУ, 3, 4 (24): 33-34]
OSUNKOYA O.O., BOYNE R., SCHARASCHKIN T. (2014). Coordination and plasticity in leaf anatomical traits of invasive and native vine species. Am. J. Bot., 101 (9): 1423-1436.
POORTER H., REMKES C. (1990). Leaf area ratio and net assimilation rate of 24 wild species differing in relative growth rate. Oecologia, (83): 553-559.
ROSADO B.H.P., HOLDER C.D. (2013). The significance of leaf water repellency in ecohydrological research: A review. Ecohydrology, (6): 150-161.
ROY B.A., STANTON M.L., EPPLEY S.M. (1999). Effects of environmental stress on leaf hair density and consequences for selection. Journal of Evolutionary Biology, (12): 1089-103.
SACK L., COWAN P.D., JAIKUMAR N., HOLBROOK N.M. (2003). The ‘hydrology’ of leaves: Co-ordination of structure and function in temperate woody species. Plant, Cell & Environment, (26): 1343-1356.
SCHEEPENS J.F., FREY E.S., STOCKLIN J. (2010). Genotypic and environmental variation in specific leaf area in a widespread Alpine plant after transplantation to different altitudes. Oecologia, (164): 141-150.
SCHMIDT R. (2014). Leaf structures affect predatory mites (Acari: Phytoseiidae) and biological control: A review. Experimental & Applied Acarology, (62): 1-17.
SHIPLEY B. (2002). Trade-offs between net assimilation rate and specific leaf area in determining relative growth rate: relationship with daily irradiance. Functional Ecology, 16: (5): 682-689.
SHIPLEY B. (2006). Net assimilation rate, specific leaf area and leaf mass ratio: which is most closely correlated with relative growth rate? A meta-analysis. Functional Ecology, 20: (4): 565-574.
SHIPLEY B., VILE D., GAMIER E., WRIGHT I.J., POORTER H. (2005). Functional linkages between leaf traits and net photosynthetic rate: reconciling empirical and mechanistic models. Functional Ecology, 19: (4): 602-615.
TSIALTAS J.T., KASSIOUMI M., VERESOGLOU D.S. (2002). Leaf Construction Cost of the Most Abundant Species in an Upland Grassland Area of Northern Greece. Russian Journal of Plant Physiology, 49: (3): 360-363.
VENDRAMINI F., DIAZ S., GURVICH D.E., WILSON P.J., THOMPSON K., HODGSON J.G. (2002). Leaf traits as indicators of resource-use strategy in floras with succulent species. New Phytologist, 154: (1): 147-157.
VIKTOROV V.P. (2005). Kolokolchiki (rod Campanula L.) Rossii i sopredelnykh stran. M. 320 p. [ВИКТОРОВ В.П. (2005). Колокольчики (род Campanula L.) России и сопредельных стран. М.: 320 с.]
WRIGHT I.J., REICH P.B., WESTOBY M., ACKERLY D.D., BARUSH Z., BONGERS F., CAVENDER-BARES J. et al. (2004). The worldwide leaf economics spectrum. Nature, (428): 821-827.
ZHONGQIANG L., DAN Y. (2009). Factors affecting leaf morphology: a case study of Ranunculus natans C.A. Mey. (Ranunculaceae) in the arid zone of northwest China. Ecol. Res., (24): 1323-1333.
