Анализ фитолитного состава основных растений степных экосистем Западной Сибири

Главная

Статья в Elpub

РУС ENG

Вестник Томского государственного университета. Биология. 2016; : 53-68

Анализ фитолитного состава основных растений степных экосистем Западной Сибири

Лада Н. Ю., Гаврилов Д. А.

https://doi.org/10.17223/19988591/34/4

Аннотация

Проведена качественная и количественная характеристика морфотипов фитолитов из основных семейств растений территории степной зоны юга Западной Сибири. Фитолиты каждого вида разделены на доминантные, фоновые и диагностические морфотипы. Анализ изученных форм фитолитов растений методом главных компонент позволил выделить четыре типа фитолитных комплексов, различающихся уровнем диагностических возможностей для определения особенностей состава степного фитоценоза: фитолитный комплекс степного фитоценоза; комплекс доминантных морфотипов фитолитов однодольных и двудольных семейств (диагностика классов); комплекс диагностических морфотипов фитолитов семейства Злаковых и диагностический морфотип фитолита (определение семейства Осоковых и некоторых родов растений Злаковых). Результаты исследования фитолитного состава доминантоврастительного покрова степных экосистем могут быть применены для палеоэкологических реконструкций степных экосистем.

Список литературы

1. Тюрин И.В. О биологическом накоплении кремнекислоты в почвах // Проблемы советского почвоведения. 1937. Сб. 4. С. 3-6.

2. Twiss P.C., Suess E., Smith R. Morphological classification of grass phytoliths // Reprinted from the Soil Science Society of America Proceedings. 1969. Vol. 33, № 1. P. 109-117.

3. Добровольский Г.В., Шоба С.А. Растровая электронная микроскопия почв. М. : Изд-во Моск. ун-та, 1978. 132 с.

4. Динесман Л.Г., Киселева Н.К., Князев А.В. История степных экосистем Монгольской Народной Республики. М. : Наука, 1989. 215 с.

5. Гольева А.А. Фитолиты и их информационная роль в изучении природных и археологических объектов. Москва ; Сыктывкар ; Элиста : Полтекс, 2001. 140 с.

6. Bowdery D.B., Hart D., Wallis L.A. A universal phytolith key // Phytoliths Applications in Earth Sciences and human history / еd. J. D. Meunier, F. Colin. Rotterdam : Balkema, 2001. Р. 267-269.

7. Madella M., Alexandre A., Ball T. Internetional Code for Phytolith Nomenclature 1.0 // Annals of Botany. 2005. Vol. 96. P. 253-260.

8. Олонова М.В., Мезина H.C. Фитолиты некоторых мезофильных видов мятликов (Poa L.) секции Stenopoa и возможность их использования в систематике // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2011. № 1(13). C. 51-60.

9. Сперанская Н.Ю., Соломонова М.Ю., Силантьева М.М., Гальцова Т.В. Основы фитолитного анализа : учеб. пособие. Барнаул : Изд-во Алт. гос. ун-та, 2013. 76 с.

10. Лотова Л.И. Морфология и анатомия высших растений. М. : Едиториал УРСС, 2001. 528 с.

11. Киселева Н.С. Анатомия и морфология растений. Курс лекций. 2-е изд. Минск : Вышейшая школа, 1976. 320 с.

12. Ефимов В.М., Ковалева В.Ю. Многомерный анализ биологических данных : учеб. пособие. 2-е изд. СПб. : ВИЗР, 2008. 87 с.

13. Киселева Н.К. Изучение фитолитов в почвах для выяснения истории растительности степей Восточной Монголии // Известия АН СССР. Сер. геогр. 1982. № 2. С. 95-106.

14. Lisztes-Szabo Z., Kovacs S., Peto A. Phytolith analysis of Poa pratensis (Poaceae) leaves // Turkish Journal of Botany. 2014. Vol. 38. doi:10.3906/bot-1311-8.

15. Силантьева М.М., Сперанская Н.Ю., Соломонова М.Ю. Реконструкция эволюции растительного покрова степного фитоценоза Кулунды // Вестник алтайской науки. 2014. № 1. С. 198-203.

16. Toivonen H., Toivonen T. Perigynium and achene epidermis in some species of Carex subopu. vignea (Cyperaceae ) studies by SEM // Ann. Bot. Fennici. 1978. Vol. 13. P. 49-59.

17. Ollendorf A.L., Mulholland S.C., Rapp G. Phytoliths from some Israeli sedgei // Israel J. Bot. 1987. Vol. 36, № 3. P. 125-132.

18. Honaine M.F., Zucol A.F., Osterrieth M.L. Phytolith analysis of Cyperaceae from the Pampean region, Argentina // Australian Journal of Botany. 2009. Vol. 57. Р. 512-523.

19. WallisL. An overview of leaf phytolith production patterns in selected northwest Australian flora // Review of Palaeobotany and Palynology. 2003. Vol. 125. Р. 201-248.

20. Carnelli A.L., Theurillat J.-P., Madella M. Phytolith types and type-frequencies in subalpine - alpine plant species of the European Alps // Review of Palaeobotany and Palynology. 2004. Vol. 129. P. 39-65.

Tomsk State University Journal of Biology. 2016; : 53-68

Analysis of phytolith composition of the main plant steppe ecosystems of Western Siberia

Lada N. Yu., Gavrilov D. A.

https://doi.org/10.17223/19988591/34/4

Abstract

In this paper, we attempted to establish a set of species-specificity phytolith forms of plants in different taxonomic groups of steppe phytocenosis in the south of Western Siberia under the International Code for Phytoliths Nomenclature 1.0. We sampled plant material of dominant species at the site of the steppe ridges in the south of Novosibirsk region (south of Western Siberia, Russia). The basic families are Asteraceae, Poaceae, Rosaceae, Cyperaceae, Fabaceae, Lamiaceae, Scrophulariaceae, Brassicaceae, Caryophyllaceae, Plumbaginaceae and Iridaceae. We carried out a comparative and quantitative characterization of phytolith content. Phytoliths were extracted from plants by dry ashing. We divided forms of each species into diagnostic, dominant and background. Diagnostic forms account for 30% or more of the total number of morphological types in the sample and are the most important. Background forms are contributed less than 10%, their indicator role is small. We found four types of phytoliths assemblage with the help of the factor analysis of plant phytoliths: 1) phytoliths assemblage of steppe phytocoenosis; 2) assemblage of dominant morphotypes of phytoliths of monocots and dicotyledonous families (diagnosis classes); 3) assemblage of diagnostic morphological types of phytoliths of family Poaceae; and 4) diagnostic phytolith morphotype (definition of Cyperaceae class and some genera of Poaceae). Phytolith assemblage of Poaceae are of trapeziform polylobate, trapeziform sinuate, trapeziform short cell, еchinate long cell, scrobiculate long cell, rondel, lanceolate, saddle, parallelepipedal and cuneiform forms. Phytoliths assemblage of dicotyledonous are of psilate long cell and globular psilate shape. The complex of diagnostic morphotypes of phytoliths of Poaceae is bilobate, orbicular flat, scrobiculate long cell, parallelepipedal and cuneiform forms. The diagnostic phytoliths morphotype allow determining the genus of monocots. Papillae forms are typical of Cyperaceae. Bilobate and cross forms are typical of Cleistogenes sp. Parallelepipedal and cuneiform forms are typical of Phragmites sp. The results of this study concerning the systematics of phytoliths of steppe communities can be used for paleoecological reconstructions of steppe ecosystems.

References

1. Tyurin I.V. O biologicheskom nakoplenii kremnekisloty v pochvakh // Problemy sovetskogo pochvovedeniya. 1937. Sb. 4. S. 3-6.

2. Twiss P.C., Suess E., Smith R. Morphological classification of grass phytoliths // Reprinted from the Soil Science Society of America Proceedings. 1969. Vol. 33, № 1. P. 109-117.

3. Dobrovol'skii G.V., Shoba S.A. Rastrovaya elektronnaya mikroskopiya pochv. M. : Izd-vo Mosk. un-ta, 1978. 132 s.

4. Dinesman L.G., Kiseleva N.K., Knyazev A.V. Istoriya stepnykh ekosistem Mongol'skoi Narodnoi Respubliki. M. : Nauka, 1989. 215 s.

5. Gol'eva A.A. Fitolity i ikh informatsionnaya rol' v izuchenii prirodnykh i arkheologicheskikh ob\"ektov. Moskva ; Syktyvkar ; Elista : Polteks, 2001. 140 s.

6. Bowdery D.B., Hart D., Wallis L.A. A universal phytolith key // Phytoliths Applications in Earth Sciences and human history / ed. J. D. Meunier, F. Colin. Rotterdam : Balkema, 2001. R. 267-269.

7. Madella M., Alexandre A., Ball T. Internetional Code for Phytolith Nomenclature 1.0 // Annals of Botany. 2005. Vol. 96. P. 253-260.

8. Olonova M.V., Mezina H.C. Fitolity nekotorykh mezofil'nykh vidov myatlikov (Poa L.) sektsii Stenopoa i vozmozhnost' ikh ispol'zovaniya v sistematike // Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya. 2011. № 1(13). C. 51-60.

9. Speranskaya N.Yu., Solomonova M.Yu., Silant'eva M.M., Gal'tsova T.V. Osnovy fitolitnogo analiza : ucheb. posobie. Barnaul : Izd-vo Alt. gos. un-ta, 2013. 76 s.

10. Lotova L.I. Morfologiya i anatomiya vysshikh rastenii. M. : Editorial URSS, 2001. 528 s.

11. Kiseleva N.S. Anatomiya i morfologiya rastenii. Kurs lektsii. 2-e izd. Minsk : Vysheishaya shkola, 1976. 320 s.

12. Efimov V.M., Kovaleva V.Yu. Mnogomernyi analiz biologicheskikh dannykh : ucheb. posobie. 2-e izd. SPb. : VIZR, 2008. 87 s.

13. Kiseleva N.K. Izuchenie fitolitov v pochvakh dlya vyyasneniya istorii rastitel'nosti stepei Vostochnoi Mongolii // Izvestiya AN SSSR. Ser. geogr. 1982. № 2. S. 95-106.

14. Lisztes-Szabo Z., Kovacs S., Peto A. Phytolith analysis of Poa pratensis (Poaceae) leaves // Turkish Journal of Botany. 2014. Vol. 38. doi:10.3906/bot-1311-8.

15. Silant'eva M.M., Speranskaya N.Yu., Solomonova M.Yu. Rekonstruktsiya evolyutsii rastitel'nogo pokrova stepnogo fitotsenoza Kulundy // Vestnik altaiskoi nauki. 2014. № 1. S. 198-203.

16. Toivonen H., Toivonen T. Perigynium and achene epidermis in some species of Carex subopu. vignea (Cyperaceae ) studies by SEM // Ann. Bot. Fennici. 1978. Vol. 13. P. 49-59.

17. Ollendorf A.L., Mulholland S.C., Rapp G. Phytoliths from some Israeli sedgei // Israel J. Bot. 1987. Vol. 36, № 3. P. 125-132.

18. Honaine M.F., Zucol A.F., Osterrieth M.L. Phytolith analysis of Cyperaceae from the Pampean region, Argentina // Australian Journal of Botany. 2009. Vol. 57. R. 512-523.

19. WallisL. An overview of leaf phytolith production patterns in selected northwest Australian flora // Review of Palaeobotany and Palynology. 2003. Vol. 125. R. 201-248.

Анализ фитолитного состава основных растений степных экосистем Западной Сибири

Аннотация

Analysis of phytolith composition of the main plant steppe ecosystems of Western Siberia

Abstract

События