Главная – Журналы – Сибирский лесной журнал 2014 номер 6

Все участки растительности как объекты горения представляют собой структурные комплексы из разнообразных горючих материалов. Особенно сложными комплексами являются лесные биогеоценозы. Для целей практического использования пирологические характеристики растительности отражаются на планах и картах, при этом показываются как общие одноплановые оценки и характеристики участков (например, оценки их пожарной опасности), так и детальные многоплановые характеристики всех составляющих в комплексах растительных горючих материалов. В последнем случае карты являются базовыми для получения разнообразных пирологических оценок и называются картами растительных горючих материалов (РГМ). Картографирование РГМ может осуществляться на основе двух методологических подходов: во-первых, путем выделения пирологических категорий растительности как типовых комплексов, во-вторых, путем индивидуальной характеристики каждого участка растительности в отношении РГМ. Очевидно, что типовая характеристика РГМ на участках может быть только приблизительной, грубой, поскольку возможное количество изученных категорий участков ограничено. Для крупномасштабного картографирования предпочтительнее детальная индивидуальная характеристика участков растительности в отношении РГМ, но данный метод дороже. Поэтому исторически в картографировании РГМ получил развитие первый подход — выделение и картографирование определенных категорий растительности с типовыми характеристиками. В статье рассмотрены методические подходы к классификации и картографированию РГМ за рубежом и в России. Приведены примеры составления карт РГМ разного масштаба и даны рекомендации по их использованию.

Исследован участок ITS1–ITS2 (Internal Transcribed Spacer, между 18Sи 25S рибосомальными генами, включающий 5.8S ген) последовательностей ядерной ДНК рода Rhododendron L. Работа предусматривала проведение дополнительного анализа ITS1–ITS2 последовательностей, выявление филогенетических связей и обобщение данных по филогении видов рода Rhododendron L. на основании исследований других авторов с использованием молекулярных и классических методов. Анализ последовательности рибосомального спейсера выявил низкую вариабельность между видами рода Rhododendron серии Dauricum. Rh. mucronulatum Turcz., Rh. dauricum L. и некоторые другие изучаемые виды имели идентичную нуклеотидную ITS1–ITS2 последовательность, указывающую на неправомерность разделения их на отдельные виды. Обнаружены виды, отличающиеся друг от друга на 1–2 или несколько нуклеотидов, что дает возможность предполагать их филогенетическую общность и не исключает принадлежности к одной таксономической единице. По результатам анализа ITS1–ITS2 последовательностей выделено 16 групп видов со сходной последовательностью. При сравнении морфологических описаний некоторых видов рода Rhododendron L. со сходной последовательностью ITS1–ITS2 отмечаются их небольшие различия. На основании результатов молекулярно-генетического анализа предполагается принадлежность Rhododendron dauricum L., Rh. ledebourii Pojark., Rh. sichotense Pojark. и Rh. mucronulatum Turcz. к одному виду. Установление филогенетических связей на основе последовательностей ITS1–ITS2 применимо только в отношении сильно обособленных видов рода Rhododendron L. Для уточнения филогенетических связей рода Rhododendron L. необходимо расширить сравнительный анализ ДНК–последовательности для других универсальных генов или сложных повторов (ретротранспозоны).

Изучали влияние состава питательной среды и условий культивирования каллуса сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) на морфологию его клеток, степень их дифференциации и лигнификацию. Анатомо–морфологические характеристики клеток каллуса, содержание и макромолекулярная структура лигнина значительно варьируют в зависимости от продолжительности культивирования каллуса, уровня освещенности и содержания в питательной среде сахарозы, поливинилпирролидона (ПВП), феруловой и аскорбиновой кислот. Увеличение длительности культивирования каллуса с 21 до 60 сут способствует дифференциации клеток, однородности морфологической структуры их стенок и усиливает лигнификацию. Культивирование каллуса в темноте угнетает его рост и лигнификацию, тогда как в условиях свет–темнота приводит к его росту и накоплению лигнина. Каллус, выращенный в темноте, содержит больше низкомолекулярного лигнина и меньше высокомолекулярного, чем культивированный на свету. Повышение концентрации сахарозы в среде до 5 % усиливает рост каллусной массы и ее лигнификацию, увеличивает содержание в лигнине высокомолекулярных фракций и влияет на состав структурных единиц лигнина, особенно при культивировании в условиях свет–темнота. Действие на лигнификацию ПВП зависит от стадии развития клеток каллуса, условий освещенности и продолжительности культивирования. При культивировании в темноте в течение 21 сут ПВП подавляет лигнификацию каллуса, но способствует появлению в составе лигнина сирингильных единиц. Увеличение длительности культивирования с ПВП до 60 сут способствует конденсации предшественников лигнина, что приводит к повышению в составе лигнина высокомолекулярной фракции. Феруловая кислота, добавленная в среду, способствует развитию вторичного утолщения стенок клеток каллуса, повышает содержание низкомолекулярной фракции и снижает — высокомолекулярной. Добавление в питательную среду аскорбиновой кислоты положительно влияет на пролиферацию клеток и рост каллусной массы, но тормозит ее лигнификацию.

Определены содержание и фракционный состав азотистых соединений и их роль в посевных качествах семян пихты сибирской. Выявлены достоверные различия в содержании общего, белкового азота и отдельных фракций белков в семенах в зависимости от местопроизрастания пихты, класса роста деревьев, расположения семян в генеративном ярусе кроны. Установлено, что в жизнеспособных семенах пихты сибирской из средней тайги содержится максимальное количество белкового азота, основными фракциями которого являются труднорастворимая и альбумины, в то время как в семенах из южной тайги содержание белкового азота значительно меньше и преобладают труднорастворимая фракция и глобулины. Отмечена положительная связь между содержанием в семенах белкового азота и их лабораторной всхожестью с величиной достоверности аппроксимации R² = 0.77, что характерно для деревьев как I, так и IV классов роста по Крафту. Положительная зависимость установлена между лабораторной всхожестью и водорастворимой фракцией, которая, как считают исследователи, выполняет функцию катализатора. Выявлена зависимость между всхожестью семян и содержанием трудно- и солерастворимой фракций (r = 0.93 и 0.76 соответственно). Высокое содержание труднорастворимой фракции белка в семенах пихты и очень высокая корреляция ее со всхожестью вполне закономерны, так как нерастворимые белки играют важную роль в повышении энергетической эффективности дыхания клетки, а также входят в состав клеточных структур. Показана корреляция между количеством солерастворимой фракции и всхожестью семян. Данная зависимость закономерна, так как глобулины в семенах являются в основном запасными белками, отличающимися по ряду специфических признаков. Связь между содержанием спирто- и щелочерастворимой фракций белка в семенах и их всхожестью оказалась слабой (r = 0.01–0.27), что согласуется с данными, полученными для семян лиственниц Гмелина и сибирской.

Система феромонной связи у насекомых–филлофагов рассмотрена с точки зрения ее эффективности как коммуникационной системы. Для анализа системы феромонной коммуникации выбраны насекомые из отряда чешуекрылых (Lepidoptera). Проанализированы данные по 250 видам насекомых из трех семейств — коконопрядов (Lasiocampidae), пядениц (Geometridae) и волнянок (Lymantriidae). Для самок этих видов оценены специфичность химического состава комплекса феромонов и число компонентов феромона. Характеристики комплексов феромонов чешуекрылых насекомых и возможные стратегии поведения самок при генерации феромонного сигнала моделируются с использованием методов теории информации, теории полезности и теории игр. Дана оценка сопряженности разных типов химических соединений в составе многокомпонентных феромонов. Уникальность феромонного сигнала отдельного вида чешуекрылых достигается многокомпонентностью состава феромона. При этом жестких связей между наличием или отсутствием отдельных компонентов в многокомпонентном феромоне не обнаружено. Предложена модель, объясняющая закономерности состава многокомпонентных феромонов. Немонотонность кривой относительной частоты видов насекомых с различных числом компонентов объяснена исходя из представления о компромиссе между увеличением эффективности поиска самки самцами этого же вида и ростом числа индивидуальных компонентов феромонов, а также сложностью синтеза многокомпонентых феромонов. Для оценки достоверности модельного описания использован критерий Колмогорова–Смирнова. Рассмотрены возможные механизмы усиления феромонного сигнала, связанные с агрегацией большого числа особей на ограниченном участке. Если самки в процессе привлечения особей противоположного пола агрегируются, то в этом случае источником феромонов является уже не отдельная особь, а группа самок и интенсивность группового потока молекул феромонов определяется как интенсивностью выделения феромонов отдельной особью, так и числом самок в скоплении. Для оценки эффективности групповой стратегии привлечения использован аналог теоретико–игровой задачи «дилемма заключенного» для простейшей ситуации, в которой рассматриваются двое игроков (в данном случае самок, способных генерировать феромон). Рассмотренные подходы позволили оценить надежность функционирования системы феромонной коммуникации у насекомых-филлофагов.

Ясеневая изумрудная златка Agrilus planipennis Fairmaire (Coleoptera: Buprestidae) — пример разрушительного лесного насекомого–инвайдера, резко расширившего свой ареал (изначально восточно-азиатский) в 80–90–х гг. XX в. В настоящее время этот вид является основным вредителем ясеня в США и Канаде и быстро распространяется по 11 областям европейской части России. Для оценки степени фитосанитарного риска инвазии вредителя на территорию Центральной и Западной Европы крайне важно определить круг кормовых растений A. planipennis. На своей родине — в Северо–Восточной Азии — златка служит вторичным потребителем отмирающих экземпляров восточно-азиатских видов ясеней F. сhinensis и F. mandshurica. Здоровые деревья этих видов устойчивы к вредителю. На Северо–Американском континенте устойчивых к златке видов ясеней не найдено. Впервые приводятся документальные данные о заселении ясеневой златкой трех видов европейских ясеней на территории Главного ботанического сада РАН в г. Москве. Вредитель впервые зарегистрирован в саду в 2011 г. Подсчет живых деревьев ясеней проведен в 2010 г. В период с 2010 по 2014 г. от златки погибло от 70 до 100 % экземпляров европейских видов ясеней: Fraxinus excelsior, F. angustifolia (= F. oxycarpa) и F. ornus. Одновременно златка уничтожила в саду 81–90 % деревьев американских ясеней F. pennsylvanica и F. americana. При этом погибшие деревья азиатских ясеней F. mandshurica и F. chinensis (= F. rhynchophyla) не несли следов заселения златкой. Настоящее исследование служит также хорошим примером эффективности концепции «деревьев–стражников». Арборетумы с коллекциями завезенных видов растений могут служить «экологическими ловушками» для местных вредителей и патогенов — потенциальных инвазионных организмов в регионах-источниках растительных интродуцентов.