О необходимости генетической инвентаризации для охраны редких и исчезающих видов растений

Вестник Башкирского университета.2007.№1.

37

УДК 581.5 ББК 28.588.

О НЕОБХОДИМОСТИ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНВЕНТАРИЗАЦИИ ДЛЯ ОХРАНЫ РЕДКИХ И ИСЧЕЗАЮЩИХ ВИДОВ РАСТЕНИЙ Муллагулова Э.Р., Байрамгулова З.Х., Редькина Н.Н.,

Муллагулов Р.Ю., Янбаев Ю.А.

В статье обосновывается идея, что для сохранения редких и исчезающих видов растений недостаточно использование охраняемых природных территорий. Приводятся результаты генетического изучения популяций трех таких видов. Их охрана должна быть направлена на поддержание генетического разнообразия ex situ путем создания смешанных популяций (Rhodiola iremelica Boriss.) и клонов (Juniperus sabina L., Glycyrrhiza korshinskyi Grig.).

Одной из задач охраны флоры является сохранение редких и исчезающих видов растений - наиболее уязвимой части природных экосистем. Выделяются два основных подхода к решению этой проблемы - охрана самих видов (методы ex situ: включение в Красную книгу, запрет эксплуатации, интродукция и реинтродукция в естественные сообщества) и их сообществ (in situ: организация охраняемых природных территорий с ведением мониторинга флоры в природных условиях) [1]. Целью этого сообщения является доказательство необходимости генетического изучения популяций для выбора способа сохранения их генофонда.

Для характеристики генетического разнообразия трех видов растений Южного Урала, относящихся к названной категории, в качестве генетических маркеров использованы изоферменты, разделенные при помощи 7.5 %-ного полиакриламидного геля. Подробное изложение использованных методов приведено в публикации [3].

Родиола иремельская Rhodiola iremelica Boriss., эндемичный вид Южного Урала, обитает в горной части региона и представлена рядом фрагментированных изолированных местообитаний, в разной степени затронутых антропогенным вмешательством. Всего была заложена 21 пробная площадь на территориях Абзелиловского, Баймакско-го, Белорецкого и Учалинского районов Башкортостана. Установлено, родиола иремельская как вид обладает большим запасом генетической изменчивости. Несмотря на это, каждая отдельная популяция обладает сравнительно низким уровнем гете-розиготности и аллельного разнообразия. Среднее число аллелей на локус по 8 использованным полиморфным генам изменяется от 2.0 до 3.0, полиморфизм - от 75 до 100 %, средняя гетерозигот-ность - от 0.167 до 0.371, ожидаемая гетерозигот-ность - от 0.155 до 0.457. В среднем 11.5 % изменчивости относится к межвыборочной составляющей, с изменениями по отдельным локусам от Fst = 0.035 до Fst = 0.214). Этот уровень выше, чем меж-популяционная дифференциация большинства видов растений с аналогичными биоэкологическими свойствами. Причиной выявленной относительно высокой подразделенности популяций может служить малочисленность растений в местообитаниях, включающих иногда всего несколько десятков ге-

неративных особей. Поэтому имеющиеся подходы охраны [1] не способны обеспечить сохранение ее генофонда. Включение вида в Красную книгу, запрет эксплуатации, интродукция для последующей реинтродукции в естественные сообщества, организация охраняемых природных территорий будут неэффективными, так как каждая отдельная популяция, видимо, потеряла способность к саморегуляции структуры из-за дрейфа генов. Единственным выходом представляется объединение популяций из близкорасположенных местообитаний и сходных экологических условий произрастания ex situ в одну (или несколько) «синтетическую» популяцию для последующего возвращения в природные местообитания.

Другой объект исследования - можжевельник казацкий (Juniperus sabina L.) - является одним из наиболее важных компонентов чрезвычайно уязвимых горно-степных экосистем Башкирского Зауралья. У него на территории Хайбуллинского района имеется декоративная древовидная, а также кустовидная формы, представляющие особый интерес в плане сохранения биоразнообразия. С использованием 6 полиморфных локусов нами выявлено, что в отдельных местообитаниях практически все особи обладают одними и теми же уникальными много-локусными генетическими портретами. Клонами являются и экземпляры можжевельника казацкого небольших размеров, у которых из-за относительно небольшого возраста клона еще не выявляется «кустовидность» или «древовидность» формы. В частности, в исследованной выборке кустовидной формы все 16 особей обладали одним и тем же генотипом. У древовидных можжевельников в одном местообитании только 1 особь из 16 имела отличающийся генотип. В другой выборке 8 «деревьев» состояли из трех разных уникальных многолокус-ных генотипов (6 + 1 + 1). Таким образом, полученные результаты вносят коренные поправки для проведения работ по сохранению генотипов вне этих местообитаний методами ex situ. Вместо проведения дорогостоящих, требующих больших затрат времени, работ по перемещению и размножению всех экземпляров (только нами исследовано 40 шт.) достаточно будет ограничиться лишь 6 генетически уникальными особями. Если же для охраны этих ценных форм организовать охраняемую при-

38

раздел БИОЛОГИЯ и МЕДИЦИНА

родную территорию, этим будет сохранено лишь ограниченное число клонов.

Третьим изученным видом является солодка Коржинского (Glycyrrhiza korshinskyi Grig.). С использованием 8 локусов на территории Хайбуллин-ского района в 15 выборках исследована клональная структура растений. Установлено, что в большинстве местообитаний доминируют несколько клонов (в некоторых местообитаниях доля одного из них доходит до 93.3 %), а многие встречаются лишь единично. Как и в случае с можжевельником казацким, организация в районе охраняемой при-

родной территории обеспечит охрану большого числа особей, состоящих из немногих клонов. Это приведет к неоправданно большим затратам усилий, времени и средств.

Приведенные нами доказательства свидетельствуют о необходимости широкого использования генетической инвентаризации редких и исчезающих видов, а также ценных форм растений для определения способов охраны, так как они склонны к «генетической эрозии», в первую очередь из-за небольшой численности и фрагментации популяций.

ЛИТЕРАТУРА

Миркин Б.М., Наумова Л.Г., Мулдашев А.А. и др. Флора Башкортостана: учебное пособие. - Уфа: РИО БашГУ, 2004. - 148 с.

Янбаев Ю.А., Шигапов З.Х., Путенихин В.П. и др. Дифференциация популяций ели сибирской (Рісеа оЬоуаІа ЬеёеЬ.) на Южном Урале // Генетика. 1997. Т. 33. С. 1244-1249.

1

2

Поступила в редакцию 25.12.2006 г.

УДК 630*24:633.527.7 ББК 43.4

ОСОБЕННОСТИ УХОДА В НЕКТАРНЫХ НАСАЖДЕНИЯХ ЛИПЫ МЕЛКОЛИСТНОЙ Мустафин Р.М., Султанова Р.Р., Набиуллин Р.Б.,

Баранов С.В., Рахматуллин З.З.

Влияние интенсивности рубок ухода на нектарную продуктивность липы изучено недостаточно. Актуальность этой проблемы высока по причине все возрастающего спроса на продукты пчеловодства. Экспериментальными исследованиями выявлены элементы рубок в нектарных насаждениях липы мелколистной, которые являются основой в формировании непрерывнопродуцирующих древостоев.

Липняки Южного Урала, формируя сложную динамическую систему, функционирование которой имеет эколого-географические, биоценотиче-ские и популяционные особенности, представляют несомненный интерес как в практическом, так и в научном отношениях. Они являются поставщиками не только ценной древесины, но и разнообразных продуктов пчеловодства. Выделение товарного (древесного) и нектарного (пчеловодческого) направлений при ведении хозяйства в липняках предполагает индивидуальную технологию создания и формирования насаждений исходя из их целевой функции.

Наиболее активным и эффективным мероприятием по ведению хозяйства в лесах являются рубки ухода. Само понятие ухода в нектароносных лесах в корне отличается от такового применительно к эксплуатационным или рекреационным насаждениям. Цели получения максимального запаса и оптимальной сортиментной структуры к возрасту рубки главного пользования здесь не ставятся, хотя и не отвергаются. Не рассматриваются критерии эстетичности и ландшафтной зрелищности, присущие рекреационным лесам, где другие цели и иные

показатели целесообразности. Главная цель ухода в нектарных насаждениях - получение медопродук-тивных сообществ даже в ущерб наилучшей сортиментной структуре оставляемых древостоев.

Отмечается высокий полиморфизм липы мелколистной по числу репродуктивных органов (цветков, плодов), который следует учитывать при проведении рубок ухода в липовых лесах. Для формирования хозяйственноцелевых нектарных насаждений уход должен проводиться на селекционной основе. Предпочтение для выращивания должно отдаваться деревьям липы с максимальной интенсивностью цветения: с абсолютным преобладанием количества цветков во всей кроне (на 1 кв.м кроны более 500 соцветий); деревьям с хорошим цветением, близким к обильноцветущим (200-500 соцветий в 1 кв.м в трех четвертях кроны) и умеренноцветущим (100-200 соцветий в 1кв. м в верхней половине кроны). Эти деревья имеют хорошо отличимые габитуальные морфологические признаки: раскидистую, низко опущенную крону с насыщенной ассимиляционной массой, хорошо развитыми ветвями первого порядка и сильносбежистую форму ствола. Однако следует учесть, что