Введение 3
1. Обзор литературы 5
1.1 Флуктуирующая асимметрия как биоиидикационный параметр 7
1.1.1 Явление флуктуирующей асимметрии как один из типов асимметрии 7
1.2 Понятие симметрии и асимметрии 8
1.3 История исследований случайной изменчивости 10
1.4 Характеристика флуктуирующей асимметрии как общебиологическое
явление 15
1.4.1 Влияние различных факторов на уровень флуктуирующей асимметрии 19
1.4.2 Флуктуирующая асимметрия как показатель стабильности развития 21
1.5 Практические использование флуктуирующей асимметрии для целей
биоиндикации 22
1.5.1 Применение оценки уровня флуктуирующей асимметрии как индикатора
различных антропогенных воздействий 25
1.5.2 Комплексный подход к оценке воздействия антропогенных факторов на стабильность развития живых организмов различных систематических групп28
1.6 «Удостоверение» флуктуирующей асимметрии 29
1.7 Ботаническое описание вида-Береза повислая (Betula pendula Roth 31
1.8 Проведение измерений изучения флуктуирующей асимметрии листа 31
2. Материалы и методы 34
2.1 Метод учета степени флуктуирующей асимметрии 34
3. Результаты и их обсуждение 37
Выводы 41
Список литературы 42
Критический анализ работ, посвященных изучению флуктуирующей асимметрии (ФА) листьев растений и опубликованных в России за последние годы, показал, что большинство исследований основывается на недостаточно обоснованных предпосылках, выполнено на низком методическом уровне и не содержит необходимой информации для использования полученных результатов в последующих теоретических обобщениях. Вопреки широко распространенной точке зрения, не существует достаточных оснований для практического использования ФА в целях биоиндикации. Для обоснования биоиыдикационной значимости ФА необходимо исследование причинно- следственных связей между ФА и действием на растения различных стрессоров в условиях коытролируемогоэксперимеита. Получение корректных оценок ФА требует высокой точности измерений, повторных замеров каждого объекта и проведения замеров “вслепую”. Обсуждаются перспективные направления исследований по ФА растений; даны рекомендации по планированию исследований, статистическому анализу данных и представлению результатов в научных публикациях.
Флуктуирующая асимметрия (ФА) формообразующих количественных характеристик у билатерально симметричных листьев растений (включая березу) широко используется для биоиндикации существующего отрицательного влияния на организм растения биотических и абиотичесих факторов. С помощью разработанных разными авторами шкал количественные показатели ФА листа березы позволяют оценить относительное качество окружающей среды. Для оценки асимметрии листа требуется проведение трудоемких измерений многих размерных показателей на левой и правой частях листа, количество промеренных листьев должно быть достаточным для последующего статистического анализа, обычно от пятидесяти до ста штук.
Целью данного исследования было совершенствование метода оценки состояния окружающей среды основе регистрации параметров флуктуирующей асимметрии применительно к листу березы.
Задачи исследования:
- Увеличить точность измерений измерения параметров для расчета флуктуирующей асимметрии правой и левой половинки листа.
-Использовать для расчета параметров цифровые изображения с последующим определением линейных морфологических показателей на основе предложенного алгоритма.
- Предложить алгоритм для метода расчета коэффициентов флуктуирующей асимметрии листа березы на основе анализа цифрового изображения с применением аналитической геометрии.
1. Проведение замеров сканированных изображений и использование программы для анализа ImageJ 1.42 для Windows позволяет проводить замеры линейных характеристик с точностью измерения 0,1 мм при сканировании изображения сканером 300 dpi, снижение трудоёмкости получено за счет применения метода аналитической геометрии.
2. Предложен алгоритм который позволяет рассчитать 17 коэффициентов флуктуирующей асимметрии для листа березы на основе координат реперных точек (основание, вершины листа, начало и конец боковых жилок)
Алгоритм апробирован на материале (листьях) собранных за 2014-15 г. Установлены межгодовые значения абсолютных значений коэффициента ФА одновременно при этом в пределах каждого года, также наблюдались колебания среди коэффициентов ФА. Различия абсолютных одноименных значений коэффициентов флуктуирующей асимметрии у листа березы, за 2015 г. выше чем за 2014, что согласуется с ухудшением погодных условий. Для каждого года показана
Относительные значения в зависимости от выбора варьируются несколько раз, но при этом сохраняют закономерность изменение положения параметра на листе.
3. Величина коэффициента флуктуирующей асимметрии изменяется от положения данного параметра на листовой пластинке, в частности по расстоянию между основанием боковых жилок флуктуирует максимально основанию листа, и минимально в средней части; длина боковых жилок наиболее варьирует в вершине листа; коэффициенты ФА у значения углов между боковыми и центральной жилками варьирует в меньшей степени и имеет промежуточное положение между двумя предыдущими параметрами, в принципе это параметр более стабилен.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
