Влияние климатического фактора на пластичность и асимметрию листовых пластин представителей рода Tilia L

Автор: Баранов Сергей Геннадьевич, Зыков Игорь Евгеньевич, Фдорова Любовь Валерьевна

Статья в выпуске: 1 (31) т.8, 2019 года.

Бесплатный доступ

Проведено сравнение свойств билатерально симметричных листовых пластин двух видов: липы мелколистной (Tilia cordata Mill.) и липы широколистной (Tilia platyphyllos Scop.) в загрязненной зоне и в контроле (г. Москва, 2016-2018 гг.). Флуктуирующая асимметрия (ФА) зависела от года и места сбора листовых пластин, пластическая изменчивость - только от года сбора. Величина флуктуирующей асимметрии была выше у T. platyphyllos, чем у T. cordata. В 2017 г. ФА T. platyphyllos в парковой зоне (контроль) была ниже, чем на проезжей магистрали. Причинами повышения ФА были: а) холодное лето 2017 г., которое тормозило рост листовых пластин и повышало пластическую изменчивость мерных признаков; б) техногенное загрязнение автомобильным транспортом. Таким образом, климатические условия года способствовали и флуктуационной, и пластической изменчивости, что не означало изменения в стабильности развития.

Еще

Флуктуирующая асимметрия, фенотипическая пластичность, стабильность развития, флуктуационная изменчивость

Короткий адрес: https://sciup.org/147231238

IDR: 147231238

Список литературы Влияние климатического фактора на пластичность и асимметрию листовых пластин представителей рода Tilia L

Баранов С. Г., Зыков И. Е., Федорова Л. В. Изучение внутривидовой изменчивости липы мелколистной (Tilia cordata Mill.) на основе билатеральной асимметрии листовых пластин [Investigation of intraspecific variability of little-leaved linden (Tilia cordata Mill.) on the basis of bilateral asimmetry of laminas] // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2015. № 2 (30) C. 134-145.
Беляева Ю. В. Показатели флуктуирующей асимметрии Betula pendula Roth. в условиях антропогенного воздействия (на примере г. Тольятти) [Indicators of fluctuating asymmetry Betula pendula Roth. in conditions of anthropogenic impact] // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2013. № 15. С. 3-7.
Ерофеева Е. А. Влияние автотранспортного загрязнения на скорость выхода из состояния зимнего покоя и окончание вегетации у липы мелколистной [Effect of motor vehicle pollution on the rate of exit from winter dormancy and termination of vegetation in little-leaved linden] // Вестник ННГУ. 2011. № 2-2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vliyanie-avtotransportnogo-zagryazneniya-na-skorost-vyhoda-iz-sostoyaniya-zimnego-pokoya-i-okonchanie-vegetatsii-u-lipy-melkolistnoy (дата обращения: 25.08.2018).
Захаров В. М., Чубинишвили А. Т. Мониторинг здоровья среды на охраняемых природных территориях [Environmental health monitoring in protected natural areas]. М.: Центр экологической политики России, 2001. 148 с.
Зорина А. А., Коросов А. В. Характеристика флуктуирующей асимметрии листа двух видов берез в Карелии [Characteristic of the fluctuation asymmetry of leaf of two species of birches in Karelia] // Труды Карельского научного центра Российской академии наук. 2007. Вып. 11. С. 28-36
Зыков И. Е., Федорова Л. В., Баранов С. Г. Оценка биоиндикационного значения уровня изменчивости параметров листовых пластинок липы мелколистной (Tilia cordata Mill.) в условиях города Орехово-Зуево и Орехово-Зуевского района [Assessment of the biological value of the level of variability of the parameters of leaf blades of small-leaved linden (Tilia cordata Mill.) in the city of Orekhovo-Zuevo and Orekhovo-Zuevo region] // Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Естественные науки. 2015. № 1. С. 15-21.
Кищенко И. Т. Рост и развитие интродуцированных видов рода Tilia L. (tiliaceae) в условиях Карелии [ Growth and development of introduced species of genus Tilia L. (tiliaceae) in conditions of Karelia] // Arctic Evironmental Research. 2015. № 4.
Собчак Р. О., Афанасьева Т. Г., Копылов М. А. Оценка экологического состояния рекреационных зон методом флуктуирующей асимметрии листьев Betula pendula Roth. [Estimation of the ecological state of recreational zones by the method of fluctuating asymmetry of leaves Betula pendula Roth.] // Вестник Томского государственного университета. 2013. № 368. С. 195-199.
Уфимцева М. Д., Терехина Н. В. Оценка экологического состояния Центрального района Санкт-Петербурга на основе экофитоиндикации [Estimation of ecological state of the central region of Saint-Petersburg on the basis of ecophitoindication] // Вестник СПбГУ. Науки о Земле. 2017. № 2.
Abley K., Locke J. C., Leyser H. O. Developmental mechanisms underlying variable, invariant and plastic phenotypes // Annals of botany. 2016. Apr. 1. Vol. 117 (5). P. 733-748.
Alados C. L., Navarro T., Escós J., Cabezudo B., Emlen J. M. Translational and fluctuating asymmetry as tools to detect stress in stress-adapted and nonadapted plants // International Journal of Plant Sciences. 2001. May. Vol. 162 (3). P. 607-616.
Anastasia Z. The formation of fluctuating asymmetry during individual development of Вetula pendula // Principy Èkologii. 2014. Vol. 4. Jan. 1. P. 31-52.
Baranov S. G. Littleleaf Linden Tilia cordata (Mill.): Only Some Bilateral Traits Indicate Chemical Pollution Induced by Chemical Plant // Advances in Biological Research. 2014а. Vol. 8 (4). P. 143-148.
Baranov S. G. Use of morphogeometric method for study fluctuating asymmetry in leaves Tilia cordata under industrial pollution // Adv. Environ. Biol. 2014b. Vol. 8 (7). P. 2391-2398.
Baranov S. G. Use of a geometric morphometric method to determine the developmental stability of Betula pendula Roth. // Biology Bulletin. 2017. Sep. 1. Vol. 44 (5). P. 547-551.
Baranov S. G. Use of MorphoJ Soft Package for Phenotypic and Genotypic Variety Testing (English Oak Case Study) // Russian Journal of Genetics: Applied Research. 2018. Vol. 8. No 1. P. 22-30.
Bruschi, P., Grossoni P., Bussotti F. Within-and among-tree variation in leaf morphology of Quercus petraea (Matt.) // Liebl. natural populations. Trees. 2003. Vol. 17 (2). P. 164-172.
Clarke G. M. Fluctuating asymmetry of invertebrate populations as a biological indicator of environmental quality // Environmental Pollution. 1993. Jan. 1. Vol. 82 (2). P. 207-211.
Cornelissen T., Stiling P., Drake B. Elevated CO2 decreases leaf fluctuating asymmetry and herbivory by leaf miners on two oak species // Global Change Biology. 2004. Jan. 1. Vol. 10 (1). P. 27-36.
DOI: 10.1046/j.1529-8817.2003.00712.x
De Kroon H., Huber H., Stuefer J. F., and Van Groenendael J. M. A modular concept of phenotypic plasticity in plants // New Phytol. 2005. Vol. 166. P. 73-82.
DOI: 10.1111/j.1469-8137.2004.01310.x
Debat V., David P. Mapping phenotypes: canalization, plasticity and developmental stability // Trends in Ecology & Evolution. 2001. Oct. 1. Vol. 16 (10). P. 555-561. org/.
DOI: 10.1016/S0169-5347(01)02266-2
Erofeeva E. A. Hormesis and paradoxical effects of Drooping Birch (Betula pendula Roth) parameters under motor traffic pollution // Dose-Response. 2015. Jun. 1. Vol. 13 (2).
DOI: 10.1177/1559325815588508
Freeman D. С., Graham J. H., Emlen J. M. Developmental stability in plants: symmetries, stress and epigenesist // Genetica. 1993. No 89. P. 97-119.
Gilbert S. F., Bosch T. C., Ledón-Rettig C. Eco-Evo-Devo: developmental symbiosis and developmental plasticity as evolutionary agents // Nature Reviews Genetics. 2015. Oct. Vol. 16 (10). P. 611.
Gostin I. Air pollution stress and plant response // Plant Responses to Air Pollution. 2016. P. 99-117.
Graham J. H., Raz S., Hel-Or H., Nevo E. Fluctuating ASymmetry: Methods, Theory, and Applications // Symmetry. 2010. Vol. 2. P. 466-540.
DOI: 10.3390/sym2020466
Hochwender C. G., Fritz R. S. Fluctuating asymmetry in a Salix hybrid system: the importance of genetic versus environmental causes // Evolution. 1999. Apr. Vol. 53 (2). P. 408-416.
Hódar J. A. Leaf fluctuating asymmetry of Holm oak in response to drought under contrasting climatic conditions // Journal of arid environments. 2002. Oct. 1. Vol. 52 (2) P. 233-243.
Houle D. A simple model of the relationship between asymmetry and developmental stability // Journal of Evolutionary Biology. 13.4.2000. P. 720-730. Instab.: Causes and Consequences. Polak M, editor. Oxford University Press, 2003.
DOI: 10.1046/j.1420-9101.2000.00195.x
Ivanov V. P., Ivanov Y. V., Marchenko S. I., Kuznetsov V. V. Application of fluctuating asymmetry indexes of silver birch leaves for diagnostics of plant communities under technogenic pollution // Russian journal of plant physiology. 2015. May 1. Vol. 62 (3). P. 340-348.
Kaligarič M., Tognetti R., Janžekovič F., Raschi A. Leaf Fluctuating Asymmetry of Myrtus Communis L., Affected by Increases in Atmospheric CO2 Concentration: Evidence from a Natural CO2 Spring // Polish Journal of Environmental Studies. 2008. Jul. 1. Vol. 17 (4).
Klingenberg C. P. A developmental perspective on developmental instability: theory, models and mechanisms // Developmental instability: causes and consequences. 2003. P. 14-34.
Klingenberg, C. P., Duttke S., Whelan S., Kim M. Developmental plasticity, morphological variation and evolvability: A multilevel analysis of morphometric integration in the shape of compound leaves // J. Evol. Biol. 2012. Vol. 25. P. 115-129.
Klingenberg C. P. Size, shape, and form: concepts of allometry in geometric morphometrics // Development genes and evolution. 2016. Jun. 1. Vol. 226 (3). P. 113-137.
DOI: 10.1007/s00427-016-0539-2
Koroteeva E. V., Veselkin D. V., Kuyantseva N. B., Chashchina O. E. The size, but not the fluctuating asymmetry of the leaf, of silver birch changes under the gradient influence of emissions of the Karabash Copper Smelter Plant // Doklady Biological Sciences. 2015. Vol. 460. No 3. P. 364-367.
DOI: 10.1134/S0012496615010056
Kozlov M. V., Cornelissen T., Gavrikov D. E., Kunavin M. A., Lama A. D., Milligan J. R., Zverev V., Zvereva E. L. Reproducibility of fluctuating asymmetry measurements in plants: Sources of variation and implications for study design // Ecological indicators. 2017. Feb. 1. Vol. 73. P. 733-740/
DOI: 10.1016/j.ecolind.2016.10.033
Kozlov M. V., Niemelä P. Drought is more stressful for Northern populations of Scots pine than low summer temperatures // Silva Fennica. 2003. Vol. 37. P. 175-180.
Kozlov M. V., Zverev V., Zvereva E. L. Do defoliating insects distinguish between symmetric and asymmetric leaves within a plant? // Ecological Entomology. 2018. Vol. 43 (5). P. 656-664.
Kozlov M. V., Zvereva E. L. Confirmation bias in studies of fluctuating asymmetry // Ecological indicators. 2015. Oct. 1. Vol. 57. P. 293-297.
DOI: 10.1016/j.ecolind.2015.05.014
Lajus D. L., Alekseev V. R. Phenotypic variation and developmental instability of life-history traits: a theory and a case study on within-population variation of resting eggs formation in Daphnia // Journal of Limnology. 2004. Sep. 1. Vol. 63 (1). P. 37-44.
DOI: 10.4081/jlimnol.2004.s1.37
Lande R. Adaptation to an extraordinary environment by evolution of phenotypic plasticity and genetic assimilation // J. Evol. Biol. 2009. Vol. 22. P. 1435-1446.
DOI: 10.1111/j.1420-9101.2009.01754.x
Lens L. U., Van Dongen S., Kark S. et al. Fluctuating asymmetry as an indicator of fitness: can we bridge the gap between studies? // Biological Reviews. 2002. Feb. Vol.77 (1). P. 27-38. DOI: 10.1017S1464793101005796.
Leung B., Forbes M. R. Fluctuating asymmetry in relation to stress and fitness: effects of trait type as revealed by meta-analysis // Ecoscience. 1996. Jan 1. Vol. 3 (4). P. 400-413.
DOI: 10.1080/11956860.1996.11682357
Leung B., Forbes M. R., Houle D. Fluctuating asymmetry as a bioindicator of stress: comparing efficacy of analyses involving multiple traits // The American Naturalist. 2000. Jan. Vol. 155 (1). P. 101-115.
Palmer A. R., Strobeck C. H. Fluctuating Asymmetry Analyses Revisited // Developmental Instab.: Causes and Consequences. Polak M, editor. Oxford University Press, 2003. P. 279-319.
Royer D. L., Meyerson L. A., Robertson K. M., and Adams J. M. Phenotypic plasticity of leaf shape along a temperature gradient in Acer rubrum // PLoS ONE. 2009. Vol. 4(10).
DOI: 10.1371/journal.pone.0007653
Scheiner S. M. The genetics of phenotypic plasticity. XIII. Interactions with developmental instability // Ecology and evolution. 2014. Apr. 1. Vol. 4 (8). P. 1347-1360.
DOI: 10.1002/ece3.1039
Sultan S. E. Phenotypic plasticity in plants: a case study in ecological development // Evolution & development. 2003. Jan. 1. Vol. 5 (1). P. 25-33.
DOI: 10.1046/j.1525-142X.2003.03005.x
Takahashi K. H. Multiple modes of canalization: links between genetic, environmental canalizations and developmental stability, and their trait-specificity // Seminars Cell & developmental biology. 2018. May 22.
DOI: 10.1016/j.semcdb.2018.05.018
Tonsor S. J., Elnaccash T. W., Scheiner S. M. Developmental instability is genetically correlated with phenotypic plasticity, constraining heritability, and fitness // Evolution. 2013. Oct. 1. Vol. 67 (10). P. 2923-2935.
DOI: 10.1111/evo.12175
Tucić B., Budečević S., Manitašević Jovanović S. et al. Phenotypic plasticity in response to environmental heterogeneity contributes to fluctuating asymmetry in plants: first empirical evidence // Journal of Evolutionary Biology. 2018. Vol. 31 (2). P. 197-210.
DOI: 10.5061/dryad.8th5m
Valkama J., Kozlov M. V. Impact of climatic factors on the developmental stability of mountain birch growing in a contaminated area // Journal of Applied Ecology. 2001. Vol. 38. P. 665-673.
Veličković M. V. Reduced developmental stability in Tilia cordata leaves: effects of disturbed environment // Periodicum biologorum. 2010. Sep. 1. Vol. 112 (3). P. 273-281. P. 296-303.
Venâncio Henrique, Estevao Alves-Silva and Jean Carlos Santos. Leaf phenotypic variation and developmental instability in relation to different light regimes // Acta Botanica Brasilica. 2016. Vol.30 (2). P. 296-303.
DOI: 10.1590/0102-33062016abb0081
Wuytack T., Wuyts K., Van Dongen S., Baeten L., Kardel F., Verheyen K., Samson R. The effect of air pollution and other environmental stressors on leaf fluctuating asymmetry and specific leaf area of Salix alba L. // Environmental pollution. 2011. Oct. 1. Vol. 159 (10). P. 2405-2411.
DOI: 10.1016/j.envpol.2011.06.037
Zverev V., Lama A. D., Kozlov M. V. Fluctuating asymmetry of birch leaves did not increase with pollution and drought stress in a controlled experiment // Ecological indicators. 2018. Jan. 31. Vol. 84. P. 283-289.
DOI: 10.1016/j.ecolind.2017.08.058
Zvereva E. L., Kozlov M. V., Haukioja E. Stress responses of Salix borealis to pollution and defoliation // Journal of Applied Ecology. 1997. Vol. 34 (6) Dec. 1. P. 1387-1396.
DOI: 10.2307/2405256
Zvereva E. L., Kozlov M. V., Niemelä P., Haukioja E. Delayed induced resistance and increase in leaf fluctuating asymmetry as responses of Salix borealis to insect herbivory // Oecologia. 1997. Feb. 1. Vol. 109 (3). P. 368-373.

Еще

Статья научная