Биологические особенности трентеполии в умеренных широтах

 

Трентеполия как вид, мало исследована. В частности слабо исследована биология, экология, способы распространения, роль в фитоценозе. Ещё не изучены места и экология, наиболее подходящая для данного вида, не выяснено, по каким параметрам Трентеполия расселяется по деревьям, какие виды деревьев она предпочитает и почему. Какова её скорость распространения. Возможно, данная работа даст некоторые ответы.

Цель работы: исследовать биоморфологию, особенности популяционной экологии и её распространения.

Ключевые слова: биоморфология, популяционная экология, биоэкология.

 

Мы исследовали 3 участка леса с разной экологией: участки рядом с автотрассой, железной дорогой и на обособленном участке леса. Изучалось процентное покрытие трентеполии на разных видах деревьев (берёзы, осины, вяза, яблони, дуба, сосны), возраст которых составлял от 40 до 75 лет. Выяснялось её предпочтение тем или иным видам деревьев. Была рассмотрена экология местонахождения деревьев на участках, взяты пробы коры с трентеполией для подсчёта количества клеток на 1см2. Мы попытались выяснить способ и фактическое распространение трентеполии. Некоторые исследования проводились и были опубликованы в Journal of Phycology. [4]

Наблюдения и исследования участков лесов проводились с июня по сентябрь 2015 года. Был изучен процент покрытия трентеполией на разных видах деревьев разных участков. Сама водоросль находилась на высоте от 0,1 до 3,5 метрах. Почему не на одной, а на разной высоте? По наблюдениям можно дать следующее объяснение: как известно, на распространение трентеполии влияет влага. (В сухую погоду клетки впадают в состоянии анабиоза. Сохраниться им помогает оболочка в несколько слоёв). Как только появляется вода (роса, дождь), клетки водоросли начинают «оживать» и распространяться на новые субстраты [1]. Для распространения нужен ветер. Чем выше скорость ветра, тем дальше клетки могут перемещаться. Но можно учесть ещё один фактор, который, вероятно, влияет на высоту распространения клеток — солнце. В ходе наших наблюдений было замечено, что на тех участках, где солнечные лучи могли попадать на стволы деревьев высота распространения 1–1,6 м. Где солнечных лучей не хватало, высота наблюдалась вплоть до 3, 3–5 м.

По многочисленным наблюдениям трентеполия может обитать на дереве со всех сторон.

Трентеполия никому из видов деревьев не отдаёт предпочтения. Её распространение на расстояние зависит лишь от силы ветра (перемещается участками нитей или на небольших тонких фрагментах коры дерева). Чем старше дерево, тем больший процент покрытия можно заметить.

Трентеполия может соседствовать с лишайниками, грибами и мхами на деревьях. Иногда селится и обитает на своих «соседях». Известно, что некоторые виды трентеполии входят в состав лишайников [2].

Но почему же зелёная водоросль обитает на деревьях и других субстратах? По нашему мнению, это избегание конкуренции от других видов растений. Либо она просто обитает на дереве, как на твердом субстрате или же образует симбиоз с каким-либо видом лишайников [2]. Специфическое отношение с другими организмами пока не выяснено.

Мы попытались выяснить и сосчитать с какой скоростью распространяется трентеполии, какое количество клеток будет на площади дерева за определенный промежуток времени (год, месяц) и что влияет на ее размножение.

Для вычисления скорости распространения мы провели 2 эксперимента

1 Эксперимент:

С дерева, на котором был высокий процент покрытия трентеполией был снят небольшой участок коры, для того, чтобы проследить скорость распространения клеток. Через 3 недели были сняты пробы очищенного участка и рассмотрены под микроскопом на наличие клеток трентеполии. И они были найдены. Таким образом, можно подсчитать в среднем, сколько клеток нанесло за год, месяц (не учитывая зимние месяцы), неделю. Нужно обязательно учитывать месяц года, погоду, в частности дождь и ветер.

2 Эксперимент:

Расчет проводился в несколько этапов:

1.                С помощью микроскопа подсчитать количество клеток на 1см2.
2.                Подсчитать процент покрытия трентеполией на коре дерева.
3.                Вычислить площадь коры, покрытого трентеполией.
4.                Количество клеток, подсчитанных на 1 см2 умножить на площадь коры, покрытого трентеполией и подсчитать примерное количество клеток на данном дереве.
5.                Зная примерный возраст дерева можно вычислить: количество клеток, нанесённых за год (зимние месяцы исключить), полгода, квартал, месяц.

Пример:

Расчет клеток трентеполии на березе бородавчатой (Betulapendula).

Для этого мы вычислили несколько параметров, необходимых для расчета:

1                    Диаметр ствола (средний)– 150см

2                    Высота распространения клеток трентеполии– 250см

3                    Кол-во клеток на 1см2–42.500 шт.

4                    Приблизительный процент покрытия коры трентеполией — 57 %

5                    Возраст дерева — 70 лет (взять 60 лет с учетом частого уноса коры с молодого дерева)

С помощью данных, которые мы рассчитали, были вычислены следующие показатели:

1)                 150 × 250 = 37.500 см2 — (общая площадь коры дерева)

2)                 37.500 × 57 %: 100 % = 21.375 см2 (S покрытия клеток трентеполии на коре дер.)

3)                 42.500 × 21.375см2 = 908.437.500 — (кол-во клеток трентеполии на дер.)

4)                 908.437.500: 60 = 15.140.625 — (кол-во клеток, нанесенных за год)

5)                 15.140.625: 9 = 1.682.292 — (кол-во клеток, нанесенных за месяц)

В последнем уравнении важно вычесть зимние месяцы!

Клетки трентеполии под микроскопом

1 цена деления — 1мкм (0,0001см)

Рис. 1. 1 — Клетки с хлоропластами. 2 — Пустые клетки. 3 — Клетки с зооспорами. 4 — Клетки с маслом и растворенным в нем каротиноидом

 

В ходе исследования можно сделать несколько выводов:

1.                Было ещё раз наглядно подтверждено, что трентеполия распространяется с помощью ветра и воды (разламывание нитей и распространение их).
2.                Трентеполия может располагаться или жить с другими видами мхов, лишайников, грибов, которые также находятся на дереве.
3.                Количество трентеполии на некоторых деревьях (березе, осине и сосны) будет зависеть лишь от её распространения, а не от вида деревьев.
4.                Трентеполия не была обнаружена на других субстратах.
5.                Высота распространения трентеполии будет зависеть скорее всего от солнечного освещения.
6.                Было подсчитано примерное распространение клеток за год.

 

Литература:

 

1.      Ботаника: в 4 т. Т. 2 Водоросли и грибы: учебник для студ. высш. учеб. заведений / Г. А. Белякова, Ю. Т. Дьяков, К. Л. Тарасов. — М.: Издательский центр «Академия», 2006. — 320 с.
2.      Курс альгологии и микологии: Учебник / Под ред. Ю. Т. Дьякова. — М.: Изд-во МГУ, 2007. — 559 с.
3.      Горбунова Н. П. Альгология: Учеб. пособие для вузов по спец «Ботаника» — -М.: Высш. Шк., 1991. — 256 с.
4.      Rindi, F., & Guiry, M.D., (2002). Diversity, life history, and ecology of Trentepohlia and Printzina (Trentepohliales, Chlorophyta) in urban habitats in western Ireland. Journal of Phycology. (http://bioref.lastdragon.org/Chlorophyta/Trentepohlia.html)