Активність фотосинтетичного комплексу бріофітів на трансформованих територіях видобутку вугілля

L. Karpinets, V. Baranov, R. Sokhanchak, S. Beshley

Анотація


Досліджено сезонну динаміку вмісту пігментів фотосинтезу у пагонах Ceratodon purpureus із різних положень і місцезростань на відвалах Червоноградського гірничопромислового району. Встановлено, що кількісний склад хлорофілів а (хл а) та b (хл b), співвідношення а/b та хлорофілів/каротиноїдів (Х/К) у клітинах мохів змінювалися залежно від положення їхніх місцезростань на відвалах і від мікрокліматичних умов: температурного режиму, сонячної радіації та вологості субстрату. Виявлено, що у квітні на відкритих ділянках, де ріс Ceratodon purpureus, вміст хлорофілу а у його пагонах підвищувався, у липні кількість цього пігменту суттєво знижувалась, а співвідношення а/b було меншим, ніж навесні. Влітку вміст каротиноїдів у клітинах моху на освітлених ділянках підвищувався, порівняно з весняними показниками, що запобігалоймовірному фотоокисненню й утворенню вільних радикалів в умовах дії високої інсоляції та температури. Восени у пагонахCeratodon purpureus, відібраних з різних положень відвалів, вміст як зелених, так і допоміжних пігментів здебільшого знижувався, порівняно з літніми показниками. Зміни у кількості та співвідношенні пігментів у різні періоди року на відвалах свідчили про адаптивний характер фотосинтетичної системи мохів, що сприяло ефективнішому використанню сонячної радіації різної інтенсивності. Залежно від положення на шахтних відвалах і від ступеня їхньої рекультивації, визначено показники хлорофільного індексу для бріосинузій. Встановлено, що значення хлорофільного індексу залежало від екологічної приуроченості до умов місцезростання моху в техногенному середовищі, від складу бріофлори, суми зелених пігментів у фотосинтетичних органах і від площі асимілюючої поверхні. Для досліджуваних бріосинузій найбільший запас фітомаси та значення хлорофільного індексу визначено на відвалі шахти “Надія”, а найменший – на відвалі Центральної збагачувальної фабрики в моновидовому угрупованні Ceratodon purpureus – syn. Вищі показники продуктивності встановлено у синузії, до складу якої належить Campylopus introflexus із біоморфною структурою щільної дернини, який формує в умовах зростання найбільшу наземну фітомасу, порівняно з іншим видами. Хлорофільний індексможе слугувати важливим критерієм для оцінки участі мохів у продукційному процесі рослинного покриву на трансформованих територіях.


Ключові слова


бріофіти; породні відвали; пігменти фотосинтезу; хлорофільний індекс

Повний текст:

PDF

Посилання


Бачурина Г. Ф., Мельничук В. М. Флора мохів Української РСР. К.: Наук. думка, 1987. Вип. І. 180 с.

Бачурина Г. Ф., Мельничук В. М. Флора мохів Української РСР. К.: Наук. думка, 1988. Вип. ІІ. 179 с.

Бачурина Г. Ф., Мельничук В. М. Флора мохів Української РСР. К.: Наук. думка, 1989. Вип. ІІІ. 175 с.

Бачурина Г. Ф., Мельничук В. М. Флора мохів України. К.: Академперіодика, 2003. Вип. ІV. 255 с.

Бойко М. Ф. Про синузії мохоподібних // Укр. ботан. журнал. 1978. Т. 35. № 1. С. 87-92.

Гавриленко В. Ф., Ладыгина М. Е., Хандобина Л. М. Большой практикум по физиологии растений. Фотосинтез. Дыхание. М.: Высш. школа, 1985. 392 с.

Гапон С. В. Біоморфологічна структура бріофлори Лісостепу України // Чорноморськ. ботан. журнал. 2010. Т. 6. № 1. С. 41-47.

Гапон С. В. Епіфітні бріоугруповання Лісостепу України: Аналіз флори і бріосинтаксономія // Укр. ботан. журнал. 2010. Т. 67. № 3. С. 446-453.

Гапон С. В. Мохоподібні Лісостепу України (рослинність та флора): дис. ... д-ра біол. наук: 03.05.00. К., 2011. 855 с.

Гапон С. В. Методичний аспект дослідження мохової рослинності // Укр. ботан. журнал. 2013. Т. 70. № 3. С. 292-297. https://doi.org/10.15407/ukrbotj70.03.392

Игнатов М. С., Игнатова Е. А. Флора средней части европейской России. Т. 1: Sphagnaceae-Hedwigiaceae. М.: КМК, 2003. 608 c.

Игнатов М. С., Игнатова Е. А. Флора средней части европейской России. Т. 2: Fontinalaceae-Amblistegiaceae. М.: КМК, 2004. 335 c.

Карпінець Л. І., Лобачевська О. В., Соханьчак Р. Р. Екологічна структура епігейних синузій мохоподібних на породних відвалах Червоноградського гірничопромислового району // Укр. ботан. журнал. 2017. Т. 74. № 2. С. 154-162. https://doi.org/10.15407/ukrbotj74.02.154

Кияк Н. Фотосинтетична активність мохів на девастованих територіях видобутку сірки // Вісн. Львів. ун-ту. Сер. біол. 2013. Вип. 62. С. 170-179.

Кобилецька М. С., Маленька У. Вплив саліцилової кислоти на вміст фотосинтетичних пігментів у рослинах кукурудзи за дії кадмій хлориду // Вісн. Львів. ун-ту. Сер. біол. 2012. Вип. 58. С. 300-308.

Кузярін О. Т. Бріофлора вугільних відвалів Львівсько-Волинського промислового регіону // Біологічні Студії (Studia Biologica). 2013. Т. 7. № 1. С. 105-114. https://doi.org/10.30970/sbi.0701.258

Лобачевська О. В. Мохоподібні породних відвалів Червоноградського гірничопромислового району // Чорноморськ. ботан. журнал. 2012. Т. 8. № 1. С. 67-77.

Лобачевська О., Бойко І., Карпінець Л. Фенотипна пластичність моху Ceratodon purpureus (Hedw.) Brid. в умовах техногенно трансформованого середовища // Біологічні студії (Studia Biologica). 2014. Т. 8. № 3-4. С. 137-148. https://doi.org/10.30970/sbi.0803.368

Минеев В. Г. Практикум по агрохимии. М.: Изд-во МГУ, 1989. 304 с.

Мокроносов А. Т., Гавриленко В. Ф., Жигалова Т. В. Фотосинтез. Физиолого-экологические и биохимические аспекты: учеб. для студ. вузов. 2-е изд., испр. и доп. М.: Изд. центр «Академия», 2006. 448 с.

Плохинский Н. А. Биометрия. М.: Изд-во МГУ, 1970. 367 с.

Польчина С. М. Методичні рекомендації до лабораторних і практичних робіт з ґрунтознавства. Чернівці: ЧДУ, 1991. 60 с.

Улычна К. О., Гапон С. В., Кулык Т. Г. К методике изучения эпифитных моховых обрастаний. Проблемы бриологии в СССР. Л.: Наука, 1986. С. 201-206.

Улична К. О. Динаміка мохових синузій бучин Опілля // Укр. ботан. журнал. 1980. Т. 37. № 6. С. 45-48.

Ходосовцев О. Є., Бойко М. Ф., Надєіна О. В., Ходосовцева Ю. А. Лишайникові та мохові угруповання нижньодніпровських арен: синтаксономія та індикація дефляційних процесів // Чорноморськ. ботан. журнал. 2015. Т. 7. № 1. С. 44-66.

Шмакова Н. Ю., Кудрявцева О. В. Сравнительная оценка листового и хлорофильного индексов для определения годичной продукции органического вещества в сообществах горной тундры Хибин // Ботан. журнал. 2002. Т. 87. № 3. С. 85-97.

Cuttriss A. J., Pogson B. J. Carotenoids // Plant Pigments and Their Manipulation / Eds. K. M. Davies. Boca Raton: CRC Press. 2004. P. 57-91. https://doi.org/10.1002/9781119312994.apr0133

Foyer C. H., Harbinson J. Relationships between antioxidant metabolism and carotenoids in the regulation of photosynthesis. The photochemistry of carotenoids. Eds. Frank H. A., Young A. J., Cordell R. J. Dordrext: Kluwer Acad. Publ. 1999. P. 305-325. https://doi.org/10.1007/0-306-48209-6_17

Foyer C. H., Shigeoka S. Understanding Oxidation stress and Antioxidant Functions to Enhance Photosynthesis // Plant Physiol. 2011. Vol. 155. P. 93-100. https://doi.org/10.1104/pp.110.166181

Gimingham C. H., Robertson E. T. Preliminary investigations on the structure of bryophytic communities // Transaction of British Bryological Society. 1950. N 1. Р. 330-344. https://doi.org/10.1179/006813850804878734

Glime J. M. Bryophyte Ecology. Vol. 1. Physiological Ecology. 2007. - E-book sponsored by Michigan Technological University and the International Association of Bryologists. Accessed on March 2008 at <http://www.bryoecol.mtu.edu/>.

Havaux M. Carotenoid oxidation products as stress signals in plants // Plant J. 2014. N 79. P. 597-606. https://doi.org/10.1111/tpj.12386

Hodgetts N. G., Söderström L., Blockeel T. L. et. al. An annotated checklist of bryophytes of Europe, Macaronesia and Cyprys // Journal of Bryology. 2020. Vol. 42. N 1. С. 1-116. https://doi.org/10.1080/03736687.2019.1694329

Longton R. E. The role of bryophytes and lichens in terrestrial ecosystems. In: Bryophytes and Lichens in a Changing Environment / Eds. J. W. Bates and A. M. Farmer. Clarendon Press. Oxford, 1992. P. 32-76.

Mаgdefrau K. Life-forms of Bryophytes. Bryophyte Ecology. London; NewYork, 1982. P. 45-58. https://doi.org/10.1007/978-94-009-5891-3_2

Mittler R. Oxidative stress, Antioxidants and Stress Tolerance // Trends Plant Sci. 2002. Vol. 7. P. 405-410. https://doi.org/10.1016/S1360-1385(02)02312-9

Mozzo M., Dall'Osto L., Hienerwadel R. et al. Photoprotection in the antenna complexes of photosystem II. Role of individual xanthophylls in chlorophyll triplet quenching // J. Biol. Chem. 2008. Vol. 283. N 10. P. 6184-6192. https://doi.org/10.1074/jbc.M708961200

Pogson B. J., Rissler H. M., Frank H. A. The roles of carotenoids in photosystem II of higher plants // Photosystem II: The Light-driven Water: Plastoquinone Oxidoreductase / Eds. T. Wydrzynski, K. Satoh. Dordrecht: Springer-Verlag, 2005. P. 515-537. https://doi.org/10.1007/1-4020-4254-X_24

Richards P. W. The ecology of tropical forest bryophytes // New Manual of Bryology. Nichinan: The Hattori Botanical Laboratory. 1984. Vol. 2. P. 1233-1270.

Rousk K., Jones D. L., DeLuca T. H. Moss-cyanobacteria associations as biogenic sources of nitrogen in boreal forest ecosystems // Front Microbiol. 2013. Vol. 4. https://doi.org/10.3389/fmicb.2013.00150

Russell S. Bryophyte production and decomposition in tundra ecosystems // Bot. J. Linn. Soc. 1990. Vol. 104. N 1-3. P. 3-22.
https://doi.org/10.1111/j.1095-8339.1990.tb02208.x

Електронний ресурс: https://meteopost.com/weather/archive/




DOI: http://dx.doi.org/10.30970/vlubs.2023.89.03

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.