Український антарктичний журнал

№ 13 (2014): Український антарктичний журнал
Articles

Зведений латентний показник пристосовуваності Deschampsia antarctica Desv. як відбиток мікроумов існування в районі Адміральської бухти (о. Короля Георга, Прибережна Антарктика)

PDF
  • Н. Ю. Мірюта,
  • І. Ю. Парнікоза,
  • Г. Ю. Мирюта,
  • П. П. Швидун,
  • Є. Смикла,
  • І. А. Козерецька,
  • В. А. Кунах
Н. Ю. Мірюта
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, вул. Заболотного, 150, Київ, 03680, Україна
І. Ю. Парнікоза
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, вул. Заболотного, 150, Київ, 03680, Україна
Г. Ю. Мирюта
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, вул. Заболотного, 150, Київ, 03680, Україна
П. П. Швидун
Київський університет імені Тараса Шевченка, вул. Володимирська, 64, Київ, 01601, Україна
Є. Смикла
Інститут охорони природи Польської Академії наук, вул. Міцкевича, 33, Краків, 31120, Польща
І. А. Козерецька
Київський університет імені Тараса Шевченка, вул. Володимирська, 64, Київ, 01601, Україна
В. А. Кунах
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, вул. Заболотного, 150, Київ, 03680, Україна
DOI: https://doi.org/10.33275/1727-7485.13.2014.224
Опубліковано December 17, 2014
Як цитувати
Мірюта, Н. Ю., Парнікоза, І. Ю., Мирюта, Г. Ю., Швидун, П. П., Смикла, Є., Козерецька, І. А., & Кунах, В. А. (2014). Зведений латентний показник пристосовуваності Deschampsia antarctica Desv. як відбиток мікроумов існування в районі Адміральської бухти (о. Короля Георга, Прибережна Антарктика). Український антарктичний журнал, (13), 159-174. https://doi.org/10.33275/1727-7485.13.2014.224

Анотація

В екстремальних умовах довкілля популяції рослин характеризуються адаптацією до його несприятливих змін, що визначається терміном «пристосовуваність». Проте різні популяції можуть реагувати з різним успіхом. Для оцінки пристосовуваності може бути виміряна низка показників, реакція яких на одні й ті самі умови теж може бути різною. У цьому дослідженні ми оцінювали пристосовуваність унікальної антарктичної рослини – Deschampsia antarctica, яка базується на параметрах, що відбивають три різних рівні організації: популяційний (S – проективне покриття), організмовий (Ph – біометричні характеристики) та клітинний (rcDNA – відносний вміст ДНК в ядрі клітин паренхіми листків). Збір матеріалу для вивчення було здійснено на острові Короля Георга (Прибережна Антарктика) у двох оазах району Адміральської бухти протягом південного літнього сезону 2005/06 рр. Було проаналізовано шість популяцій. Отримані попарні відмінності між популяціями за трьома вищевказаними параметрами для кожної пари досліджених показників було використано для визначення зведеного латентного показника пристосовуваності для кожної популяції. Величину цього показника виражено в балах. Значення зведеного латентного показника пристосовуваності характеризує синхронізованість реакції трьох досліджених показників пристосовуваності в конкретних умовах мікрооточення. Цей підхід дає змогу подати пристосовуваність популяцій D. antarctica на основі комплексу характеристик в умовах мозаїчних мікрокліматичних умов, посилених кліматичними змінами у Прибережній Антарктиці.

PDF

Посилання

  1. Ajvazyan, S.A., Buxshtaber, V.M., Enyukov, I.S., & Meshalkin, L.D. (1989). Prikladnaya statistika. Klassifikaciya i snizhenie razmernosti [Applied statistics. Classification and lowering the dimensionality]. Moscow, Finansy` i statistika.
  2. Vul`f, E.V. (1937). Poliploidiya i geograficheskoe rasprostranenie rastenij [Polyploidy and the geographical ranges of plants]. Uspexi sovremennoj biologii, 7, 161–197.
  3. Kunax, V.A. (2011). Zhebrakovskie chteniya. III. Ontogeneticheskaya plastichnost` genoma kak osnova adaptivnosti rastenij [Zhebrakov readings. III. Ontogenetical plasticity of the genome as a basis for plants’ adaptability]. Institut genetiki i citologii NAN Belarusi. Minsk. Pravo i e`konomika.
  4. Miriuta, N.Iu., & Kunakh, V.A. (2011). Dynamika klitynnykh system in vitro. 2. Orhanizatsiia u chasi i stiikist yak systemy kultury tkanyn rauvolfii zmiinoi na pasazhnomu rivni [Dynamics of cell systems in vitro. 2. Organization in time and stability as a system of the Rauwolfia serpentina culture at the passage level]. Biotekhnolohiia, 4(6), 16-29.
  5. Musiienko, M.M., Serebriakov, V.V., & Braion, O.V. (2004). Ekolohiia: Tlumachnyi slovnyk [Ecology: a dictionary]. Kyiv, Lybid.
  6. Parnikoza, I., Ozheredova, I., Miriuta, N., Kozeretska, I., Smykla, Dzh., & Kunakh, V. (2013). Porivnialnyi analiz pokaznykiv populiatsiinoi uspishnosti Deschampsia antarctica Desv. v raioni Admiralskoi bukhty (o. Korolia Heorha. Pryberezhna Antarktyka) [Comparing parameters of the population success Deschampsia antarctica Desv. in the area of the Admiral Bay (King George Isl., Maritime Antarctica)]. Ukrainian Antarctic Journal, 12, 186–198.
  7. Parnikoza, I.Yu., Abakumov, E.V., Dikij, I.V., Pilipenko, D.V., Shvidun, P.P., Kozereczkaya, I.A., & Kunax, V.A. (2014). Vliyanie pticz na prostranstvennoe raspredelenie Deschampsia antarctica Desv. ostrova Galindez (Argentinskie ostrova, Pribrezhnaya Antarktika) [The effect of birds on the spatial distribution of Descampsia antarctica Desv. of the Galindez Island (Argentine Islands, Maritime Antarctica)]. Russkij ornitologicheskij zhurnal, express issue 1056, 3095–3107.
  8. Pollard, Dzh. (1982). Spravochnik po vy`chislitel`ny`m metodam statistiki [A handbook of statistical calculation methods]. Moscow, Finansy` i statistika.
  9. Strogonov, B.P. (1973). Rastitel`ny`j metabolizm v usloviyax zasoleniya [Plant metabolism in salt pollution conditions]. Materialy` XXXIII Timiryazevskix chtenij. Moscow, Nauka.
  10. Churaev, R.N. (2006). E`pigenetika: genny`e i e`pigenny`e seti v onto-i filogeneze [Epigenetics: gene and epigene networks in onto- and phylogenesis]. Genetika, 42(9), 1276–1296.
  11. Barcikowski, A., Czaplewska, J., Giełwanowska, I., Loro, P., Smykla, J., & Zarzycki, K. (2001). Deschampsia antarctica (Poaceae) – the only native grass from Antarctica. In L. Frey (Ed.), Studies on Grasses in Poland. W. Szafer Institute of Botany, Polish Academy of Sciences, Kraków (pp. 367–377).
  12. Barcikowski, A., Czaplewska, J., Loro, P., Łyszkiewicz, A., Smykla, J., & Wojciechowska, A. (2003). Ecological variability of Deschampsia antarctica in the area of Admiralty Bay (King George Island, maritime Antarctic). W. Szafer Institute of Botany, Polish Academy of Sciences, Kraków. (pp. 393–407).
  13. Beyer, L., & Bölter, M. (2002). Geoecology of Antarctic Icefree Coastal Landscapes. Ecological Studies. 156. Springer, Berlin.
  14. Bölter, M., Kappen, L., & Meyer, M. (1989). The influence of microclimatic conditions on potential photosynthesis of Usnea sphacelata: A model. Ecological Research, 3, 297–307.
  15. Causton, D.R., & Venus, J.C. (1981). The Biometry of Plant Growth. London, Edward Arnold.
  16. Conrad, M. (1983). Adaptability, the Significance of Variability from Molecule to Ecosystem. New York, Plenum Press.
  17. Convey, P. (1996a). Reproduction of Antarctic vascular plants. Antarctic Science, 8(2), 127–134.
  18. Convey, P. (1996b). The influence of environmental characteristics on life history attributes of Antarctic terrestrial biota. Biol. Rev., 71, 191–225.
  19. Convey, P. (2003). Maritime Antarctic climate Change: Signals from terrestrial biology. Antarctic Research Series, 79, 145–158.
  20. Convey, P. (2011). Antarctic terrestrial biodiversity in a changing world. Polar Biology, 34, 1629–1641.
  21. Day, A.T., Ruhland, C.T., & Xiong, F.S. (2008). Warming increases aboveground plant biomass and C stock in vascular-plant-domniated Antarctic tundra. Global Change Biology, 14, 1827–1843.
  22. Dietz, H., & Steinlein, T. (1996). Determination of plant species cover by means of image analysis. Journal of Vegetation Science, 7, 131–136.
  23. Edwards, J.A. (1972). Studies in Colobanthus quitensis (Kunth.) Bartl. and Deschampsia antarctica Desv.: V. Distribution, ecology and vegetative performance on Signy Island. British Antarctic Survey Bulletin, 28, 11–28.
  24. Finnigan, J.J. (2007). The Turbulent Wind in Plant and Forest Canopies. In: E.A. Johnson & K. Miyanishi (Eds.), Plant Disturbance Ecology, The Process and the Response. Burlington, California, London. (pp. 15–58).
  25. Floyd, D.A., & Anderson, J.E. (1987). A Comparison of three methods for estimating plant source. Journal of Ecology, 75, 221–228.
  26. Fowbert, J.A., & Smith, R.L. (1994). Rapid population increases in native vascular plants in the Argentine Islands Antarctic Peninsula. Arctic and Alpine Research, 26, 290-296.
  27. Giełwanowska, I. (2005). Specyfika rozwoju antarktycznych roślin naczyniowych Colobanthus quitensis (Kunth) Bartl. i Deschampsia antarctica Desv. Rozprawa habіlitacyjna. Wydawnictwo Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego Olsztyn.
  28. Jong Jong, T.J.D., & Klinkhamer, P.G.L. (1994). Plant size and reproductive success through female and male function. Journal of Ecology, 82, 399–402.
  29. Kejna, M. (1999). Air temperature on King George Island, South Shetland Islands, Antarctica. Polish Polar Research, 20, 183–201.
  30. Kennedy, K.A., & Addison, P.A. (1987). Some considerations for the use of visual estimates of plant cover in biomonitoring. Journal of Ecology, 75, 151–157.
  31. Kiernon, J.A. (1990). Histological and Histochemical Methods. Theory and Practice. New York-London, Pergamon Press.
  32. Kozeretska, I.A., Parnikoza, I.Yu., Mustafa, O., Tyschenko, O.V., Korsun, S.G., & Convey, P. (2010). Development of Antarctic herb tundra vegetation near Arctowski station, King George Island. Polar Science, 3, 254–261.
  33. Krywult, M., Smykla, J., & Wincenciak, A. (2013). The presence of nitrates and the impact of ultraviolet radiation as factors that determine nitrate reductase activity and nitrogen concentrations in Deschampsia antarctica Desv. around penguin rookeries on King George Island, Maritime Antarctic. Water Air and Soil Pollution, 224, 1563.
  34. Krzewicka, B., & Smykla, J. (2004). The lichen genus Umbilicaria from the neighbourhood of Admiralty Bay (King George Island, Maritime Antarctic), with a proposed new key to all Antarctic taxa. Polar Biology, 28, 15–25.
  35. Levin, D.A. (2002). The Role of Chromosome Changes in Plant Evolution. Oxford, Oxford University Press.
  36. Maarel, E. (2005). Vegetation ecology – an overview. In E. Maarel (Ed.), Vegatation Ecology. Malden, USA, Wiley. (pp. 1–51).
  37. Mosyakin, S.L., Bezusko, L.G., & Mosyakin, A.S. (2007). Origins of native vascular plants of Antarctica: comments from historical phytogeography viewpoint. Cytology and Genetics, 41, 54–63.
  38. Myers, W.L., & Shelton, R.L. (1980). Survey Methods for Ecosystem Management. New York, Wiley.
  39. Ochyra, R. (1998). The Moss Flora of King George Island, Antarctica. W. Szafer Institute of Botany, Polish Academy of Sciences, Cracow.
  40. Parnikoza, I., Maidanuk, D.N., & Kozeretska, I.A. (2007a). Are Deschampsia antarctica Desv. and Colobanthus quitensis (Kunth) Bartl. migratory relicts? Cytology and Genetics, 41, 36–40.
  41. Parnikoza, I.Yu., Miryuta, N.Yu., Maidanyuk, D.N., Loparev, S.A., Korsun, S.G., Budzanivska, І.G., Shevchenko, Т.P., Polischuk, V.P., Кunakh, V.А., & Kozeretska, I.А. (2007b). Habitat and leaf cytogenetic characteristics of Deschampsia antarctica Desv. in Maritime Antarctic. Polar Science, 1, 121–127.
  42. Parnikoza, І.Yu., Мiriuta, N.Yu., Аl-Ammouri, Yu., & Kunakh, V.А. (2008). Rauwolfia serpentina Benth. Cell populations dynamic in the context of different cultivation conditions in vitro. Biopolymers and Cell, 24(4), 300–309.
  43. Parnikoza, I., Convey, P., Dykyy, I., Trokhymets, V., Milinevsky, G., Tyschenko, O., Inozemtseva, D., & Kozeretska, I. (2009). Current Status of the antarctic herb tundra formation in the Central Argentine Island. Global Change Biology, 15, 1685–1693.
  44. Parnikoza, I., Kozeretska, I., & Kunakh, V. (2011a). Vascular plants of the maritime Antarctic: origin and adaptation. American Journal of Plant Sciences, 2, 381–395.
  45. Parnikoza, I.Yu., Loro, P., Miryuta, N.Yu., Kunakh, V.A., & Kozeretska, I.A. (2011b). The influence of some Environmental factors on Cytological and Biometric parameters and Chlorophyll content of Deschampsia antarctica Desv. in maritime Antarctic. Cytology and Genetics, 45(3), 170–176.
  46. Röttgermann, M., Steinlein, T., Beyschlag, W., & Dietz, H. (2000). Linear relationships between aboveground biomass and plant cover in low open herbaceous vegetation. Journal of Vegetation Science, 11, 145–148.
  47. Royles, J., Amesbury, M.J., Convey, P., Griffiths H., Hodgson D.A., Leng, M.J., & Charman, D.J. (2013). Plants and soil microbes respond to recent warming on the Antarctic Peninsula. Current Biology, 23, 1702–1706.
  48. Smith, R.IL. (1994). Vascular plants as indicators of regional warming in Antarctica. Oecologia, 99, 322–328.
  49. Smith, R.I.L. (2003). The enigma of Colobanthus quitensis and Deschampsia antarctica in Antarctica. In A.H.L. Huiskes, W.W.C. Gieskes, J. Rozema et al. (Eds.), Antarctic Biology in a Global Context Backhuys. Leiden (pp. 234–239).
  50. Tchuraev, R.N. (2006a). Genetal principles of organization and laws of functioning in governing gene networks. In N. Kolchanov, R. Hofesyaedt (Eds.), Bioinformatics of Genome Regulation and Structure. New York, Springer Science Media. (pp. 367–377).
  51. The Maritime Antarctic Coastal Ecosystem of Admiralty Bay. (1993). Rakusa-Suszczewski S. (Ed.) Warsaw, Department Antarctic Biological Polar Academical Sciences.
  52. Tømmervik, H., Wielgolaski, F.E., Neuvonen, S., Solberg, B., & Høgda, K.A. (2005). Biomass and production on a landscape level in the mountain birch forest. In F.E. Wielgolaski (Ed.), Plant Ecology, Herbivory and Human Impact in Nordic Mountain Birch Forests. Series: Ecological Studies, 180, Analysis and Synthesis. Springer. (pp. 53–70).
  53. Turner, J., Barrand, N.E., Bracegirdle, T.J., Convey, P., Hodgson, D.A., Jarvis, M., Jenkins, M., Marshall, G., Meredith, M.P., Roscoe, H., Shanklin, J., French, J., Goosse, H., Guglielmin, M., Gutt, J., Jacobs, S., Kennicutt, M.C., Masson-Delmotte, V., Mayewski, P., Navarro, F., Robinson, S., Scambos, T., Sparrow, M., Summerhayes, C.P., Speer, K., & Klepikov, A. (2013). Antarctic climate change and the environment: an update. Polar Record.
  54. Turner, J., Colwell, S.R., Marshall, G.J., Lachlan-Cope, T.A., Carleton, A.M., Jones, P.D., Lagun, V., Reid, P.A., & Iagovkina, S. (2005). Antarctic climate change during the last 50 years. International Journal of Climatology, 25, 279–294.
  55. Uchamanski, J. (2003). Ecology of individuals. In R.S. Ambasht, N.K. Ambasht (Eds.), Modern Trends in Applied Terrestrial Ecology. Springer. (pp. 247–274).
  56. Vera, M.L. (2011). Colonization and demographic structure of Deschampsia antarctica and Colobanthus quitensis along an altitudinal gradient on Livingston Island, south Shetland Islands, Antarctica. Polar research, 30, 7146.
  57. Weiner, J., & Thomas, S.C. (1986). Size variability and competition in plant monocultures. Oikos, 47, 211–222.
  58. Zwolska, I., & Rakusa-Suszczewski, S. (2002). Temperature as an environimental factor in the Arctowski station area (King George Island, South Shetland Islands). Global Change, 9, 51–65.