Биоиндикация окружающей среды по фенотипам клевера белого
Пляшник Надежда
9 класс, МОУ СОШ № 000, г. Челябинск
Научный руководитель: , учитель биологии
Основным источником загрязнения атмосферного воздуха в городских условиях является автомобильный транспорт. В выхлопных газах двигателей содержится более 300 химических соединений и элементов. Часть загрязняющих веществ, оседая вблизи автомобильных дорог, вызывает изменчивость у растущих там растений. Это выражается в расширении набора фенотипов, увеличении частоты их встречаемости и появлении в популяциях специфических фенотипов. Подобные фенотипы могут служить биоиндикаторами состояния окружающей среды.
Цель работы – изучение возможности использования биоиндикации для определения степени загрязнения исследуемой среды. Она определила и задачи работы.
Объектом исследования являются фенотипы клевера белого.
Предметом исследования стала биоиндикация с помощью фенотипов клевера белогоразных территорий в зависимости от степени загрязнения окружающей среды.
В ходе исследования были использованы методы: наблюдение, количественный и качественный методы анализа, сопоставление данных и др.
МЕТОДИКА РАБОТЫ
В качестве фенотипического индикатора использовали форму седого рисунка на пластинках листа клевера белого, а также фены клевера с уникальными признаками (рисунком красного цвета, пятнами и др.). Обследовались все листья клевера в пределах кольца диаметром 1 м, которое метали случайным образом на пробную площадку. Фены отслеживались на нескольких пробных площадках в зависимости от интенсивности воздействия антропогенных источников загрязнения и степени удаления их от исследуемых объектов. Для каждой площадки рассчитывались частоты встречаемости отдельных фенов и суммарная частота (индекс соотношения фенов - ИСФ) в процентах.
РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
Для исследования было выбрано три территории с различной степенью антропогенной нагрузки: участок улицы Чичерина; недавно образованная улица (без названия), идущая параллельно ул. Чичерина и проходящая в 500 метрах от школы № 000; территория пришкольного участка школы № 000, на которой нет движения автомобилей.
Улица Чичерина - было обследовано 528 листьев клевера, среди которых седого рисунка не имели 63 листа. Были обнаружены: фен 2 – 209 листьев, фен 3 – 102 листа, фен 6 – 73 листа, фен 8 – 26 листьев. А также фены с уникальными признаками в количестве 55 листьев. ИСФ (индекс соотношения фенов) для данной территории составляет 88%, что указывает на высокую загрязненность территории. Здесь повышенная антропогенная нагрузка, из-за близкого расположения автодороги с высоким транспортным потоком;
Улица в районе школы – обследовано 264 листа клевера, седого рисунка не имели 109 листьев. Были обнаружены фен 2 – 76 листьев, фен 3 – 38 листьев, фен 7 – 19 листьев. Фены с уникальными признаками: в количестве – 22 листьев. ИСФ (индекс соотношения фенов) для данной территории составляет 59%, что указывает на умеренную загрязненность территории.
Пришкольный участок - обследовано 655 листьев, седого рисунка не имели 336. Обнаружены фен 2 – 171 лист, фен 3 – 148 листьев. Фены с уникальными признаками не обнаружены. ИСФ (индекс соотношения фенов) для данной территории составляет 48%. Этот показатель говорит о том, что территория пришкольного участка тоже не является абсолютно чистой.
Из приведенных выше данных видно, что наибольшее количество разнообразных фенотипов клевера встречается на улице Чичерина, так как здесь наиболее сильное движение автотранспорта. Его выбросы, оседая возле дороги, накапливаясь в почвах и воздухе, вызывают изменчивость у растений. А клевер белый высокочувствителен к загрязнению среды. Именно на этой территории встретились и специфические, уникальные мутации. Их количество составляет 10 % от общего числа исследуемых листьев.
На второй территории интенсивность транспортного потока почти в 16 раз ниже по сравнению с улицей Чичерина. Выбросов, оседающих на придорожной территории меньше, отсюда и меньшее число фенотипов с седым рисунком на листьях, меньшее число уникальных мутаций. Количество уникальных мутаций составляет 8 % от общего числа исследуемых листьев, но разнообразие уникальных мутаций меньше.
На третьей территории автомобильного потока нет. ИСФ здесь самый низкий. Уникальные мутации отсутствуют, количество фенов с седым рисунком минимально. Возможно, что это наиболее благоприятная территория.
Проведенные исследования позволили сформулировать следующие выводы:
1.Основной источник загрязнения среды на исследуемых территориях – это автомобильный транспорт. Его выбросы вызывают изменчивость у растений.
2.Увеличение или уменьшение частоты встречаемости фенотипов клевера и появление в популяциях специфических фенотипов может служить биологическим индикатором воздействия антропогенных факторов.
3.Общий показатель ИФС на улице Чичерина в 1,5 раза превышает показатель ИФС на улице возле школы и в 1,8 раз превышает показатель ИФС в районе пришкольного участка, что объясняется интенсивным транспортным потоком, и высоким содержанием в воздухе и почве загрязняющих веществ.
4.На основании полученных данных можно заключить, что уровень загрязнения вдоль ул. Чичерина высокий. А уровень загрязнения для улицы возле школы и пришкольного участка можно оценить, как средний (удовлетворительный).
5.Проблема загрязненности городов автотранспортом действительно является глобальной экологической проблемой, поэтому необходимо искать пути ее решения.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Биоиндикация – один из важнейших и полезных методов экологического мониторинга. С помощью растений – индикаторов можно безболезненно для окружающей среды узнать состояние своей местности.
Метод биоиндикации одинаково хорош для любых территорий с разной степенью загрязненности. По результатам наблюдений на исследуемой территории Калининского района г. Челябинска достаточно неблагоприятная ситуация, вызванная все возрастающим потоком автотранспорта.
На этом этапе работа не остановится. В планах осмотреть окрестности других районов города Челябинска, сравнив результаты между собой.
