Цитогенетические реакции лиственных древесных растений на стрессовые условия и перспективы их использования для оценки генотоксичности окружающей среды

Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

Цитогенетические реакции лиственных древесных растений на стрессовые условия и перспективы их использования для оценки генотоксичности окружающей среды

Специальности 03.00.16 - экология

03.00.15 - генетика

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Калаев Владислав Николаевич

Воронеж 2009

Работа выполнена в Воронежском государственном университете

Научный консультант:

заслуженный деятель науки РФ, доктор биологических наук, профессор Артюхов Валерий Григорьевич

Официальные оппоненты:

член-корреспондент РАН, доктор биологических наук, профессор Захаров Владимир Михайлович

доктор биологических наук, профессор Косиченко Николай Ефимович

доктор биологических наук, профессор Ильинских Николай Николаевич

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Российский университет дружбы народов»

Защита диссертации состоится «_______» _______________2009 г. в ______часов на заседании диссертационного совета Д 212.038.05 при Воронежском государственном университете по адресу: г. Воронеж, Университетская пл., 1, биолого-почвенный факультет, аудитория _________

C диссертацией можно ознакомиться в Зональной научной библиотеке ГОУ ВПО «Воронежский государственный университет»

Автореферат разослан «___» ____________ 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Г.И. Барабаш

цитогенетический древесный генотоксичность

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Исследование цитогенетических характеристик древесных растений и закономерностей их изменений под действием различных экзогенных и эндогенных факторов представляет собой важную проблему, стоящую перед специалистами в области генетики, цитологии, экологии и смежных наук. Это обусловлено, с одной стороны, масштабным воздействием различного рода поллютантов на экосистемы, с другой - широким использованием древесных растений для озеленения городов, создания промышленно-парковых зон (леса являются своеобразными фильтрами, задерживающими пыль и вредные соединения; после аварии на Чернобыльской АЭС они стали ловушкой для радионуклидов), для рекультивации земель. В связи с этим возникает задача создания насаждений, устойчивых к стрессовым влияниям, обусловленным действием загрязнителей различной природы. Ее решение заключается в выявлении молекулярно-клеточных механизмов обеспечения резистентности растений к неблагоприятным факторам и отборе соответствующих генотипов.

Достаточно широк перечень исследований древесных растений по морфологическим, биохимическим и др. признакам (Дружкина, 2007; Матвеев, 2004; Онучин, 1993; Осколков, 1998а, б; Романовский, 1992; Федорова, 1997; Эрна, 1986 и др.), однако, особое внимание следует уделить цитогенетическим признакам, которые позволяют проследить изменения генетической системы, обусловленные загрязнением или другим стрессовым воздействием, на ранних стадиях их возникновения - еще до момента фенотипического проявления, или же выявить генетические особенности изучаемого материнского дерева, например, его мутантную природу.

В настоящее время как в России, так и за рубежом, активно проводятся исследования цитогенетических реакций древесных растений на воздействие различного рода модификаторов, но в большинстве случаев эти работы выполняются на видах хвойных (Изменчивость цитологических показателей …, 2005; Владимирова, 2005; Дорошев, 2004; Калашник, 2008; 2009; Квитко, 2009; Мазурова, 2009; Машкина, 2008; Муратова, 1991; 2004; Седельникова, 2008; Черкашина, 2007; Шафикова, 1999 и многие другие). В них отмечается, что механизмами адаптации к стрессовым условиям (краевой ареал, избыточная увлажненность почвы, аэротехногенное загрязнение) являются увеличение числа хромосом с вторичными перетяжками, появление кольцевых и добавочных В-хромосом, возможна также замена митоза на амитоз. Показано, что в условиях антропогенного загрязнения может происходить изменение ядрышковых характеристик, как правило, увеличение или уменьшение числа ядрышек в клетке, ядерно-ядрышковых отношений, возрастает уровень нарушений митоза, расширяется их спектр, возможно появление микроядер, изменение числа делящихся клеток. Для лиственных древесных растений подобного рода работ выполнено значительно меньше (Вострикова, 2006; 2007; Карпова, 2002; Миронов, 2002; Сенькевич, 2007 и др.). Так, установлено, что в условиях загрязнения возрастает уровень патологий митоза и расширяется их спектр, возможно появление остаточных ядрышек на стадии метафазы - телофазы митоза, которому приписывается адаптивное значение.

Для оценки воздействия стресс-факторов на цитогенетический аппарат древесных растений необходимо выявить в контролируемых лабораторных условиях чувствительность к этим факторам различных цитогенетических показателей. В природных условиях провести подобный эксперимент не представляется возможным, т.к. трудно подобрать территории со строго определенной концентрацией и составом загрязнителей.

Работы по изучению суточной ритмики цитогенетических показателей (патологических митозов, ядрышковых характеристик) у лиственных древесных растений практически не известны. Ранее на ряде видов травянистых было показано, что митотическая активность в пролиферирующих тканях подвержена изменениям в течение 24 часов (Гриф, 1994). Исследований суточной динамики патологических митозов и ядрышковых характеристик вообще не проводилось, хотя эти параметры также подвержены подобного рода изменениям. Хотелось бы особо отметить, что в научных периодических изданиях описания цитогенетических показателей древесных растений приводятся без указания сроков фиксации материала, соответственно, не учитывается факт колебаний величин изучаемых параметров в течение дня, что не позволяет провести корректного сравнения результатов, полученных разными авторами, между собой и зачастую приводит к ошибочным заключениям о характере наблюдаемых явлений.

Важным прикладным аспектом применения цитогенетических показателей древесных растений является осуществление цитогенетического мониторинга состояния окружающей среды с их использованием, т.к. древесные растения в качестве тест-объектов обладают рядом преимуществ: 1) являются многолетниками, что позволяет проводить лонгитюдные исследования; 2) широко представлены в защитных лесонасаждениях около промышленных предприятий; 3) в 10 - 12 раз более радиочувствительны, чем травянистые (радиочувствительность (LD₅₀) сосны обыкновенной приближается к таковой человека), что позволяет допустить возможность экстраполяции результатов, полученных на древесных растениях, на человека (Радиоактивное загрязнение районов …, 1990). Знание реакций ядерного аппарата древесных растений на антропогенное загрязнение позволит разработать теоретические основы такого мониторинга.

Основная ценность цитогенетического мониторинга загрязнения окружающей среды состоит в получении сведений о том, будет ли среда генотоксична для человека. Выявление корреляционных связей между цитогенетическими показателями семенного потомства лиственных древесных растений, произрастающих около промышленных объектов, и уровнем аберрантных клеток буккального эпителия детей, проживающих в этих же районах, а в дальнейшем, возможно, установление математической зависимости между этими показателями, позволит, вероятно, ответить на этот вопрос. На возможность существования такой зависимости указывает обнаруженная нами ранее связь между частотой врожденных пороков развития у новорожденных и уровнем патологических митозов у семенного потомства сосны обыкновенной на изучаемой территории (Relationship between cytogenetic ..., 2000).

Принимая во внимание изложенное выше, становится очевидной необходимость исследования цитогенетических механизмов формирования устойчивости лиственных древесных растений на клеточном и субклеточном уровнях к антропогенному загрязнению и другим стрессовым воздействиям.

Целью диссертационной работы явилось выявление цитогенетических реакций лиственных древесных растений на примере дуба черешчатого (Quercus robur L.) и березы повислой (Betula pendula Roth) на антропогенное загрязнение и установление путей их адаптации к стрессовому воздействию на клеточном и субклеточном уровнях, а также перспектив использования древесных растений для оценки генотоксичности окружающей среды для человека.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

1) провести комплексное изучение основных цитогенетических показателей семенного потомства лиственных древесных растений, их роли в процессах морфогенеза в условиях антропогенного загрязнения и в норме (нестрессовых условиях);

2) выявить пути адаптации лиственных древесных растений к загрязнению окружающей среды, вызванному деятельностью человека, факторами физической и химической природы;

3) разработать шкалу чувствительности критериев цитогенетического мониторинга к стрессовым воздействиям различной интенсивности;

4) исследовать в течение суток динамику цитогенетических показателей проростков семян березы повислой и дуба черешчатого, собранных на территориях с разным уровнем антропогенного загрязнения, и установить закономерности их изменений в норме и в стрессовых условиях;

5) выявить отдаленные цитогенетические эффекты радиоактивного облучения в результате аварии на Чернобыльской АЭС у семенного потомства дуба черешчатого;

6) оценить степень генотоксичности среды для человека по данным цитогенетического мониторинга с использованием видов древесных растений.

Научная новизна выполненной работы.

Впервые установлена разная резистентность цитогенетических показателей растений к стрессовым факторам (на примере Zebrina pendula). Среди изученных параметров можно выделить чувствительные (изменения которых выявляются при самых незначительных отклонениях условий среды от оптимальных), например, ядрышковые характеристики и время прохождения клетками стадий митоза, и устойчивые (эти показатели изменяются только при сублетальных стрессовых воздействиях), например, появление клеток с микроядрами, депрессия митотической активности.

Проведено систематическое исследование цитогенетических характеристик проростков семян Q. robur L. и B. pendula Roth, собранных на экологически «чистой» территории, в зонах антропогенного загрязнения (химического, радиационного, комбинированного), в разных лесорастительных условиях. Установлены пределы изменчивости цитогенетических показателей семенного потомства березы повислой и дуба черешчатого в норме (на экологически «безопасной» территории). Выявлены суточные ритмы изменения цитогенетических показателей проростков семян дуба черешчатого в норме и березы повислой на экологически «чистой» и антропогенно загрязненной территориях. Показан сдвиг (сбой) циркадных ритмов цитогенетических характеристик при стрессовом воздействии, обусловленный адаптацией к неблагоприятным факторам.

Дано формальное описание суточных ритмов цитогенетических показателей березы повислой и дуба черешчатого с использованием полиномиальных функций.

Предложена схема цитогенетических реакций двух видов лиственных древесных растений на стрессовые воздействия различной природы. Установлены пути адаптации Q. robur L. и B. pendula Roth на клеточном и субклеточном уровнях к условиям обитания.

Выявлены отдаленные цитогенетические эффекты у семенного потомства деревьев дуба черешчатого, подвергшихся радиоактивному облучению в результате аварии на Чернобыльской АЭС. Установлено, что мутационный процесс характеризуется волновой кинетикой. Показано модулирующее действие антропогенного загрязнения на проявление указанных эффектов.

Продемонстрирована возможность интегральной оценки загрязнения среды по совокупности цитогенетических показателей лиственных древесных растений с использованием методов кластерного анализа.

Установлены сходные тенденции в изменениях частоты встречаемости клеток с микроядрами в слизистой эпителия ротовой полости детей и морфологических характеристик ядрышек в клетках семенного потомства березы повислой. Методом регрессионного анализа была подобрана формула, описывающая зависимость между показателями ядрышковой активности (площадь поверхности одиночных ядрышек) семенного потомства березы повислой и частотой цитогенетических нарушений у человека (встречаемость клеток с микроядрами в эпителиоцитах ротовой полости детей). Опытная проверка предложенной математической формулы выявила хорошее совпадение прогнозируемых и экспериментальных данных.

Научно-практическое значение результатов исследований.

Научные положения диссертационной работы углубляют теоретические представления, касающиеся установления цитогенетических реакций лиственных древесных растений на стрессовые воздействия разной этиологии и выявления механизмов адаптации к неблагоприятным факторам среды на клеточном и субклеточном уровнях.

Полученные результаты по влиянию антропогенного загрязнения (химического, радиоактивного, комбинированного), лесорастительных условий на цитогенетические показатели проростков семян дуба черешчатого и березы повислой необходимо учитывать при проведении лесовосстановительных работ с использованием семенного материала, собранного на загрязненных территориях.

Представленные данные можно рассматривать как результаты мониторинга загрязнения окружающей среды в населенных пунктах Воронежской и Белгородской областей с использованием цитогенетических показателей древесных растений и микроядерного теста в буккальном эпителии человека. Предложенный метод кластерного анализа совокупности цитогенетических показателей древесных растений и человека позволяет произвести интегральную оценку состояния среды. Его использование дало возможность выявить наиболее загрязненные и чистые территории в местах проведения исследования.

Уравнение, связывающее изменения ядрышковых характеристик березы повислой и уровень клеток с микроядрами в буккальном эпителии человека на загрязненных территориях, позволяет проводить прогноз генотоксичности среды для человека по цитогенетическим показателям семенного потомства древесного растения.

В ходе проведения работы по математическому описанию суточных ритмов цитогенетических характеристик Q. robur L. и B. pendula Roth разработан способ, позволяющий на основе одного экспериментально полученного значения цитогенетического показателя провести расчет его величины в любой момент времени в течение суток. Получено два патента на изобретение способов изучения суточных ритмов цитогенетических показателей древесных растений. На их основе созданы 4 программы для ЭВМ: «Прогнозирование суточных ритмов цитогенетических показателей семенного потомства дуба черешчатого», «Прогнозирование суточных ритмов цитогенетических показателей семенного потомства березы повислой (Betula pendula Roth)», «Прогнозирование суточных ритмов цитогенетических показателей семенного потомства сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.)», «Прогнозирование суточных ритмов ядрышковых показателей семенного потомства сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.)».

На основании проведенных исследований создан интернет-ресурс (www.cytogenetica-trees.vivt.ru), посвященный цитогенетическим исследованиям древесных растений.

Материалы работы используются в учебном процессе на биолого-почвенном факультете Воронежского госуниверситета при подготовке выпускных квалификационных работ и кандидатских диссертаций. Они вошли в курсы лекций «Экологическая генетика», «Радиационная генетика», «Анатомия, генетика, радиобиология», «Человек», в программы лабораторных занятий Большого практикума для студентов кафедры генетики, цитологии и биоинженерии.

Материалы диссертационной работы по биотестированию представлены в виде информации для внедрения (Информационный листок № 150-98 «Цитогенетический мониторинг загрязнения территорий», Воронежский ЦНТИ, 1998 г.).

На защиту выносятся следующие положения.

1. Разработанная шкала чувствительности цитогенетических показателей к экзогенным и эндогенным факторам позволит выбирать адекватные силе их воздействия цитогенетические критерии при проведении цитогенетического мониторинга и оценке генотоксичности среды/химических соединений.

2. Цитогенетические показатели дуба черешчатого и березы повислой подвержены суточным колебаниям, ритмы которых могут изменяться в стрессовых условиях.

3. Суточная динамика изменений цитогенетических показателей древесных растений описывается и прогнозируется с помощью полиномиальных функций.

4. На территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате аварии на Чернобыльской АЭС, после нормализации радиационного фона у семенного потомства лиственных древесных растений выявлена волновая кинетика мутационного процесса.

5. Крайние минимальные и максимальные величины исследованных цитогенетических характеристик березы повислой и дуба черешчатого могут служить показателями пределов изменчивости изучаемых параметров в нестрессовых условиях и учитываться при проведении цитогенетического мониторинга состояния окружающей среды с использованием указанных видов.

6. Антропогенное загрязнение (радиоактивное, химическое, комбинированное) и определенные лесорастительные условия вызывают разнонаправленные изменения процессов протекания митоза и ядрышковых характеристик в клетках апикальной меристемы проростков семян лиственных древесных растений, которые являются отражением реакций адаптации на клеточном и субклеточном уровнях к стрессовому воздействию.

7. Использование методов кластерного анализа совокупности цитогенетических показателей семенного потомства лиственных древесных растений позволяет дать интегральную оценку состояния среды.

8. Обоснование прогноза генотоксичности окружающей среды по цитогенетическим показателям древесных растений значимо для оценки генетического гомеостаза организма человека

Личный вклад.

Диссертационная работа является результатом многолетних (1994 - 2009 гг.) комплексных исследований, выполненных лично автором или под его руководством совместно с сотрудниками, магистрами и студентами-дипломниками кафедры генетики, цитологии и биоинженерии Воронежского госуниверситета. Автором разработаны теоретические и методические положения, обоснованы цели и задачи исследования, проведён сбор и анализ экспериментального материала, обобщены результаты исследований. Статьи и научные доклады подготовлены самостоятельно и в соавторстве.

Апробация результатов исследования.

Результаты диссертационной работы были представлены на 11 World Forestry Congress (Antalya, Turkey, 1997); conference of IUFRO Working Party 2.08.05 held Oct. 12-17, 1997, College of Agricultural Sciences, The Pennsylvania State University, University Park, Pennsylvania, U.S.A. «Diversity and Adaptation in Oak Species»; Symposium of IUFRO Cytogenetics Working Party. S2.04 - 08 «Cytogenetic Studies of Forest Trees and Shrubs - Review, Present Status, and Outlook on the Future» (Graz, 1998); Международном совещании «Методы оценки состояния и устойчивости лесных экосистем» (Красноярск, 1999); Международном симпозиуме «Радикальное повышение экологических функций леса в 21 веке» (Воронеж, 1999); Международной научно-практической конференции «Интеграция фундаментальной науки и высшего лесотехнического образования по проблемам ускоренного воспроизводства, использования и модификации древесины» (Воронеж, 2000); International conference «Modern problems of radiobiology, radioecology and evolution dedicated to centenary of N.W. Timofeeff-Ressovsky» (Dubna, Russian, 2000); 2 съезде ВОГиС (Санкт-Петербург, 2000); Международной конференции «Биологические эффекты малых доз ионизирующей радиации и радиоактивное загрязнение среды (Биорад-2001)» (Сыктывкар, 2001); Международной научно-практической конференции «Интеграция науки и высшего лесотехнического образования по управлению качеством леса и лесной продукции» (Воронеж, 2001); 7 международной научно-практической экологической конференции «Приспособления организмов к действию экстремальных факторов» (Белгород, 2002); Международной научной конференции, посвященной 25-летию кафедры ботаники Сыктывкарского университета, «Экологическая ботаника: наука, образование, прикладные аспекты» (Сыктывкар, 2002); International Conference DYGEN «Dynamics and conservation of genetic diversity in forest ecosystems» (Strasbourg, 2002, France); 4 и 5 мiжнародноi науковоi конференцii (м. Донецьк, 2003; 2007 р.р.); 8 международной научной экологической конференции «Актуальные проблемы сохранения устойчивости живых систем» (Белгород, 2004); 3 съезде ВОГиС «Генетика в 21 веке: современное состояние и перспективы развития» (Москва, 2004); Second international conference Dedicated to the 105^th anniversary of the birth of N.W. Timofeeff-Ressovsky and the 70^th anniversary of the paper “On the nature of gene mutations and gene structure” by N.W. Timofeeff-Ressovsky, K.G. Zimmer, and M. Delbruck «Modern problems of genetics, radiobiology and evolution» (Yerevan, Armenia, 2005); 5 международном Совещании и школе молодых ученых по кариологии, кариосистематике и молекулярной систематике растений «Кариология, кариосистематика и молекулярная филогения растений» (Санкт-Петербург, 2005); 2 международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы ботаники и методики преподавания биологии» (Белгород, 2007); итоговой конференции по результатам выполнения мероприятий за 2007 год в рамках приоритетного направления «Живые системы» ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007 - 2012 годы» (Москва, 2007); 8 и 9 международных научно-методических конференциях «Информатика: проблемы, методология, технологии» (Воронеж, 2008; 2009); 15 международной научной конференции «Математика, компьютер, образование» (Дубна, 2008); 10 международной научно-практической экологической конференции «Живые объекты в условиях антропогенного пресса» (г. Белгород, 2008); Всероссийской конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы ботаники в начале 21 века» (Петрозаводск, 2008); Международной научной конференции «Генетика и биотехнология 21 века. Фундаментальные и прикладные аспекты» (Минск, 2008); Международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения К.В. Горбунова «Фундаментальные аспекты биологии в решении актуальных экологических проблем» (Астрахань, 2008); 5 съезде Вавиловского общества генетиков и селекционеров (Москва, 2009); на отчетных научных сессиях биолого-почвенного факультета Воронежского государственного университета (Воронеж, 1999 - 2009 гг.).

Исследования, выполненные при подготовке диссертационной работы, поддержаны грантами Президента РФ для молодых ученых - кандидатов наук и их научных руководителей (грант № МК-2587.2004.4 и № МК-3481.2007.4); НИОКР Министерства природных ресурсов РФ «Биогеосферные исследования состояния и динамики природной среды в условиях интенсивного воздействия антропогенных факторов на территории Центрально-Черноземного региона», (государственный контракт № ВК-02-47/301); государственным контрактом Минобрнауки России от 25 июня 2007 г. № 02.512.11.2130 «Цитогенетические реакции древесных растений (на примере лиственных и хвойных) на стрессовые условия, обусловленные антропогенным загрязнением, и оценка генотоксичности окружающей среды для человека по цитогенетическим показателям древесных растений»; грантом РФФИ № 09-04-97503-р-центр-а. Исследование «Оценка генотоксичности окружающей среды в районах г. Воронежа и Воронежской области по цитогенетическим реакциям человека и древесных растений», являющаяся частью представленной диссертации, удостоена премии администрации Воронежской области для молодых ученых за лучшую научную работу в 2001 г.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 90 научных работ, в том числе 16 - в журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикации материалов докторских диссертаций по биологическим наукам, 2 патента, 2 свидетельства на регистрацию программ для ЭВМ.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из 6 глав, содержит 414 страниц, 93 рисунка, 82 таблицы. В работе процитировано 415 литературных источников.

Содержание работы

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Рассмотрены вопросы о генетических основах гомеостаза и цитогенетическом гомеостазе (Бочков, 2002; Шмальгаузен, 1968), подробно описаны методы его изучения (анализ митотической активности (Алов, 1972; Гриф, 1994, 1996; Grif, 2002) и ядрышковых характеристик (Архипчук, 1990, 1995; Соболь, 2001, Челидзе, 1988), оценка уровня и спектра патологических митозов (Алов, 1955, 1964; Казанцева, 1981), микроядерный тест (Микроядерный анализ …, 1992; Ильинских, 1988)). Изложены современные представления об адаптации и неспецифическом адаптационном синдроме у растений (Озернюк, 2002; Пахомова, 1995; Фурдуй, 1986). Отмечено, что вопрос о цитогенетических механизмах адаптации лиственных древесных растений к антропогенному загрязнению разработан недостаточно. Дано описание цитогенетического мониторинга, его места в системе биомониторинговых исследований, обсуждаются его преимущества и принципы подбора тест-объектов (Алтухов, 1984; 2003; Захаров, 1993; 1995; 2000; Здоровье среды: методика…, 2000; Кабиров, 1997; Экологический мониторинг…, 1995). Особое внимание уделено использованию растительных тест-объектов для определения степени генотоксичности окружающей среды (Дмитриева, 1989; Мочалов, 2000; Николаевский, 1998) и возможности экстраполяции данных цитогенетического мониторинга, выполненного на различных тест-объектах (в том числе и растениях), на человека (Дубинин, 1977; Сусков, 1983).

Глава 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ В РАЙОНАХ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ НА ТЕРРИТОРИИ ВОРОНЕЖСКОЙ И БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТЕЙ

Исследования цитогенетических показателей семенного потомства лиственных древесных растений (березы повислой (Betula pendula Roth) и дуба черешчатого (Quercus robur L.)) проводили на территории г. Воронеж, г. Нововоронеж, 1-км зоны Нововоронежской АЭС, поселка Землянск, в районах биологического учебно-научного центра Воронежского госуниверситета «Веневитиново», поселка Старый Курлак, поселка Хреновое Воронежской области и г. Старый Оскол и поселка Уразово Белгородской области в период с 1994 по 2006 гг. Дана общая характеристика экологической ситуации в местах проведения исследований.

Приведено описание исследованных районов г. Воронеж в 1999 - 2003 гг. (Коминтерновского, Левобережного, Ленинского и Советского). Отмечено, что первые три района характеризуются напряженной экологической обстановкой. Советский район (Юго-Западный микрорайон) относится к так называемым «спальным», где отсутствуют промышленные предприятия. Однако в последнее время и здесь отмечается повышенная замусоренность территории бытовыми отходами и чрезмерное скопление автотранспортных средств во дворах (Куролап, 2000; Экология и мониторинг…, 1997).

Для выявления отдаленных эффектов радиационного воздействия в условиях значительного антропогенного загрязнения на цитогенетические характеристики семенного потомства дуба черешчатого была выбрана территория г. Воронеж, прилегающая к Задонскому шоссе, где в 1986 г., по данным кафедры ядерной физики ВГУ, наблюдалось повышение радиационного фона (~ 200 мкР/ч). Основными загрязнителями являются выхлопные газы автотранспорта. -фон во время сбора желудей колебался на опытных площадках от 12 до 18 мкР/ч. Материал для цитогенетических исследований собирали осенью 1994 г. с 8 опытных площадей, в 1996, 1998, 2001 гг. - с одной опытной площади и в 2007 г. - с двух опытных площадей.

Приведена характеристика 1-км зоны Нововоронежской АЭС (10 опытных площадей, исследования осуществляли в 1996, 1998 и 2001 гг.), и в г. Нововоронеж, расположенном в 50 км к югу от г. Воронеж, где исследования проводили в 2000 г. Для удобства проведения исследований территория г. Нововоронеж была поделена на три условных района (район № 1 расположен в северо-восточной части города; суммарная техногенная загрязненность этого района наименьшая по сравнению с двумя другими. Район № 2 расположен в северо-западной части города, суммарная техногенная загрязненность характеризуется средними значениями. Район № 3 расположен в юго-западной части города и примыкает к пруду-охладителю Нововоронежской АЭС; техногенная загрязненность данной территории максимальна по сравнению с двумя предыдущими).

Село Землянск Семилукского района Воронежской области расположено в 40 км к востоку от г. Воронеж. Территория села подверглась в 1986 г. воздействию «чернобыльских осадков», в настоящее время радиоактивный фон не превышает нормальных значений. Исследования на территории с. Землянск в 2001 г. проводили в двух условных районах (район № 1, расположенный вблизи автотранспортного предприятия и подвергающийся действию загрязнителей от его работы; район № 2 удален более чем на 1 км от автотранспортного предприятия. Территорию этого района можно считать экологически благополучной).

Определение отдаленных цитогенетических эффектов воздействия радиоактивного облучения на территориях с незначительным уровнем антропогенной нагрузки у семенного потомства дуба черешчатого проводили на территории населенного пункта Старый Курлак Аннинского района Воронежской области, где в 1986 году загрязненность почв цезием-137 достигала 3 Ки/км² (Экологический информационный бюллетень ... , 1993). Сбор семян осуществляли с трех опытных площадок: Кашара (1996, 1998 г.г.), Кушелево (1996, 1997, 1998 г.г.); Ясная поляна (1998 г.). Во время сбора гамма-фон не превышал 14 - 17 мкР/час, а загрязненность территории цезием-137, по данным кафедры ядерной физики ВГУ, составляла для Кашары в 1995 г. 0,74 Ки/км², в 1998 г. - 0,15 Ки/км², для Кушелево в 1995 г. - 0,15 Ки/км², в 1998 г. - 0,07 Ки/км², для Ясной поляны в 1998 г. - 0,23 Ки/км². Указанные территории в настоящее время практически не подвергаются антропогенному прессингу, поэтому обнаруженные цитогенетические эффекты у семенного потомства дуба можно рассматривать как отдаленные последствия действия радиоактивного загрязнения.

В г. Старый Оскол Белгородской области для исследований были выбраны 3 района: Центральный (загрязненный); Юго-западный (среднезагрязненный) и Северо-восточный (чистый) (Махотин, http://conf.intbel. ru). В каждом из районов выбирали по 2 опытных территории, одна из которых находилась вблизи автодороги, а другая - во дворах.

Территория поселка Уразово Валуйского района Белгородской области подверглась в 1986 г. радиоактивному загрязнению в результате аварии на Чернобыльской АЭС. Уровень загрязнения почвы Сs¹³⁷ составлял, по данным кафедры ядерной физики Воронежского госуниверситета, около 0,9 Ки/км². Во время исследований уровень гамма-фона не превышал 20 мкР/ч. Исследования цитогенетических показателей семенного потомства березы повислой проводили в 1999-2000 гг. на 6 опытных площадях.

Выявление влияния экологических условий произрастания деревьев березы повислой (Вetula pendula Roth) на цитогенетические характеристики ее семенного потомства проводили в Хреновском бору. Было выделено 3 опытные территории: опытная площадка № 1 (сухой бор, сосняк злаково-лишайниковый) - вершины (гряды) холмов; опытная площадка № 2 (свежий бор, сосняк травяной) - склоны холмов; опытная площадка № 3 (влажный бор, сосняк молиниевый) - нижние части рельефа, понижения между холмами. Дана таксационная характеристика древостоев сосны и березы.

Для изучения цитогенетических показателей древесных растений в нормальных (экологически безопасных) условиях с целью получения контрольных данных были выбраны деревья, произрастающие на территории Усманского леса (район Биологического учебно-научного центра Воронежского госуниверситета «Веневитиново» Новоусманского района Воронежской области). Эту территорию можно считать экологически безопасной, так как содержание контролируемых химических элементов и уровни загрязнения радиоактивными веществами растительного сырья, почвы в указанном районе не превышают соответствующих ПДК (Минеральный состав …, 1992; Семенова, 2009).

Глава 3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Приведена схема постановки опыта по облучению зебрины радоном (эквивалентные равновесные объемные активности (ЭРОА) составляли 200 и 400 Бк/м³; экспозиция - 14 дней). Контрольные растения находились под колпаком в том же помещении, ЭРОА радона составляла 24 Бк/м³. На окрашенных ацетогематоксилином микропрепаратах подсчитывали общее количество просмотренных клеток (не менее 400), количество делящихся клеток, число клеток с патологиями митоза, количество метафаз, анафаз, телофаз с остаточным ядрышком, число клеток с 1, 2, 3 ... n ядрышками, количество клеток с микроядрами и с остаточными ядрышками в цитоплазме интерфазных клеток. Определяли митотическую активность, долю клеток на стадиях митоза (%), долю клеток с патологиями митоза от общего числа делящихся клеток (%), ядрышковую активность, под которой понимали изменение числа клеток с n ядрышками в ядре, долю клеток с микроядрами (%), долю клеток с остаточным ядрышком в цитоплазме (%).

Описаны условия сбора и проращивания семян. Корешки проростков желудей дуба длиной 0,5 - 1,5 см, собранных из района «Веневитиново», и семян березы длиной до 0,5 см, собранных в Советском районе г. Воронеж, отбирали в течение суток с интервалом два часа и фиксировали в ацетоалкоголе. Корешки проростков желудей, собранных на территории, прилегающей к Задонскому шоссе, фиксировали в 1994 г. в 16 часов, во все остальные годы исследования - в 22 часа; материал (апикальную меристему Q. robur L.) из района 1-км зоны Нововоронежской АЭС и населенного пункта Старый Курлак - в 22 часа; проростки семян березы, собранных на опытных территориях - в 8 часов. Описана методика изготовления постоянных давленых микропрепаратов корневой меристемы проростков семян (Wittmann, 1962). При анализе препаратов определяли митотическую активность (митотический индекс - МИ), вычисляли долю патологических митозов, долю каждого типа нарушений клеточного деления и долю клеток с остаточными ядрышками на стадии метафазы - телофазы митоза. Для изучения ядрышковых характеристик в клетках корневой меристемы семенного потомства берёзы повислой производили измерение диаметра ядрышек с помощью окулярмикрометра (анализировали по 200 клеток на каждом микропрепарате) и высчитывали площадь поверхности ядрышек; учитывали количество клеток с разным числом ядрышек и вычисляли их долю (%); определяли долю ядрышек различных типов (%) по классификации Челидзе и Зацепиной (1988). Среди клеток с парными ядрышками определяли долю клеток с гомоморфными и гетероморфными ядрышками. Гетероморфными считали парные ядрышки, площадь поверхности которых различалась более чем на 3 мкм² (Архипчук, 1995).

Обсуждаются преимущества детского контингента в качестве объекта мониторинговых исследований, а также достоинства микроядерного теста в буккальном эпителии. Описана методика изготовления временных давленых препаратов для проведения микроядерного анализа (Цитогенетические нарушения в соматических …, 1998). Исследования проводили в г. Воронеж, г. Нововоронеж, поселке Землянск. Всего в 1999 - 2002 гг. обследовано 339 детей (169 мальчиков и 170 девочек).

Статистическая обработка данных выполнена с использованием пакета статистических программ «Stadia» согласно рекомендациям Кулаичева (2006).

Глава 4. ОЦЕНКА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ КРИТЕРИЕВ ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА

Для оценки воздействия стресс-факторов на цитогенетический аппарат древесных растений необходимо выявить в контролируемых условиях чувствительность к этим факторам различных цитогенетических показателей. В природной среде провести подобный эксперимент не представляется возможным.

Мы предприняли попытку оценить чувствительность к стресс-фактору (радоновому облучению) отдельных цитогенетических характеристик зебрины повислой, являющейся более радиочувствительной по сравнению с другими видами традесканций (Калаев, 1998). Ранее нами была разработана шкала для дозиметрии радона в жилых помещениях с использованием в качестве тест-объекта Zebrina pendula Schnitz. (Пат. 2237914. Способ оценки радонового …, 2004) при ЭРОА 100, 1800, 6100, 27500 Бк/м³ и экспозиции от 10 дней до 3 месяцев. При облучении Z. pendula объемной активностью 100 Бк/м³ отклонений цитогенетических показателей от контрольных не обнаружено. Было показано увеличение числа многоядрышковых клеток при облучении низкими активностями радона (1800 Бк/м³), при увеличении активности радона (6100 Бк/м³) появлялось остаточное ядрышко в метафазе - телофазе митоза, возрастало число и расширялся спектр нарушений митоза, при облучении самыми высокими активностями радона (27500 Бк/м³) в клетках апикальной меристемы корня были выявлены микроядра, отмечено угнетение митотической активности и выход остаточного ядрышка в цитоплазму интерфазной клетки.

ЭРОА радона 200 и 400 Бк/м³, являющиеся предельно допустимыми для жилых и нежилых помещений соответственно, индуцировали изменения времени прохождения клетками стадий митоза, увеличение число многоядрышковых клеток. Рассмотрена роль функционирования системы checkpoint-репарации в возникновении выявленных отклонений от нормы цитогенетических показателей. Таким образом, проявление цитогенетических эффектов зависит от ЭРОА радона и времени экспозиции.

В результате экспериментов по облучению различными ЭРОА радона Z. pendula и анализа данных литературы была построена шкала чувствительности критериев цитогенетического мониторинга к стрессовым воздействиям (рис. 1).

Широкое распространение для оценки степени генетического риска для человека получили методы цитогенетического мониторинга, позволяющие определить суммарную нагрузку, складывающуюся из сложнейших комбинаций мутагенов и модификаторов. На тест-объектах, как правило, анализируется один из критериев цитогенетического мониторинга: митотическая активность, частота и спектр патологий митоза, ядрышковая активность, частота сестринских хроматидных обменов, количество хромосомных аберраций, микроядерный тест. Каждый из критериев имеет свои преимущества и недостатки, различную чувствительность к стрессовым воздействиям. Поэтому применение их по отдельности не всегда позволяет точно оценить эффекты загрязнителей. Применение совокупности тестов значительно усложняет интерпретацию полученных результатов. Для решения проблемы нами предложено использовать несколько критериев на одном тест-объекте.

Критерии цитогенетического мониторинга

Депрессия митотической активности; появление клеток с микроядрами; увеличение числа патологий митоза; снижение числа многоядрышковых клеток (угнетение ядрышковой активности); появление остаточного ядрышка в цитоплазме неделящихся клеток

Увеличение числа патологий митоза; увеличение числа многоядрышковых клеток (возрастание ядрышковой активности); появление остаточного ядрышка на стадии метафазы - телофазы митоза

Увеличение числа патологий митоза; расширение спектра нарушений митоза; увеличение числа многоядрышковых клеток (возрастание ядрышковой активности)

Увеличение числа многоядрышковых клеток (возрастание ядрышковой активности); изменение времени прохождения клетками стадий митоза

Рис. 1 Шкала чувствительности критериев цитогенетического мониторинга к стрессовым факторам среды



Глава 5. ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ ЛИСТВЕННЫХ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ НА СТРЕССОВЫЕ ФАКТОРЫ

5.1. Суточные ритмы цитогенетических показателей проростков семян лиственных древесных растений, произрастающих в различных экологических условиях

Установлено наличие трех пиков митотической активности в клетках корневой меристемы проростков семян березы повислой в экологически благоприятных условиях: в 6 (6,5±0,6 %), 12 (6,8±1,1 %) и 22 (6,4±0,6 %) ч по зимнему времени. Максимум митотической активности, приходящийся на 12 ч, обеспечивался пулом профазных клеток. В условиях антропогенного загрязнения отмечалось его нивелирование до среднесуточных значений, а также сдвиг пика с 22 на 20 ч. При анализе митотической активности, подсчитанной без учета профазных клеток, выявлено по два максимума как на опытной, так и на контрольной территориях: в 6 (5,8±0,8 %) и 20 (5,1±0,6 %) ч и в 6 (4,2±0,5 %) и 22 (4,3±0,5 %) ч, соответственно. Предполагается ведущая роль пула профазных клеток в поддержании суточного ритма делений. В условиях антропогенного загрязнения изменялась скорость прохождения клетками стадии профазы, отмечалась задержка клеток на стадии анафазы-телофазы, в то время как скорость прохождения клетками стадии метафазы отличалась высокой стабильностью.

Митотическая активность Q. robur в норме характеризовалась наличием двух максимумов в течение суток - в 8 ч (1995 г. - 12,1±0,3 %; 1996 г. - 12,4±0,3 %) и в 22 ч (1995 г. - 14,7±0,7 %; 1996 г. - 12,2±0,6 %). Это свидетельствует о наличии двух синхронизированных пулов пролиферирующих клеток в корневой меристеме. MИ, как правило, только в пики активности статистически достоверно отличался от среднесуточного значения, которое составило в 1995 г. 11,1±0,3 %, в 1996 г. - 11,1±0,1 %. Значения MИ, подсчитанные без учета профаз, не подвержены суточным колебаниям. Т.о., ведущая роль в формировании суточной ритмики митозов, предположительно, принадлежит стадии профазы; существует механизм, блокирующий переход клеток из профазы в метафазу.

Суточная динамика доли клеток на стадии профазы значительно варьировала по годам. Своей высокой пластичностью пул профазных клеток поддерживает стабильность других более важных морфогенетических процессов в клеточной меристеме. Слабая корреляционная связь этого показателя с MI и значительная - с MИ, подсчитанным без учета профаз, указывает на возможное существование блока метафаза-анафаза.

Изменение в течение суток доли метафазных клеток также весьма существенно. Данный показатель отрицательно коррелировал с долей профазных клеток. Несмотря на это, возрастание количества метафазных и профазных клеток в 8 и 22 ч (в пики митотической активности) было синхронным. Изменение времени прохождения метафазы стабилизирует пролиферативный пул клеток при изменении более пластичных показателей (времени прохождения профазы) в дневные часы и таким образом амортизирует колебания пула профазных клеток, так что эффект внешнего воздействия, вызвавшего изменения, постепенно затухает в системе. Одновременная задержка прохождения клетками профазы и метафазы приводит к формированию ритмов митотической активности.

Суточная динамика доли клеток на стадии анафазы-телофазы более вариабельна, чем таковая профазных и метафазных клеток. Выявлена сильная отрицательная корреляция между долями клеток на стадии профазы и анафазы-телофазы и слабая положительная - между количеством клеток на стадии метафазы и анафазы-телофазы. Это объясняется постоянством времени прохождения клетками стадии анафазы-телофазы (или незначительным его изменением). Для поддержания стабильности общего пула пролиферативных клеток и морфогенеза корня происходит поочередная задержка клеток на стадии профазы и метафазы. Водителем ритма анафазно-телофазных клеток при отсутствии задержки клеток на стадии телофаза-интерфаза будет пул профазных клеток.

В условиях антропогенного загрязнения происходил сдвиг пиков встречаемости остаточных ядрышек в корневой меристеме проростков семян березы повислой. Вероятно, появление остаточного ядрышка в митозе является механизмом, поддерживающим высокий уровень митотической активности. Пикам MИ соответствует спад ядрышковой активности (уменьшалась доля клеток с высокоактивными ядрышками типа «кора-сердцевина» и возрастала доля клеток с умеренноактивными ядрышками типа «кора-сердцевина с вакуолью»). Максимум синтетической активности в интерфазных клетках, выражающийся в увеличении площадей поверхности ядрышек различных типов, приходится на час фиксации материала, следующий за пиком митотической активности в утренние часы. Сдвиг ритмов делений коррелировал со сдвигом ядрышковых характеристик. Выявлена сравнительно низкая чувствительность к загрязнителям среды встречаемости клеток с двумя и более ядрышками в ядре по сравнению с показателями доли и площади поверхности ядрышек различных типов.

У дуба черешчатого встречаемость клеток с двумя ядрышками в ядре подвержена значительной индивидуальной и суточной изменчивости. Этот показатель не обнаруживал корреляционных связей с другими цитогенетическими характеристиками.

У отдельных проростков дуба черешчатого в нестрессовых условиях обнаружено остаточное ядрышко на стадии метафазы, анафазы, телофазы митоза. В 1995 г. остаточное ядрышко наблюдалось только в вечерние и ночные часы (22-4 ч), а в 1996 г. - в течение суток с максимумом в вечерние, ночные и утренние часы (22-8 ч). Появление остаточного ядрышка преимущественно в ночные и вечерние часы является компенсаторным механизмом, поддерживающим максимальный уровень митотической активности.

На экологически чистой территории пики встречаемости патологических митозов в клетках апикальной меристемы березы повислой приходились на 2 (15,5±2,4 %, 6 (13,6±2,4 %), 10 (12,9±3,2 %) и 20 (9,5±1,6 %) ч. Выявлено совпадение пиков митотической активности и встречаемости патологических митозов. На антропогенно загрязненных территориях в корневой меристеме проростков березы повислой происходило увеличение частоты и расширение спектра патологических митозов по сравнению с контролем на фоне высокой изменчивости исследуемого показателя в течение суток; обнаружен сдвиг пиков встречаемости патологических митозов в вечерние часы. Последнее необходимо учитывать при оценке загрязнения окружающей среды по уровню патологических митозов, так как анализ материала, зафиксированного однократно в течение суток (в одно и то же время), может неадекватно отразить общую картину.

В течение суток в апикальной меристеме корня дуба выявлено 4 пика встречаемости патологий митоза. Они приходились в 1995 г. на 8 (1,4±0,5 %), 12 (1,5±0,9 %), 16 (1,3±0,5 %) и 22 (1,5±0,4 %) часа, в 1996 г. - на 8 (1,6±0,3 %), 12 (1,60,6 %), 18 (2,00,3 %) и 22 (1,20,4 %) часа. Совпадение по времени и величине максимумов и минимумов количества нарушений митоза в течение суток в разные годы свидетельствует о значительной канализованности процессов, влияющих на образование патологий, и их связи с биохимическими реакциями, протекающими в апикальной меристеме и обусловливающими морфогенетические процессы. Суточная динамика встречаемости патологий митоза, подсчитанных без учета профаз, повторяет ход кривой динамики патологий митоза, определенных с учетом этой стадии. Спектр нарушений митоза у дуба был представлен отставанием хромосом в метакинезе и анафазе, мостами, агглютинациями, «редкими» патологиями (частичная деспирализация хроматина, асимметричный митоз, однополюсный митоз, трехполюсный митоз).

Т.о. , в результате проведенных исследований выявлено, что на опытных площадях происходило изменение суточных ритмов цитогенетических показателей семенного потомства березы повислой по сравнению с таковыми на экологически чистой территории. Предполагается, что это является следствием адаптации меристематической ткани к стрессовым условиям. Варьирование цитогенетических показателей в течение суток необходимо учитывать при оценке цитогенетического гомеостаза древесных растений и при проведении цитогенетического мониторинга окружающей среды с использованием их в качестве тест-объектов, так как заключения, сделанные при анализе материала, зафиксированного в определенное время суток, могут не соответствовать тому, что реально происходит в корневой меристеме.

На основании полученных данных мы выявили пределы изменчивости цитогенетических показателей семенного потомства березы повислой и дуба черешчатого в течение суток (табл. 1, 2, 3) и предлагаем использовать эти значения в качестве нормальной вариабельности признаков, не приводящей к нарушению процессов морфогенеза.

Таблица 1

Спектр патологических митозов в корневой меристеме проростков желудей дуба черешчатого в норме

Тип патологий	Частота встречаемости патологии, %	Пределы варьирования (95 %-й доверительный интервал)
Отставание хромосом в метакинезе	55,6	От 49,0 до 61,9
Мосты	25,8	От 20,5 до 31,9
Отставание хромосом в анафазе	4,9	От 2,8 до 8,6
Агглютинация	8,4	От 5,0 до 12,4
Редкие патологии	5,3	От 3,1 до 9,1



Таблица 2

Пределы варьирования цитогенетических показателей семенного потомства дуба черешчатого в нормальных (нестрессовых) условиях

Показатель	Пределы варьирования
	Минимум	Максимум
Пролиферативный пул клеток, %	10,8	11,4
Митотический индекс, %	7,6	16,3
Митотический индекс, подсчитанный без учета профаз, %	1,5	5,4
Доля профаз, %	46,5	84,5
Доля метафаз, %	6,7	22,8
Доля анафаз-телофаз, %	6,3	41,3
Патологические митозы, %	1,0	1,4
Патологические митозы, подсчитанные без учета профаз, %	3,2	4,2
Число пиков митотической активности в течение суток	2 (в 8 и 22 часа по зимнему времени)
Максимальная частота встречаемости ядрышек в ядре	4

Таблица 3

Пределы варьирования цитогенетических показателей семенного потомства березы повислой в нормальных (нестрессовых) условиях

Показатель	Пределы варьирования
	Минимум	Максимум
Пролиферативный пул клеток, %	4,2	5,0
MI, %	4,6	5,6
MI, подсчитанный без учета профаз, %	2,6	3,2
Доля профаз, %	37,5	46,3
Доля метафаз, %	23,9	31,1
Доля анафаз-телофаз, %	28,7	35,3
Патологические митозы, %	2,4	4,4
Патологические митозы, подсчитанные без учета профаз, %	3,9	7,3
Доля остаточных ядрышек, %	7,8	11,4
Площадь поверхности одиночных ядрышек, мкм2	102,8	113,2
Площадь поверхности ядрышек типа «кора-сердцевина», мкм2	94,7	104,3
Площадь поверхности ядрышек типа «кора-сердцевина с вакуолью», мкм2	116,6	140,2
Доля клеток с ядрышками типа «кора-сердцевина», %	72,8	81,6
Доля клеток с ядрышками типа кора-сердцевина с вакуолью, %	18,3	27,1
Доля клеток с 2-я ядрышками в ядре, %	2,2	3,4
Доля многоядрышковых клеток, %	2,6	4,0
Число пиков митотической активности в течение суток	3 (в 6, 12 и 22 часа по зимнему времени)
Максимальное число ядрышек в ядре	5

Таблица 4

Значения цитогенетических показателей семенного потомства дуба черешчатого, используемые в качестве контроля при проведении цитогенетического мониторинга среды

Показатель	Значение, %	95 %-й доверительный интервал
Митотический индекс	13,5±0,6	[12,3 ; 14,7]
Митотический индекс, подсчитанный без учета профаз	3,6±0,2	[3,1 ; 4,1]
Патологии митоза	1,4±0,3	[0,8 ; 2,0]
Патологии митоза, подсчитанные без учета профаз	5,9±1,4	[3,0 ; 8,8]
Доля профаз	72,3±2,1	[67,9 ; 76,7]
Доля метафаз	13,9±1,1	[10,7 ; 16,2]
Доля анафаз-телофаз	13,7±1,4	[10,7 ; 16,7]
Встречаемость остаточного ядрышка на стадии метафазы	13,6±2,8	[7,8 ; 19,4]
Частота встречаемости клеток с двумя ядрышками в ядре ...

Подобные документы

• Оценка качества среды города Орска по функциональной асимметрии листовой пластинки березы повислой (Betula pendula)

  Анализ морфометрических параметров листьев березы повислой в г. Орске. Особенности адаптации листьев дерева к действию загрязняющих веществ в условиях урбаносреды. Возможность использования березы для мониторинга окружающей среды и озеленения улиц города.
  
  курсовая работа [118,9 K], добавлен 10.03.2011
  

• Синантропизация растений в промышленной зоне

  Синантропизация растений на территории Ильменского заповедника и Джабык-Карагайского бора. Адаптационные изменения в растительных организмах связанные с синантропизацией. Изменение митотической активности на примере березы повислой и дуба черешчатого.
  
  курсовая работа [3,4 M], добавлен 14.05.2014
  

• Сезонная динамика параметров замедленной флуоресценции хлорофилла хвойных, произрастающих в районах с разным уровнем загрязнения воздуха

  Биоиндикационные методы оценки окружающей среды: компоненты загрязнения атмосферного воздуха, сосна обыкновенная и ель как биоиндикаторы. Состояние покоя у древесных растений. Замедленная флуоресценция и ее использование для оценки состояния растения.
  
  дипломная работа [1,2 M], добавлен 14.03.2012
  

• Применение биоиндикаторов для оценки состояния придорожных территорий

  Изучение нормативов допустимого загрязнения воздуха для зеленых насаждений. Характеристика влияния транспортных загрязнений на жизнедеятельность растений. Исследование основных методов оценки степени загрязнения окружающей среды по состоянию растений.
  
  реферат [631,3 K], добавлен 05.08.2013
  

• Изучение экологических особенностей биологического мониторинга Калужской области по стабильности развития берёзы повислой

  Видами–биоиндикаторами называют виды, по наличию, состоянию, поведению которых судят об изменениях в окружающей среде или ее характерных особенностях. Берёза повислая (Betula pendula Roth) давно и успешно используется как вид-биоиндикатор качества среды.
  
  курсовая работа [300,7 K], добавлен 02.03.2009
  

• Изменение качества окружающей среды в результате антропогенной деятельности

  Антропогенное загрязнение атмосферы и гидросферы. Антропогенное влияние на тепловой баланс Земли. Критерии и показатели оценки состояния окружающей среды. Определение экономического и эколого-экономического ущерба, причиняемого сельскому хозяйству.
  
  реферат [27,9 K], добавлен 29.06.2010
  

• Экологические особенности декоративных древесных растений, используемых в озеленении города Славянска-на-Кубани Краснодарского края

  История изучения декоративных древесных растений Северо-Западного Кавказа. Список декоративных древесных растений города Славянска-на-Кубани, характеристика их экологических особенностей. Физико-географическая характеристика района исследования.
  
  курсовая работа [2,6 M], добавлен 07.01.2015
  

• Защита окружающей природной среды

  Определение природной среды. Роль растений в природе и жизни человека. Лес как важный растительный ресурс планеты. Антропогенное воздействие на лесные ресурсы планеты и его последствия. Охрана растительных лугов и пастбищ, ценных и редких видов растений.
  
  реферат [56,1 K], добавлен 09.04.2017
  

• Экология и устойчивое развитие

  Зависимость растений от внешних условий. Необходимость изучения взаимодействия организмов и окружающей среды. Истощение ресурсов Земли, загрязнение окружающей среды отходами от промышленного производства. Переход от неустойчивого развития к устойчивому.
  
  эссе [13,8 K], добавлен 12.04.2015
  

• Антропогенное загрязнение окружающей среды города Севастополя

  Антропогенное загрязнение атмосферы, водных ресурсов и литосферы, динамика выбросов. Проблемы, стоящие перед г. Севастополем в области охраны окружающей природной среды. 68-я позиция Украины в рейтинге по темпам экономического развития и качеству жизни.
  
  реферат [28,7 K], добавлен 10.05.2009
  

• Нанотехнологии в охране окружающей среды

  Загрязнение окружающей среды, масштабы его распространения на современном этапе. Особенности использования нанотехнологий в охране окружающей среды: очистка вод, керамические мембраны, нанотрубки, использование диоксина, адсорбция загрязняющих веществ.
  
  курсовая работа [1,1 M], добавлен 05.04.2011
  

• Адаптация растений к окружающей среде

  Среды обитания и экологические факторы. Воздушная и водная среды, растение и тяжелые металлы. Адаптация растений к загрязнению атмосферы. Биотические и абиотические факторы. Влияние температуры и света на растение. Влияние растений на окружающую среду.
  
  реферат [3,5 M], добавлен 19.06.2010
  

• Загрязнение окружающей среды

  Развитие современной технологической цивилизации. Прямое и косвенное, преднамеренное и непреднамеренное воздействия на природу. Химическое и антропогенное загрязнение окружающей среды. Воздействие на гидросферу и литосферу. Загрязнение атмосферы.
  
  реферат [33,4 K], добавлен 22.10.2012
  

• Антропогенное влияние на озеленение в городах

  Влияние увеличения количества автотранспорта на загрязнённость атмосферного воздуха г. Красноярска. Рост растений в насаждениях улиц и магистралей. Механические повреждения древесных растений в городских условиях, проблема их недостаточной освещенности.
  
  реферат [18,0 K], добавлен 26.08.2015
  

• Заболевания, вызванные загрязнением окружающей среды

  Естественное и антропогенное загрязнение окружающей среды. Характеристика болезней, вызываемых загрязнением окружающей среды. "Минамата" - заболевание человека и животных, вызываемое соединениями ртути. Болезнь "Итай-итай", "Юшо" и "Черные малютки".
  
  презентация [317,7 K], добавлен 11.05.2015
  

• Экогенетика, явление генотоксичности. Генетически обусловленный полиморфизм реакции на экологические факторы

  Анализ основных концепций экологической генетики человека как науки, которая изучает различные генетически обусловленные реакции людей на определенные агенты окружающей среды. Особенности фармакологической генетики, экогенетические аспекты мутагенеза.
  
  презентация [1,4 M], добавлен 02.12.2013
  

• Загрязнение окружающей среды сельским хозяйством

  Загрязнение окружающей среды вследствие несоблюдения экологических требований в сфере энергетики и сельского хозяйства. Использование ядохимикатов, проблемы окружающей среды, связанные с животноводством. Предотвращение истощения земель и водных ресурсов.
  
  презентация [2,9 M], добавлен 11.12.2013
  

• Экологические особенности покрытосеменных деревьев и кустарников, используемых в озеленении станции Каневской Краснодарского края

  История озеленения Краснодарского края. Флористический список покрытосеменных древесных растений урбоэкосистемы станицы Каневской. Фенология цветения красивоцветущих древесных растений изучаемой экосистемы в зависимости от температуры воздуха и осадков.
  
  дипломная работа [7,0 M], добавлен 17.03.2014
  

• Элективный курс "Реакция высших растений на химическое загрязнение окружающей среды" как средство формирования экологической компетентности студентов педагогического ВУЗа

  Реализация компетентностного подхода в образовании студентов педагогического ВУЗа с естественнонаучным направлением обучения. Роль элективных курсов в их обучении. Проблема химического и радиационного загрязнения окружающей среды, пути ее решения.
  
  магистерская работа [207,4 K], добавлен 11.06.2010
  

• Загрязнение окружающей среды

  Основные объекты загрязнения окружающей среды. Физическое загрязнение, связанное с изменением физических, температурно-энергетических, волновых и радиационных параметров внешней среды. Процесс прогрессирующего накопления металлов в окружающей среде.
  
  презентация [609,6 K], добавлен 28.03.2015
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам