Пыльца в качестве тест-объекта биоиндикации

Сосна обыкновенная — один из основных лесообразующих видов, из-за высокой чувствительности к загрязнению широко применяется в качестве тест-объекта. При этом изучаются физиолого-биохимические процессы, идущие в вегетативных тканях [1, 2], и прежде всего показатели фотосинтеза [3, 4 ]. Исследуются морфологические признаки показателей роста хвои и побегов и их состояние, приводятся цитогенетические характеристики, а также анализируются показатели генеративной сферы [ 5].

Пыльца у сосны продуцируется в огромных количествах. В разреженных молодняках сосны может образоваться до 350 кг/га пыльцы в год и более. пыльца сосна облучение биоиндикация Для всех видов рода Pinus число хромосом 2n=24. Результаты исследования из гербарного материала показали, что пыльцевые зёрна этого вида полиморфны даже в условиях относительного экологического благополучия (1883−1924 гг.). Спонтанная частота абортивных пыльцевых зерен всех видов составляет 3−7%. В норме пыльцевое зерно сосны обыкновенной имеет тело и 2 воздушных мешка (в.м.), образующихся в результате расхождения слоёв экзины, пространство между которыми у сформированного зерна заполнено воздухом. Мешки симметрично расположены и одинаковы по размеру.

У сосны обыкновенной процесс формирования микроспорофиллов заканчивается во второй половине лета, процессы микроспорогенеза и формирования пыльцы протекают весной следующего года: при повышении среднесуточных температур в результате высокой митотической активности клетки археспория дифференцируются, в микроспороцитах идут мейотические деления, формируются пыльцевые оболочки, микроспоры претерпевают три проталлиальных деления. Прорастание микроспор начинается уже в микроспорангиях, и зрелая пыльца рассеивается на 4-х клеточной стадии, после образования двух проталлиальных, одной вегетативной и одной генеративной клеток. Проталлиальные клетки вскоре отмирают и превращаются в мертвые дисковидные образования, прилегающие к оболочке микроспоры. Вегетативная клетка формируется при прорастании в пыльцевую трубку. Генеративная клетка делится на две: стерильную клетку, или клетку-ножку (иногда ее называют дислокатором), и сперматогенную клетку (называемую часто клеткой-телом), которая дает начало двум мужским гаметам. Пыление в условиях Сибири проходит, как правило, в начале — середине июня при сумме эффективных температур 224−253,6 град.-дней [5]. Дальнейшее развитие мужского гаметофита продолжается уже в семяпочке и завершается образованием двух спермиев-клеток. Основными показателями биологического состояния пыльцы растений, в том числе и хвойных, является процент проросших пыльцевых зёрен на питательных средах, её фертильность, выражаемая длиной пыльцевых трубок, в мкм, и энергией её прорастания, в %.

Эмбриологами отмечена строгая зависимость развития женских генеративных структур сосны обыкновенной от опыления: развитие женского гаметофита стимулируется только пыльцой, прорастающей на нуцеллусе семяпочки; при отсутствии опыления и оплодотворения семяпочки сосны обыкновенной дегенерируют [6, 7]. Одной из важнейших причин отсутствия опыления и оплодотворения семяпочек сосны и снижения посевных качеств семян является низкое качество пыльцы. Биологическое значение пыльцы при половом процессе, уязвимость процессов микрогаметогенеза к факторам внешней среды определяют актуальность изучения мужской генеративной системы хвойных растений, особенно в неблагоприятных условиях произрастания.