ГЕТЕРОФІЛІЯ У РОСЛИН - О.М. НЕДУХА - 2011

ПЕРЕДМОВА

Запропонована увазі читачів монографія є узагальненням сучасних досягнень вивчення явища гетерофілії. Гетерофілія описана у багатьох видів судинних рослин, в тому числі у суходільних і вищих водних рослин. У водних рослин частина вегетативних органів росте під водою (підводні листки, стебла, корені), а інша частина органів (надводні й плаваючі листки, стебла, генеративні органи) — над водною поверхнею (у повітряному середовищі). Незважаючи на фундаментальність значення явища гетерофілії у рослин, її дослідження тривалий час не отримувало достатнього розвитку, хоча ці питання привертали увагу дослідників ще кілька століть тому, що було висвітлено, зокрема, в працях K. Гебеля (Goebel, 1891; 1900; цит. за Arber, 2008), В.Р. Заленського (1918), А. Arber (1920; 2008) та ін.

Проте лише в 60-х роках минулого століття, коли в лабораторній практиці з'явилися спектроскопія, електронна мікроскопія, а пізніше лазерно-конфокальна мікроскопія та молекулярно-генетичні методи, були запропоновані більш ефективні та інформативні підходи до вивчення функціонування фотосинтезуючих підводних листків. Відтоді почали досліджувати гетерофілію на ультраструктурному й молекулярному рівнях. Особливо за останні два десятиріччя накопичено велику кількість фактичного матеріалу, який є основою нового напрямку ботаніки.

Дані з гетерофілії почали використовувати в таксономічних дослідженнях (Sculthorpe, 1967), під час вивчення глобальних змін навколишнього середовища (Goliber, 1989; Goliber, Feldman, 1989; 1990; Givnish et al., 1994), дії низької та високої температури (Winn, 1999), змін освітленості та як парадигматичне явище у гідрофітів (Bradshaw, 1965). Останнім часом з'являються результати дуже цікавих досліджень явища гетерофілії у зв'язку з вивченням наслідків затоплення чи осушення грунтів і механізмів адаптації рослинних організмів до цих чинників. Модельними об'єктами для дослідження гетерофілії стали судинні рослини, які зростають у воді.

Вища водна рослинність України (справжня водна й повітряно- водна) відзначається унікальністю й багатством, що зумовлено природно- історичними та географічними факторами. За даними відомого ботаніка Д.В. Дубини (2006) площа вищої водної рослинності сягає 2,5 млн га. Водна рослинність відіграє надзвичайно важливу екологічну, гідрологічну, екосистемну та економічну роль і є достатньо вразливою, оскільки зазнає як постійно зростаючого антропогенного впливу, так і опосередкованого впливу із-за трансформації екосистем на площах водозаборів. У зв'язку з цим, актуальним є збереження різноманіття рослинності, оскільки остання є автотрофним блоком гідросфери й має важливе значення у її функціонуванні.

У запропонованій монографії висвітлюються основні структурно- функціональні характеристики вияву гетерофілії у рослин, розглядаються етапи їхнього розвитку й можливі клітинні та молекулярні механізми цього явища.

Монографія складається із двох розділів. У першому розділі висвітлюються мінливість форми листкових пластинок, анатомічна будова листків, структура поверхні епідерми листків, фітогормональний баланс рослин, ростові характеристики органів і фотосинтез листків рослин, у яких виявляється гетерофілія. У цьому розділі наведені також результати порівняльних досліджень структурно-функціональної організації листків Sium latifolium L., Sagittaria sagittifolia L. і Nuphar lutea (L.) Smith, що були відібрані автором як модельні об'єкти для вивчення гетерофілії. У другому розділі монографії викладені результати досліджень дії екзогенних факторів, що можуть викликати гетерофілію, а також досягнення у вивченні клітинних і молекулярних механізмів прояву гетерофілії. У світі сучасних відомостей про роль вторинних посередників, зокрема, іонів кальцію, в реакції-відповіді рослин на зміни оточуючого середовища, розглядаю наші результати структурно-функціональних організації листків різних форм S. latifolium. Обговорюються також результати вивчення ролі аморфної форми целюлози у водному транспорті по апопласту клітин листків на послідовних стадіях онтогенезу гетерофільних рослин.

В заключення автор висловлює щиру вдячність рецензентам монографії: д-ру біол. наук. Нінель Олександрівні Білявській, д-ру біол. наук, проф. Світлані Миколаївні Зиман і канд. біол. наук Людмилі Іванівні Буюн.

Дослідження структурно-функціональної організації листків гетерофільних рослин проводилися автором у відділі клітинної біології та анатомії Інституту ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України. Автор висловлює щиру вдячність члену-кореспонденту НАН України, д.б.н., проф. Єлизаветі Львівні Кордюм за постійну підтримку при виконанні експериментальних робіт, співробітникам інституту (В.В. Бараненко, С.І. Жадько, В.А. Заславському, О.К. Золотарьовій, Д.О. Климчику, Л.Є. Козеко, А.Ф. Поповій, М.М. Федорончуку, Г.В. Шевченко) за участь у обговоренні результатів отриманих експериментальних даних, також за технічну допомогу при дослідженні матеріалу на лазерноскануючому мікроскопі та електронних мікроскопах співробітникам В.Л. Івасі та В.М. Новиченко.

Рогульник так, живя средь вод спокойных,

Пускает листья в виде нитей стройных;

Но волоски ветвятся много раз

И пьют они, как жабри, жизни газ;

Когда ж до водной глади достигает,

Широкие он листья распускает,

Сожженний солнцем, испаренья шлет

И радостно струи эфира пьет.

Эразм Дарвин. «Храм природи»

(Флора России)