Курсовая работа по Генетика на тему ГЕНЕТИКА ЛИСТВИННИЦА СУКАЧЕВА

1.1 Современный ареал
Лиственница Сукачева (лат. Larix sukaczewii) — вид из рода Лиственница семейства Сосновые. Медоносное, дубильное, эфиромасличное, красильное, лекарственное, древесинное, декоративное растение, культивируется в озеленении. Продолжительность жизни 350-450 лет. Дерево первой величины, достигающее 35 - 50 м высоты и 1,5 м в диаметре ствола [3]. Лиственница относится к очень древнему роду хвойных растений. Ее появление датируется примерно концом мелового периода, то есть около 135 миллионов лет назад. Существуют предположения, что лиственница уже в третичном периоде распространилась из Центрального Китая через Алтай в Западную Сибирь и Европу.
Лиственница (лат. Larix) занимает обширные территории центральных районов Сибири. Ее распространение в Сибири охватывает от нижнего и среднего течения Оби до Байкала: от северной тундры до Алтая и Саян на юге. На территории европейской части России она простирается к востоку от Онежского озера и Белого моря, захватывая Урал и опускаясь до южных его предгорий. В горных районах лиственница сибирская поднимается до верхней границы леса, например, на Алтае высотой до 2400 метров. [5].
Впервые Н.В. Дылис в 1947 году выделил особый вид лиственницы, который был назван как лиственница Сукачева. По его определению, этот вид распространен в европейской части России, на Урале и юго-западе Западной Сибири. В последующем лиственница Сукачева стала широко упоминаться и описываться во многих отечественных работах по дендрологии и лесоводству. Стоит отметить, что сам академик В.Н. Сукачев рассматривал лиственницу, которая позже была названа в его честь, как русский экотип лиственницы сибирской.
Одним из ключевых критериев для выделения лиственницы Сукачева в отдельный вид является ее ареал. Лиственница Сукачева распространена на северо-востоке европейской части России и в западной части Сибири. Ее восточная граница проходит по долинам рек Оби и Иртыша и достигает Южного Урала. Северная граница простирается от Онежского озера до Полярного Урала, а южная граница проходит севернее Вологды, затем по верховьям реки Печоры и опускается до верховий реки Белой.
В далеком прошлом, по данным изучения палеоботаники, лиственница Сукачева имела гораздо более обширное распространение, чем в современные времена, и чаще встречалась в среде лесов. В эпоху голоцена, например, это дерево распространялось на запад до берегов Псковского озера, находящегося на расстоянии около 600 километров от современных областей его обитания. Причины, приведшие к уменьшению ареала лиственницы Сукачева и снижению ее доли в лесах европейского Северо-Востока, различались в разных местах и временах голоцена. В сибирской тайге этот процесс происходил за счёт вытеснения лиственницы темнохвойными породами, особенно это усилилось в субатлантический период, когда климат стал более влажным из-за интенсивного выщелачивания карбонатных почв. Это обстоятельство дало возможность еловым лесам распространяться даже на известковых почвах. На южных границах ареала лиственницы Сукачева сокращение её преобладания в ландшафтах в значительной мере было вызвано наступлением широколиственных лесов, а в период ксеротермии — миграцией степной растительности.
Сегодняшнее положение границ ареала лиственницы Сукачева, также как и её распределение внутри этого ареала, формируется уменьшением области её распространения и дальнейшим изменением положения. Подобно прошлому, данный процесс происходит под воздействием различных факторов в разных местах. В сибирской тайге и на западном пределе распространения этого вида уменьшение площади лиственничных лесов происходит главным образом за счёт вытеснения их темнохвойными лесами, хотя этот процесс немного замедлен на карбонатных породах на крутых склонах речных долин.
На южной окраине это явление активно прогрессирует вследствие конкуренции со широколиственными породами, которые оттесняют лиственницу даже с известняковых почв. На восточном склоне Урала лиственницу энергично замещает сосна.
Помимо природных факторов, существенное влияние на современную динамику ареала лиственницы Сукачева оказывает человеческая деятельность. Вырубка лесов для строительства судов и под обработку земель особенно отразилась на сокращении территорий, которые ранее занимали корабельные рощи на плодородных и хорошо дренированных почвах. Однако деятельность человека иногда сопровождалась и противоположными результатами, способствуя сохранению лиственницы в современных сибирских лесных пейзажах. Особую роль в этом отношении играли и продолжают играть лесные пожары. Хотя они мало вредят лиственнице с её толстой корой, пожары уничтожают темнохвойные породы и их молодые растения, что открывает возможность для молодых лиственниц расшириться на этих пожарных участках.







1.2 Морфологические признаки
Внешне все лиственницы похожи. Это крупные деревья достигают высоты до 40 метров и имеет диаметр ствола от 1 до 1,2 метра. Ствол прямой и стройный, однако в нижней части, в комлевой зоне, часто имеет значительное утолщение. Кора на старых деревьях глубоко продольно трещиноватая, серого цвета, с очень толстым слоем, особенно заметным в нижней части ствола, и составляет примерно 14—15% от общего объема ствола.
Лиственницы характеризуются ширококоническими кронами, формирующимися из двух типов побегов: удлиненных, основанных на росте и имеющих по одиночной хвое (называемой ауксибластами), и укороченных, сгруппированных с хвоей в пучки из 20- 60 штук (брахибласты). Брахибласты развиваются на ауксибластах второго года жизни и старше. Хвоя лиственницы имеет узкий, линейный вид, мягкая на ощупь, прямая или слегка изогнутая. Морфология хвои: Хвоя лиственницы Сукачева обычно имеет длину около 1–2 см. В отличие от хвои многих других хвойных пород, хвоя лиственницы не имеет смоляных каналов. Она своеобразного голубовато-зелёного оттенка, что отличает её от многих других видов лиственниц, у которых хвоя обычно зеленая или зеленовато-желтая. В молодом возрасте хвоя лиственницы Сукачева может быть мягкой на ощупь, особенно у верхушек деревьев. Это делает её более приятной на ощупь по сравнению с некоторыми другими хвойными породами. Весной новая хвоя обычно имеет более яркий зелёный оттенок, который постепенно становится более бледным к осени.
На молодых побегах лиственницы кора имеет светло-серо-буроватый оттенок. Со временем она темнеет и становится серой. По мере старения дерева кора становится очень толстой и глубоко бороздчатой, отделяясь значительными кусками. На старых деревьях в нижней части ствола толщина коры иногда превышает 10 см. У взрослых деревьев ствол обычно покрыт продольно глубоко-трещиноватой толстой корой. Эта кора служит эффективной защитой ствола от огня, так как её текстура и толщина способствуют предотвращению проникновения огня внутрь ствола и сохранению его целостности. [4]. Лиственница начинает формировать "цветки" при свободном росте примерно к 15 годам, иногда и раньше, а в густых лесах, где насаждение более плотное, этот процесс может начаться примерно в возрасте от 20 до 30 лет. Эти "цветки" появляются ранней весной одновременно с распусканием хвои.
Цветение лиственницы Сукачева совпадает со временем распускания хвои. Мужские колоски, в основном расположенные на молодых брахибластах с нижней стороны побегов, имеют овально-шаровидную форму, окрашены в желто-зеленый цвет. Женские колоски, в свою очередь, продолговатые, светло-зеленые или красноватые, располагаются на брахибластах, преимущественно на верхней стороне побегов. Они вертикально выступают и состоят из 5—6 рядов прицветных чешуй, которые до опыления значительно изогнуты наружу. Во время этого процесса семенные чешуи остаются незаметными. Полностью шишки созревают осенью, а семена рассеиваются в следующую весну. Весной до появления хвои на одной ветке могут появиться как мужские, так и женские шишки. Перенос пыльцы происходит ветром, однако в отличие от других сосновых пород, пыльца лиственницы не распространяется на большие расстояния из-за отсутствия воздушных мешков. Зрелые шишки имеют опушенную структуру с не плотно прилегающими семенными чешуями и незаметными кроющими, что облегчает их открывание. Семена лиственницы крылатые, имеют косо-обратнояйцевидную форму размером 3–6 мм в длину и 3–4 мм в ширину, окрашены в серовато- или зеленовато-бурый цвет. Семена Сибирской лиственницы обычно имеют невысокую всхожесть и быстро теряют способность к прорастанию. Корневая система этого вида лиственницы характеризуется сильной ветвистостью, глубоким проникновением в почву и хорошо развитым стержневым корнем.
Существует дискуссия относительно самостоятельности вида этой лиственницы, и некоторые популяции не отличают от популяций лиственницы сибирской. Однако такой взгляд является субъективным и не учитывает важных биологических характеристик данной породы, которые имеют существенное значение в лесоводстве.




























1.3. Экология вида
В распространении на европейском Северо-Востоке, лиственница Сукачева часто ассоциируется с поверхностными слоями известняков, гипсов и мергелей. На самом крайнем севере лесов, этот вид лиственницы иногда встречается на сухих песчаных почвах, где даже известняк не является типичным компонентом.
На всем протяжении своего ареала, лиственница избегает заболоченных торфяно-болотных почв. По палеоботаническим данным, в прошлом лиственница Сукачева распространялась значительно шире, чем в настоящее время, и чаще встречалась в составе лесов.
Экологические особенности лиственницы Сукачева включают её высокую светолюбивость. Свойства светолюбия лиственницы варьируют в зависимости от условий, и, в частности, на севере данного ареала потребность в свете у этой породы выше, чем на юге. Из-за высокого светолюбия лиственницы в практике лесного хозяйства рекомендуется выращивать ее в смешанных лесных насаждениях с примесью теневыносливых, менее быстрорастущих пород, таких как липа, ель, клен и другие.
Также выводы о предпочтениях лиственницы Сукачева относительно тепла, влажности и плодородия почвы основаны на естественных наблюдениях. Например, её распространение в высоких широтах и её присутствие в полярных и вертикальных границах древесной растительности в Уральских горах свидетельствуют о высокой устойчивости этого дерева к холодным условиям.
Однако успешный рост лиственницы в условиях засушливой лесостепи и вблизи сухих степей на Южном Урале свидетельствует о её устойчивости к сухости воздуха и почвы. В то же время лиственница Сукачева наилучшим образом процветает в условиях, где сочетаются тепло и влажность, типичные для гидротермического режима южной тайги и зоны смешанных лесов. Именно в таких местностях можно встретить наиболее производительные леса и плантации лиственницы.
Многочисленные исследования подтверждают, что лиственница Сукачева имеет повышенные требования к почвенным условиям. Она очень чувствительна к уровню аэрации и увлажненности почвы. Избегая мест с низким содержанием питательных веществ и сильно заболоченных почв, она успешно процветает только на глубоких, хорошо дренированных почвах, которые в то же время обладают достаточным уровнем влажности и имеют слабо- или дерново-подзолистую структуру.
Наличие извести в почве не является обязательным условием для успешного роста лиственницы Сукачева, хотя в природных условиях таежной зоны она часто встречается на карбонатных почвах во многих районах своего ареала, как уже отмечалось. На Среднем Урале наилучший рост этой породы наблюдается на горных породах, обогащенных магнием и никелем.
Для распространения лиственницы Сукачева в природных условиях критическое значение имеет обнаженность минерального подстила от выстилающего слоя почвы. Лучшие условия для этого обеспечиваются на скалистых выходах вдоль речных долин и на горных склонах с тонким слоем эродированных почв. На равнинных территориях с мелкими отложениями горных пород хорошие возможности для размножения лиственницы создают гари, где, помимо минерализации поверхности почвы, снижается конкуренция со стороны травянистых растений и кустарников, обильно растущих на открытых участках.
Помимо физико-химических характеристик почвы, важную роль в успешном росте лиственницы в естественных условиях и её конкурентоспособности с другими деревьями играет степень микоризации корневых систем. На Урале наблюдается, что чем более развита микориза на корнях лиственницы, тем лучше она растет в высоту и по диаметру.
Хвоя лиственницы играет важную роль в её внешнем виде и адаптации к среде обитания, делая этот вид узнаваемым и характерным для лесных сообществ, где он произрастает. Она хорошей устойчивостью к холодным зимам и может сохранять свою зелёную окраску даже в условиях низких температур, что делает этот вид лиственницы ценным для ландшафтного озеленения в холодных климатических зонах.