Семейство Cryptogrammaceae: систематика, анатомия, морфология, экология, география тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.05, кандидат биологических наук Ваганов, Алексей Владимирович

• Ваганов, Алексей Владимирович
• кандидат биологических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Ваганов, Алексей Владимирович

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Глава 2. ИСТОРИЯ ТАКСОНОМИЧЕСКОГО ИЗУЧЕНИЯ КРИПТОГРАММОИДНЫХ ПАПОРОТНИКОВ.

Глава 3. АНАТОМО-МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СЕМЕЙСТВА СИУРТО-С1*АММАСЕАЕ.

3.1. Общая характеристика и диагностические признаки.

3.2. Морфологические описания спор видов семейства.

3.3. Особенности прорастания спор и строение гаметофитов видов семейства.

Глава 4. КОНСПЕКТ СЕМЕЙСТВА СЮТТОСЛАММАСЕАЕ.

4.1. Конспект семейства Сгур1х^гаттасеае.

4.2. Конспект рода СгурЮ^атта на территории России.

Глава 5. СИСТЕМА СЕМЕЙСТВА СКУРТОСКАММАСЕАЕ.

Глава 6. ЭКОЛОГО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ СЕМЕЙ СТВА С 1*У НТО СКАМ МАСЕАЕ.

Глава 7. РЕДКИЕ, ЭНДЕМИЧНЫЕ И ХОЗЯЙСТВЕННО-ЦЕННЫЕ ПРЕДСТАВИТЕЛИ СЕМЕЙСТВА СКУРТОСКАММАСЕАЕ.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Семейство Cryptogrammaceae: систематика, анатомия, морфология, экология, география»

Актуальность темы. К криптограммоидным папоротникам относятся роды: Cryptogramma, Llavea, Onychium, Afi-opteris, Anopteris, Actiniopteris, Pia-giogyria, Ceratopteris, Jamesonia, Nenrosoria и др., входящие частично в семейства Pteridaceae, Adiantaceae, Cheilanthaceae, Dennstaedtiaceae, Parkeriaceae и Cryptogrammaceae. В целом это полиморфная, малоизученная и спорная группа папоротников. При этом систематика семейства собственно Cryptogrammaceae не разработана, а большинство исследователей пользуются представлениями об объеме семейства Пики-Сермолли (1963, 1977).

Представители семейства Cryptogrammaceae распространены по всем континентам, кроме Австралии и Антарктиды. Наиболее богатыми по числу видов являются тропические зоны Евразии и Африки. Большинство представителей семейства являются высокогорными видами, часть видов встречаются только на островах Мирового океана, что также создает особые сложности в изучении.

Исследование представителей семейства Cryptogrammaceae в Европе, Америке, Азии и Африке обычно не выходило за рамки этих территорий. Поэтому особенно актуальным становится комплексное исследование материала по этой группе папоротников со всего ареала их распространения, а не с отдельных территорий.

Кроме того, современные методы, используемые в систематике растений, позволяют по иному оценить родство криптограммоидных папоротников, провести их ревизию и оценить реальный объем семейства.

Цель работы. Ревизия видового состава семейства Cryptogrammaceae в мировом объеме и построение современной системы семейства.

Задачи исследования:

1. Исследовать анатомо-морфологические особенности семейства и выявить важнейшие признаки для систематики семейства Cryptogrammaceae;

2. Подготовить конспект с указанием синонимов, информации о типе, данных о местообитании и ареале и др.;

3. Обобщить сведения по распространению представителей семейства на территории России и мира;

4. Построить филогенетическую систему семейства, используя комплекс классических и современных методов;

5. Выявить эколого-географические особенности;

6. Выделить хозяйственно-ценные, редкие и эндемичные виды семейства, степень их редкости для мировой флоры.

Защищаемые положения:

1. В предложенной нами системе семейства Cryptogrammaceae шесть родов — Ciyptogramma, Llavea, Onychium, Anopteris, Afropteris и Actiniopteris;

2. Комплекс анатомо-морфологических и молекулярно-генетических данных отражает родственные связи на уровне подродов, секций и подсемейств.

Научная новизна. Впервые проведена критическая ревизия таксономического состава и распространения папоротников семейства Cryptogrammaceae по Земному шару. Построена новая система семейства с выделением двух новых подсемейств, трех подродов и шести секций. Впервые для большинства видов семейства Cryptogrammaceae выполнены морфологические описания спор, а так же построены филогенетические деревья с использованием молекулярно-генетических данных, включая ближайших представителей группы из семейства Pteridaceae.

Описано два новых для науки вида — Cryptogramma gorovoii А. Vaganov et Schmakov и Anopteris miiltifida A. Vaganov et Schmakov. Для флоры России впервые приведены два новых вида из рода Cryptogramma — Cryptogramma gorovoii и С. sitchensis (Rupr.) Т. Moore.

Практическая значимость работы. Данные конспекта рода Cryptogramma по территории России использованы для баз данных "Папоротники России" (ssbg.asu.ru/ferns.russia.php) и "Биоразнообразие Алтае-Саянского эко-региона" (www.bioaltai-sayan.ru). Материалы работы использованы при написании учебного пособия "Систематика высших споровых растений. Часть 2" и в курсе "Ботаника" для студентов-биологов в Алтайском госуниверситете. Полученные данные могут быть использованы при построении систем папоротников в целом, а так же при написании флор и определителей отдельных территорий и стран.

Апробация работы. Материалы работы доложены на международной научно-практической конференции "Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии" (г. Барнаул, 2006 и 2007 гг.), на I Российской птеридологической конференции (Томск-Барнаул, 2007 г.) и XXXIV научной конференции студентов, магистрантов, аспирантов и учащихся лицейных классов (г. Барнаул, 2007 г.).

Публикации результатов исследования. Результаты исследований опубликованы в 10 работах, из которых 5 статей в региональных сборниках, 2 статьи в трудах международных конференций, 1 статья в трудах региональной конференции и 2 публикации в журналах, рекомендованных ВАК для опубликования основных результатов диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 175 страницах машинописного текста, состоит из введения, 7 глав, выводов и списка литературы, включающего 230 источников, в том числе 131 на иностранных языках, 3 приложений на 47 страницах. Работа иллюстрирована И фотографиями и 129 рисунками, включает 3 таблицы.

Заключение диссертации по теме «Ботаника», Ваганов, Алексей Владимирович

ВЫВОДЫ

1. В принятом нами объеме семейство Сгур1х^гаттасеае насчитывает 29 видов. Система семейства включает 6 родов, 4 подрода и б секций, которые были выделены на основе данных сравнительной анатомии и морфологии. Виды семейства объединены в четыре подсемейства на основании анатомо-морфологических и молекулярно-генетических сведений.

2. Важнейшими для систематики семейства Сгур1о§гаттасеае из ана-томо-морфологических особенностей являются следующие: особенности строения неспороносящего окончания конечной доли спороносной вайи; форма, цвет и характер расположения чешуй на черешке; цвет и характер поверхности черешка; особенности строения конечных долей спороносных и вегетативных вай; размер и особенности строения спор: структуры на поверхности экзоспория, строение лезур, ширина и количество экваториальных складок и валиковидных утолщений.

3. Основные роды семейства {Сгур^^атта, Ас1'тюр1ег'1$, ОпусЫит и Ыжеа) характеризуются полярным прорастанием гаметофита по типу УШапа и типами проталлиального развития Ceratopteris и АсИапШт.

4. Виды семейства распространены широко по всем континентам, кроме Австралии и Антарктиды. Наиболее богатым по числу видов семейства являются континенты Евразия и Африка - 24 вида, а на островах Мирового океана встречаются только 13% (4 вида); во флоре России представлен один род Cryptogramma (6 видов).

5. По экологической приуроченности среди представителей семейства доминируют мезофиты, петрофиты и теневыносливые виды. Подавляющая часть видов семейства распространены в Голарктическом и Палеотропическом царствам.

6. Семейство характеризуется высоким уровнем эндемизма. Узколокальных эндемиков в семействе два (Actiniopteris kornasii, Afropteris barklyae). Эндемиков различных выделов ботанико-географического районирования Земли - десять. Предлагается рекомендовать к охране в мировом масштабе со статусом редкие (Rare) - 2 вида, а со статусом'уязвимые (Vulnerable) - 2 вида. Третья часть видов семейства имеют практическое лекарственное и декоративное значение.