Wyróżniona praca w formacie pdf - olimpiada biologiczna

LXI Olimpiada Biologiczna
„Zmienność liści klonu srebrzystego
(Acer saccharinum L.) na terenie miasta Słupska”
Robert Kupis klasa IIB
Zespół Szkół Ogólnokształcących nr 2
II Liceum Ogólnokształcące
z Oddziałami Dwujęzycznymi
im. Adama Mickiewicza w Słupsku
ul. Adama Mickiewicza 32-34
76-200 Słupsk
opiekun: mgr Iwona Andrzejewska
-0-
STRESZCZENIE
Liście klonu srebrzystego (Acer saccharinum L.),użyte do badań zostały
przeze mnie zebrane na przełomie lipca i sierpnia 2011r. z terenu miasta
Słupska. Materiał pomiarowy zebrałem z 17 stanowisk. Z każdego z nich po 25
losowo wybranych liści. Analizie biometrycznej poddanych zostało 7 cech: 1.
długość blaszki liścia, 2. długość ogonka, 3. szerokość blaszki liścia na
wysokości klap 1 i 5, 4. szerokość liścia na wysokości klap 2 i 4, 5. długość
liścia, 6. stosunek długości blaszki do długości ogonka, 7. stosunek długości
najszerszej części blaszki do jej długości. Podane parametry zostały porównane
przy pomocy średniej arytmetycznej i harmonicznej (dla cech 6. i 7.). Dla
wszystkich cech został wyliczony współczynnik zmienności V% [6]. Wykazano,
że cechą najmniej zmienną jest cecha 1 (12,28%), natomiast najbardziej
zmienna jest cecha 7 – 27,06%. Odrzucono wpływ rodzaju gleby i
zanieczyszczeń na wielkość liści.
WSTĘP
A. saccharinum L. należy do rodziny mydleńcowatych (Sapindaceae Juss)
i rodzaju klon (Acer). Występuje na terenach zalewowych, w lasach łęgowych i
nad wodami [8]. Największe populacje gatunku znajdują się we wschodniej
części Ameryki Północnej [10]. W Europie można go znaleźć w parkach i jako
drzewo ozdobne [1]. Gatunek ma niskie wymagania glebowe – rośne na glebach
gliniastych, jak i piaszczystych. Wymogiem jest duża wilgotność podłoża [10].
Liście pojedyncze, 5-klapowe, są ostro piłkowane lub z małymi, ostrymi
klapkami [1]. Klapy na szczycie wyciągnięte i ostre. Blaszka liścia jest głęboko
dzielna, czasami sieczna. Liście z wierzchu są barwy żywo zielonej, natomiast
spodnia strona pokryta włoskami o charakterystycznej srebrzystobiałej barwie.
Charakteryzuje się unerwieniem dłoniastym [8]. Rozmiary blaszki liściowej
wahają się od: 8-14 cm [9], [10], przez 8-15 cm [8], [3] do 8-16 cm [1] długości
i ok. 5-13 cm szerokości. Liście ustawione naprzeciwlegle względem siebie.
Ogonki są zazwyczaj długie i nie wydzielają soku. Kwiaty nie posiadają dysku
miodnikowego, są bezpłatkowe, barwy zielonkawej lub czerwonawej.
Zazwyczaj są dwupienne. Kwitną w okresie marzec – kwiecień [8]. Owoce
przypominają owoce klonu jaworu. Owocki są jasnobrązowe, zazwyczaj
szablasto wygięte [1].
Celem badań było: określenie skali zmienności badanych cech, wykazanie
podobieństw i różnic między badanymi próbami.
-1-
MATERIAŁ I METODY
1
Materiał do badań nad zmiennością liści klonu A. saccharinum
został
zebrany z 17 stanowisk (1 stanowisko – 1 drzewo) na terenie Słupska.
Z każdego stanowiska zebrałem 25 losowo wybranych liści i zmierzyłem cechy:
1. długość blaszki liścia, 2. długość ogonka, 3. szerokość blaszki liścia na
wysokości klap 1 i 5, 4. szerokość liścia na wysokości klap 2 i 4, 5. długość
liścia, 6. stosunek długości blaszki do długości ogonka, 7. stosunek długości
najszerszej części blaszki do jej długości. Sposób, w jaki zostały mierzone liście
przedstawia rysunek 1 (Ryc. 1).
Pomiarów dokonanałem na świeżym materiale,
3
przy pomocy linijki z podziałką milimetrową i
2 arkusza bloku milimetrowego. Próby badawcze
zostały oznaczone na mapie Słupska przy
pomocy kolorowych punktów – jeden punkt –
jedno stanowisko (Ryc. 2). Dla cech 1-5
policzyłem średnią arytmetyczną, a dla cech 6
1 i 7 średnią harmoniczną. Prócz tego, dla
5
każdego
parametru
wyznaczyłem
współczynnik zmienności V%. W celu
zinterpretowania wyników V% użyłem skali
Boguckiego [2] (Tab. 1.).
4
Ryc. 1 Liść klonu srebrzystego Acer
saccharinum
stanowisko
Ryc. 2 Fragment mapy Słupska z
rozmieszczonymi stanowiskami
500m
-2-
Tabela 1. Skala zmienności wg Boguckiego [2]
Zmienność V%
V%
Mała
< 5%
Umiarkowana
6 – 10%
Znaczna
11 - 20 %
Duża
21 – 50%
Bardzo duża
50% <
Do porównania badanych prób wykorzystałem metodę najbliższego
sąsiedztwa. Polega ona na łączeniu jednostek systematycznych w stopniowy
sposób. Graficznym przedstawieniem metody jest wykres – dendrogram (ryc.3).
Dokonałem oceny wieku drzew, mierząc obwód pnia, po czym wyliczyłem
średnicę – pierśnicę – pni [4]. Następnie, korzystając z tabel, odczytałem ich
wiek. Podczas pisania pracy korzystałem z programów: Microsoft Office Excel,
dodatku XLSTAT i Corel Draw.
WYNIKI
Na podstawie przeprowadzonych pomiarów otrzymałem wyniki, które
pozwalają określić zróżnicowanie danej cechy.
Wartości skrajne (minimalne i maksymalne) oraz średnia dla każdej cechy, wraz
ze stanowiskami, w których się pojawiły, przedstawia tabela 2.
Tabela 2. Wartości minimalne, maksymalne i średnie badanych cech.
Wartości cech (cechy 1-5 w cm)
Numer
parametru
Minimalna
wartośd
Numer
stanowiska
Maksymalna
wartośd
Numer
stanowiska
Średnia
wartośd
1
8,60
1
19.4
11
11,75
2
6,60
16
19,9
1
11,98
3
6,50
7
18,4
1
11,44
4
4,70
9
15.9
10
9,13
5
6
13,80
9
19,6
11
20,9
0,71
15
2,35
16
1,29
7
0,92
9
1,44
1
1,05
Wyliczone współczynniki zmienności zostały zebrane i przedstawione
w tabeli 3.
Stanowiska znajdujące się poniżej i powyżej średniego współczynnika
zmienności dla każdej cechy zebrane są w tabeli 4.
-3-
Numer cechy
Tabela 3. Współczynniki zmienności V% w badanych próbach.
Współczynnik
zmienności [%]
Przedział zmienności wg.
Boguckiego [2]
Średni
współczynnik
zmienności [%}
Zmiennośd wg.
Boguckiego [2]
1
6,22 – 27,34
umiarkowana – duża
12,28
Znaczna
2
10,92 – 24,11
Znaczna – duża
15,61
Znaczna
3
9,62 – 24,27
umiarkowana – duża
16,95
Znaczna
4
8,38 – 28,47
umiarkowana – duża
19,16
Znaczna
5
3,48 – 20,95
mała – duża
17,48
Znaczna
6
7,62 – 96,62
27,68
Duża
7
5,54 – 151,67
27,06
Duża
umiarkowana – bardzo
duża
umiarkowana – bardzo
duża
Tabela 4. Stanowiska znajdujące się poniżej i powyżej średniej dla badanej cechy.
Numer
Stanowiska poniżej średniego
Stanowiska powyżej średniego współczynnika
cechy
współczynnika zmienności [%]
zmienności [%]
1
1, 2, 4, 6, 7, 8, 10, 12, 14
3, 5, 9, 11, 13, 15, 16, 17
2
1, 3, 4, 5, 6, 8, 17
2, 7, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16
3
7, 8, 10, 11, 12, 13, 15
1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 14, 16, 17
4
2, 3, 4, 6, 11, 12, 14
1, 5, 7, 8, 9, 10, 13, 15, 16, 17
5
3, 5
1, 2, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17
6
3, 5
1, 2, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17
7
3, 5
1, 2, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17
Ryc. 3. Dendrogram - stanowiska ze względu na współczynnik zmienności.
-4-
DYSKUSJA
Porównując dane z literatury, dotyczące wielkości liści Acer saccharinum
[1,3,8,9,10], stwierdziłem, że badane próby miały większą długość blaszki
liściowej, jak i jej szerokość. Porównanie danych przedstawione zostało
w tab. 5.
Tabela 5. Porównanie wielkości badanych liści z danymi z literatury
Dane z literatury (cm)
Cecha
badania
własne
(cm)
[1]
[3]
[8]
[9]
[10]
długośd blaszki liściowej
8
8
8
8
8
8,60
szerokośd blaszki liściowej (w
najszerszym miejscu)
16
15
15
14
14
18,40
Jak widać w tabeli 3. wartość długości szerokości blaszki liściowej
przekracza dane literaturowe, w zależności od źródła, o 2,4 – 4,4 cm. Badania
wykazały, ze cechą najmniej zmienną, czyli najbardziej przydatną do diagnozy
systematycznej jest długość blaszki liściowej (cecha 1) – V% = 12,28%. Cechą
najmniej przydatną do diagnozy jest cecha 6 (V%=27,56%).
Najczęściej powtarzającym się stanowiskiem, charakteryzującym się
wysokim współczynnikiem zmienności, jest stanowisko numer 6. Cechuje się
ono największym współczynnikiem zmienności cechy 1, 2, 3, 5 i 7, przy czym
materiał z próby nie osiągał skrajnych wartości w poszczególnych cechach.
Stanowisko numer 5 najczęściej charakteryzowało się najmniejszym
współczynnikiem zmienności – cechy: 1, 4, 5 i 7.
Zastanawiałem się nad czynnikiem, który warunkuje zmienność liści Acer
saccharinum L.. W czasie rozważań wziąłem pod uwagę trzy czynniki:
zanieczyszczenie środowiska, wiek drzew i insolację. Analizując dendrogramem
pod względem insolacji, stwierdziłem, że połączenie stanowisk 3 i 5 jest
słuszne. Są to samotne drzewa będące niczym nieosłonięte, oświetlane z każdej
strony w ciągu dnia.
Analizując wpływ zanieczyszczenia powietrza, stwierdza się, że nie ma
on większego wpływu, ponieważ organy wegetatywne zostały zebrane z miejsc
bardzo mało oddalonych od siebie. Zaledwie 6 prób pochodziło z innego terenu
niż pozostałe. Wielkość badanych cech w tych próbach nie różniła się znacznie
od pozostałych.
-5-
Porównując wiek drzew, stwierdziłem, że najmniejsze liście zostały
zebrane z najmłodszych drzew. Uzyskany wynik nie jest zaskakujący, ponieważ
można było się spodziewać, że organy wegetatywne młodszych osobników,
będą mniejsze. Największe liście zostały zebrane z osobników najstarszych.
Analizując wyniki zauważyłem, że najdłuższe ogonki miały liście zebrane
ze stanowisk, które były bardzo blisko siebie, przez co dostęp do promieni
słonecznych był ograniczony. Może być to dowodem na konkurencję
wewnątrzgatunkową, a czynnikiem o który zabiegają drzewa jest dostęp do
promieni słonecznych, potrzebnych do procesu fotosyntezy. Można zatem
stwierdzić, że duży wpływ na wielkość liści ma zagęszczenie osobników.
PIŚMIENNICTWO
1. Aas G., Riedmiller A. (1999) Drzewa liściaste. Oznaczanie, rozpoznawanie,
ochrona – MUZA SA, Warszawa
2. Bogucki Z. (1979): Elementy statystyki dla biologów: statystyka opisowa.
(Poznań)
3. http://drzewa.nk4.netmark.pl/atlas/klon/klon_srebrzysty/klon_srebrzysty.php
4. http://www.interklasa.pl/portal/index/dokumenty/interklasa/oznaczanie_wie
ku_drzew.pdf?page=info&action=showdoc&oid=309261
5. Kozak J., Wilk M. (1972) Ochrona lasu – Państwowe Wydawnictwo
Rolnicze i Leśne, Warszawa
6. Roeske – Słomka I. (1999) Podstawy statystyki – Wydawnictwo Uczelniane
Politechniki Koszalińskiej, Koszalin
7. Rostafiński J., Seidl O. (1973) Przewodnik do oznaczania roślin –
Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa
8. Senta W. Dolatowski J. (1997) Dendrologia – Wydawnictwo Naukowe
PWN, Warszawa
9. Sękowski B. (1971) Drzewa i krzewy, klucze do oznaczania – Państwowe
Wydawnictwo Rolnicze i Leśne
10. Szweykowscy A., J. (1993) Słownik botaniczny – Wiedza Powszechna,
Warszawa
11. Tateusiewicz R, (1993) Biometria – Wydawnictwo AGH, Kraków
-6-