Wyróżniona praca w formacie pdf

STRESZCZENIE
Badania nad wpływem grzybów poliporoidalnych na kształt i rozmiar liści
Betula pendula zostały przeprowadzone latem 2009 roku na terenie miasta Słupska i
okolic. Do pomiarów pobrano po 30 liści z 24 prób. Dla każdej próby ustalono
wartości: długość ogonka, długość blaszki liściowej, szerokość blaszki liściowej w
połowie długości oraz asymetria fluktuacyjna. Ustalono różnice kształtu i rozmiaru
dla drzew zainfekowanych i zdrowych. Próby porównano testem Kołmogorowa-Smirnowa (badanie istotności różnicy dwóch prób). Obecność grzybów
poliporoidalnych na brzozie brodawkowatej może mieć wpływ na rozmiar jej liści.
Liście zebrane z drzew zainfekowanych były mniejsze niż zebrane z drzew
zdrowych. Nie stwierdzono zależności pomiędzy występowaniem grzybów
poliporoidalnych na brzozie brodawkowatej a asymetrią fluktuacyjną i długością
ogonków jej liści.
WSTĘP
Brzoza brodawkowata (Betula pendula) jest drzewem liściastym z rodziny
brzozowatych. Posiada charakterystyczną białą korę. Liście zwykle mają kształt
romboidalny lub trójkątny. Kwiaty zebrane są w kotki. Występuje w lasach iglastych
i liściastych, głównie na stanowiskach suchych [1]. Jej liście mają kształt trójkątny do
romboidalnego. Posiadają podwójne ząbkowanie [10].
Grzyby poliporoidalne to grzyby wielkoowocnikowe, które rozwijają się
głownie na martwym lub żywym drewnie. Ich owocniki potocznie nazywane są
hubami. Grzybnia większości tych grzybów rozwija się w drewnie, powodując
rozpad substancji drzewnej. Reprezentują klasę Basidiomycetes (grzyby
podstawkowe), których większość gatunków zgrupowanych jest w czterech
rodzinach:
Ganodermataceae
(Lakownicowate),
Hymenochaetaceae
(Szczecinkowate), Coriolaceae (Powłócznikowate) i Polyporaceae (Żagwiowate)
[8]. Grzyb, po wniknięciu do rośliny-gospodarza, nawiązuje z nią kontakt
pasożytniczy. Kontakt ten przy dalszym rozwoju procesu chorobowego prowadzi do
występowania różnych zmian w strukturze i funkcji komórek, tkanek,
poszczególnych organów i całej rośliny oraz zmian w czynnościach fizjologicznych
rośliny [5].
Na terenie miasta Słupska przeprowadzano już badania dotyczące występowania
grzybów poliporoidalnych [8].
Celem pracy jest próba wykazania zależności między obecnością grzybów
poliporoidalnych a kształtem i rozmiarem liści Betula pendula.
MATERIAŁ I METODY
Materiał do badań nad wpływem grzybów poliporoidalnych na kształt i rozmiar
liści Betula pendula pochodził z terenu Słupska i okolic. Materiał zebrano z 6
stanowisk. Każde stanowisko to 1-3 drzew porażonych grzybem i 1-7 drzew
1
niezainfekowanych. Z każdego
żdego drzewa zebrano po 30 li
liści.
ci. Grzyby występujące
wyst
na
drzewach oznaczono przy pomocy kluczy i atlasów [3,7,14].
Poniżej
ej podano oznaczenia stanowisk (lokalizacja stanowisk na mapie – Ryc.1),
liczbę drzew zainfekowanych (DC) i niezainfekowanych (DZ), gat
gatunki grzybów
występujące
ce na danym stanowisku oraz datę
dat zbioru:
-
S1 – 3 DC, 7 DZ, Inonotus obliquus, Piptoporus betulinus, 18.07.09
S2 – 1 DC, 4 DZ, Piptoporus betulinus, 20.07.09
S3 – 1 DC, 1 DZ, Piptoporus betulinus, 19.07.09
S4 – 1 DC, 2 DZ, Piptoporus betulinus,
be
19.07.09
S5 – 1 DC, 4 DZ, Piptoporus betulinus, 18.07.09
S6 – 1 DC, 4 DZ, Piptoporus betulinus, 21.07.09
Ryc. 1 – Lokalizacja stanowisk
Przeprowadzono selekcję
selekcj zebranego materiału poprzez oznaczenie gatunków
drzew będących
cych obiektem bada
badań z wykorzystaniem
rzystaniem kluczy [2,6,9,10,11], atlasu [4]
i zielnika dydaktycznego Akademii Pomorskiej w Słupsku. Odrzucono drzewa
należące do gatunku Betula pubescens,
pubescens gdyż obiektem badańń są drzewa gatunku
Betula pendula.. Do dalszych badań
bada zakwalifikowano:
-
S1 – 3 DC, 7 DZ,
S2 – 1 DC, 4 DZ,
S4 – 1 DZ,
S5 – 1 DC, 4 DZ,
S6 – 3 DZ.
Ryc. 2 – Sposób pomiaru cech
2
Dla każdego zakwalifikowanego liścia zmierzono długość blaszki liściowej,
długość ogonka oraz po każdej ze stron nerwu głównego: szerokość w połowie
długości (cecha 1), długość drugiej żyłki (cecha 2), odległość między początkami
pierwszej i drugiej żyłki (cecha 3), odległość między końcami pierwszej i drugiej
żyłki (cecha 4), kąt ostry między głównym nerwem i drugą żyłką (cecha 5). Sposób
pomiaru cech obrazuje Ryc.2. Długość ogonka zmierzono przy pomocy linijki
na materiale świeżym. Pozostałych pomiarów dokonano na materiale zeskanowanym.
Użyto do tego celu programu tpsDig2 oraz arkusza kalkulacyjnego Excel 2007.
Na podstawie zebranych danych obliczono asymetrię fluktuacyjną dla cech 1-5
wg wzoru [4]:
|L − R|/|L + R|
Gdzie:
L – wartość danej cechy zmierzonej po lewej stronie od nerwu głównego,
R – wartość danej cechy zmierzonej po prawej stronie od nerwu głównego.
Dla otrzymanych danych obliczono średnie arytmetyczne, odchylenie
standardowe, rozstęp i dokonano rozkładu normalnego. Istotność różnic między
kształtem i rozmiarem liści osobników zainfekowanych i zdrowych sprawdzono
testem Kołmogorowa-Smirnowa [12]. Do analizy statystycznej użyto programów:
Excel 2007 i Statistica StatSoft.
WYNIKI
Na podstawie przeprowadzonych testów istotności różnicy Kołmogorowa-Smirnowa ustalono, że różnica w asymetrii i długości ogonka liści drzew
zainfekowanych i niezainfekowanych jest nieistotna. Pozostałe różnice nie zostały
przez ten test odrzucone.
Analiza wykresów i wyników testu istotności Kołmogorowa-Smirnowa
pozwoliła stwierdzić, jakie są różnice pomiędzy wartościami zmiennych dla drzew
zainfekowanych i zdrowych:
• Długość ogonka – liście drzew zainfekowanych posiadają krótsze średnio
o 0,08 mm ogonki niż drzew zdrowych. Test Kołmogorowa-Smirnowa odrzucił
istotność tej różnicy. Przedziały ufności na wykresie pokrywają się w znaczący
sposób.
• Długość blaszki liściowej – liście drzew zainfekowanych posiadają krótsze
średnio o 1,28 mm blaszki niż drzew zdrowych. Test Kołmogorowa-Smirnowa
nie odrzucił istotności tej różnicy. Przedziały ufności na wykresie pokrywają się
w niewielkim stopniu.
• Szerokość blaszki liściowej w połowie długości – liście drzew zainfekowanych
posiadają średnio o 1,38 mm węższe blaszki niż drzew zdrowych. Test
Kołmogorowa-Smirnowa nie odrzucił istotności tej różnicy. Przedziały ufności
na wykresie są rozłączne.
• Asymetria fluktuacyjna – liście drzew zainfekowanych wykazują średnio
o 0,00053 mniejszą asymetrię niż drzew zdrowych. Test Kołmogorowa-Smirnowa odrzucił istotność tej różnicy.
3
Dla długości
ci ogonka, długości
długo blaszki i szerokości
ci blaszki w połowie długości
długo
wykonano wykresy średnich
rednich z drzew zainfekowanych i zdrowych.
Wykres 1 – Średnie długości ogonka [mm]
Wykres 2 – Średnie długości blaszki [mm]
Wykres 3 – Średnie szerokości liścia w połowie długości
ści [mm]
4
DYSKUSJA
Dane dostępne w literaturze dotyczące wielkości liści Betula pendula
[4,6,9,10,11] mogą stanowić źródło porównania dla wyników własnych.
Tabela 1 Zestawienie długości ogonka i blaszki liściowej z badań własnych i danych literaturowych.
Cecha
[6]
[11]
[9]
[10]
[2]
Długość
ogonka mm
Długość
blaszki mm
20-30
¼-½ długości
blaszki
30-80
-
-
20-30
Badania własne
(średnia)
20,38
30-70
30-70
-
49,15
30-80
Z porównania danych wynika, że otrzymane wyniki dotyczące długości ogonka
i blaszki liściowej mieszczą się w zakresach standardowych opublikowanych
w literaturze fachowej. Zbadana próba jest więc próbą reprezentatywną.
Z przeprowadzonych badań wynika, że cechą najbardziej różniącą drzewa
zainfekowane od zdrowych jest szerokość blaszki w połowie długości. Drzewa
zainfekowane charakteryzują się mniejszą szerokością liścia. Wykres długości
blaszki liściowej rozkłada się w podobny sposób, lecz istotność różnicy między
drzewami zainfekowanymi a zdrowymi jest mniejsza. Podsumowując, liście drzew
zainfekowanych są krótsze i węższe.
Długość ogonka nie zależy od obecności grzybów poliporoidalnych na drzewie.
Test Kołmogorowa-Smirnowa odrzucił istotność różnicy pomiędzy drzewami
zainfekowanymi i zdrowymi dla tej zmiennej. Długość ogonka jest cechą najbardziej
zmienną [13], co powoduje jej małą przydatność do porównań prób. Zarówno drzewa
zainfekowane, jak i zdrowe posiadają porównywalne wartości długości ogonka.
Do tej pory nikt nie opublikował wyników badań dotyczących zależności
rozmiaru liści Betula pendula od obecności grzybów poliporoidalnych. Nie można
więc porównać wyników przeprowadzonych badań z wynikami innych badaczy.
Powodem mniejszego rozmiaru liści drzew zainfekowanych mogą być problemy
drzewa z dostarczeniem odpowiednich substancji budulcowych do tkanek. Problemy
te spowodowane są porażeniem drzewa przez grzyb poliporoidalny. Grzyby
poliporoidalne – jako grzyby pasożytnicze – powodują rozkład substancji drzewnej
(zgniliznę), powstającą z rozkładu chemicznego celulozy i ligniny [8]. Zgniła tkanka
przewodząca nie pełni prawidłowo swej funkcji, jaką jest rozprowadzanie wody, soli
mineralnych i substancji odżywczych po całej roślinie. Niedożywione liście rosną
mniejsze i produkują mniej substancji odżywczych. Z każdym rokiem drzewo staje
się coraz słabsze, aż w końcu obumiera.
Asymetria fluktuacyjna jest wartością, którą oblicza się w celu sprawdzenia
wpływów środowiska zewnętrznego na roślinę, takich jak zanieczyszczenie
środowiska [15]. Do tej pory nie są znane próby wykorzystywania tego wskaźnika
do opisywania zależności kształtu liści brzozy od obecności grzyba poliporoidalnego.
5
Z przeprowadzonych badań wynika, że obecność grzybów poliporoidalnych nie ma
wpływu na asymetrię fluktuacyjną liści Betula pendula.
PIŚMIENNICTWO
[1] Baturo W. (2007) Biologia. Encyklopedia Szkolna PWN – Wydawnictwo
Naukowe PWN, Warszawa
[2] Broda B., Mowszowicz J. (2000) Przewodnik do oznaczania roślin
leczniczych, trujących i użytkowych – Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa
[3] Domański S. (1965) Grzyby – Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa
[4] Johnson O. (2009) Drzewa – Multico Oficyna Wydawnicza, Warszawa
[5] Kochman J. (1980) Zakażenia roślin przez grzyby – Zakład Narodowy im.
Ossolińskich, Wrocław
[6] Kościelny S., Sękowski B. (1971) Drzewa i krzewy. Klucze do oznaczania –
Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa
[7] Pilat A. (1969) Houby Československa – Československá Akademie Věd,
Praga
[8] Ratuszniak E. (2007) Grzyby poliporoidalne występujące w zadrzewieniach
miejskich i przydrożnych – Zeszyty Nauk. Wydz. Budown. i Inżyn. Środow.,
Politechnika Koszalińska, 23:827-835
[9] Rutkowski L. (2007) Klucz do oznaczania roślin naczyniowych Polski niżowej
– Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa
[10] Szafer W. (1919) Flora polska. Rośliny naczyniowe Polski i ziem ościennych.
Tom II – Polska Akademia Umiejętności, Kraków
[11] Szafer W., Kulczyński S., Pawłowski B. (1986) Rośliny polskie - Państwowe
Wydawnictwo Naukowe, Warszawa
[12] Tadeusiewicz R. (1993) Biometria – Wydaw. AGH, Kraków
[13] Wojda T. (2007) Zmienność cech morfologicznych liści brzozy brodawkowatej
(Betula pendula Roth) w Polsce [Online]
http://d.wanfangdata.com.cn/NSTLQK_NSTL_QK15434078.aspx [11.10.2009]
[14] Wojewoda W. (2003) Checklist of Polish larger Basidiomycetes – Instytut
Botaniki im. W. Szafera Polskiej Akademii Nauk, Kraków
[15] Дадаева. А. Р. (2006) Оценка качества среды по состоянию листьев на
примере берёзы – НовГУ, Великий Новгород
6