Исследовательские работы учащихся
материал по биологии на тему

Муниципальное казенное образовательное учреждение

Борковская средняя общеобразовательная школа

Номинация:

«Экология человека и его здоровье»

«Гиподинамия у школьников 6-9 классов

МКОУ Борковской СОШ»

Автор:

Чернявская Яна, 9 класс

Руководитель:

Полищук Анастасия Федоровна,

учитель биологии

2015 год

Борково

Оглавление

Введение ……………………………………………………………………….3

Глава 1. Материал и методика………………………………………………. .5

Глава 2. Что такое гиподинамия?.....................................................................6

Глава 3. Выявление признаков гиподинамии у школьников  МКОУ  

               Борковской СОШ……………………………………………………8

3.1.Определение физической активности……………………………………8

3.2.Определение состояния здоровья школьников………………………….9

3.3.Результаты исследования…………………………………………………11

Глава 4. Мероприятия, способствующие повышению физической

             активности школьников. Рекомендации……………………………12

Заключение…………………………………………………………………....13

Список литературы…………………………………………………………...14

Приложение…………………………………………………………………...15

Введение

                В последнее время у многих школьников наблюдается мышечная слабость (гипотония), быстрая утомляемость, снижение устойчивости к простудным и инфекционным заболеваниям (снижение иммунитета), слабые и неустойчивые эмоциональные реакции, слабый тип нервной системы. В последнее время наблюдается низкая работоспособность школьников.

Необходимое средство улучшения  физической работоспособности школьников - повышение двигательной активности. В своем исследовании  я решил  изучить зависимость физической работоспособности обучающихся,  от  их двигательной активности.

                Наблюдается эффект гиподинамии. Это ограничение двигательной активности, обусловленное образом жизни, профессиональной деятельностью, длительным постельным режимом, пребыванием человека в условиях невесомости (длительные космические полеты) и т.д.. В школьном возрасте часто связана с нерациональным распорядком дня ребенка, перегрузкой и учебной работой, вследствие чего остается мало времени для прогулок, игр, занятий спортом.

                Целью работы было выбрано следующее – оценить степень влияния  гиподинамии на физическую работоспособность обучающихся МКОУ Борковской СОШ и выявить процент учащихся школы подверженных гиподинамии.

Объектом  исследования стали обучающиеся 6-9 классов МКОУ Борковской СОШ

                Предметом исследования - зависимость здоровья обучающихся, от их  двигательной активности.  

                Для изучения этого явления этого были поставлены следующие задачи:

1.Изучить необходимую литературу по гиподинамии.

2.Определить состояние здоровья школьников.

3.Выявить учащихся школы подверженных гиподинамии.

4.Предложить мероприятия, способствующие повышению физической активности школьников.

Методика исследования – Анкетирование, опрос, функциональная проба. Все исследования проводились  в сотрудничестве с фельдшером ФАП

Глава 1.

Материал и методика

                Нам необходимо было выяснить уровень физической активности школьников. Поэтому наше исследование проходило в несколько этапов:

1. Учащимся предлагалось ответить на  вопросы анкеты  для определения физической активности (Приложение 1)
2. При помощи медика ФАП были определены группы здоровья для каждого учащегося.
3. Были проведено исследование на выявление нарушения осанки (Приложение 2).
4. Для определение состояния здоровья школьников были проведены измерения пульса до и после урока физкультуры, т.е. до и после активной физической нагрузки.

Глава 2.

Что такое гиподинамия?

Термин «гиподинамия» в переводе с латинского языка означает «малоподвижность».  Гиподинами́я (пониженная подвижность, от греч. ὑπό  — «под» и δύνᾰμις — «сила») — нарушение функций организма (опорно-двигательного аппарата, кровообращения, дыхания, пищеварения) при ограничении двигательной активности, снижении силы сокращения мышц. Распространённость гиподинамии возрастает в связи с урбанизацией, автоматизацией и механизацией труда, увеличением роли средств коммуникации.

Последствия : Она задерживает формирование организма, отрицательно влияет на развитие опорно-двигательного аппарата, сердечно-сосудистой, эндокринной и других систем. При этом значительно снижается сопротивляемость к возбудителям инфекционных болезней, дети часто болеют, заболевания могут переходить в хронические. Недостаточная подвижность школьника и длительное нахождение в одном положении за столом или партой могут вызвать нарушение осанки, возникновение сутулости, деформации позвоночника. Так называемое мышечное голодание у ребенка вызывает более выявленное нарушение функций, чем у взрослых, оно приводит к снижению не только физической, но и умственной работоспособности.

Снижение двигательной активности в среднем и старшем возрасте может ускорить старение организма. Вследствие сидячего образа жизни преждевременно возникает слабость и вялость мышц, нарушается общее мозговое кровообращение.

Лечение: Для лечения гиподинамии используют индивидуальный двигательный режим с постепенным увеличением нагрузки на опорно-двигательный аппарат и сердечно-сосудистую систему, комплексы лечебной гимнастики, а также водные процедуры, способствующие укреплению нервной системы и мышц сердца. Больным, длительно находящимся на постельном режиме, назначают комплекс лечебной гимнастики. Предотвращает гиподинамии полноценная физическая активность, ежедневная утренняя зарядка, производственная гимнастика, посещение бассейнов, лыжный спорт, физический труд на приусадебных участках и т.п..

Глава 3.

Выявление признаков гиподинамии у школьников

МКОУ Борковской СОШ

1. Определение физической активности

Среди учащихся было проведено следующее анкетирование. Им был предложен опросник для определения физической активности. (Приложение 1).  При этом необходимо было вспомнить свою физическую нагрузку за последнюю неделю и ответить на вопросы анкеты.

Под интенсивной физической нагрузкой понимается та, которая длится более 10 мин и приводит к повышению пульса более чем на 20% (плавание, бег,  и т.д.). После этого подсчитывалась сумма набранных баллов.  О гиподинамии свидетельствует сумма:

• для лиц молодого возраста, подростков - менее 21 баллов;
• для лиц среднего возраста - менее 14 баллов;
• для лиц пожилого возраста - менее 7 баллов.

Сделав анализ анкет, были получены следующие результаты:

Из 21 участника, только 3 показали результаты ниже 21 балла, что свидетельствует о наличии гиподинамии у данных учащихся.

2. . Определение состояния здоровья школьников.

Для решения этой задачи я использовал методику определения состояния здоровья по изменению пульса до урока физкультуры и после него. Также использовались данные медицинских карт по выявлению группы здоровья, выявлялось нарушение осанки. (Приложение 2).

        Были получены следующие результаты:

Из таблицы видно что из 21 учащегося с подготовительной группой – 3 учащихся; с нарушениями осанки – 4; значительное повышение пульса после урока физкультуры имеют  8 учащихся.

3. Результаты исследования.

Проанализировав  полученные результаты, пришел к следующим выводам:

Согласно группе здоровья из 21 участника – 4 имеют подготовительную группу, 18 – основную. Нарушение осанки имеют – 3 участника, у остальных осанка в норме. До урока физкультуры пульс у частников находился в пределах нормы. После урока значительное повышение пульса наблюдалось у 8 учащихся.

Учитывая результаты опросника и данные таблицы по определению здоровья школьников, приходим к выводу, что из 21 учащегося 6-9 классов наличие гиподинамии присутствует у 3 школьников. Все эти учащиеся имеют подготовительную группу здоровья, нарушение осанки и значительное повышение пульса после физической нагрузки.

Глава 4.

Мероприятия, способствующие повышению физической

активности школьников. Рекомендации.

Так как для лечения гиподинамии используют индивидуальный двигательный режим с постепенным увеличением нагрузки на опорно-двигательный аппарат и сердечно-сосудистую систему, комплексы лечебной гимнастики, необходимо более детальное изучение данного вопроса у каждого из 3 учащихся. Но все же можно дать общие рекомендации:

1. Повысить свою двигательную активность за счет прогулок на свежем воздухе.
2. Сократить время пребывания перед телевизором и компьютером.
3. Ежедневно заниматься утренней гимнастикой.
4. Рекомендуется посещение бассейна и занятий динамической физкультурой.
5. Учителям-предметникам рекомендуется во время урока отводить время на динамические паузы, физкультминутки.
6. Учителям физкультуры заниматься с учащимися согласно их группе здоровья.

Заключение.

        После проведенного исследования мной было выявлены 3 учащихся которые подвержены гиподимании (что составляет 14% от общего числа учащихся 6-9 классов ).

Так как последствия гиподинамии сказываются  не только на опорно-двигательном аппарате, сердечно-сосудистой системе но и  на других системах, а у детей оно приводит к не только к снижению физической, но и умственной работоспособности. Поэтому данный вопрос следует рассматривать более подробно и учитывать индивидуальные особенности каждого из учащихся, в отдельных случаях требуется консультация врачей-специалистов. Но все - таки можно соблюдать несколько простых правил: заниматься утренней гимнастикой, прогулками на свежем воздухе и т.п.

Мной были предложены некоторые рекомендации для устранения и по профилактике гиподинамии. Надеюсь, что предложенные мной рекомендации будут учтены, а учащиеся будут более ответственно подходить к своему здоровью. Ведь как говориться: береги здоровье с молоду.

Список литературы.

1. Энциклопедия для детей. Человек. М: Мир энциклопедий Аванта+, Астрель, 2008г
2. Словарь физиологических терминов. М.: Наука, 1987г
3. Интернет ресурсы :  Библиогр.: Коваленко Е.А. и Гуровский Н.Н. Гипокинезия, М., 1980; Панферова Н.Е. Гиподинамия и сердечно-сосудистая система, М., 1977; Федоров Б.М. Эмоции и сердечная деятельность, с. 79, М., 1977

Приложение 1

       Опросник для определения физической активности.

Приложение 2

Определение осанки.

Муниципальное казённое общеобразовательное учреждение

Борковская средняя общеобразовательная школа

Секция:

Здоровый образ жизни

Среднестатистический ученик

МКОУ Борковской СОШ

исследовательская работа

Автор: Гвоздева Ангелина,5 класс

Попова Анастасия, 5 класс

Руководитель:

Полищук Анастасия Федоровна

учитель биологии

с.Борково

2016

Оглавление

Введение…………………………………………………………………………...3

Глава 1. Материал и методика…………………………………………………...4

Глава 2. Обследование учащихся МКОУ Борковской СОШ………………….5

Заключение………………………………………………………………………11

Список использованной литературы…………………………………………..12

Приложение……………………………………………………………………...13

Введение

        В последнее время можно часто услышать такое выражение как «Среднестатистический ученик». Нам стало интересно, кто же он такой – этот среднестатистический ученик? И мы решили это выяснить.

Среднестатистический – это средний по каким-либо статистическим показателям. [5].

Статистика  — отрасль знаний, в которой излагаются общие вопросы сбора, измерения и анализа массовых статистических (количественных или качественных) данных.[5].

За основу исследования мы взяли физиологические параметры учащихся.

        Целью нашей работы было следующее – выяснить физиологические параметры среднестатистического ученика МКОУ Борковской СОШ

        Объектом исследования стали учащиеся  с 1 по 11 класс.

         Предметом исследования – физиологические параметры  здоровья учащихся.

Методика исследования: измерение физиологических параметров учащихся школы.

                Для изучения этой темы перед нами были поставлены следующие задачи:

1. Изучить методики оценки физиологических параметров учащихся.
2. Определить физиологические параметры школьников.
3. Подсчитать средние показатели по физиологическим параметрам учащихся  в каждом классе.
4. Вычислить среднестатистические физиологические  показатели ученика МКОУ Борковской СОШ

Глава 1.

Материал и методика

        Во время проведения в школе месячника Здорового Образа Жизни, наш класс был ответственным за организацию и проведение «Уголка здоровья». Изучив различные методики измерения состояния физиологического здоровья, каждому желающему в нашем «уголке» мы предлагали:

• Измерить рост (сантиметровая лента);
• Измерить вес (напольные весы);
• Измерить давление (тонометр);
• Подсчитать пульс (пульсатор на тонометре);
• Измерить правильность осанки (линейка; у человека с правильной осанкой  позвоночный и шейный изгибы должны быть около 4 см.)

После этого мы вывели средние данные по каждому классу и средние данные по школе.

Глава 2.

Обследование учащихся МКОУ Борковской СОШ

Каждому учащемуся нашей школы мы: измерили рост, измеряли вес,

измеряли давление и пульс, измеряли правильность осанки. (Приложение 1).  Каждому обследованному была выдана справка с его данными. (Приложение 2).

        После проведенных исследований нами были выявлены минимумы и максимумы по данным показателям по школе, а также проведя не сложные математические вычисления, мы подсчитали средние показатели для каждого класса и для школы в целом.

        Данные обследования учащихся представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Таким образом, мы выяснили что:

• Самый маленький ученик учится в 1 классе – 113 см
• Самый высокий ученик учится в 8 класс – 191 см
• Самый легкий ученик учится в 1 классе - 19 кг
• Самый тяжелый ученик учится в 8 классе – 86 кг
• Самое высокое давление у учащегося 8 класса
• Самое низкое давление у учащегося 1 класса
• Самый частый пульс у учащегося 9 класса 128 ударов минуту
• Самый редкий пульс у учащегося 11 класса 52 удара в минуту

Средние данные по классам представлены на следующих  графиках:

        Из графиков видно, что:

• Самые высокие учащиеся в 8 классе, самые маленькие в 1 классе
• Самые тяжелые – в 8 классе, самые легкие в 1 классе
• Самое высокое артериальное давление у учащихся  8 класса, самое низкое у учащихся 1 класса
• Самый частый пульс у учащихся 1 класса, самый редкий -  11 класса.

Таким образом, получается, что минимальные показатели в росте, весе, артериальном давлении принадлежат ученикам 1 класса. Максимальные показатели по росту, весу и артериальному давления у учеников 8 класса. Исключение составил пульс: здесь максимальные показатели у учащихся 1 класса, а минимальные у 11 класса.

Заключение

Проведя наше исследование, мы выяснили:

1. Среднестатистический ученик нашей школы выглядит следующим образом:

• Рост: 151 см;
• Вес: 48 кг 100 г.;
• Давление: 120/70;
• Пульс:  86 ударов минуту;
• Осанка:  в норме.

2. Все физиологические показатели находятся в пределах нормы для школьного возраста. Отклонений в состоянии здоровья нет.

Список использованной литературы

1. Зайцев Г.К., Зайцев А.Г. Твое здоровье: Укрепление организма – СПб: Акцидент, 1998. – 112с.:ил.
2. Рабочая тетрадь для практических занятий по валеологии. НГПУ. Кафедра анатомии, физиологии и валеологии, 1997г.
3. Учебник: «Биология. Человек 8 класс», Д.Д.Колесов, Р.Д.Маш, И.Н.Беляев, Издательство «Дрофа», 2005год
4. Рабочая тетрадь «Биология Человек 8 класс», Д.д.Колесов , Издательство «Дрофа»
5. Интернет источники:

• https://ru.wiktionary.org/wiki/%D1%81%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%BD%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9
• https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%82%D0%B0%D1%82%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0_(%D0%B7%D0%BD%D0%B0%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F)

Приложение 1

Измерение роста

Измерение осанки

Измерение веса

Измерение давления и пульса

Приложение 2

Муниципальное казенное образовательное учреждение

 Борковская средняя общеобразовательная школа

С.Борково, Маслянинский район, Новосибирская область

 «Явление гетерокарпии у представителей семейства астровых.

Календула лекарственная, как «классический» объект гетерокарпии»

Выполнила:

Чернявская Яна, 8 класс

Руководитель:

Полищук Анастасия Федоровна

2014 год

СОДЕРЖАНИЕ

Введение ………………………………………………………………………………………3                                                                                                          

Глава 1. Материал и методика………………………………………………………………..4

Глава 2. Гетерокарпия………………………………………………………………………...5

    2.1.Понятие и значение……………………………………………………………………..5        

    2.2.Гетерокарпия у сложноцветных……………………………………………………….7

    2.3. Космос двурассеченный (Cosmos bipinnatum cav..)………………………………….7

    2.4. Подсолнечник однолетний (Helianthus annuus L.)………………………………….12

Глава 3.Календула лекарственная  как классический объект изучения

          гетерокарпии…………………………………………………………………………..15

      3.1.Морфология плода…………………………………………………………………..15

      3.2.Онтогенез и расположение плодов в корзинке……………………………………18          

      3.3.Особенности прорастания плодов…………………………………........................19

      3.4.Биохимические особенности морфотипов………………………….......................24

       3.5. Морфотипы и распространение…………………………………………………...26

Выводы……………………………………………………………………………………….29

Литература…………………………………………………………………………………..31

Введение

        Появление  цветковых растений ознаменовало начало новой эры в жизни нашей планеты. (Еленевский, 2000)

        Покрытосеменные, значительно преобладают в растительном покрове (более 350 семейств, 13 тыс. родов,  и до 240 тыс. видов).  Появились они вероятно в юрском периоде, около середине  мелового. Они стали необыкновенно быстро распространяться, обнаружив исключительную способность к видообразованию (Жизнь растений, 1974)

        Сейчас цветковые распространены по всему земному шару – от тропиков до арктических и антарктических пустынь. Являются важнейшими компонентами биосферы.

 Характерным признаком цветковых считается цветок – отсюда и название Anthophyta ( от греч. аntos – цветок, phyton – растение). Из завязи цветка формируется семя и плод, которые важны для выживания и расселения цветковых растений. (Еленевский, 2000)

        Давно замечено что, строение цветков и плодов одного и того же вида отличается большой устойчивостью признаков. Поэтому в различных современных классификациях цветковых растений, особенности цветка и плода используются для характеристики видов, родов, семейств. В то же время существует немало видов цветковых, обладающим удивительным свойством: на одной особи они образуют плоды настолько не схожие по многим признакам, что их вполне можно отнести к плодам разных родов. То есть растения обладают разноплодием, или гетерокарпией (от греч. Heteros – разный, carpos – плод). (Левина, Войтенко, 1975).

        В нашей работе мы попытались внести посильный вклад в изучение явления гетерокарпии.

        Цель работы:   изучить  явления гетерокарпии на примере  семейства астровых.

        Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Рассмотреть морфологию гетерокарпных плодов у представителей семейства астровых.
2. Рассмотреть морфологию, особенности прорастания, биохимические особенности и особенности связанные с распространением у  гетерокарпных плодов  календулы лекарственной.

Глава 1. Материал и методика

Наши исследования проходили  в окрестностях села Боркова Маслянинского района Новосибирской области.

Сбор гетерокарпных плодов проводился в летне-осенний период. Исследования по различным особенностям гетерокарпии, в частности по особенностям прорастания, где определялись всхожесть, энергия, скорость прорастания, а также влияние сроков хранения на прорастание  семян, проводились в осенне-зимний период. При этом нами были учтены рекомендации по проращиванию семян, которые приводятся в руководствах: И.Г.Строна «Общее семеноведение полевых культур» (1966); М.К. Фирсова «Семенной контроль» (1969); Б.А.Доспехов «Методика полевого опыта» (1985); «Совершенствование методов качественной оценки семян» сост.Н.Г.Хорошайлов (1971).

Гетерокарпные плоды проращивались в комнатных условиях, были посажены в ящики с песком, т.к. песок легче отдает воду проращиваемым семенам (Фирсова,1969). Повторность трехкратная по 40 семян в каждой по каждому морфотипу в отдельности, при температуре 20-25С, при этом поддерживалась оптимальная влажность. Наблюдения проводились в течение 15 дней. Проводились подсчеты и удалялись проростки, достигшие той стадии развития, в которой уже становится возможной их оценка, как нормально взошедших, т.е. при появлении корешка и ростка которые достигли нормального развития и явно здоровы – до этого они не должны сниматься с ложа (Совершенствование методов качественной оценки семян,1971).

В опытах по зависимости распространения плодов в зависимости от их типа проводились следующие исследования:

- было взято 300 семянок Календулы лекарственной (по 100 каждого морфотипа) и происходило их выпускание с высоты 70 см (средняя высота растения) в ветреную и безветренную погоду;

- в опыте по распространению семян человеком и животными, по гряде с Календулой лекарственной в период ее обильного плодоношения, несколько раз проходил человек и собака с длинной шерстью, после чего велись подсчеты прицепившихся плодов. Кроме этого было взято 300 семянок (по 100 каждого морфотипа) которые были искусственно прицеплены к одежде человека и шерсти животного, после чего были сделаны выводы, какие семянки цепляются лучше, а какие нельзя прицепить даже искусственно.

Кроме того, были собраны коллекции по гетерокарпии.

Глава 2. Гетерокарпия

2.1. Понятие и значение

        Определение гетерокарпии по разным авторам не всегда одинаково, так по Р.Е.Левиной (1975) «Гетерокарпия – это явление при котором у одного и того же растения плоды могут быть различны по форме, окраске, размеру и физиологическим свойствам».

        В Биологическом энциклопедическом словаре (1986) дается следующее  понятие гетерокарпии «Гетерокарпия – это разноплодие, генетически обусловленное свойство некоторых видов цветковых растений формировать на одной особи разнотипные генеративные зачатки, различающиеся по морфологическим приспособлениям к распространению».

        Н.Ф.Реймерс в своем справочнике «Основных биологических понятий и терминов» (1988) дает два определения гетерокарпии «Гетерокарпия – это 1)образование у одного и того же вида цветковых растений плодов, распространяющихся разными способами; 2) наличие у одного и того же растения плодов, различных по форме и (или) окраске».

        А в Большом энциклопедическом словаре (1994) гетерокарпия определяется как образование у одного и того же растения неоднородных плодов обеспечивающих их распространение.

        Из этих определений следует, что гетерокарпия включает внешние различия и имеет под собой генетическую основу.

        Кроме того, сейчас уже ясно, что гетерокарпия – это проблема не только морфологической карпологии. Намечаются и разрабатываются многие аспекты ее изучения: физиологический, эколого-географический, онтогенетический и филогенетический.

В своих работах  по гетерокарпии Р.Е.Левина (1980) отмечает несколько правил, которые необходимо знать при изучении гетерокарпии:

1. Разнотипные диаспоры, формируемые на одной особи, чаще всего обладают различными возможностями распространения: одни  имеют разные приспособления к разносу ветром, животными и т.п., другие лишены их и опадают близ материнских растений.

2. Семена, заключенные в разнотипных плодах (или частях плода), обычно резко различаются по характеру прорастания. При этом наблюдаются различия связанные с разносом: те, что разносятся ветром и животными, содержат семена, прорастающие без периода покоя или после непродолжительного покоя; семена, опадающие у материнского растения,  отличаются длительным покоем, вызванным механической прочностью околоплодника или содержащимися в нем ингибиторами прорастания.

3.Растения, выросшие из разнотипных семян, резко различаются по своей фенологии, что создает своеобразную сезонную структуру популяции. Но на всех особях гетерокарпного вида, выросших из любых семян, образуются все свойственные ему типы диаспор.

4. У всех гетерокарпных видов наблюдается  строгая пространственно-временная последовательность формирования гетерокарпных плодов в пределах соцветия.

5. Числовые соотношения плодов разного типа, формируемых на особи, непостоянны. Они определяются ходом онтогенеза всей особи или морфогенетическими корреляциями в пределах  специализированного соцветия.

6. Гетерокарпные виды в подавляющем большинстве являются однолетниками.

Замечено, что подавляющее большинство гетерокарпных видов относятся к семействам, представляющим или вершину эволюции цветковых (астровые, злаки), или занимающим достаточно высокое положение в филогенетической системе А.Л.Тахтаджяна (1987) (капестные, маревые, бурачниковые), или наконец, являющимися высокоспециализированными группами (некоторые сельдерейные, гречишные, коммелиновые, повеликовые). В примитивных и неспециализированных семействах, таких как, магнолиевые, лавровые, лютиковые, барбарисовые, гетерокарпных видов не найдено (Левина, Войтенко, 1975).

Систематическое положение гетерокарпных таксонов дает основание рассматривать гетерокарпию, как прогрессивное новообразование, как явление вторичное.

Таким образом гетерокарпия, затрагивает коренным образом морфологическую структуру и глубокие физиологические различия семян и развивающихся из них растений, делает более устойчивой популяцию, способствует ее большей экологической пластичности.

Гетерокарпия обуславливает также фенотипическую разнородность популяции и, следовательно, ее пластичность и устойчивость в биоценозе. (Левина, 1980).

2.2. Гетерокарпия у сложноцветных

        Гетерокарпные виды зарегистрированы ботаниками почти в двух десятках семейств. Среди них такие широко распространенные и крупные, как астровые, маревые, капустные, злаки, бобовые, сельдерейные, а также небольшие по объему и малораспространенные – валериановые, дымянковые, кисличные, коммелиновые, коноплевые, повиликовые, бурачниковые, фиалковые.

        Естественно, что морфологическое проявление гетерокарпии у отдельных семейств и видов очень специфично.(Левина,1980)

        В семействе астровых гетерокарпия встречается чаще других, именно поэтому  это семейство мы и взяли на рассмотрение.

        Нами были рассмотрены следующие виды: Космос двурассеченный, Подсолнечник однолетний и особенно подробно Календула лекарственная.

        КОСМОС ДВУРАССЕЧЕННЫЙ (Cosmos bipinnatum cav..) – родина этого растения тропическая Америка. В России интродуцент. Молодые листья используются для салатов (острые на вкус), а также в народной медицине т.к. содержат эфирные масла (Маевский,1941; Вульф, 1969)

         Надо отметить, что в литературе мы не нашли упоминание этого растения как гетерокарпного, но при рассмотрении  мы выявили у него гетерокарпию.

        В корзинках  космоса различаются 4 типа плодов по следующим признакам: до длине, форме (степени изогнутости), наличию носика.

        Первый тип -  плода прямые с длинным носиком (длиноносиковые). Самый длинный из представленных плодов, имеют ярко выраженный носик – его длина вместе с носиком в среднем 16мм (13 - 20); длина носика 5 – 9 мм. Соотношение между длиной плода и носика 1: 0,4 (средние данные из 10 измерений), (табл.1)

        Второй тип плода – слегка изогнутые с коротким носиком (коротконосиковые). Не значительно отличаются от длиноносиковых. Различия выражаются в легкой степени изогнутости, более меньшей длине и более коротком носике (длина плода с носиком – в среднем 13,1 мм (12 – 15); длина носика 3-5мм). Соотношение между длиной плода и длиной носика 1:0,3 (табл.1).

        Третий  и четвертый тип нами был назван полулунным. Среди них выделяются:  полулунные длинные и полулунные короткие.

        Полулунные длинные – имеют хорошо заметный изгиб, очень короткий носик (2 – 3мм), длина плода вместе с носиком – в среднем 10,9 (10 – 12). Соотношение между длиной плода и длиной носика 1: 0,2. (табл.1)

        Полулунные короткие – имеют ярко выраженный изгиб, носик отсутствует, длина плода составляет в среднем 7,7 мм (6-10). (табл.1,4).

        Плоды в корзинках располагаются в четыре круга в строго определенном порядке. Наружный круг представлен полулунными короткими плодами. Второй круг образован длинными полулунными, третий круг коротконосиковые плоды, центральный образуют длиноносиковые. Иногда, в некоторых корзинках, можно встретить пятый не полный круг представленный полулунными короткими плодами.          

        По числу представленных плодов, самыми многочисленными являются полулунные короткие в среднем 10,4 (8 – 12), затем полулунные длинные –в среднем 8,1 (7-10), коротконосиковые –в среднем 5,6 (5-8), меньше всего длиноносиковых плодов – в среднем 4,4 (3-6).(табл.2)

        Плоды опадают в следующем порядке: первыми - длиноносиковые и коротконосиковые, вторыми - полулунные длинные, последними – полулунные короткие. Биологический смысл этого явления требует дальнейшего рассмотрения, но можно предположить, что это связано с различным сроком созревания плодов, а также что их парусная способность распространяться на расстояние не одинакова. Кроме того  плоды имеющие носик, очевидно, могут проникать глубже в почву т.к. он довольно острый

Таблица 1.                                                                                    

Размеры гетерокарпных плодов космоса двурассеченного (мм)

Таблица 2

Число гетерокарпных плодов в корзинках космоса двурассеченного

        ПОДСОЛНЕЧНИК ОДНОЛЕТНИЙ (Helianthus annuus L.) – родина степи  Северной Америки. Используется как масличное, силосное и лекарственное растение ( Маевский, 1941; Вульф, 1969)

        В корзинках подсолнечника различаются следующие типы плодов: крупные, средние, маленькие. Степень различия заключается в размере плода и степени заполненности плода семенем.

        Крупные плоды располагаются по краю корзинки, они самые многочисленные, составляют 60-70% от общего числа плодов. Семя, находящееся внутри плода, занимает всю полость. По средним данным из 10 измерений - длина плода в среднем 13,7 мм (12-15), ширина – в среднем 6,9 мм (6-8) , соотношение между длиной и шириной плода составляет 1:0,5.(табл.3)

        Средние плоды – образуют средний круг, их число от общего составляет 25-35%. Семя внутри плода занимает не всю полость, а в среднем 2/3. Длина плода –11,8 мм (11-13), ширина – 5,4 мм (5-6), соотношение между длиной и шириной плода 1:0,4.(табл.3)

        Маленькие плоды – находятся в центре, как правило белые, от общего числа составляют 5-10%. Внутри плода либо нет семени вообще, либо оно находится только в зачаточном состоянии. Длина в среднем 10,4 мм (9-10), ширина в среднем 3,5 мм (3-4), соотношение между длиной и шириной плода 1:0,3 (табл.3).

        Гетерокарпия у подсолнечника связана с тем, что очень короткий, для этого растения, вегетативный период и все типы плодов не успевают вызревать полностью. Но возможно, что на родине подсолнечника также есть место гетерокарпии, а у нас она приобретает более выраженный характер.

Таблица 3.

Размеры гетерокарпных плодов подсолнечника однолетнего(мм)

Глава 3. Календула лекарственная как классический объект изучения гетерокарпии

Более подробно была рассмотрена Календула лекарственная, т.к. она является «классическим» представителем  явления гетерокарпии.

3.1. Морфология плода

        КАЛЕНДУЛА ЛЕКАРСТВЕННАЯ (Calendula officinalis L.) – родина страны Средиземского моря, растение ветвистое, часто от самого низа, зеленое с легким опушением, особенно по краю листа. Листья продолговатые, или широко-обратно-ланцентные с расставленными едва заметными зубчиками. Нижние постепенно к основанию стянутые, остальные сидячие.

        Соцветия – корзинки (4-5 см в диаметре) состоят из язычковых и трубчатых цветков со специфическим запахом. Плоды семянки, варьирующие по форме в зависимости от расположения в корзинке.

        В корзинках календулы лекарственной выделяют три типа плода: когтевидные, ладьевидные, кольцевидные. (Маевский,1941; Комарницкий, 1962; Вульф, 1969; Тюрина, 1994).

        Первый тип – когтевидные. Довольно крупные, сильно изогнутые, крючковатой формы, бугорчатые, по внешнему краю имеют шиповатые выросты, имеются более-менее длинный  носик полый внутри. Длина плода в среднем – 12мм (табл.4).

        Второй тип – ладьевидные. Имеют сильно развитые боковые крылья и часто еще внутренние продольное крыло, по внешнему краю шиповатые выросты развиты слабо, иногда почти отсутствуют. Нет носика. Длина плода в среднем – 8,7 мм (табл. 4).

        Третий тип – кольцевидные. Сильно согнутые, по форме напоминают кольцо, шиповатые выросты маленькие в виде бугорков. Не имеют ни носика, ни крыльев. Мелкие, средняя длина плода – 4,7 мм. (табл. 4).

Таблица 4

Размер гетерокарпных плодов календулы лекарственной (мм).

Число морфологических типов в соцветии календулы лекарственной различно.

Таблица 5

Число различных типов гетерокарпных плодов в корзинках календулы лекарственной (2013г.)

Таблица 6

Число различных типов гетерокарпных плодов в корзинках календулы лекарственной (2014г.)

        Из таблиц видно, что амплитуда колебания числа всех плодов в корзинках составила: за 2013г. от 25 до 33, за 2014г от 26 до 33. Среднее число всех типов плодов (когтевидных, ладьевидных, кольцевидных) в корзинках: 2013г – 30,3; 2014г – 29,8.

        Когтевидные, ладьевидные и кольцевидные семянки представлены в среднем следующими цифрами: 2013г – 6,8/22,7% (амплитуда колебания 4-11); 9,3/31,2% (6-16); 14,2/47,1% (11-23); 2014г – 7,2/24,2% (5-11); 9,4/31,5% (8-12); 13,2/44,3% (11-16). Практически во всех корзинках ладьевидных больше, чем когтевидных в 1,3-1,5 раз. Кольцевидных больше, чем ладьевидных в 1,2-1,5 раз, а в сравнении с когтевидными в 1,5-3 раза.

        Также видно, что амплитуда колебания общего числа плодов и различных морфотипов в частности, по данным за 2 года  не значительна и отличается: в среднем по общему числу плодов в корзинке на 0,5; когтевидные – 0,4; ладьевидные – 0,1; кольцевидные – 1.

        Плодов календулы различных морфотипов также различаются по крупности (под крупностью понимается масса 1000 шт.) У когтевидных она равна 25 г., у ладьевидных – 30г, у кольцевидных – 15г. Масса семянок со всех корзинок одного растения в среднем составляет 38г.

3.2. Онтогенез и расположение плодов корзинке

        При рассмотрении этого вопроса следует помнить о своеобразии онтогенеза растительного организма. Растения, как известно, обладают не ограниченным ростом во времени и пространстве, поэтому на протяжении их жизни развиваются все новые корни, побеги, цветки и плоды. Таким образом, одноименные органы взрослого растения оказываются разновозрастными и, следовательно, физиологически неоднородными.

        Надо полагать, что закономерности распределения гетероморфных плодов будут разными в зависимости от морфологической структуры соцветия.

        В специализированных соцветиях с ограниченным ростом и плотным размещением цветков, например в корзинках астровых, несомненно действуют морфологические корреляции; положение плода в соплодии будет неизбежно сказываться на его (плода) форме. В этом легко убедиться, если проследить внимательно формирование соплодия у календулы.

        В незрелых соплодиях семянки, плотно налегают друг на друга, завернуты внутрь корзинки. Естественно, что от периферии к центру плоды должны становиться все мельче и сильнее свернутыми.        

        Действительно, кольцевидные семянки всегда занимают самое центральное положение.

        Своеобразная форма ладьевидной семянки определяется тем, что в ней, как в плотном футляре, лежат кольцевидные семянки. Короткошиповатый наружный киль «ладьи» - это участок свободный от соседних плодов. Самые внутренние кольцевые семянки, которые закладываются позже всех, так и остаются очень мелкими, но не из-за нехватки питательных веществ, а из-за тесных объятий (в буквальном смысле!) окружающих плодов. Так в результате взаимодействия генотипа и механики  развития возникает «классическая» гетерокарпия у календулы.

        Сравнивая свои данные разных лет  мы можем сделать вывод, что соотношение типов плодов генетически обусловлено и их колебания в корзинке являются устойчивым признаком, и если зависит от условия произрастания, то очень не значительно.

3.3. Особенности прорастания плодов

        В начале этого раздела необходимо пояснить, что в семеноводстве и плоды и семена для удобства принято называть семенами. (Не говорят плоды пшеницы, а говорят семена пшеницы, хотя у ней не  семя, а плод семянка). Поэтому в дальнейшем мы плоды календулы будем называть семенами, т.к. именно так они называются в сельскохозяйственной литературе.

        Морфологическая неоднородность плодов и семян при гетерокарпии  сопряжена с физиологическими различиями семян. Они касаются глубины покоя, энергии, скорости и дружности прорастания, требования к режиму проращивания (температура, освещение, ложе) и факторов тормозящих прорастание.

        Различный период покоя семян из разнотипных плодов обеспечивает насыщение почвы жизнеспособными зачатками на ряд лет (это свойство особенно важно для сорных растений) (Левина, Войтенко, 1975).

        Нами проводились опыты по проращиванию гетерокарпных плодов календулы на определение всхожести, энергии и скорости прорастания, а также  устанавливалось влияние на прорастание семян  от сроков хранения.

        Сроки определения энергии прорастания и всхожести каждой культуры обусловлены их биологическими особенностями, обоснованными экспериментальными данными и предусмотрены в технических условиях определения качества семян (Фирсова, 1969).

        В наших опытах наблюдения велись каждый день но для характеристики прорастания семян важны два срока. Первый – характеризует энергию прорастания семян, а второй срок – всхожесть.

        Всхожесть семян – способность давать за установленный срок нормальные проростки при определенных условиях (выражается в процентах). Сроки прорастания семян устанавливаются ГОСТом для каждой культуры. Сроки проращивания для большинства полевых культур 6 – 10 суток (горох – 6 дней, овес – 7,  рис – 10, арбуз – 12, тмин обыкновенный – 14). Для календулы лекарственной этот срок равен 10 дней.(Совершенствование методов качественной оценки,1971; Справочник агронома – семеновода, 1984;Сельскохозяйственный энциклопедический словарь,1988)

        Энергия прорастания – число семян проросших за определенный отрезок времени, выраженный в процентах к числу всех семян, заложенных на всхожесть. Срок учета энергии прорастания определяется минимальным количеством дней, в течение которого прорастает максимум семян данной культуры (Фирсова, 1969). Обычно энергия прорастания для большинства культур определяется по числу взошедших семян чаще всего на третьи сутки (горох 3 дня, редис – 3, рис, овес – 4,арбуз – 5, табак -6, тмин обыкновенный – 7) (Совершенствование методов качественной оценки, 1971).        

И.Г.Строна в своих работах (1966) показал, что важной характеристикой прорастания семян, кроме энергии и всхожести является и скорость прорастания.

        Скорость прорастания – способность семян давать нормальные проростки в каждый из дней опыта от общего числа проращиваемых семян. Для каждой культуры скорость прорастания различна. В среднем наблюдения по проращиванию ведутся 10 дней (скорость прорастания гороха – 6 дней, риса – 10, арбуза 12, тмина обыкновенного  - 14) и устанавливается средняя скорость прорастания семян в каждый из дней опыта (общее число взошедших семян  делится на число дней опыта). (Фирсова, 1969; Совершенствование методов качественной оценки, 1971).

Таблица 7

Всхожесть, энергия и скорость прорастания гетерокарпных плодов календулы лекарственной (число/процент).

        Анализ данных показывает, что календула обладает высокой всхожестью. Прорастание семянок начинается на 3 день и сразу отличается большим процентом проросших: у когтевидных 28,3% (25-35%), у ладьевидных – 25,8% (20-30%), у кольцевидных – 24,2% (22-25%). В последующие дни процент всхожести снижается (все морфотипы  показывают большой процент всхожести с 3 по 5 дни, а в последующие дни процент всхожести незначительно снижается не значительно),   на 9 день прекращается вообще. Средняя всхожесть за все дни составила: у когтевидных – 80,8%, у ладьевидных – 82,5%, более высокую всхожесть показывают кольцевидные – 88,3%.

        При определении энергии прорастания нами для достоверности результатов был взят срок  - 5 дней. Мы получили следующие результаты. У кольцевидных энергия прорастания выше, чем у остальных и составляет в средней 65,8%, от общего числа, затем идут когтевидные  и ладьевидные по 55%. На основании этого можно сделать вывод, что энергии прорастания у всех морфотипов высокая, т.к. на пятый день опыта она составляет более 50%.

При анализе скорости прорастания можно отметить. Что скорость прорастания всех морфотипов также высока. На третий день (когда появляются первые всходы) наибольшую скорость прорастания показывают когтевидные плоды (28,3%),  наименьшую кольцевидные (24,2%), ладьевидные   (25,8%). До пятого дня с момента посадки скорость прорастания остается высокой  у кольцевидных плодов, у когтевидных и ладьевидных она заметно снижается (до 10-14% соответственно). В последующие дни у кольцевидных скорость прорастания также снижается до 7-10% и остается на таком уровне до конца срока прорастания, у когтевидных и ладьевидных скорость прорастания также снижается до этого же уровня и до конца опыта остается неизменной. В среднем скорость прорастания в каждый из дней опыта составила: когтевидные – 3,2 (8%), ладьевидные – 3,3 (8,2%), кольцевидные – 3,5 (8,8%), таким образом средняя скорость прорастания гетерокарпных семян Календулы лекарственной практически одинакова.

        Также нами проводился опыт по выявлению влияния сроков хранения семянок на их всхожесть. Были взяты семена со следующим сроком хранения в лабораторных условиях:  12 месяцев, 5 месяцев и только что собранные.

Таблица 8

Влияние сроков хранения на прорастание семян (число/ процент)

Проанализировав полученные данные по всхожести гетерокарпных плодов у календулы с различным сроком хранения(табл.8) можно сделать следующий вывод: всхожесть календулы не зависит от сроков хранения в лабораторных условиях (как минимум в течении 1 года).

        Только что собранные плоды показывают высокую всхожесть (хотя и не 100%).

 У когтевидных, ладьевидных и кольцевидных соответственно 90%, 85%, 75%. При этом энергия скорость прорастания семян у морфологически разных типов различна и тем более отличается от плодов со сроком хранения 5 и 12 месяцев. Так когтевидные и кольцевидные показывают высокую энергию прорастания (когтевидные всходят на 3 день, а кольцевидные на 2). Ладьевидные плоды оказываются с меньшей энергией прорастания, они всходят на 6 день. У когтевидных плодов наибольший срок всхожести они полностью всходят на 9 день, ладьевидные на 8, кольцевидные на 7.

        Плоды со сроком хранения 5 и 12 месяцев показывают 100% всхожесть вне зависимости от типа плода (приложение). Все они всходят на 4 сутки. При этом ладьевидные и кольцевидные на 4 день показывают наибольшую энергию прорастания (более 50%). Когтевидные плоды на 4 день показывают меньшую энергию прорастания (менее 25%). При этом скорость прорастания у ладьевидных и кольцевидных высока на 4 день, затем постепенно снижается. У когтевидных на 4 день скорость прорастания наименьшая, но затем увеличивается. Плоды всех морфологических типов с возрастом хранения 5 и 12 месяцев полностью всходят на 6 день.

        Исходя из данных опытов можно сделать вывод, что семена с различным сроком хранения находятся в различных видах покоя. Покой семян – это явление, чрезвычайно широко распространенное среди цветковых растений. Будучи еще прикрепленному к родительскому растению и едва начав свое развитие, зародыш его прекращает и вступает в фазу приостановленной жизнедеятельности (Бигон, Харпер, Таусенд,1989)

        Различают несколько типов покоя. В нашем случае наблюдаются следующие виды покоя. У только что собранных плодов наблюдается врожденный покой. В случае врожденного покоя для возобновления процессов роста и развития зародыша необходимо, чтобы сам зародыш или окружающие его материнские ткани испытали воздействие какого-то особого внешнего стимула. Таким стимулом может оказаться влага, свет, определенный фотопериод. Эти условия прерывания покоя способствуют совпадению прорастания с наступлением определенной фазы годового цикла. Проростки появляются неожиданно и дружно. В нашем случае врожденный покой подтверждается тем, что всхожесть семянок составляет 75% и тем что наблюдается высокая дружность всхожести (кольцевидные на 2 день после посадки – 50% от общего числа, когтевидные – 30%). Но надо отметить, что врожденный покой у календулы очень короткий, т.к. родиной этого растения является срединоземноморье. Уже после 5 месяцев хранения  наблюдается вынужденный покой. В случае вынужденного покоя, т.е. состояния «навязанного» внешними условиями, семя может удерживаться в покоящемся  состоянии отсутствием чего-либо необходимого для нормального роста (воды, притока кислорода, подходящей температуры). Прорастить семена, пребывающие в вынужденном покое очень просто: достаточно лишь снабдить их ранее отсутствовавшим ресурсом или поместить в необходимые для прорастания условия (Бигон, Харпер, Таусенд, 1989). Что и наблюдается в нашем случае. Семянкам с различным сроком хранения (5 мес., 12 мес..) были созданы условия для прорастания (достаточное увлажнение, температура +20-25С, хорошая освещенность). При этом наблюдается 100% всхожесть всех семян, высокая скорость и энергия прорастания.

3.4. Биохимические особенности морфотипов

        Календула лекарственная обладает большими лечебными свойствами. В лекарственных целях применяют в основном цветки (или целиком головки цветков, или только лепестки без чашечки цветка), которые собирают во время цветения. Она обладает противовоспалительным, вяжущим, ранозаживляющим и снижающим кровяное давление действием. ( Тайна народной медицины, 2004)

        Качество лекарственного сырья календулы лекарственной оценивается  по содержанию флавоноидов. Флавоноиды – это соединения принадлежащие к группе фенольного ряда. Их молекулы содержат два бензольных ядра и одно гетероциклическое кислородсодержащее (пирановое) кольцо. Обладают Р-витаминным действием – увеличивают упругость кровеносных капилляров и нормализуют их нарушенную проницаемость (Кретович, 1986).

        К сожалению,  мы не могли провести такие исследования, поэтому в работе использовались материалы исследований проводившиеся в 1981-1985гг. под руководством д.б.н. В.Г.Минаевой ( Сибирский экологический журнал, 1999). В работах анализировались сухие соцветия, собранные в разные по метеорологическим условиям годы и периоды вегетации и с растений, выращенных из разных по происхождению семян. Все данные по содержанию флавоноидов приведены в  мг/г воздушно-сухой массы.        

                                                                                                                 Таблица 9

Содержание флавоноидов в соцветия календулы лекарственной

растений – потомков из семян разных морфологических типов.

        При посеве семенами разных морфотипов (когтевидных, ладьевидных, кольцевидных) среднее за 4 года (по 7-10 вариантам сборов) содержание флавоноидов колебалось от 7,67-8,05 мг/г (минимум) до 17,49-18,41 мг/г (максимум).

        При посеве семенами разных типов плодов урожая 1982г. в следующие годы (1984 и 1985г) в основном подтвердилось, что достоверных различий по количеству и качеству сырья (сухие соцветий) и семян у растений -потомкам не выявлено. Но содержание флавоноидов в разные годы было выше у  растений из семян разных типов плодов: в 1984г. – ладьевидных (13,86 мг/г), а в 1985г. – когтевидных (14,24 мг/г). В среднем же анализ показал, что содержание флавоноидов выше у растений вырасших из когтевидных плодов- 13,56 мг/г.

        В сырье урожая 1982г. содержание флавоноидов 12,15-12,25 мг/г абс. сухой массы. На этом фоне выявилось зависимость от срока созревания семян  в 1981г., из которых выращивались растения. Содержание флавоноидов составляло в среднем 12,45 мг/г при ранних сборах семян (24.08.-09.09), повышалось до 14,51 мг/г при уборке семян 16.09. и снижалось до 10,42 мг/г при более поздних (25.09.) сроках уборки. Типично оранжевые соцветия содержат значительно больше флавоноидов, чем желтые примеси в сортопопуляции. В сборах 1981г. соцветия с ярко-оранжевой окраской содержали флавоноидов 20,88, оранжевые с темной серединой – 17,46, а желтые – 16,88 мг/г. абс. сухой массы.  Созревшие на растениях, естественно осыпавшиеся семена обеспечивают при выращивании из них растений соцветия, более богатые флавоноидами, чем семена дозревшие после уборки семенников. Естественно созревшие на растениях и осыпавшиеся при уборке семена  дают 13,08; дозревшие после уборки – 12,41; обмолоченные -11,43 мг/г флавоноидов.

        В подавляющем большинстве анализов флавоноиды были представлены  гликозидами; единственных раз в сырье, собранном в конце сентября, обнаружены агликоны в количестве 0,30-1,14 мг/г.

        Таким образом, можно сказать, что при выращивании растений на лекарственную продукцию следует использовать растения оранжевой сортопопуляции, выращенных из когтевидных плодов.

3.5. Морфотипы и распространение

        Надо признать, что не всегда легко удается понять значение гетерокарпии. Так Р.Е.Левина и В.Ф.Войтенко в 1975г писали, что «классическая» гетерокарпия календулы лекарственной неясна и до конца нераскрыта. Но дальнейшие исследования показали, что гетерокарпия у календулы влияет на распространения плодов (Биологический энциклопедический словарь, 1986г.) и качество семенной продукции, которая используется в медицине.

        Нами был проведен опыт по выявлению связи гетерокарпии календулы со способами и дальностью распространения.

        Было взято 300 семянок по 100 семянок каждого морфологического типа (когтевидных, ладьевидных, кольцевидных) и проверено на дальность распространения в безветренную погоду, и в ветреную погоду. Семянки выпускались с высоты в пределах 70 см. (средняя высота растения).

        Было установлено, что в безветренную погоду плоды различных морфотипов разлетаются на разные расстояния от точки выброса. Так, когтевидные распространяются в массе в радиусе до 50см (около 90%), лишь некоторые из них (около 10%)  не много дальше, до 100см. (это по видимому, обусловлено тем, что у них носик более полый, значит больше заполнен воздухом и они легче по своей массе). Дальше разлетаются ладьевидные семянки – в радиусе от 75(80%) до 150см (20%). Это обстоятельство обусловлено их морфологией, они имеют развитые боковые крылья и часто еще внутреннее продольное крыло. Кольцевидные имеют самые маленький радиус разброса, всего 15-20см (100%). Это явление можно объяснить тем, что, хотя они и имеют самые маленькие размеры и вес, но у них нет ни полого носика (как у когтевидных), ни специальных приспособлений в виде крыльев, (как у ладьевидных), т.е. они не имеют парусных приспособлений. (приложение)

        Похожие результаты были получены при выбрасывании семянок в ветреную погоду (сила ветра ок.3-4 м/с). Радиус разлета был более высок по сравнению с безветренной погодой. Так, когтевидные плоды разлетаются на расстояние в общей массе 60-100см (90%), более легкие до 150см (10%); ладьевидные – до 200см (100-150см – 85%, до 200 см – 15%), при более сильном ветре до 250-300см (за счет развитых крыльев); кольцевидные до 50-60см (98%, 2% долетают до 80-100см.)(рис.  18)

        Так же был проведен опыт по способу распространения животными, человеком. Так было обнаружено, что когтевидные лучше других цепляются за одежду и шерсть животных (около 60% от общего числа), это свойство обусловлено тем, что на наружной стороне эти плоды имеют шиповатые выросты. Тем самым они могут распространяться с помощью животных на довольно большое расстояние. Ладьевидные семянки практически не цепляются (цепляется около 15-20%), и даже если их прицепить искусственно, они почти сразу же опадают. Это связано с тем, что  шиповатые выросты у них развиты слабо. Кольцевидные же не прицепляются совсем, т.к. крючочки у них маленькие и плохо развиты. Эти плоды осыпаясь с материнского растения остаются рядом с ним.

        Таким образом, в процессе эволюционного развития гетерокарпия у календулы приобрела довольно большое значение, в первую очередь это связано с распространением семян, что и было показано в опытах.

Выводы

        Таким образом, в ходе нашей работы по изучению явления гетерокарпии  мы пришли к следующим выводам.

1.    У подсолнечника однолетнего гетрокарпия выражена в размерах – длине и ширине, а также связана со сформированностью семени в плоде. У крупных плодов соотношение между длиной и шириной составляет 1:0,5; у средних 1:0,4; у маленький 1:0,3.
2.  У космоса двурассеченного гетерокарпия связана размером, так и с формой плода. В частности различия заключаются в наличии или отсутствии носика, степени изогнутости плода. У длиноносиковых соотношение между длиной плода и носика составляет 1:0,4; у коротконосиковых1:0,3; у полулунных длинных 1:0,2; полулунные короткие носика не имеют).

3.  У календулы лекарственной плоды резко отличаются по форме (когтевидные, ладьевидные, кольцевидные).

• Различные типы гетерокарпных плодов у календулы лекарственной имеют различную всхожесть и энергию прорастания. Средняя всхожесть за 10 дней составила у когтевидных – 80,8%, у ладьевидных – 82,5%, более высокую всхожесть показывают кольцевидные – 88,3%. Энергия прорастания у кольцевидных выше всех в среднем 65,8%, затем идут когтевидные и ладьевидные – 55%. Но скорость прорастания семян у календулы практически одинакова: у когтевидных – 8%, у ладьевидных – 8,2%, у кольцевидных 8,8%.
• По литературным данным (работы д.б.н. В.Г.Минаевой) было выяснено что, гетерокарпия проявляется и биохимическом плане. Растения выросшие из различных морфотипов имеют не значительные различия по содержанию флавоноидов, по которым идет оценка качества  календулы лекарственной. Большое количество флавоноидов содержится в растениях выросших из когтевидных семянок – 13,56 мг/г.
• Гетерокарпия влияет на распространение плода. В безветренную погоду когтевидные семянки распространяются в  массе 90% до 50см, лишь некоторые 10% до 100 см, ладьевидные 80% до 100 см, некоторые 20% до 150 см, кольцевидные  100% до 20 см. В ветреную погоду когтевидные в общей массе 90% в радиусе 60-100см, более легкие 10% до 150см, ладьевидные 85% 100-150см, 15% до 200см, кольцевидные 98% до 50-60см, 2% до 80-100см. По распространению человеком и животными: когтевидные цепляются за одежду и шерсть лучше других (около 60% от общего числа), ладьевидные цепляются в меньшем количестве (около 15-20%), и те практически сразу же опадают. Кольцевидные плоды не цепляются  и осыпаясь остаются рядом с материнским растением.  

Из всех  рассмотренных нами примеров и проведенных опытов по гетерокарпии, делаем вывод, что в первую очередь гетерокарпия оказывает влияние на распространение семян.

        ЛИТЕРАТУРА

1. Большой энциклопедический словарь. Гл.редактор Прохоров А.М.. – М.: Советская энциклопедия, 1994 – 1628с.
2. Вульф Е.В., Малеева О.Ф. Справочник.Мировые ресурсы полезных растений. – Л.: Наука. Ленинградское отделение, 1969 –566с
3. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследования). – М.: Агропромиздат, 1985 – 351с.
4. Еленевский А.Г., Соловьева М.П., Тихомирова В.Н. Ботаника высших или наземных растений. – М.: Академия, 2000 – 432с.
5. Жизнь растений. Цветковые растения. Под ред. А.А.Федорова.- т.1 . – М.:Просвещение, 1971 –487с.
6. Левина Р.Е. Морфология и экология плодов. – Л.: Наука, 1987 – 160с.
7. Левина Р.Е. Новый аспект в трактовке гетерокарпии. // Журнал общей биологии./ №5, 1980 – с.680.
8. Левина Р.Е., Войтенко В.Ф. Гетерокарпия или разноплодие. // Природа/ - М.: Наука, 1975 – с.96
9. Маевский П.Ф. Флора средней полосы европейской части СССР. Иллюстрированное руководство к определению  семенных и сосудистых споровых растений. – М.: Гос. Изд-во колхозной и совхозной  литературы, 1941
10. Методика постановки опытов с плодовыми, ягодными и цветочно-декоративными растениями. Под ред. Комисарова В.А. – М.: Просвещение, 1982 – 239с.
11. Минаева В.Г. Лекарственные растения Сибири. – Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1970 –
12. Реймерс Н.Ф. Основные биологические понятия и термины. – М.: Просвещение, 1988 – 319с
13. Сельскохозяйственный энциклопедический словарь. Под. Ред. В.К. Месяц. – М:Советская энциклопедия, 1989 – 396с.
14. Справочник агронома- семеновода. Сост.Никитенко Г.Ф. – М.: Россельхозиздат, 1984 – 340с.
15. Строна И.Г. Общее семеноведение полевых культур – М.: Колос – 1966.
16. Тайны народной медицины. Полная энциклопедия. Сост. Маркова А.В. – М.: ЭКСМО, 2004 – 624с.
17. Фирсова М.К. Семенной контроль – М.: Колос – 1969 – 187с.