Изучение видового разнообразия тополей в Новосибирске. «Тополь-дворняжка» как представитель нотовида тополя сибирского

1. Изучение видового разнообразия тополей в Новосибирске. «Тополь-дворняжка», как представитель нотовида тополя сибирского.

1
Изучение видового разнообразия
тополей в Новосибирске.
«Тополь-дворняжка», как представитель нотовида
тополя сибирского.
Работу выполнила: Чернухина Полина, ученица 7 класса МАОУ
«Гимназия № 12».

2.

2
Время выполнения работы: 2014-2017 годы

3. Актуальность.

3
Актуальность.
• В Новосибирске видовое разнообразие тополей реально оказывается
намного больше, чем указано в фундаментальных пособиях
(например, «Флоре Сибири»).
• В отчетах озеленителей одним из самых массово используемых видов
в озеленении российских городов, значится Т. бальзамический, а по
факту город заполнен своеобразными тополями - «дворняжками», то
есть гибридами с неопределенным систематическим статусом.
• Сам Т. бальзамический (Populus balsamifera) в ряде городов России не
обнаруживается.
• Экспансия «тополей-дворняжек» приводит к спонтанному озеленению
города, но наносит вред пригородным экосистемам, вытесняя
местные виды.

4.

• Цель: анализ видового разнообразия,
особенностей приспособления к окружающей
среде и характера использования тополей в
озеленении г. Новосибирска.
• Задачи:
• Изучить биологические особенности растений рода
Тополь.
• Проанализировать спорные вопросы о видовом
разнообразии тополя и критерии для определения
видов.
• На основе литературных источников и полученного
материала сформулировать критерии для
таксономической идентификации тополей. Составить
атлас-определитель видов тополей, обитающих на
территории г. Новосибирска и пригородной зоны.
• Сравнить условия обитания различных форм тополей,
возможность к самоподдержанию популяций и
распространению.
• На основе сопоставления литературных и полученных
в ходе работы данных попытаться объяснить
происхождение самого распространённого в
Новосибирске гибридного вида Т. сибирского.
4
P. nigra у ст. «Речной вокзал»

5.

Районы сбора материала.
5

6.

Принципы классификации: подразделение на два подрода
6
Литературные источники:
1.
2.
3.
4.
Молганова Н.А., Овеснов С.А. Виды рода тополь (Populus L., Salicaceae) в
г. Перми. // Вестник ПГУ. Биология. 2016. — №1. С. 12 – 21.
Костина М.В., Насимович Ю.А., Шанцер И.А. Проблема систематики
тополей (Populus L.) // Конференция, посвященная памяти А.К.
Скворцова. М., ГБС РАН, 2013 г. С. 15-18.
Царёв А.П. Сортоведение тополя. / Воронеж; Изд-во ВГУ, 1986. — 152 с.
. Альбенский А.В. Культура тополей. / М.: Государственное
Лесотехническое издательство, 1946. – 45 с.

7.

Подрод Лейка, секция Лейка: Т. дрожащий, Осина (P. tremula L.).
• Листья укороченных побегов
(лептобластов) округлые
• Листья удлинённых побегов
яйцевидные
7

8.

Подрод Лейка: Т. дрожащий, Осина (P. tremula).
8
• Темнокорая и светлокорая
формы
• Осенний ветвепад

9.

Подрод Лейка: Т. белый. (P. alba).
• Зона обитания: пойма р. Оби с песчаным
грунтом.
9
• Листья удлинённых побегов лопастные.
• Опушены листья и молодые побеги

10.

Подрод Лейка: Т. сибирский серебристый. Крупнолистный пирамидальный гибрид
тополя Болле и тополя белого (P. bolleana x P. alba).
• Сам почти не размножается
10

11.

Подрод Лейка: Мелколистные пирамидальные гибриды тополя Болле и
тополя белого (P. bolleana x P. alba) различного происхождения.
11

12.

Подрод Лейка: нотовид Тополь сереющий (Р. х canescens).
• Пойма р. Оби и ЦСБС.
• Популяция почти не воспроизводится
12

13.

Принципы классификации: подразделение настоящих тополей на
секции и межсекционные гибриды
II а Секция Чёрные тополя (Aigeiros)
II б Секция Бальзамические тополя (Tacamahaca)
II в Межсекционные гибриды
Почки притуплённые, клейкие, но мало смолистые.и
не очень пахучие.
Почки заострённые, очень крупные,. клейкие,
смолистые с с сильным бальзамическим запахом.
Почки и листья не клейкие.
Клейкие не только почки, но и молодые побеги и
молодые листья.
Черешки сплюснутые только в верхней
части с желобком, лучше заметным в
нижней половине черешка (признаки
гибридов секций Aigeros и Tacamahaca).
Дискобласты и лептобласты
Край листа обрамлён прозрачной каймой шириной
0,5-1 мм.
Листья дельтовидные, треугольно-яйцевидные, или
ромбические; сверху тёмно-зелёные, снизу
светло-зелёные.
Край листа без просвечивающей каймы, или кайма
меньше 0,5 мм
Листья от яйцевидных до яйцевидно-ланцетных;
редко ширококлиновидные или слегка сердцевидные
у основания, тёмно-зелёные обычно с обеих сторон.
Черешки листьев сплюснутые и длинные как на
укороченных, так и на удлинённых побегах, без
желобка.
Черешки листьев не сплюснутые, круглые или
четырёхгранные, с желобком; на удлинённых побегах
короче, чем на укороченных.
Только лептобласты.
Дискобласты и лептобласты
Виды:
Т. чёрный, или Осокорь (P. nigra)
Виды:
Т. бальзамический (P. balsamifera)
Т. душистый (P. suaveolens)
Т. чёрный, или пирамидальный итальянский ( P. nigra, var italica).
Т. лавролистный (P. laurifolia)
Т. дельтовидный (P. deltoides)
Виды:
Т. сибирский (P. nigra х P. balsmifera), возможно
тройные гибриды (P. nigra х P. balsmifera x P. laurifolia)
Т. берлинский (P. nigra var. italica x P. laurifolia)
Т. иртышский (P. nigra x P. laurifolia)
13

14.

Секция Чёрные тополя: Тополь дельтовидный (Р. deltoides).
• В искусственных посадках на ост. «25 лет октября»,
территории бердского химзавода и ЦСБС.
• Самостоятельно почти не распротраняется.
14

15.

Секция Чёрные тополя: Тополь чёрный, или Осокорь (Р. nigra).
• Активно воспроизводится как в пойме р. Обь,
так и в урбанизированных районах.
• Один из родоночальников «тополя-дворняжки»
15

16.

Секция Чёрные тополя: Тополь чёрный, или Осокорь пирамидальные формы:
(Р. nigra var. italica) и др.
• Только мужские особи.
16

17.

Межсекционный гибрид между P. nigra var. italica и P. laurifolia.
• Только мужские особи.
• Пирамидальная или полупирамидальная крона.
• Сплюснутость части листового черешка.
• Ребристость молодых побегов.
• Желобок по всей длине черешка.
• Срезанность основания листовой пластинки на листьях растущих побегов.
17

18.

Секция Бальзамические тополя: Тополь лавролистный (Р. laurifolia).
• В пойме и урбанизированных районах.
• Характерные особенности: крыловидная
ребристость молодых побегов, опушённые
черешки, коробочка 3-4 створчатая
• Распространяется более-менее хорошо. Один из
возможных родоночальников «тополейдворняжек».
18

19.

Секция Бальзамические тополя: Тополь душистый (Р. suaveolens).
• Только в ЦСБС.
• Насыщенный бальзамический запах.
• Эллиптические листья, сверху
«морщинистые», опушённый черешок.
• Очень зимостойкий.
19

20. Принципиальный факт.

20
Принципиальный факт.
Тополь бальзамический
(Populus balsamifera) в
Новосибирске отсутствует!
Фотография взята с сайта plantarium.ru

21. «Тополь-дворняжка» – это Т. сибирский (P. sibirica).

«…
я…
принимаю
бальзамический
–
тополь
Populus
сибирский
sibirica
за
самостоятельный вид местного алтае-саянского
происхождения,
относящийся
к
ряду
Balsamiferae Dode»
Крылов Г.В. «Природа лесов Западной
Сибири», 1957.
21

22.

22
• Истинные брахибласты тополя сибирского.
• Самый распространённый вид в
урбанофлоре Новосибирска,
встречается повсеместно,
активно размножается.
• Признаки P. nigra:
• Сплюснутость листового черешка.
• Желобок выражен не по всей
длине черешка.
• Признаки бальзамических
тополей:
• Смолистость почек, листьев и
побегов, характерный запах.
• Ребристость молодых побегов.
• Яйцевидная и яйцевидноланцетная форма листовых
пластинок.
• Наличие истинных брахибластов.

23.

• Можно предположить, что
23
эволюция тополей в городских
условиях протекает по пути
усиления R-стратегии, т.е.
продолжительность жизни
деревьев сокращается, а их
плодовитость возрастает.
• Это не отвечает запросам
озеленения, для которого нужны
не дающие пуха мужские
растения с высокой
продолжительностью жизни.
• Требуется определённое
вмешательство человека:
ограничение распространения
этого вида тополя за пределы
Новосибирска, охрана
пригородных лесов, где
возможно целесообразна
вырубка тополёвой поросли.

24.

24
Традиционная модель образования вида P. sibirica.
• P. sibirica образован путём гибридизации P. nigra и P. balsamifera.
• Факты в пользу модели:
• Промежуточные морфологические свойства между P. nigra и P. balsamifera.
• Молекулярные методы доказывают факт присутствия генотипа P. nigra.
• Факты против модели:
•«Это
У многих
особейпоставить
выражены
характерные
для(Скворцов,
P. laurifolia,
а не
P.
заставляет
подпризнаки,
сомнение выдвинутую
ранее
2007)
гипотезу
о
balsamifera: ребристость молодых побегов, слабое опушение листового
происхождении
P. (на
x sibirica
в результате
P. nigra
P. balsamifera. Приходится
черешка
некоторых
побегах),гибридизации
трёхстворчатая,
а нехдвухстворчатая
коробочка
каквопрос
у P. nigra
и P. balsamifera.
констатировать,
что
о происхождении
этого широко распространенного культивара
остается открытым и нуждается в дальнейшем изучении, хотя участие P. nigra в его образовании
теперь и не вызывает сомнений».
Скворцов, A.K. «Полиморфизм бальзамических тополей (Populus L. Секция Tacamahaca) по данным ISSR
маркирования»

25.

Предлагаемая модель образования вида P. sibirica.
• Гипотеза 1: P. sibirica образован путём гибридизации трёх видов: P.
nigra, P. balsamifera и P. laurifolia.
• Хорошо известные факты:
• Спонтанные гибриды между P. nigra и P. laurifolia широко встречаются в местах
пересечения ареалов этих видов.
• Образуются в основном гибриды первого поколения, которые далее не
размножаются и не распространяются.
• Гипотеза 2: Первоначальная гибридизация P. nigra и P. balsamifera
дала начало жизнеспособным гибридам, которые далее получили
возможность скрещиваться и с P. laurifolia.
• Хорошо известные факты:
• Молекулярно-генетические методы свидетельствуют о наличии в тополе
сибирском генотипа отличного от P. nigra и P. balsamifera.
• У ряда представителей вида P. sibirica есть признаки именно лавролистного
тополя, а не бальзамического и чёрного (см. предыдущий слайд).
25

26.

Суть выдвигаемой гипотезы: Т. бальзамический позволил
преодолеть межвидовые барьеры
между
местными
видами
Согласно
тополей, открыв
«ящикмодели
Пандоры»
предложенной
X
X
27
Сначала образуются простые гибриды, постепенно в этот процесс
Т. чёрныйнекийТ. бальзамический
втягиваются
новые
виды
тополей.
За
счёт
отбора
образуется
Т. чёрный
(P. nigra)
P. balsamifera
Т. лавролистный
(P. nigra)
усреднённый
городской
тополь, превращающийся в дерево-сорняк,
(P. laurifolia)
Гибридные формы,
вытесняющий местные
растения.
способные
Гибриды первого поколения
X
скрещиваться
между МЕСТНЫМИ видами,
«Оказавшись
вне своих ареалов, тополя при совместном выращивании
с P. laurifolia
не способные к дальнейшему
размножению.
начинают скрещиваться.
Параллельно с осмысленной селекцией тополей,
Т. лавролистный
благодаря
которой создаются высокодекоративные
культивары,
(P. laurifolia)
Т. иртышский
(P. jrtyschensis)
происходит
их спонтанная гибридизация, как в городских условиях, так и в
Согласно
Высокоадаптивный
питомниках, которая
не
в
полной
мере
осознается
не
только
литературным данным
«вид-дворняжка»
озеленителями, но и ботаниками.»
Костина М.В. и др. «Массовое озеленение, как как фактор повышения
инвазионного статуса
Т. сибирский
чужеродных древесных видов».
P. sibirica

27.

Признак
P. nigra
P. laurifolia
P. balsamifera*
P. sibirica
26
Форма листового
черешка
Сплющен к
Цилиндрический
основанию
листовой пластинки
Цилиндрический
Сплющен к
основанию
листовой
пластинки
Желобок на
черешке
Отсутствует
По всей длине
По всей длине
Не по всей длине
Опушение черешка
Отсутствует
Опушён
Отсутствует
Есть формы с
опушением и без.
Число створок в
коробочке
2
3
2
2-3
Ребристость
молодых побегов
Отсутствует
Хорошо выражена
Отсутствует
Выражена на
некоторых
растениях
Наличие
дискобластов
Отсутствуют
Имеются
Имеются
Имеются, но не на
всех растениях
* - данные взяты из американского справочника Альфред Рехдер «Руководство по культивируемым деревьям и
кустарникам, приспособленным к условиям Северной Америки, исключая субтропические и жаркие регионы»
Издание второе, переработанное и дополненное New-York, The Macmillan company, 1949. 996 p.
http://temnyjles.ru/Medvedeva/Rehder.shtml

28.

Виды тополя
Пойменная зона
Лесная зона
Лесо-парковая зона,
рек Обь, Зырянка,
пригородных
искусственные
Способность
Шадриха,
участков
насаждения
самостоятельно
Ельцовка,
размножаться
Ельцовка 2.
и распространяться
28
Таблица
1. P. tremula
+
+
-
+
встречаемости
2. P. alba
+
-
+
+
подвидов
3. P. x canescens (P.
+
-
+
+
4. P. bolleana x P. alba
-
-
+
-
Новосибирска
5. P. nigra
+
+
+
+
способности
6. P. nigra var. italica
-
-
+
-
7. P. deltoides
+
-
+
+
8. P. laurifolia
+
+
+
+
9. P. suaveolens
-
-
+
+
10. P. berolinensis (P.
-
-
+
-
+
+
+
+
tremula x P. alba)
nigra var. italica x P.
laurifolia)
11. P. x sibirica (P. nigra
x P. balsamifera) G.
Krylov
et
Skvortsov
Grig.
ex
Анализ
1.
видов
тополей
и
в
различных природных зонах
и
и
их
размножаться
самоподдерживать
численность популяций.

29.

Виды тополя
Число створок в коробочке
29
1. P. tremula
Опушённые. Короткие (3,5-5,0 мм) и узкие (1,0-2,0 мм) с длинным носиком, сидящие на плодоножках
2. P. alba
3. P. x canescens (P. tremula x P.
Морфология коробочек и плодоножек
длиной 0,5–1,5 мм
2
alba)
У некоторых гибридов P. bolleana x P. alba коробочки могут быть округлыми без носиков с длиной 5,0-7,0 мм,
шириной 3,5-5,5мм, на плодоножках до 3-5 мм.
4. P. bolleana x P. alba*
5. P. nigra
2
Округлые без носиков. Длина 5,0-7,0 мм, ширина 3,5-5,0 мм. Плодоножки длинные 2,0-4,0 мм
6. P. nigra var. italica*
7. P. deltoides*
8. P. laurifolia
9. P. suaveolens
3-4
3-4 (редко 2)
Округлые, голые или опушенные, почти сидячие. Длина 6,0-8,0 мм, ширина 4,5-7,5 мм.
3-4
Неопушённые. Длина 6,0–9,0 мм, ширина 4,0–6,5мм. Плодоножки обычно очень короткие (0,5-1,0 мм), но
попадаются и длинные 2,0-5,0 мм.
10. P. balsamifera*
2
Слегка продолговатые. Плодоножки 1,5-3,0 мм. Длина 6,0– 8,5, ширина 3,5-6,0 мм (по литературным
данным для американских видов)
11. P. x jrtyschensis (P. nigra x P.
2-3
Данные отсутствуют
2-3
Коробочки почти круглые, похожие на коробочки P. nigra. Длина коробочек 5,0-7,0 мм, ширина 3,5-5,5мм.
laurifolia)
13. P. berolinensis (P. nigra var.
italica x P. laurifolia)*
13. P. x sibirica (P. nigra x P.
balsamifera) G. Krylov et Grig. ex
Плодоножка около 3,0 мм.
2-3
Характерен отчетливо выраженный тупой носик. Длина 6,0-9,0 мм, ширина 3,5-5,0 мм. Плодоножки
длинные 1,0–1,5 мм

30.

Цвет коры
Форма листовой пластинки
Название вида
1.
10.P.P.tremula
balsamifera*
11. «Тополи-дворняжки» межсекционные
2. P. alba
естественные
гибриды
3. P. bolleana x P. alba
между чёрными (P. nigra) и
бальзамическими
(P.
balsamifera
и P. (P.
laurifolia).
4.
P. x canescens
tremula x
Соответствуют
гибридным
P.
alba)
видам P. jrtyschensis (P.
nigra x P. laurifolia) и P. x
5. P. nigra
sibirica (P. nigra x P.
6. P. nigra var. italica
balsamifera) G. Krylov et
7. P. deltoides
Grig. ex Skvortsov
8. P. laurifolia
13. P. berolinensis (P. nigra
var. Italica x P. laurifolia)
9. P. suaveolens
Кора
или
Корасеро-зелёная
слегка зеленоватая,
с
желтовато-зелёная.
У молодых
мелкими трещинами.
деревьев и ветвей от светлоМолодые побеги
зеленой до серой. В одних и тех
коричневые, блестящие,
же условиях местообитания
позднее становятся серыми.
встречаются группы осин со
светлой гладкой корой и с темной
Кора чаще серая, но
с глубокими трещинами.
встречаются
Кора
нижних частей ствола имеет
глубокие
трещины, и
а на молодых
зеленокорые
сучьях кора гладкая, зеленоватожелтокорые
формы.
ое|рая,
светлая, особенно
у
молодых
Кора деревьев.
Кора светло-серая, долго остаётся
растрескивающаяся
гладкой.
На
яйцевидные, пильчато-зубчатые
со слегка
Отудлиненных
яйцевидыхпобегах
до яйцевидно-ланцетных
на удлиненных
побегах и
сердцевидным основанием и заостренной вершиной. На укороченных
удлиненно-яйцевидные на поросли; у основания круглые , редко
побегах круглые, 3-7 см в диаметре, часто тупоконечные
ширококлиновидные или слегка сердцевидные.
или острозаостренные, листовой край неправильно крупнозубчатый.
На растущих побегах 3-5 (7 ) -лопастные, дольчатые до 10 см длиной. На
укороченных
побегах от яйцевидно-эллиптических до овальных, с большими
Листьядояйцевидные,
овально-эллиптические или
зубцами,
6 см
длиной.
ромбические,
На растущих побегов дельтовидно-эллиптические с круглым до
длиной 7-10 см, шириной 5-7 см; основание листа
сердцевидного основанием. На укороченных побегах маленькие, округлые
снизу и серая,
закругленное
со
слабоволнистымиили
двоякопильчатыми краями, очень похожи на листья
желтовато-коричневая осины.
клиновидное. Края листьев иногда просвечивают, как у
Кора тёмно-серая,
На удлиненных побегах дельтовидные, на укороченных — ромбические с
или зеленовато-жёлтая
черныхзаостренной
тополей.вершиной, иногда отогнутой,
растрескивающаяся
снизу и серая длинной
сверху,
у однолетних
побегов
железистогородчатые.
сверху,
у однолетних
блестящая, светло-желтая, у
И на удлинённых и на укороченных побегах дельтовидные.
побегов блестящая,
поросли — красноватая. Наряду с
светло-желтая,
у
тёмными
могут встречаться
формы
с серо-жёлтой
корой.
поросли
—
Встречаются серокорые,
На удлиненных побегах от яйцевидно-ланцетные до ланцетных: узколистные,
красноватая.
белокорые
и зелёнокорые,
овальнолистные, крупнолистные, сердцелистные и яйцевиднолистные.
причём
самой
распространённой
Листья
заострены
округлые у5-7
основания,
мелко
Молодая
кора
оливковоЛистьяпостепенно
яйцевидные,
длинойк вершине,
8-15 см, шириной
см, с длинной
является
форма,натогда железисто-пильчатые,
длиной 7-12 см.и блестящие, снизу ещё светлее и
зеленая серокорая
гладкая, внизу
вершиной, сверху светло-зелёные
как
зелёнокорая
редка.
Молодые
стволе темно-серая
матовые. Основание по крайней мере у большей части листьев в
побеги
гладкие,
зеленоватоглубокотрещиноватая.
общем очертании клиновидное. Характерная особенность: на листьях
бурые
Молодые побеги вначале
по крайней мере удлинённых побегов у черешка пластинка внезапно
или красно-бурые.
слегка ребристые оливковокоротко усеченная.
Кора коричневая или жёлтоОвальные, округлые у основания (несердцевидные), заостренные на конце,
серые,
иногда
красноватые.
зелёная. Молодые побеги
Длина 7- 11 см, ширина 5-7 см).
гладкие, зеленовато-бурые
или красно-бурые.
Морфология
черешка
Цилиндрические с
желобком
Лептобласты и
дискобласты
Лептобласты и
дискобласты
Уплощённые, без
Могут быть
желобка.
слегка
уплощённые
вблизи
листовой
пластинки.
Желобок не по
всей длине,
сужается и
исчезает к
листовой
пластинке.
Форма кроны
Раскидистая
Раскидистая
30
Раскидистая
Раскидистая
Раскидистая
Пирамидальная
Только лептобласты
Раскидистая
Пирамидальная
Раскидистая
Раскидистая
Черешки у
Лептобласты
основания
цилиндрические, у
Цилиндрические
с
пластинки
желобком
сплюснутые, с
узким
Лептобласты и
желобком,
дискобласты
заметным на всем
протяжении.
Почти пирамидальная,
лишь несколько
раскидистая.
Раскидистая

31.

Выводы
1) Определены и описаны 11 форм (видов и подвидов) тополей в
Новосибирске, из которых лишь 6 негибридного происхождения. Из
описанных форм лишь 4 способны эффективно размножаться в условиях
сильной антропогенной нагрузки.
2) При проведении исследований в г. Новосибирске и
пригородной зоне не было обнаружено тополя бальзамического (P.
balsamifera) вопреки традиционным взглядам об этом виде как
наиболее распространённом в г. Новосибирске.
3) Наиболее распространённым и приспособленным видом
тополя в зонах г. Новосибирска с антропогенной нагрузкой является т.н.
Т. сибирский, получивший общепринятый статус вида относительно
недавно.
4) В зонах с низкой антропогенной нагрузкой доминируют три
вида: P. tremula, P. nigra и P. alba.
31

32.

Выводы
5) Большинство разновидностей тополей, включая гибридные
формы, несмотря на их высокую устойчивость к городским условиям, не
проявляют тенденций к вторжению в местные естественные
сообщества.
Единственный из выявленных гибридных видов P. sibirica оказался
самым приспособленным тополем в г. Новосибирске, растущим в
условиях сильной антропогенной нагрузки и вытесняющим местные
виды растений даже в пригородной зоне, обедняя тем самым
растительность.
6) Предложена новая модель возникновения нотовида P. sibirica,
согласно которой этот вид образовался при гибридизации не двух, как
принято традиционно считать, а трёх видов (P. balsamifera, P. nigra и P.
laurifolia).
7) Составлен подробный атлас-определитель видов и подвидов
тополей, обитающих в г. Новосибирске. Уточнены морфологические
критерии для определения ряда видов, что проиллюстрировано
полученными фотографиями.
32