Scientific journal
Fundamental research
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,749

THE HISTORY OF THE SPREAD OF INVASIVE SPECIES OF THE GENUS BIDENS L. (ASTERACEAE) IN EASTERN EUROPE

Kovalchuk I.A. 1 Tokhtar V.K. 1
1 Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Professional Education «Belgorod National Research University»
Based on a critical analysis of herbarium specimens seven Herbaria (KURS, BSU, HP, OHHI MHA and others) specifics of distribution of invasive plant species of the genus Bidens L. (Asteraceae) in Eastern Europe. Analyze the publications concerning the propagation of species of this genus. Specifies the peculiarities of distribution of invasive species in time and space community. It is established that the currently known species are found mainly in anthropogenic habitats. Estimates indicate that, in connection with the high rate of spreading B. frondosa possible in the nearest future as total replacement of them aboriginal species B. tripartita. Set the emergence of new hybrid taxones in areas of joint growth based species, and in some cases without the visible presence. A more aggressive invasive species, actively extends its range, while the other view is held adaptation period in the new conditions. Main trends of further dissemination of invasive species.
genus Bidens L
invasive plant species
distribution
1. Borisova E.A., Senjushkina I.V. Novye adventivnye vidy v oblastjah Verhnevolzhskogo regiona // Bjul. MOIP, Otd. Biol. 2008. T. 113, vyp. 6. рр. 54–55.
2. Burda R.I. Antropogennaja transformacija flory. Kiev: Naukova dumka, 1991. 168 s. Opredelitel’ rastenij Meshhery / Pod red. V.N. Tihomirova. M.: Izd-vo Mosk. un-ta. 1987. Chast’ 2. 224 р.
3. Vasil’chenko I.T. Rod Chereda – Bidens L. // Flora SSSR. M.; L., 1959. T. 25. рр. 551–561.
4. Kornilov A.G. Parametry obwestvennogo zemlepol’zovanija (obwestvennogo prirodopol’zovanija) i jesteticheskogo vosprijatija landshaftov raznyh tipov naselennyh punk-tov Belgorodskoj oblasti / A.G. Kornilov, I.A. Genenko, E.M. Lopina // Problemy re-gional’noj jekologii. 2007. no. 6. рр. 113–121.
5. Mosjakіn S.L. Znahіdka novogo dlja flori SRSR vidu Bidens connata Muehl. ex Willd. na Kiїvs’komu Polіssі // Ukr. botan. zhurn. 1988. 45, no. 2. рр. 73–75.
6. Papchenkov V.G. 2007. Floristicheskie nahodki v bassejne Srednej Volgi. Botanicheskij zhurnal 92 (10): 1580–1587.
7. Protopopova V.V. Sinantropnaja flora Ukrainy i puti ee razvitija. Kiev: Naukova dumka, 1991. 202 р.
8. Tihomirov V.N., Gubanov I.A., Novikov V.V., Butenko Je.P., Vodolazskaja N.N., Oktjabreva N.B. O nekotoryh novyh i redkih rastenijah flory Vladimirskojoblasti // Biol. nauki. 1970. no. 12. рр. 48–53.
9. Shutova I.Ju. Invazivnye chuzherodnye vidy: obzor novyh izdanij // Uspehi sovr. biol. 2003. T. 123, vyp. 1. рр. 110–112.
10. Lonsdale W.M. Global patterns of plant invasions and the concept of invasibility // Ecology. 1999. Vol. 80. рр. 1522–1536.
11. Milton S.J. Pgrasses as invasive alien plants in South Africa // S. African J. of Sci. 2004. Vol. 100, no. 1. рр. 69–75.
12. Mooney H.A. A global strategy for dealing with alien invasive species // Invasion species and biodiversity management / O.Sanderlund, P. Schei, A. Viken. Dordrecht: Kluver, 1999. рр. 407–418.
13. Richardson D.M., Pysek P., Rejmanek M. et al. Naturalization and invasion of alien plants: concepts and definitions // Diversity and definitions. 2000. Vol. 6. 93 р.

Влияние неаборигенных организмов на флору, фауну и в целом на общество приобретает глобальное значение, поскольку в настоящее время проблемы, связанные с их распространением в мире, могут быть решены лишь на международном уровне. Локальные меры уже не приносят позитивные результаты, поскольку экспансия неаборигенных организмов происходит вне всяких границ [1, 5].

Определение особенностей распространения инвазионных видов во времени и в пространстве сообщества является особенно актуальным в связи с возрастанием антропогенного воздействия и прогрессирующим увеличением доли нарушенных и квазиприродных местообитаний [3, 6].

Целью данного исследования было хронологическое изучение появления и распространения адвентивных видов рода Bidens L. на основании критического анализа гербарных экземпляров из Гербариев Главного ботанического сада имени Н.В. Цицина РАН (г. Москва, MHA), Института ботаники им. Н.Г. Холодного НАН Украины (г. Киев, KW), Национального ботанического сада им. Гришка НАН Украины (г. Киев), Орловского государственного университета имени В.Н. Хитрово (г. Орел, ОНHI), Белгородского государственного национального исследовательского университета (г. Белгород, BSU), Курского государственного университета (г. Курск, KURS), Житомирского государственного университета (г. Житомир).

Материалы и методы исследования

Род Bidens L. насчитывает около 230 видов, распространенных в регионах с тропическим, субтропическим и умеренно теплым климатом, преимущественно на территории Северной Америки (Протопопова, Махиня и др.). Это обычно однолетние травянистые растения. Стебель прямой, ветвистый, до 80 см высотой. Листья супротивные, цельные, 3–5-раздельные или рассечённые. Корзинки одиночные или собраны в общие соцветия; обёртка полушаровидная или колокольчатая, наружные листочки травянистые, внутренние почти плёнчатые, цветоложе плёнчатое, краевые цветки бесполые, язычковые, желтые, иногда их нет; внутренние цветки трубчатые; семянки сплюснутые или трехгранные, с 2–4 щетинками [2, 5, 13].

Для исследования видов рода Bidens нами были проанализированы материалы Гербариев Главного ботанического сада имени Н.В. Цицина РАН (г. Москва, MHA), Института ботаники им. Н.Г. Холодного НАН Украины (г. Киев, KW), Национального ботанического сада им. Гришка НАН Украины (г. Киев), Орловского государственного университета имени В.Н. Хитрово (г. Орел, ОНHI), Белгородского государственного национального исследовательского университета (г. Белгород, BSU), Курского государственного университета (г. Курск, KURS), Житомирского государственного университета (г. Житомир). Основным методом исследования был метод камеральной обработки данных с критическим анализом гербарных экземпляров. Названия видов приведены согласно «Флоры Средней России…» [7, 12].

Результаты исследования и их обсуждение

По результатам нашего исследования, на основании изученных гербарных образцов установлено, что к наиболее агрессивным адвентивным растениям этого рода относится два вида: B. frondosa L. и B. connate L. Они обладают разными биологическими свойствами [1, 9].

B. frondosa относится к однолетним растениям. Корзинки прямостоячие. Краевые цветки ложноязычковые, золотисто-жёлтые, бесплодные; срединные – трубчатые, обоеполые; прицветники на верхушке заострённые. Плоды представляют собой сплюснутые клиновидные семянки, густо усаженные бородавочками, опушены по всей поверхности прижатыми волосками; по краям семянки волоски направлены вверх; семянки с двумя остями (иногда бывает 3–4 ости, но в таких случаях две из них длиннее остальных). Цветёт в июле-сентябре, семянки созревают в июле-октябре [5, 6]. Череда олиственная растёт по берегам водоёмов, в сырых лесах, на обочинах дорог, в карьерах, на пустырях, насыпях. Американское растение, интенсивно распространяющееся в последние годы в Европейской России по железным дорогам и в населённых пунктах. В Средней России обычно во всех областях [2, 7].

На основании изученных нами гербарных образцов и анализа публикаций было установлено, что в Европу он проник в XVIII в. и постепенно расселился по всей территории [8]. Вначале вид был известен лишь в ботанических садах как культивируемое растение. Постепенно растение адаптировалось и проявило склонность к дичанию. Массово вид отмечен как беглец из культуры в конце XIX в. Период бурного распространения и инвазии вида в Восточную Европу и на Дальний Восток начался после Первой мировой войны [3]. Во второй половине 1970-х гг. B. frondosa попал в бассейн Волги [7, 9], а уже в конце 1980-х – начале 1990-х гг. он был отмечен в пределах Волгоградского, Саратовского, Куйбышевского, Чебоксарского, Горьковского и Иваньковского водохранилищ и прилегающих к ним территорий [4, 6].

В результате проведенных нами исследований было установлено, что первая находка данного вида на территории современной Украины датируется 25.09.1970 г. вблизи реки Днепр, Каневе. Затем следуют находки 1976 гг. также вдоль берегов Днепра, но уже в городе Киев. Сделаны предположения, что распространению способствовала река Днепр, непосредственно с помощью течения были распространены семена данного вида по большей части страны. В период с 1990 по 2000 гг. вид был распространен практически повсеместно, во всех областях Украины [5, 11]. Занимая ту же экологическую нишу, что и аборигенный B. tripartita L. по берегам рек и водоемов, B. frondosa оказал серьезное влияние на растительные сообщества с участием местного вида, вытесняя его из мест совместного произрастания.

Другой адвентивный вид, B. connata, имеет прямостоячие побеги. Листья простые, имеют очередное расположение. Соцветие корзинка, сростнолепестной околоцветник, число лепестков равно 5. Плод сухая семянка. Адвентивный вид, встречающийся преимущественно на территории Украины. Для России приведено лишь несколько образцов, собранных в Московской области [4, 7].

Нами было выявлено, что до 2010 г. образцы этого вида представлены лишь для окрестностей г. Киева, Пуща-Водица. А после 2010 г. он приводится еще и для Волынской и Московской областей. Сделаны предположения, что в ближайшее время возможно расселение вида по территории Украины и прилегающим территориям других стран. В настоящее время вид встречается спорадически в антропогенных экотопах, предпочитая синантропные местообитания. B. connata отмечен уже и в природных местообитаниях: по берегам рек, водоемов и в заболоченной местности.

Таким образом, на основании критического изучения видов рода Bidens в Гербариях Главного ботанического сада имени Н.В. Цицина РАН (г. Москва, MHA), Института ботаники им. Н.Г. Холодного НАН Украины (г. Киев, KW), Национального ботанического сада им. Гришка НАН Украины (г. Киев), Орловского государственного университета имени В.Н. Хитрово (г. Орел, ОНHI), Белгородского государственного национального исследовательского университета (г. Белгород, BSU), Курского государственного университета (г. Курск, KURS), Житомирского государственного университета (г. Житомир) нами был проведен анализ хронологии распространения инвазионных видов рода Bidens, а также проанализированы публикации, касающиеся распространения видов данного рода [5, 9].

Установлено, что в настоящее время изученные виды встречаются преимущественно в антропогенных местообитаниях. Наибольшее количество находок этих видов связано с синантропными местообитаниями в пределах транспортных путей сообщения (железные и автодороги), а также вблизи водоемов, испытывающих в той или иной мере воздействие антропогенного фактора.

Исходя из анализа гербарных экземпляров, проведенного в хронологическом аспекте, сделаны предположения, что в связи с высокой скоростью распространения B. frondosa, в ближайшее время возможно полное вытеснение им аборигенного вида B. tripartita. На основании изучения гербарных экземпляров Гербариев MHA, KW, OHHI, BSU, KURS установлено появление новых гибридных таксонов в местах совместного произрастания парентальных видов, а в некоторых случаях и без видимого их присутствия. Это свидетельствует о том, что такие гибридные виды уже сейчас способны распространяться автономно вне зависимости от наличия родительских растений [1, 5, 7, 10].

Исследование временных аспектов распространения видов рода Bidens позволяет говорить о том, что B. frondosa в настоящее время более агрессивный инвазионный вид, активно расширяющий свой ареал, в то время как B. connata проходит, по-видимому, адаптационный период в новых для себя условиях. Однако уже сейчас растения этого вида все более активно внедряются в местные сообщества. Изучение биологических особенностей этого вида позволяет говорить о том, что дальнейшее распространение B. connata на территории всей Украины и сопредельных областях Россия не будет лимитировано природно-климатическими факторами. Возможно дальнейшее расселение данного вида в более северные широты.

Рецензенты:

Батлуцкая И.В., д.б.н., доцент, заведующая кафедрой биотехнологии и микробиологии, ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет», г. Белгород;

Корнилов А.Г., д.г.н., профессор, зав. кафедрой географии и геоэкологии, ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет», г. Белгород.

Работа поступила в редакцию 30.12.2013.