Conservation, Mobilization and Study of Plant Genetic Resources

pdf-version

Plants of the Gymnosperms (Gymnospermae) in the Greenhouse of the Polar-Alpine Botanical Garden

Первые голосеменные, появившиеся в конце девонского периода около 350 млн. лет назад, произошли от древних папоротниковидных, вымерших в начале каменноугольного периода в мезозойскую эру – эпоху горообразования, поднятия материков и иссушения климата. Голосеменные достигли расцвета, но уже с середины мелового периода уступили господствующее положение покрытосеменным.

Группа современных голосеменных насчитывает более 700 видов. Несмотря на относительно малую численность видов, они завоевали почти весь Земной шар: в умеренных широтах Северного полушария на огромных пространствах они образуют хвойные леса, называемые тайгой.

Полярно-альпийский ботанический сад-институт имени Н. А. Аврорина КНЦ РАН (ПАБСИ) – единственный ботанический сад России, расположенный за Полярным кругом (г. Кировск Мурманской области, 67^о38’ с. ш. и 33^o37’ в. д.). В суровых условиях Субарктики коллекции оранжерейных растений приобретают особое значение: являются центром первичной интродукции декоративных растений и хранилищем редких и исчезающих растений, служат богатейшим источником для разработки и расширения зональных ассортиментов растений защищенного грунта, а также базой для проведения большой научно-просветительской работы и популяризации ботанических знаний.

В настоящее время коллекционный фонд тропических и субтропических растений включает 770 образцов, относящихся к 754 таксонам, 612 видам из 302 родов 113 семейств. Это растения, интродуцированные из различных областей Земного шара, среди которых имеются представители многих морфологических и экологических групп. Коллекция голосеменных растений включает 13 видов и 1 разновидность 11 родов из 7 семейств.

Объектами исследования явились представители группы Голосеменных (Gymnospermae), в том числе эндемичные виды, хозяйственно ценные и декоративные растения.

Основной источник пополнения коллекции голосеменных – семена, поступающие по обмену из ботанических садов зарубежных стран (Chamaecyparis lawsoniana (Murr.) Parl., Cupressus lusitanica Mill., Cupressus sempervirens L., Cycas circinalis L., Cycas revoluta Thunb.), живые растения и семена, привезенные из ботанических садов России (Thuja occidentalis L., Thujopsis dolabrata (L. fil.) Siebold et Zucc., Ginkgo biloba L., Taxus baccata L., Dioon spinulosum Dyer ex Eichl.), а также, приобретенные через торговую сеть (Araucaria heterophylla (Salisb.) Franco, Cryptomeria japonica (L. fil.) D. Don). Неизвестно происхождение Metasequoia glyptostroboides Hu et Cheng.

Коллекционные растения размещены в фондовой оранжерее площадью 555 м², которая имеет полусферическое поликарбонатное покрытие, высоту в коньке 9 м. Недостаточная площадь фондовой оранжереи не позволяет содержать большую коллекцию этих растений из-за их размеров. Тем не менее, теплица оснащена специализированным оборудованием для многолетнего выращивания растений. Оптимальная для их роста и развития температура воздуха (18-20^о С) в ней поддерживается в течение отопительного сезона (сентябрь - май) при помощи центрального отопления и автоматических форточек; в неотапливаемый (июнь - сентябрь) – электрообогрева.

В 2019 г. был проведен анализ коллекции голосеменных растений, оценен таксономический состав видов (Тахтаджян, 1978а; Christenhusz et al., 2010), их географическое распространение (Тахтаджян, 1978б), жизненные формы (Смирнова, 1969), степень нуждаемости в охране (The IUCN, 2017).

В целях стандартизации номенклатурной и таксономической информации относительно видов голосеменных использовали электронный ресурс The Plant List (The Plant List, 2013).

В качестве показателя успешности интродукции учитывалось образование генеративных органов (в отдельных случаях – семеношение), как наиболее общий и в то же время достаточно надежный, пригодный для всех, прошедших испытание, групп растений, показатель.

Голосеменные выращиваются в оранжерее ПАБСИ с 1954 г. (Козупеева, Лештаева, 1979), когда из Ботанического сада БИН имени В. Л. Комарова был привезен самый первый вид – Taxus baccata L. Массовое поступление растений пришлось на 60-е годы (Козупеева, Лештаева, 1988; Вирачева и др., 2001). За прошедшие 65 лет испытаны 22 вида и 11 разновидностей, относящиеся к 17 родам 7 семейств (табл. 1).

 Таблица 1. Таксономический и численный состав растений группы голосеменных в коллекции закрытого грунта Полярно-альпийского ботанического сада

Table 1. Taxonomic and numerical composition of gymnosperms in the greenhouse collection of the Polar-Alpine Botanical Garden

Представители группы голосеменных растений относятся к трем подклассам: Cycadidae Pax in Prantl 1894, порядок Cycadales Dumortier 1829 (Cycadaceae, Zamiaceae); Ginkgoidae Engl., порядок Ginkgoales Gorozh. (Ginkgoaceae); Pinidae Cronquist, Takht. et Zimmerm. (Araucariaceae, Cupressaceae, Taxaceae) класса Equisetopsida C. Agardh (Chase, Reveal, 2009). Наиболее полно представлен подкласс Pinidae – 2 порядка (Araucariales Gorozh. и Cupressales Link), 11 видов и разновидностей из 4 семейств.

Итоги интродукции голосеменных растений представлены в таблице 2.

Table 2. The results of cultivation of gymnosperm species in the greenhouse of the Polar-Alpine botanical garden

 Большинство растений находятся в вегетативном состоянии. Регулярное семеношение наблюдается у Cupressus sempervirens и Cupressus sempervirens cv. Pyramidalis, начиная с 2017 г. ежегодное образование мужского стробила высотой более 30 см у Cycas revoluta.

Содержащиеся в коллекции Полярно-альпийского ботанического сада голосеменные растения относятся к трем флористическим царствам (табл. 3).

Таблица 3. Географическое распространение представителей группы голосеменных в коллекции Полярно-альпийского ботанического сада

Table 3. Geographical distribution of investigated gymnosperms in the collection of the Polar-Alpine Botanical Garden

Наибольшее число видов – обитатели Голарктического царства. Палеотропическое царство представлено тремя видами и Неотропическое – одним видом. Растения Австралийского, Капского и Голантарктического царств в коллекции отсутствуют.

В природе голосеменные растения произрастают в различных условиях: от тропиков до умеренной зоны; большинство видов из коллекции ПАБСИ - в зоне влажных субтропиков, где обитают в зарослях кустарников на невысоких склонах от 100 до 500 м над уровнем моря (Cycas revoluta), горных лесах (Chamaecyparis lawsoniana, Cupressus lusitanica, Thujopsis dolabrata, Ginkgo biloba, Cryptomeria japonica, Metasequoia glyptostroboides) и на опушках и полянах аридного редколесья (Araucaria heterophylla, Cupressus sempervirens). В тропических лесах встречаются два вида: Cycas circinalis и Dioon spinulosum (обитает также в сосново-дубовых лесах, на сухих склонах и прибрежных дюнах); в хвойно-широколиственных лесах умеренного климата - также два вида: Thuja occidentalis (на болотах и заболоченных почвах) и Taxus baccata (в лесах от низменности до 2000 м над уровнем моря).

Голосеменные коллекции Полярно-альпийского ботанического сада имеют ортотропную форму роста (Смирнова, 1969):

1. Ортотропные акрофильные растения (моноподиальное короткометамерное дерево): Cycas circinalis, Cycas revoluta, Dioon spinulosum.

2. Ортотропные эврифильные растения (деревья):

а) листопадное моноподиальное дерево: Ginkgo biloba, Metasequoia glyptostroboides;

б) моноподиальное дерево: Araucaria heterophylla, Chamaecyparis lawsoniana, Cupressus lusitanica, Cupressus sempervirens, Thuja occidentalis, Thujopsis dolabrata, Taxus baccata, Cryptomeria japonica.

Все растения отдела Голосеменные, содержащиеся в коллекции Полярно-альпийского ботанического сада, в разной степени нуждаются в охране и, согласно данным Международного союза охраны природы (The IUCN, 2017), имеют разные категории охранного статуса:

1. Виды, находящиеся под угрозой исчезновения (природоохранный статус EN – Endangered species): Cycas circinalis, Dioon spinulosum, Ginkgo biloba, Metasequoia glyptostroboides;

2. Виды, находящиеся в уязвимом положении (природоохранный статус VU – Vulnerable species): Araucaria heterophylla;

3. Виды, находящиеся в состоянии близком к угрожаемому (природоохранный статус NT – Near threatened species): Cycas revoluta, Chamaecyparis lawsoniana, Cryptomeria japonica;

4. Виды, вызывающие наименьшие опасения (природоохранный статус LC – Least concern species): Cupressus lusitanica, Cupressus sempervirens, Thuja occidentalis, Thujopsis dolabrata, Taxus baccata.

По своему значению в биосфере и роли в хозяйственной деятельности человека представители отдельных групп голосеменных, главным образом хвойные, занимают важное место, далеко превосходя все остальные группы высших растений (http://www.tropical.theferns.info). Древесина ряда видов используется для поделок, в строительстве и в технических целях (Chamaecyparis lawsoniana, Cupressus sempervirens, Thuja occidentalis, Thujopsis dolabrata, Taxus baccata, Cryptomeria japonica). Некоторые растения культивируются как декоративные для открытого грунта в тропиках и субтропиках (Araucaria heterophylla, Chamaecyparis lawsoniana, Cupressus lusitanica, C. sempervirens, Thujopsis dolabrata, Cryptomeria japonica, Metasequoia glyptostroboides), а также в районах с умеренным климатом (Cupressus sempervirens, Thuja occidentalis, Taxus baccata). В качестве комнатных растений выращивают Araucaria heterophylla, Cycas circinalis, Cycas revoluta, Dioon spinulosum. Некоторые виды растений используются в народной и официальной медицине, а также в гомеопатии (Cupressus lusitanica, C. sempervirens, Thuja occidentalis, Cycas circinalis, Ginkgo biloba, Taxus baccata, Cryptomeria japonica). Термически обработанную муку из сердцевины ствола и семена саговников (род Cycas), а также семена Ginkgo biloba употребляются в пищу.

За прошедшие 65 лет испытаны 22 вида и 11 разновидностей, относящиеся к 17 родам из 7 семейств. В настоящее время коллекция голосеменных растений ПАБСИ включает 13 видов и 1 разновидность из 11 родов 6 семейств, которые пользуются большой популярностью у северян.

Из них 10 видов – обитатели Голарктического царства, 3 - Палеотропического и 1 вид – Неотропического царства.

Представители отдела голосеменных растений относятся к трем классам: Cycadopsida (Cycadaceae, Zamiaceae), Ginkgoopsida (Ginkgoaceae) и Pinopsida (Araucariaceae, Cupressaceae, Taxaceae). Наиболее полно представлен класс Pinopsida – 11 видов и разновидностей из 3 семейств.

Голосеменные коллекции ПАБСИ имеют ортотропную форму роста: ортотропные акрофильные растения (моноподиальное короткометамерное дерево): Cycas circinalis, Cycas revoluta, Dioon spinulosum и ортотропные эврифильные растения (деревья) (листопадное моноподиальное дерево: Ginkgo biloba, Metasequoia glyptostroboides, моноподиальное дерево: Araucaria heterophylla, Chamaecyparis lawsoniana; Cupressus lusitanica, Cupressus sempervirens, Thuja occidentalis, Thujopsis dolabrata, Taxus baccata, Cryptomeria japonica).

Все растения отдела голосеменные в разной степени нуждаются в охране и имеют разные категории охранного статуса: виды, находящиеся под угрозой исчезновения (природоохранный статус EN – Endangered species): Cycas circinalis, Dioon spinulosum, Ginkgo biloba, Metasequoia glyptostroboides; находящиеся в уязвимом положении (природоохранный статус VU – Vulnerable species): Araucaria heterophylla, находящиеся в состоянии близком к угрожаемому (природоохранный статус NT – Near threatened species): Cycas revoluta, Chamaecyparis lawsoniana, Cryptomeria japonica, вызывающие наименьшие опасения (природоохранный статус LC – Least concern species): Cupressus lusitanica, Cupressus sempervirens, Thuja occidentalis, Thujopsis dolabrata, Taxus baccata.