CC BY
19ПОКАЗАТЕЛИ ЙОДНОЙ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ ДЕТСКОГО НАСЕЛЕНИЯ БЕСКРАГАйСКОГО
критерии тератоморфозов пыльцы растений
В.Н.Кобзарь
КРСУ
резюме: Современная агрессивная среда обитания человека способствует формированию полиморфных, а затем тератоморфных (уродливых) и стерильных пыльцевых зерен. В связи с этим цель настоящей работы - на основе анализа результатов многолетних исследований классифицировать и выделить критерии тератоморфозов пыльцы растений.С помощью световой и сканирующей электронной микроскопии была изучена пыльца с 33 видов растений и из аэробиологических образцов 17 пунктов наблюдений Кыргызстана, относящихся к 13 семействам и 25 родам, разного типа строения и аллерген-ности. В аэробиологических образцах из районов с высоким уровнем загрязненностиокружающей среды было выявлено значительное число тератоморфныхпыльцевых зерен по форме, размеру и симметрии, а также по степени поврежденности (нарушение структурной, функциональной организации).Мы выделяем критерии тератоморфозов пыльцы: 1) толщина экзины (1 мкм), чаще тератоморфные зерна наблюдаются у пыльцы злаков и конопли; 2) форма округлая или эллипсоидальная; 3) толерантность или чувствительность того или иного вида растений и ее пыльцы к эффекту действия загрязнителей. Чувствительна к воздействию загрязняющих веществ пыльца злаков, конопли и маревых-амарантовых (в порядке убывания). Появление тератоморфозов у пыльцы полыни, толерантной к действию загрязнителей, свидетельствует об их значительном прессинге. В условиях повышенной концентрации ртути в окружающей среде пгт.Хайдаркена наблюдалось исключение из правил: повреждалась пыльца полыни, обычно устойчивая к действию загрязненности.
@CYMAYKTepAYK ча^чаларынын тератоморфозунун критерийлери
В.Н.Кобзарь
Criteria teratomorphosis pollen
V.N.Kobzar KRSU
Современная агрессивная среда обитания человека способствует формированию полиморфных, а затем тератоморфных (уродливых) и стерильных пыльцевых зерен[1, 2]. Поэтому мы использовали пыльцу как адекватную тест-систему окружающей среды.
В связи с этим цель настоящей работы - на основе анализа результатов многолетних исследований классифицировать и выделить критерии тератоморфозов пыльцы растений.
Материалы и методы
С помощью световой и сканирующей электронной микроскопии была изучена пыльца с 33 видов растений и из аэробиологических образцов 17 пунктов наблюдений Кыргызстана, относящихся к 13 семействам и 25 родам, разного типа строения и аллергенности.
Результаты и их обсуждение
В аэробиологических образцах из районов с загрязненной атмосферой было выявлено значительное число тератоморфных пыльцевых зерен по форме, размеру и симметрии, а также по степени поврежденности (нарушение структурной, функциональной организации).
Поскольку многие повреждающие факторы отличны по величине, интенсивности, продолжительности к моменту действия от той в природе нормы, к которой адаптированы растения, появляется реальная возможность полиморфизма пыльцы, в дальнейшем разных тератоморфозов. Чаще
наблюдалось не изолированное, а комплексное, сложное изменение пыльцы, включающее в себя сочетание нескольких типов, когда один тип трансформируется в другой. Например, сильно выраженная деформация переходит в мелкие трещины, а затем в более глубокий разрыв всех слоев экзины типа каверн. На скульптуре поверхности экзины формировались бугорки, выросты разной формы и локализации.
Нарушения мейоза пыльцы при её загрязнении могут приводить к появлению стерильных пыльцевых зерен, так как несбалансированные хромосомные наборы влияют на развитие пыльцы. Изменчивость пыльцы у чувствительных к загрязнениям видам может происходить на всех этапах формирования оболочки: в полости пыльника и после высвобождения зрелой пыльцы в воздух. Процесс онтогенеза очень сложен и на ранних стадиях роста тесно связан с развитием пыльника. На первом этапе образуется тапетум, играющий существенную роль в формировании клеток пыльцы: любое нарушение в его развитии прерывает созревание пыльцы, формируя недоразвитые пылинки. На втором этапе - стадии тетрад наружный покровприобретает сложную видоспецифическую конфигурацию. Причем на этапе онтогенеза эффект действия загрязнителей оказывается более сильным, чем в период зрелости пыльцы, нарушая строение оболочки пыльцы, включая изменения характера апертур,
МЕДИЦИНА
<ЕМЕСЯЧНЫИ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИИ МЕДИЦИНСКИМ ЖУРНАЛ
скульптурных элементов и всех ее слоев, а также формы.
Развитие оболочки пыльцы начинается тогда, когда тетрады еще заключены в каллозу, поэтому негативное воздействие загрязнений в этот период приводит к формированию иного типа и количества апертур, изменению структуры и скульптуры поверхности. В результате нарушений в процессе отложения спорополленина образуются его наплывы, формируются тяжи спорополленина между пыльцевыми зернами. Дефекты онтогенеза ведут к
тому, что закладывается неравномерная по толщине экзина (от тонкой до толстой), поэтому в пыльце идут разрушительные процессы деформации и фрагментации.
Изменения в зрелой пыльце не столь демонстративны и сводятся в основном к деформации, частичной или полной фрагментации, перфорации, адсорбции или аккумуляции различных химических веществ, а также поражению спорами грибов и бактериями. Выявленные тератоморфозы мы суммировали и иллюстрировали в табл. 1.
Электронно-микроскопические фотографии
Описание нормы или тератоморфозов
В норме полиморфные зёрна ежи сборной, конопли сорнойи т.д., имеющих тонкую экзину, содержат в пыльнике до 30% деформированных пыльцевых зёрен. Деформация - изменение формы пыльцевого зерна. Типы: асимметричная, симметричная и множественная.
Онтогенетические изменения структуры оболочек
' * - * * 4
" ■ . * *
•••.•'л: •
1) специфические изменения типов и количества апертур пыльцы злаков в районах с высоким радиационным фоном, появление многопоровых (полиплоидных) пыльцевых зерен;
2) изменения скульптуры поверхности (полное или частичное): а) мозаичная скульптура в пределах одного пыльцевого зерна (сетчатая, ямчатая, бугорчатая); б) разрыхление скульптурных элементов на поверхности экзины; в) бесформенные наплывы спорополленина; г) беспорядочно расположенные гребни; д) более крупные или мелкие бугорки, отличные по форме, диаметру и расположениюот типичных; ж) мелкие отверстия и каверны; е) трещины;
3) изменение формы:
а) разнообразные выросты;
б) различные трещины, вмятины, каверны;
4) формирование конгломератов:
а) слипание пыльцевых зерен, находящихся в тетраде и группе тетрад в гнезде пыльника (при ацетолизе не распадаются). Полиплоидные монстры нежизнеспособны, большей частью стерильны и сильно редуцированы в результате нарушения процесс цитокинеза;
критерии тератоморфозов пыльцы растений
5) формирование спорополлениновых тяжей;
6) деформация в результате недоразвития (стерильности) цитоплазмы и ядра или обезвоживания;
7) нарушения структуры слоев оболочки (разрыв) и фрагментация - нарушение целостности пыльцевого зерна, когда разрыву подверглись все слои оболочки и образовались фрагменты меньшего размера;
8) характерные измененияповерхности экзины при специфическом поражении ртутью: мелкие или крупные плотно расположенные бугорки;
9) специфическое поражение спорами грибов. Внедрение спор пеницилла на ранних стадиях развития пыльцевых зёрен ведёт к формированию комочков, покрытых бесформенной массой спорополленина, спорами и остатками их гифов. При более позднем попадании спор в микроспору частично нарушался матрикс экзины, поэтому местами сохранялась б. м. нормальная поверхность, имеющая сложно бугорчатую скульптуру. В местах нарушения матрикса образовались бесформенные наплывы спорополленина, в которых частично выявлялись каналы и мелкие поры. Рисунок поверхности зерна варьировал от ячеистого до мозаичного. В пределах одного пыльцевого зерна встречалась одновременно бугорчатая, ямчатая, гребневидная и сетчатая скульптура. Форма зерна была уродливой, не характерной типичной.
дв^рнушм <ЕМЕСЯЧНЫЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ ЖУРНАЛ
Изменения оболочки зрелых пыльцевых зерен:
1) адсорбция различных частиц на поверхности экзины:
а) налипание пыли;
б) микроэлементов в порядке убывания Нд> РЬ> Си> М> Zn, т.е. ртуть стоит на первом месте;
в) кристаллов органических загрязнений
г) кусочков тапетальной ткани;
2) слипание в результате загрязнения пыльцы (после ацетолиза пыльцевые зерна распадаются);
3) деформация различной степени выраженности;
4) перфорация (образование трещин, отверстий и каверн, расположенных локально или по всей поверхности экзины): а) мелкие отверстия и каверны; б) трещины;
5) поражение спорами грибов и другими микроорганизмами (бактериями).При проникновении гифов в полностьюсформированное пыльцевое зерно структура оболочки не нарушалась, но споры грибов прилипали к поверхности, создавая своеобразную ассоциацию, пыльца + споры пеницилла.
Изменения пыльцы из аэробиологических образцов
1) бесформенные комочки спорополленина с вмятинами, отверстиями, выростами, трещинами и кавернами, т.е. пыльца без видоспецифических признаков;
КЛИНИЧЕСКАЯ КАРТА И ИЗМЕНЕНИЯ ЦИТОКИНОВ У БОЛЬНЫХ ИДИОПАГИЧЕСКОй..
2) пыльца с нетипичной скульптурой: наплывы спорополленина, крупные бугорки - вздутия с гладкой поверхностью (не идентифицируется);
3) пыльца с нетипичной формой, но с частично сохранившейся скульптурой, где местами можно выделить видоспецифичные признаки и определить пыльцу до таксона;
4) конгломераты: нераспадающиеся и распадающиеся (после ацетолиза), часто состоящие из двух пылинок, одна из которых, как правило, нормально развитая, структура другой сильно редуцирована и не идентифицируется до таксона. Образование конгломератов приводит к тому, что они быстрее осаждаются из воздуха. Если в конгломераты собрана нормально развитая пыльца, то она теряется с точки зрения опыления;
5) «скальпирование» покровного слоя оболочки пыльцы.В условиях промышленной загрязненности воздуха экзина пыльца становится чрезвычайно хрупкой, с нее легко снимается покровный слой.
Таким образом, мы выделяем критерии те-ратоморфозов пыльцы: 1) толщина экзины (1 мкм), чаще тератоморфные зерна наблюдаются у пыльцы злаков и конопли; 2) форма округлая или эллипсоидальная; 3) толерантность или чувствительность того или иного вида растений и ее пыльцы к эффекту действия загрязнителей. Чувствительна к воздействию загрязняющих веществ пыльца злаков, конопли и маревых-амарантовых (в порядке убывания). Появление тератоморфозов у пыльцы полыни, толерантной к действию загрязнителей, свидетельствует об их значительном
прессинге. В условиях повышенной концентрации ртути в окружающей среде пгт.Хайдаркена наблюдалось исключение из правил: повреждалась пыльца полыни, обычно устойчивая к действию загрязненности. Литература
1. ДЗЮБА О. Ф. Тератоморфные пыльцевые зерна в современных и палеопалинологических спектрах и некоторые проблемы палиностратиграфии. // Нефтегазовая геология. Теория и практика. - Выпуск 2. - 2007. - С. 1-22.
2. ГУРИНА Н. С. Ботанические аспекты изучения поллинозов: Автореф. дисс.... докт. биол. наук. -М, 1994. - 36 с.
