Population variability of Stipa capillata L. in the Altai Region

• Published in: Ukrainian Journal of Ecology
• Main Authors: Gudkova, P. D., Olonova, M. V., Romanets, R. S., Boyko, I. Yu.
• Other Authors: РФФИ №16-34-60195, №16-04-01605 и грант Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых-кандидатов наук № МК-2230.2017.4.
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: Russian
• Published: Alex Matsyura Press 2017
• Subjects: Biology; Ecology; Botany; Altai Region; Stipa capillata; population; morphology; variability; Биология; Экология; Ботаника; Алтайский край; Stipa capillata; популяции; морфология; изменчивость; Beck; Lemma; Lomonosova; Yakutia; Якути*
• Online Access: http://ojs.mdpu.org.ua/index.php/biol/article/view/_117; https://doi.org/10.15421/2017_117

The genus Stipa in the Altai territory is represented by 12 species (Lomonosova, 2003, Silanteva, 2013, Gudkova et al., 2015). Stipacapillata L., which belongs to the Leiostipa Dumor. section, is one of the most widespread species of this genus. Besides S. capillata, two more species of this section – S. praecapillata Alech. and S. Baicalensis Roshev. occur on the territory of the region. However, they both have a very limited distribution: the first is represented by single finds in Klyuchevsky, Kuryinsky, Pospelikhinsky and Rubtsovsky districts of Altay, and the latter one occurs only in Charyshsky district. Thus, in the territory of the region there is a unique opportunity to study the population variability of S. capillata, as in other regions it often grows together with closely related species and hybridizes with them (in the west with S. sareptana A. Beck., and S. praecapillata Alech., and in the south and east - with S. grandis P. Smirn, S. krylovii Roshev and S. baicalensis.The problem of the volume and boundaries of S. capillata L. is caused by its wide distribution from Spain to Yakutia and high polymorphism. Many authors accepted the different limits of variability in the characteristics of S. capillata, which makes it difficult to define this taxon, for instance, in almost all the floristic revisions the authors suggest, that the node of generative shoot is hidden by the leaf sheathes because of the leaf sheath is longer than the internode, and only N.N. Tsvelev (Tzvelev, 1976) and H. Freitag (Freitag, 1985) admit that a node within this species can be exposed. The purpose of our study was to research the population variability of S. capillata on the territory of the Altai in order to specify the limits of its features variation. 242 individuals of S. capillata belonging to 11 populations were involved in the analysis. The paper presents the result of statistical analysis by 26 quantitative and 2 qualitative features. A description of the lemma ultrastructure is also given. On the basis of the analysis, a refined morphological description of the species is given and the limits of variability of characteristics are indicated. It has also been established that some individuals with trichomes up to 0.15 mm on the tip of lemma, as well as individuals with closed nodes can be found within S. capillata species. It rejects the morphological pattern, accepted for S. capillata earlier. Despite the significant broadening of the boundaries of the variability of the signs, morphological differentiation was not revealed. All objects included in the analysis form a single cluster and belong to one general population. Also, the article provides information on the ecologo-cenotic association and distribution of this species based on the revision of herbarium collections stored in AA, BM, E, GAT, K, KAS, KRA, KUZ, LE, M, MW, MHA, TK, NS, NSK, UPS. Род Stipa в Алтайском крае представлен 12 видами. Одним из самых широко распространённых видов данного рода является S. capillataL., который относится к секции Leiostipa Dumor. На территории края произрастают еще два вида этой секции – S. praecapillata Alech. и S. baicalensis Roshev., однако они имеют очень ограниченное распространение: первый представлен единичными находками в Ключевском, Курьинском, Поспелихинском и Рубцовском районах, а последний – только в Чарышском.Таким образом, на территории края есть уникальная возможность изучить популяционную изменчивость данного вида, так как в других регионах он часто произрастает совместно с близкородственными видами и гибридизирует с ними (на западе со S. sareptanaA.Beck., и S. рraecapillata Alech., а на юге и востоке – со S. grandis P. Smirn, S. krylovii Roshev и S. baicalensis.Проблема границ и объема S. capillataL. так же обусловлена его широким распространением от Испании до Якутии и высоким полиморфизмом. Многие авторы указывают различные пределы изменчивости признаков S. capillata, что затрудняет определение этого таксона, например, почти во всех флористических сводках авторы отмечают, что узел генеративного побега скрыт влагалищем листа, то есть длина листового влагалища длиннее междоузлия, и только Н.Н. Цвелев (Tzvelev, 1976) и H. Freitag (Freitag, 1985) допускают, что узел может быть и открытым.Целью нашего исследования явилось изучение популяционной изменчивости S. capillata на территории Алтайского края для уточнения пределов варьирования его признаков. В статье приводится результат статистического анализа по 28 количественным и качественным признакам 242 особи S. capillata, принадлежащих 11 популяциям. Кроме этого представлено описание ультраструктуры нижней цветковой чешуи. На основании проведенного анализа приводится уточненное морфологическое описание вида, и указываются пределы изменчивости признаков. Так же установлено, что у S. capillata встречаются особи с трихомами до 0.15 мм на верхушке нижней цветковой чешуи, а также особи с междоузлиями длиннее влагалищ генеративного листа, что откланяется от результатов, описанных ранее. Не смотря на выявленные значительные расширения границ изменчивости признаков, морфологической дифференциации не было выявлено. Все включенные в анализ объекты образуют единый кластер и принадлежат одной генеральной совокупности. Так же в статье приводится информация по эколого-ценотической приуроченности и распространению данного вида на основании пересмотра гербарных коллекций, хранящихся в AA, BM, E, GAT, K, KAS, KRA, KUZ, LE, M, MW, MHA, TK, NS, NSK, UPS.