UNIVERZITET U NIŠU PRIRODNO-MATEMATIČKI FAKULTET NIŠ DEPATRMAN ZA BIOLOGIJU I EKOLOGIJU Maja D. Penev Uticaj aerozagađenja na anatomske karakteristike

Транскрипт

1 UNIVERZITET U NIŠU PRIRODNO-MATEMATIČKI FAKULTET NIŠ DEPATRMAN ZA BIOLOGIJU I EKOLOGIJU Maja D. Penev Uticaj aerozagađenja na anatomske karakteristike iglica crnog bora Pinus nigra Arnold na teritoriji grada Niša MASTER RAD Niš, 2015.

2 UNIVERZITET U NIŠU PRIRODNO-MATEMATIČKI FAKULTET NIŠ DEPATRMAN ZA BIOLOGIJU I EKOLOGIJU Uticaj aerozagađenja na anatomske karakteristike iglica crnog bora Pinus nigra Arnold na teritoriji grada Niša MASTER RAD Kandidat: Maja D. Penev br. ind. 112 Mentor: dr Marina Jušković Niš, septembar 2015.

3 UNIVERSITY OF NIŠ FACULTY OF SCIENCES AND MATHEMATICS DEPARTMENT OF BIOLOGY AND ECOLOGY The effect of air pollution on the anatomical characteristics of needles black pine Pinus nigra Arnold in the city of Niš MASTER THESIS Candidate: Maja D. Penev no. of index 112 Menthor: PhD Marina Jušković Niš, september 2015.

4 Zahvalnica Zahvaljujem se svim profesorima Prirodno-matematičkog fakulteta, koji su mi predavali tokom studija, čiji je trud i veliko zalaganje da nam obezbede što bolje znanje rezultiralo uspešnim završetkom studija. Posebno se zahvaljujem prof. dr Marini Jušković na izboru teme, na nesebičnoj pomoći i sugestijama prilikom realizacije rada. Ovaj rad posvećujem svojoj porodici i Radovanu.

5 BIOGRAFIJA KANDIDATA Maja Penev rođena je 12. septembra u Surdulici. Godine završila je Osnovnu školu "Georgi Dimitrov" u Bosilegradu kao nosilac Vukove diplome. Gimnaziju u Bosilegradu završila je godine. Po završetku srednje škole, godine, upisala je osnovne akademske studije na Prirodno-matematičkom fakultetu Univerziteta u Nišu, na Departmanu za biologiju i ekologiju. Osnovne studije završila je godine i time stekla zvanje Biolog sa prosečnom ocenom 8,44. Iste godine upisala je master akademske studije na Departmanu za biologiju i ekologiju, Prirodnomatematičkog fakulteta u Nišu, smer Biologija.

6 Sažetak U ovom radu analizirane su razlike u anatomiji iglica vrste Pinus nigra Arnold na teritoriji grada Niša (Niška Banja, Niška tvrđava, park Sv. Save, DIF Niš, Bosilegrad). Za utvrđivanje anatomske varijabilnosti analizirani su sledeći kvantitativni karakteri: širina iglica, debljina iglica, širina centralnog cilindra lista, debljina centralnog cilindra lista, površina preseka lista, površina preseka lista (bez epidermisa i hipodermisa), površina centralnog cilindra lista, površina mezofila lista, debljina epidermisa i hipodermisa, broj smonih kanala i površina provodnih snopića. Dobijeni podaci su statistički obrađeni. Na osnovu dobijenih rezultata analize varijanse, uočava se da između većine analiziranih karaktera postoji statistička značajnost. Kanonična diskriminantna analiza pokazuje da se populacije iz Niške tvrđave i Bosilegrada, jasno izdvajaju od ostalih istraživanih populacija. Ključne reči: Pinus nigra, anatomija lista, aerozagađenje

7 Abstract In this paper we analyzed the differences in anatomy needles of Pinus nigra Arnold in the city of Niš (Niška Banja, Niška tvrđava, park Sv. Save, DIF Niš, Bosilegrad). To determine the anatomical variability were analyzed following quantitative characters: width needles, needles thickness, width of the central cylinder, the thickness of the central cylinder, the surface of the whole cross-section, cross-sectional area without epidermis and hypodermis, the surface of the central cylinder, surface mesophiles, the thickness of the epidermis and hypodermis, the number of resin ducts and the area of vascular bundle. The obtained data were statistically analyzed. Based on the results of analysis of variance, it is observed that most of the analyzed between character exists statistical significance. The canonical discriminant analysis shows that the population of Niška tvrđava and Bosilegrad, clearly separated from the other studied populations. Key words: Pinus nigra, needle anatomy, air pollution

8 Sadržaj 1.UVOD Taksonomski položaj vrste P. nigra Biološke karakteristike i specifičnosti vrste P. nigra Horološke i ekološke karakteristike vrste P. nigra Aerozagađenje Dosadašnja istraživanja roda Pinus CILJEVI RADA MATERIJAL I METODE RADA Terenska istraživanja i sakupljanje biljnog materijala Morfometrijska analiza Morfo-anatomska analiza Statistička obrada podataka REZULTATI I DISKUSIJA Poprečni presek lista vrste P. nigra ZAKLJUČAK LITERATURA... 27

9 1.Uvod 1.1. Taksonomski položaj vrste P. nigra Pinus nigra J. F. Arnold (crni ili austrijski bor) taksonomski pripada razdelu četinara (Pinophyta, Coniferophyta ili Gymnospermae), klasi Pinopsida, redu Pinales, familiji Pinaceae i podfamiliji Pinoideae (Tabela 1). Tabela 1. Sistematski položaj vrste Pinus nigra J. F. Arnold. (Šarac, 2014). Razdeo (divisio): Pinophyta (Coniferophyta, Gymnospermae) Klasa (classis): Pinopsida Red (ordo): Pinales Familija (familia): Pinaceae Podfamilija (subfamilia): Pinoideae Rod (genus): Pinus Podrod (subgenus): Pinus (Diploxylon) Sekcija (section) Pinus (Gernandt, 2005) Podsekcija (subsection) Pinus (Gernandt, 2005) Rod Pinus se deli deli na dva podroda: Pinus (= Diploxylon) i Strobus (= Haploxylon). Subgenus Pinus odlikuju dva provodna snopića u centru lista i trajni rukavac koji obavija četine u čuperku (osim kod vrsta P. leiophylla i P. lumholtzii). Plodne ljuspe su deblje i rigidnije u poređenju sa plodnim ljuspama Strobus. Sa druge strane, subgenus Strobus odlikuje jedan provodni snopić u centru lista i rukavci četina koji brzo opadaju (osim kod vrste P.nelsonii). Na osnovu istraživanja crnog bora na teritoriji Srbije, opisano je nekoliko intraspecijskih taksona čiji odnosi još uvek nisu dovoljno razjašnjeni. Vidaković (1955; 1957) je na osnovu anatomije iglica podelio crni bor sa prostora bivše Jugoslavije na sledeće sistematske jedinice: ssp. austriaca (Slovenija, zapadna Hrvatska), ssp. dalmatica (ostrva Dalmacije), ssp. pallasiana (Makedonija), ssp. gocensis (pl. Goč u Srbiji) i ssp. gocensis var. illyrica (Bosna, Crna Gora, Makedonija, Srbija, Hrvatska) (Šarac, 2014). U Flori Srbije, Jovanović (1992) razlikuje dve podvrste crnog bora koje su i geografski diferencirane. Generalno, u istočnim i južnim delovima Srbije je zastupljena ssp. pallasiana (Lamb.) Holmboe, u okviru koje autor izdvaja varijetet banatica (Endl.) Georg. et Jon., dok je u 1

10 zapadnim i centralnim delovima rasprostranjena ssp. nigra (Arn.) Hay., u okviru koje razlikuje tri varijeteta: var. nigra, var. zlatiborica Adam. i var. gocensis Đorđević. Jovanović (1992) još navodi da je u "Flori Nacionalnog parka Tara" Gajić (1988) opisao posebnu podvrstu crnog bora (ssp. drinana Gaj.), (Šarac, 2014) Biološke karakteristike i specifičnosti vrste P. nigra Visoko, srednje ili nisko drvo do 40 m, u zavisnosti od staništa, sa širokokupastom do amrelastom krošnjom (Slika 1). Kora na odraslom stablu debela, tamnosiva, rano ispuca nepravilnim, kasnije dubokim poprečnim brazdama. Kora se u boji i debljini, malo razlikuje u gornjem i donjem delu razlika od belog bora. Mlade grančice gole, sjajne, pokrivene sitnim rombičastim ljuspama. Pupoljci valjkasti pri vrhu, oštro zašiljeni, smolasti. Četine po dve, tamno zelene, krupne, duge 8-18 cm, široke mm, pravo pružene ili blago povijene, traju obično 4-5 godina (Jovanović, 1992). Reproduktivna biologija. Crni bor je jednodoma vrsta sa jednopolnim šišarkama. Muške šišarice (mikrostrobilusi) podsećaju na rese, žućkastozelene su boje, oko 2 cm duge, zbijene u grupama pri osnovi ovogodišnje grančice. Građene su od centralne osovine na kojoj su spiralno raspoređeni ljuspičasti mikrosporofili. Sa donje strane mikrosporofila nalaze se dve mikrosporangije (polenove kesice) u kojima se razvijaju mnogobrojne mikrospore (polenova zrna). Ženske šišarke (megastrobilusi) su sedeće, formiraju se pri vrhu ovogodišnjih izbojka, crvenkaste boje. Sastoje se iz glavne osovine na kojoj su spiralno raspoređene zaštitne ljuspe, u čijem pazuhu se nalaze plodne ljuspe (makrosporofili). Pri osnovi plodne ljuspe, sa gornje strane, nalaze se dva semena zametka okrenuta mikropilom nadole. Mlade šišarke sa polenom i šišarke sa semenim zamecima se pojavljuju u aprilu i maju. Zrele šišarke su jajasto-kupaste, duge 4-10 cm, široke oko 4 cm, žutosmeđe ili svetlosmeđe, sjajne. Izgrađene su od odrvenelih plodnih ljuspi, koje su spiralno rasporedjene, sa donje strane crnkastosmeđe. U pazuhu plodnih ljuspi se nalaze po dva semena sa mikropilom okrenutom na dole. Seme je sivo, 4-7 mm dugo sa oko 2 cm dugim krilcem. Seme sazri do jeseni druge godine (u septembru ili oktobru, 18 meseci nakon oprašivanja). Šišarke se otvaraju narednog proleća (u trećoj godini) kada se krilasta semena rasejavaju vetrom (Šarac, 2014). 2

11 Slika 1. P. nigra u kanjonu Mileševke, jugozapadna Srbija (foto: Zlatković, 2013) Slika 2. Iglice vrste P. nigra Privredni značaj crnog bora. Veoma značajna vrsta zaštitnih šuma i za pošumljavanje teških terena. Drvo sa srčevinom i beljikom, bogato smolom. Drvo je dosta teško, meko, trajnije od onog kod belog bora. U upotrebi kao građevinsko, rudničko i stolarsko drvo, prozori, vrata, brodarski pod, jarboli, pragovi i dr. Smolarenjem se dobija smola, destilacijom katran i terpensko ulje (Jovanović, 1992) Horološke i ekološke karakteristike vrste P. nigra Opšte rasprostranjenje. Uzimajući u obzir sve podvrste i varijetete koje ima, crni bor se pruža u južnoj i mediteranskoj Evropi, od istočne Španije i južne Francuske, preko Korzike i Kalabrije, Austrije i Balkanskog poluostrva, do Male Azije i Krima (Jovanović, 1992). Rasprostranjenje u Srbiji. Glavna oblast prostiranja crnoborovih šuma u Srbiji nalazi se u njenom zapadnom i jugozapadnom delu, u srednjem toku reke Drine (Maljen, Tara, Zlatibor, Kremna, Šargan, Viogor), odakle se pružaju na jug u Polimlje (Priboj Crni vrh, Zlatar, Ozren kod Sjenice). U centralnoj Srbiji crnoborove šume su rasprostranjenje po ograncima Golije, 3

12 Zimovnika, Trnave, u Đakovu, Studenici i Bresniku, po Troglavu, na levoj strain Ibra, po Studenoj, Stolovima, Goču i Kopaoniku, na desnoj strani Ibra. Međutim, u istočnoj Srbiji crni bor ima krajnje sužen areal: Zlotska klisura, Sukovska klisura, Golaš na Suvoj planina i Jarešnik na planini Crnook kod Bosilegrada (Slika 3). Obično se javlja na nadmorskoj visini od m, optimalno na visinama od m (Šarac, 2014 prema Pavlović, 1964). Slika 3. UTM 10x10 karta rasprostranjenja Pinus nigra u Srbiji: P. nigra ssp. nigra, P. nigra ssp. pallasiana, P. nigra var. banatica (Šarac, 2014) 4

13 Stanište. Prema Jovanoviću (1992), šume crnog bora su kserotermne. Razvijaju se na suvim toplim ekspozicijama i plitkim, često skeletnim zemljištima na serpentinitu, krečnjaku i dolomitu. Opisan je veći broj fitocenoza sa crnim borom kao edifikatorom. Kao izrazito heliofilna vrsta, velike edafsko klimatske amplitude, crni bor je u prirodi pionirska vrsta Aerozagađenje Vazduh predstavlja smešu gasova od kojih su neki u vrlo promenljivom sastavu: azota ima 78,08%, kiseonika 20,95%, argona 0,93% i u vrlo malim količinama kriptona, ksenona, helijuma, neona i drugih. U promenljivim količinama u vazduhu može biti vodene pare, ozona, ugljen dioksida, radona i drugih. Zagađenje vazduha je unošenje štetnih prirodnih i sintetičkih materija u atmosferu kao direktna ili indirektna posledica čovekovih delatnosti. Prisustvo ovih nespecifičnih konstituenata, proizvoda ljudske delatnosti u manjim ili većim količinama menja uobičajen sastav vazduha (Vasilev, 2012). Najčešće zagađivači vazduha su: ugljenikovi i azotovi oksidi, sumporna jedinjenja, ugljovodonici, čvrste supstance i mnoge druge materije. Krajem prošlog i početkom ovog veka u jeku je tehničko-tehnološka ekspanzija, intenzivan razvoj saobraćaja i nagla urbanizacija, a stim dolazi do zagađenja životne sredine prvenstveno zbog uticaja antropogenog faktora, čije dejstvo postaje značajno i veliki problem i u svetskim okvirima. Zagađenje atmosferskog vazduha negativno utiče na biljni svet. Aerozagađenje, posebno sa SO2, deluje na biljke posebno pri visokoj vlažnosti vazduha, visokom intenzitetu svetlosti i pri prisustvu drugih zagađivača u atmosferi. Autor Dässler (1976) navodi da pri otvorenosti stoma i prisustvu veće količine svetlosti, SO2 se javlja kao asimilacioni retardant koji narušava fotosintezu. Gas SO2 utiče na funkcionisanje stominog aparata. Koncentracija od 0,1-0,5 ppm indukuje otvaranje stoma. SO2 prouzrokuje otvaranje stoma u mraku, a to dovodi do narušavanja dnevno-noćnog ritma otvaranja i zatvaranja stoma, vodnog bilansa i razmene materije sa spoljašnjom sredinom. SO2 i čađ uzrokuju narušavanje biohemijsko-fizioloških procesa i anatomsko-morfološke građe biljnih organa. Čađ inhibitorski deluje na svetlosnu fazu fotosinteze, smanjujući prodor svetlosti što zaustavlja sintezu hlorofila. 5

14 Prema podacima Caiazz-a i Qvinn-a (Dimitriva, Ninova, 1994) broj stoma (gustina) na mm 2 neke biljne vrste dobar je pokazatelj zagađenosti životne sredine (Oljača i saradnici, 2008). Četinari su posebno osetljivi na kisele kiše i kod ovih vrsta su ustanovljena sledeća oštećenja: Oštećenja iglica (požutele iglice, opadanje iglica) Oštećenja pupoljaka i mladih klica Oštećenja kore Oštećenja drveta Anomalije rasta Oštećenja korena Slabljenje otpornosti na mraz, infekcije, štetočine itd Dosadašnja istraživanja roda Pinus Crni bor je prvi opisao Arnold god. sa područja južne Austrije pod imenom Pinus nigra. Schwarz god. osporava prioritet toga imena i on crni bor naziva Pinus maritima Mill. Očigledno je, da je Arnoldov crni bor ustvari austrijski crni bor, koga je god. opisao Höss kao Pinus austriaca, a Host god. kao Pinus nigricans (Šarac, 2014 prema Vidaković, 1955). Prema Ivanescu i Gostin (2007) pod uticajem aerozagađenja dolazi do promena u anatomiji iglica kod 3 vrste roda Pinus, a te promene javljaju se kod mehaničkih, provodnih i zaštitnih tkiva. Kod nekih iglica do promene je došlo u svim delovima tkiva (uključujući i smone kanale), dok kod drugih promene su uočene samo u određenim delovima iglica. Safdari i saradnici, 2012 navode da aerozagađenje smanjuje broj smonih kanala kod Pinus eldarica. Keskin i Ili (2012) ustanovili su da elementarni sastav vazduha i zemljišta direktno utiče na površinu iglica crnog bora, što u najvećoj meri zavisi od obima saobraćaja, urbanizacije i industrijske aktivnosti, te se iglice crnog bora Pinus nigra Arnold često se koriste kao bioindikatori za procenu stepena zagađenja u urbanim sredinama. Serbula i saradnici, (2013) su koristili Pinus ssp. i Tilia ssp. za procenu zagađenja vazduha teškim metalima i ustanovili su da iglice bora pokazuju veći nivo odgovora na zagađenje. Pri 6

15 povećanoj koncentraciji CO2 gustina stoma smanjuje se i na licu i na naličju lista, dok se broj redova stoma ne menja značajno. Zimzelene biljke se smatraju glavnim žrtvama zagađenosti atmosfere, zbog sposobnosti ekstrakcije vode iz oblaka i magle, koje koriste kao izvore mineralnih jona. Kod listova golosemenica pod uticajem štetnih čvrstih i gasovitih supstanci, sadržaj hlorofila značajno se smanjuje (Olteanu i saradnici, 2007). Upoređivanjem anatomije i morfologije iglica vrste Pinus roxburghii, koja raste na različitim nadmorskim visinama, ustanovljeno je da se udaljenost između dva reda stoma značajno smanjuje u iglicama ove vrste, od nižih ka višim nadmorskim visinama. Gustina stoma je u pozitivnoj korelaciji sa nadmorskom visinom i povećava se za 59.46% od manje ka većoj nadmorskoj visini. Faktori životne sredine pokazali su direktni uticaj na stome. Gustina stoma, indeks stoma i potencijalni indeks provodljivosti pokazuju značajna odstupanja na različitim visinama zbog faktora sredine kao što su koncentracija CO2, intenzitet svetlosti i dostupnost vode. Dužina iglica na različitim visinama je merena i pokazuje negativnu korelaciju sa nadmorskom visinom. Poprečni preseci iglica roda Pinus korišćeni su za izučavanje strukture i položaja smonih kanala. Smoni kanali su karakteristični za četinare i korisni su za identifikaciju vrsta (Tiwari i saradnici, 2013). 7

16 2. Ciljevi rada Cilj ovog rada je bio da se utvrdi uticaj aerozagađenja na anatomiju lista vrste P. nigra u ispitivanim uslovima aerozagađenja grada Niša. U skladu sa tim definisani su sledeći ciljevi rada: sakupljanje, identifikacija i herbarizovanje sakupljenog materijala, morfometrijska analiza sakupljenog materijala, utvrđivanje korelacije između anatomije iglica crnog bora P. nigra i stepena aerozagađenja koji je prisutan na lokalitetima na kojima je vrsta uzorkovana, statistička analiza dobijenih podataka. 8

17 3. Materijal i metode rada 3.1. Terenska istraživanja i sakupljanje biljnog materijala Sakupljanje biljnog materijala i terenska istraživanja obavljena su neposredno na različitim staništima istraživane vrste septembra godine. Materijal sakupljen na terenu je herbarizovan i fiksiran. Materijal za analizu obuhvatio je po 30 iglica iz 5 populacija, sa područja Srbije (Niška Banja, Niška tvrđava, park Sv.Save, DIF Niš i Bosilegrad) Morfometrijska analiza Na anatomskim presecima lista P. nigra odrađena su detaljna merenja, koja su obuhvatala analizu kvantitativnih karaktera. Kvantitativne osobine obuhvataju: širinu iglica, debljinu iglica, širinu centralnog cilindra lista, debljinu centralnog cilindra lista, površinu preseka lista, površinu preseka lista (bez epidermisa i hipodermisa), površinu centralnog cilindra lista, površinu mezofila lista, debljinu epidermisa i hipodermisa, broj smonih kanala i površinu provodnih snopića. Dobijene vrednosti unošene su u tabelu u Excell-u Morfo-anatomska analiza Neposredno posle izlaska na teren, sakupljeni biljni materijal fiksiran je u 50 % etanolu. Anatomska analiza listova obavljena je na trajnim i privremenim preparatima koji su urađeni standardnom histološkom metodom za svetlosnu mikroskopiju. Poprečni preseci listova dobijeni su sečenjem na mikrotomu i bojeni safraninom i alcian blue bojom. Nakon provlačenja kroz seriju alkohola rastuće koncentracije (50% - 99,6% etanol) preseci su prebačeni na mikroskopsku pločicu i pokriveni smesom glicerin-želatin, a zatim pokrovnom ljuspicom. Ovako pripremljeni preparati poprečnog preseka lista su slikani kamerom Leica DFC490, na mikroskopu Leica DM

18 3.4. Statistička obrada podataka Dobijeni rezultati merenja obrađeni su u programu Microsoft Office Excel. Za sve izmerene vrednosti urađena je osnovna statistička analiza kojom su obuhvaćene srednja vrednost, minimalne, maksimalne vrednosti i standardna devijacija. Univarijaciona, multivarijaciona analiza varijansi i kanonična diskriminantna analiza odrađene su u softverskom paketu SYSTAT 12 (Systat Software, Inc. 2007). 10

19 4. Rezultati i diskusija 4.1. Poprečni presek lista vrste P. nigra List bora je igličastog oblika, kseromorfnih karakteristika. Na poprečnom preseku je polukružan, gornja strana je ravna (Slika 4). Epidermis je jednoslojan sa zadebljalim, lignifikovanim zidovima, prekriven debelom kutikulom. Stome se nalaze na obe strane lista, raspoređene u paralelnim nizovima. Hipodermis je građen od sklerifikovanih višeugaonih ćelija, na uglovima lista je višeslojan. Tkivo za fotosintezu je specifične građe, parenhimske ćelije imaju izuvijane zidove. Smoni kanali su opkoljeni žlezdanim ćelijama i likinim vlaknima (Slika 5). Endodermis čine tesno spojene, u tangencijalnom pravcu izdužene ćelije, sa zidovima impregniranim ligninom. Provodni cilindar se sastoji od dva centralno postavljena kolateralna zatvorena provodna snopića, a oko njih se nalazi transfuziono tkivo (Slika 6). U provodnom snopiću traheidi su raspoređeni prema licu lista, a sitaste ćelije prema naličju lista. Ispod floema se nalaze sklerenhimska vlakna (Slika 7) (Petković et al., 2014). Slika 4. Poprečni presek lista vrste P. nigra lokalitet Bosilegrad (x4) 11

20 Tabela 1. Uporedni pregled kvantitativnih karaktera P. nigra sa lokaliteta Niška Banja Širina iglica (µm) Debljina iglica (µm) Širina centralnog cilindra lista (µm) Debljina centralnog cilindra lista (µm) Površina celog preseka lista Površina preseka lista (bez epidermisa i hipodermisa) Površina centralnog cilindra lista Površina mezofila lista Debljina epidermisa i hipodermisa (µm) Broj smonih kanala Površina provodnih snopića

21 Slika 5. Poprečni presek lista P. nigra, smoni kanali i višeslojni hipodermis (x10) Slika 6. Poprečni presek lista P. nigra, centralni cilindar i provodni snopići (x10) 13

22 Tabela 2. Uporedni pregled kvantitativnih karaktera P. nigra sa lokaliteta Niška tvrđava Širina iglica (µm) Debljina iglica (µm) Širina centralnog cilindra lista Debljina (µm) centralnog cilindra lista (µm) Površina celog preseka lista Površina preseka lista (bez epidermisa i hipodermisa) Površina centralnog cilindra lista Površina mezofila lista Debljina epidermisa i hipodermisa (µm) Broj smonih kanala Površina provodnih snopića

23 Tabela 3. Uporedni pregled kvantitativnih karaktera P. nigra sa lokaliteta park Sv. Save Širina iglica (µm) Debljina iglica (µm) Širina centralnog cilindra lista (µm) Debljina centralnog cilindra lista (µm) Površina celog preseka lista Površina preseka lista (bez epidermisa i hipodermisa) Površina centralnog cilindra lista Površina mezofila lista Debljina epidermisa i hipodermisa (µm) Broj smonih kanala Površina provodnih snopića

24 Tabela 4. Uporedni pregled kvantitativnih karaktera P. nigra sa lokaliteta DIF Niš Širina iglica (µm) Debljina iglica (µm) Širina centralnog cilindra lista (µm) Debljina centralnog cilindra lista (µm) Površina celog preseka lista Površina preseka lista (bez epidermisa i hipodermisa) Površina centralnog cilindra lista Površina mezofila lista Debljina epidermisa i hipodermisa (µm) Broj smonih kanala Površina provodnih snopića

25 Tabela 5. Uporedni pregled kvantitativnih karaktera P. nigra sa lokaliteta Bosilegrad Širina iglica (µm) Debljina iglica (µm) Širina centralnog cilindra lista (µm) Debljina centralnog cilindra lista (µm) Površina celog preseka lista Površina preseka lista (bez epidermisa i hipodermisa) Površina centralnog cilindra lista Površina mezofila lista Debljina epidermisa i hipodermisa (µm) Broj smonih kanala Površina provodnih snopića

26 Slika 7. Poprečni presek lista P. nigra, ksilem i floem (x40) Najveća širina iglica zabeležena je u populaciji iz Niške tvrđave (1.692,593±86,186 µm), dok je najmanja širina iglica karakteristična za jedinke sa lokaliteta Niška Banja (1.223,723±42,180 µm). Iglice iz Bosilegrada imaju najveću debljinu (977,947±81,753 µm), dok je najmanja debljina prisutna u populaciji iz Niške Banje (657,967±45,037 µm) (Grafikon 1., Tabela 6) Širina iglica (µm) Debljina iglica (µm) Park Sv. Save Niška tvrdava DIF Niš Niška Banja Populacija Bosilegrad 500 Park Sv. Save Niška tvrdava DIF Niš Niška Banja Populacija Bosilegrad Grafikon 1. Osnovni statistički parametri širine iglica i debljine iglica analiziranih populacija vrste P. nigra 18

27 Širina centralnog cilindra lista najmanja je kod jedinki iz Niške Banje (650,797±51,132 µm), a najveća u populaciji iz Bosilegrada, 883,237±90,673 µm (Grafikon 2., Tabela 6). Najmanja debljina centralnog cilindra lista javlja se kod jedinki iz Niške Banje (269,527±23,277 µm), a najveća u populaciji iz Bosilegrada, 420,510 ± 55,100 µm (Grafikon 2., Tabela 6) Širina centralnog cilindra (µm) Debljina centralnog cilindra (µm) Park Sv. Save Niška tvrdava DIF Niš Niška Banja Populacija Bosilegrad 200 Park Sv. Save Niška tvrdava DIF Niš Niška Banja Populacija Bosilegrad Grafikon 2. Osnovni statistički parametri širine centralnog cilindra lista i debljine centralnog cilindra lista analiziranih populacija vrste P. nigra Takođe, u populaciji iz Bosilegrada susreće se najveća površina preseka lista ( ,243± ,204 µm 2 ), dok najmanja površina preseka lista predtsvalja karakteristiku populacije iz Niške Banje ( ,713±68.877,204 µm 2 ). Maksimalna površina preseka lista (bez epidermisa i hipodermisa) javlja se kod jedinki sa lokaliteta Bosilegrad ( ,303± ,638 µm 2 ), a najmanja u populaciji iz Niške Banje ( ,030±63.625,414 µm 2 ), (Grafikon 3., Tabela 6). 19

28 Površina preseka lista (µm2) Park Sv. Save Niška tvrdava DIF Niš Niška Banja Populacija Bosilegrad Površina preseka bez epidermisa i hipodermisa (µm2) Park Sv. Save Niška tvrdava DIF Niš Niška Banja Populacija Bosilegrad Grafikon 3. Osnovni statistički parametri površine preseka lista i površine preseka lista (bez epidermisa i hipodermisa) analiziranih populacija vrste P. nigra Jedinke iz Bosilegrada okarakterisane su i maksimalnom vrednošću površine centralnog cilindra lista ( ,150±66.254,845 µm 2 ), a one sa lokaliteta Niška Banja najmanjom vrednošću ( ,167±11.327,503 µm 2 ). Takođe, najveća površina mezofila lista karakteristika je populacije iz Bosilegrada ( ,153± ,678 µm 2 ), dok najmanju površinu mezofila lista imaju jedinke sa lokaliteta Niška Banja ( ,863±62.638,838 µm 2 ), (Grafikon 4., Tabela 6). 20

29 Površina centralnog cilindra (µm2) Park Sv. Save Niška tvrdava DIF Niš Niška Banja Populacija Bosilegrad Park Sv. Save Niška tvrdava Grafikon 4. Osnovni statistički parametri površine centralnog cilindra lista i površine mezofila lista analiziranih populacija vrste P. nigra Površina mezofila (µm2) DIF Niš Niška Banja Populacija Bosilegrad Debljina epidermisa i hipodermisa najveća je kod jedinki iz Bosilegrada (109,720±14,539 nm), a najmanja u populaciji iz Niške Banje (81,083±7,875 µm). Najveći broj smonih kanala ima populacija iz Bosilegrada (10,267±1,048), dok najmanje smonih kanala imaju jedinke iz parka Sv. Save (4,300±0,466), (Grafikon 5., Tabela 6). Debljina epidermisa i hipoderma (µm2) Park Sv. Save Niška tvrdava DIF Niš Niška Banja Populacija Bosilegrad Broj smonih kanala Park Sv. Save Niška tvrdava DIF Niš Niška Banja Populacija Bosilegrad Grafikon 5. Osnovni statistički parametri debljine epidermisa i hipodermisa lista i broja smonih kanala analiziranih populacija vrste P. nigra 21

30 Najveću površinu provodnih snopića ima populacija iz Bosilegrada (30.640,210±10.837,292 µm 2 ), a najmanju površinu provodnih snopića populacija iz Niške Banje (14.892,153 ± 2.192,947 µm 2 ), (Grafikon 6., Tabela 6) Površina provodnih snopića (µm2) Park Sv. Save Niška tvrdava DIF Niš Niška Banja Populacija Bosilegrad Grafikon 6. Osnovni statistički parametri površine provodnih snopića analiziranih populacija vrste P. nigra Rezultati univarijacione analize varijansi (ANOVA) pokazuju da svi istraživani karakteri imaju statistički značaj u postojanju razlika u anatomiji iglica, izuzev širine iglica, širine centralnog cilindra lista i površine provodnih snopića (Tabela 6). 22

31 Tabela 6. Univarijaciona analiza varijansi na nivou pojedinačnih karaktera analiziranih populacija vrste P. nigra Karakter Niška Banja Niška tvrđava park Sv. Save DIF Niš Bosilegrad f p Širina iglica (µm) Debljina iglica (µm) Širina centralnog cilindra lista (µm) Debljina centralnog cilindra lista (µm) Površina preseka lista 1.223,723 ± 42, ,967 ± 45, ,797 ± 51, ,527 ± 23, ,713 ± , ,593 ± 86, ,683 ± 54, ,110 ± 105, ,173 ± 24, ,480 ± , ,637 ± 39, ,830 ± 41, ,957 ± 664, ,550 ± 20, ,220 ± , ,890 ± 51, ,460 ± 37, ,910 ± 45, ,157 ± 23, ,473 ± , ,897 ± 100, , ,947 ± 81, , ,237 ± 90, , ,510 ± 55, , ,243 ± , ,000 Površina preseka bez epidermisa i hipodermisa) ,030 ± , ,497 ± , ,210 ± , ,703 ± , ,303 ± , ,001 Površina centralnog cilindra lista Površina mezofila lista Debljina epidermisa i hipodermisa (µm) Broj smonih kanala ,167 ± , ,863 ± , ,603 ± , ,893 ± , ,250 ± , ,960 ± , ,733 ± , ,970 ± , ,150 ± , ,153 ± , , ,003 81,083 ± 7, ,687 ± 18,543 87,643 ± 8,893 87,730 ± 9, ,720 ± 14, ,008 5,133 ± 0,730 9,567 ± 1,305 4,300 ± 0,466 6,133 ± 0,900 10,267 ± 1, ,000 Površina provodnih snopića ,153 ± 2.192, ,397 ± 3.780, ,243 ± 4.455, ,933 ± 1.825, ,210 ± ,292 0,690 0,408 Utvrđivanje postojanja statistički zanačajnih razlika u izabranim morfo-anatomskim karakterima između populacija crnog bora urađena je Tukey post hoc testom (Tabela 7.). Iz priloženih rezultata može se videti da postoji statistički značajna razlika u svim morfoanatomskim karakterima između populacija park Sv. Save i Bosilegrad, Niška tvrđava i Niška Banja, DIF Niš i Bosilegrad, Niška tvrđava i Bosilegrad i Niška tvrđava i DIF Niš. Ovi rezultati se mogu objasniti činjenicom da populacije iz parka Sv. Save, Niške tvđave i DIF Niš rastu u uslovima intenzivnijeg aerozagđenja koje vodi poreklo pre svega od saobraćaja (park Sv. Sava i Niška tvđava, DIF Niš), gradskih toplana i individualnog grejanja ( park Sv. Save i DIF Niš). 23

32 Tabela 7. Rezulati Tukey post hoc testa izabranih karaktera POPULACIJA Širina iglica (µm) Debljina iglica (µm) Širina centralnog cilindra lista (µm) Debljina centralnog cilindra lista (µm) Površina preseka lista Površina lista bez epidermisa i hipodermisa Površina centralnog cilindra lista Površina mezofila lista Debljina epidermisa i hipodermisa (µm) Broj smonih kanala Površina provodnih snopića p-value p-value p-value p-value p-value p-value p-value p-value p-value p-value p-value park Sv. Save/ Niska tvrđava park Sv. Save/ DIF Niš park Save/ Niska Banja Sv park Sv. Save/ Bosilegrad Niška tvrđava/ DIF Nis Niška tvrđava/ Niška Banja Niška tvrđava/ Bosilegrad DIF Niš/ Niška Banja DIF Nis/ Bosilegrad Niška Banja/ Bosilegrad

33 Stamenković i Cvijan (2003) definisali su zone različitog stepena zagađenosti vazduha grada Niša, korišćenjem epifitskih lišajeva kao bioindikatora i na osnovu toga može se zaključiti da lokaliteti DIF Niš, park Sv. Save i prema nekim najnovijim zapažanjima, Niška Banja spadaju u zonu A ("lišajska pustinja"), koja je okarakterisana najvišim stepenom zagađenosti vazduha, dok lokalitet Niška tvrđava spada u zonu B ("prelazna zona"), koja se odlikuje umerenim stepenom aerozagađenja. Što se tiče lokaliteta Bosilegrad, do sada nisu rađena istraživanja koja se odnose na stepen aerozagađenja, ali obzirom na razvijenost industrije i saobraćaja, možemo pretpostaviti da je vazduh najmanje zagađen u odnosu na sve ostale lokalitete. U skladu sa ovim su i naši rezultati, jer na osnovu diskriminantne kanonične analize uočava se grupisanje populacija DIF Niš, Niška Banja i park Sv. Save i jasno odvajanje populacija Niška tvrđava i Bosilegrad (Grafikon7.). 5 SCORE(2) SCORE(1) POPULACIJA Park Sv. Save Niška tvrđava DIF Niš Niška Banja Bosilegrad Grafikon 7. Diskriminantna kanonična analiza analiziranih populacija vrste P. nigra Dobijeni rezulati predstavljaju dobru početnu osnovu za dalje proučavanje uticaja aero- zagađenja na morfo-anatomske promene kod biljaka, što bi omogućilo selektovanje određenih morfo-anatomskih karaktera kao dobrih i pouzdanih bioindikatora. 25

34 5. Zaključak Materijal za analizu obuhvatio je po 30 iglica iz 5 populacija, sa područja Srbije (Niška Banja, Niška tvrđava, park Sv. Save, DIF Niš i Bosilegrad). Analizom rezultata istraživanja uticaja aerozagađenja na anatomiju iglica vrste P. nigra na teritoriji grada Niša, došli smo do sledećih zaključaka: rezultati univarijacione analize varijansi (ANOVA) pokazuju da svi istraživani karakteri imaju statistički značaj u postojanju razlika u anatomiji iglica, izuzev širine iglica, širine centralnog cilindra lista i površine provodnih snopića, na osnovu Tukey post hoc testa zaključujemo da postoji statistički značajna razlika u svim morfo-anatomskim karakterima između populacija park Sv. Save i Bosilegrad, Niška tvrđava i Niška Banja, DIF Niš i Bosilegrad, Niška tvrđava i Bosilegrad i Niška tvrđava i DIF Niš, što donekle objašnjava moguće izvore aerozagađenja na navedenim lokalitetima, rezultati diskriminantne kanonične analize ukazuju na grupisanje populacija sa lokaliteta DIF Niš, Niška Banja i park Sv. Save i jasno izdvajanje populacija iz Bosilegrada i Niške tvrđave, dobijeni rezulati predstavljaju dobru početnu osnovu za dalje proučavanje uticaja aerozagađenja na morfo-anatomske promene kod biljaka, što bi omogućilo selektovanje određenih morfo-anatomskih karaktera kao dobrih i pouzdanih bioindikatora. 26

35 6. Literatura 1. Dässler G.H. (1976): Einfluss von Luftverunrei nigungen auf die Vegetation VEB, G. Fischer Verlag, Jena. 2. Dimitriva I., Ninova D. (1994): Histological changes in leaves of herbaceous plants in response to emissions of metallurgical industry, I-Epidermal analisys. Ann. Univ. Sv. Kliment Ohridski, 2-Botany, Vol. 85, Sofia ( ). 3. Ivanescu, L., Gostin, I., 2007: Cito histological changes due to the action of atmosphere pollutants on three species of gymnosperm. International journal of energy and environment 1(2): Jovanović, B., 1992: Rod Pinus (L.). In Saric, M. (ed.): Flora Srbije I. (Drugo izdanje).- SANU. Beograd Keskin, N., Ili, P., 2012: Investigation of particular matters on the leaves of Pinus nigra Arn. subsp. pallasiana (Lamb.) Holomboe in Denizli (Turkey). Pakistan journal of botany 44(4): Oljača, R., Govedar, Z., Hrkić, Z., 2008: Efekti aerozagađenja na učešće stoma na listovima ispitivanih vrsta divljeg kestena i breze u uslovima Banja Luke. Glasnik Šumarskog fakulteta, 98, , Beograd. 7. Olteanu, Z., Zamfirache, M., Ivanescu, L., 2007: Researches regarding the physiological response inuced by atmospheric pollutants on Gymnosperm species in the industrialized areas of Romania. International journal of energy and environment 1(2): Pavlović Z Borove šume na serpentinima u Srbiji. Glasnik prirodnjačkog muzeja u Beogradu B19, Petković, B., Merkulov, Lj., Duletić-Laušević, S., 2014: Pinus sylvestris (L.). In Stanković, S. (ed.): Anatomija i morfologija biljaka sa praktikumom. (Drugo izdanje). Biološki fakultet Univerzitet u Beogradu. Beograd Safdari, V., Moinuddin, A., Devall, M., Bayramzadeh, V., 2012: Effects of air pollution on morphological and anatomical characteristics of Pinus eldarica wood. FUUAST journal of botany 2(2):

36 11. Šarac, Z Utvrđivanje varijabilnosti i diferencijacije prirodnih populacija Pinus nigra Arnold u Srbiji korišćenjem fitohemijskih i molekularnih markera. Doktorska disertacija. Biološki fakultet, Beograd. 12. Serbula, M. S., Kalinovic, S. T., Ilic, A. A., Kalinovic, V. J., Steharnik, M. M., 2013: Assessment of airborne heavy metal pollution using Pinus spp. and Tilia spp. Aerosol and air quality research 13: Stamenković, S., Cvijan, M., Bioindication of air pollution in Niš by using epiphytic lichens. - Archives of biological sciences 55 (3-4), Tiwari, P. S., Kumar, P., Yadav, D., Chauhan, K. D., 2013: Comparative morphological, epidermal and anatomical studies of Pinus roxburghii needles at different altitudes in the North-West Indian Himalayas. Turkish journal of botany 37: Vasilev, I Lišajska indikacija kvaliteta vazduha na ruralnom području grada Blaca. Master rad. Prirodno-matematički fakultet, Niš. 16. Vidaković M Značenje anatomske građe iglica kod svojta crnog bora u Jugoslaviji. Šumarski list, Zagreb 79, Vidaković M Oblici crnog bora u Jugoslaviji na temelju anatomije iglica. Glasn. za šumske pokuse, Zagreb 13,