Genetic-environmental controls of the tolerance of forest trees to industrial pollution

• Autorzy: Fagiewicz K. , Kozacki L. , Prus-Głowacki W. , Chudzińska E. , Wojnicka-Półtorak A.

Warianty tytułu

PL

Genetyczno-środowiskowe uwarunkowania tolerancji drzew leśnych na zanieczyszczenia przemysłowe

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Genetic-environmental controls of the tolerance of forest trees to industrial pollution arc discussed on the example of the Scots pine. Within the pine population under study, various responses to man-made stress were observed in individual specimens, which gave rise to the hypothesis about a genetic origin of the phenomenon. The research procedure was preceded by an assessment of the environmental conditions which focused especially on the pollution of the atmosphere and pedosphere as a background for estimating the level of variation and examining the genetic structure of specimens sensitive to, or tolerant of, the pollution. The analysis covered a pine population coming from natural forest regeneration growing in the zone of direct impact of pollution from the Miasteczko Śląskie Zinc Works. Two groups of trees were distinguished: S (sensitive) and T (tolerant), characterized by different genetic parameters. The observed tendencies (slower cell division rates, lower values of the mitotic index than in the control group, a high level of chromosomal aberrations) indicate a direct effect of the pollution on the genetic material of the trees.

PL

Opracowanie porusza problematykę genetyczno-środowiskowych uwarunkowań tolerancji drzew leśnych (na przykładzie sosny zwyczajnej) na zanieczyszczenia przemysłowe. Na poziomie badanej populacji sosny zaobserwowano zróżnicowaną odpowiedź poszczególnych osobników na stres antropogenny, co stanowiło podstawę hipotezy o genetycznym podłożu zjawiska. Procedurę badawczą poprzedzono diagnozą warunków środowiskowych uwzględniającą szczególnie stan zanieczyszczeń atmosfery i pedosfery, jako tła dla oszacowania poziomu zmienności i zbadania struktury genetycznej grup osobników podatnych, bądź odpornych na zanieczyszczenia. Analizie poddano populację sosny pochodzącej z naturalnego odnowienia, pozostającą w strefie bezpośredniego oddziaływania zanieczyszczeń z Huty Cynku "Miasteczko Śląskie". W jej obrębie wyróżniono dwie grupy drzew: S (sensitive) i T (tolerant) charakteryzujące się odmiennymi parametrami genetycznymi. Zaobserwowane prawidłowości (zmniejszenie się tempa podziałów komórkowych, obniżenie wartości indeksu miotycznego w stosunku do drzew grupy kontrolnej, wysoki poziom aberracji chromosomowych) wskazują na bezpośredni wpływ zanieczyszczeń na materiał genetyczny drzew

Słowa kluczowe

EN

human impact; heavy metal; susceptibility; tolerance to pollution; genetic structure of trees

PL

metale ciężkie; podatność na zanieczyszczenia; tolerancja na zanieczyszczenia; stres antropogenny; sosna

• Wydawca: Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archiwum Ochrony Środowiska
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 32, no. 1
• Strony: 73--88
• Opis fizyczny: tab., wykr., bibliogr. 25 poz.

Twórcy

autor

Fagiewicz K.

autor

Kozacki L.

autor

Prus-Głowacki W.

autor

Chudzińska E.

autor

Wojnicka-Półtorak A.

• Adam Mickiewicz University, Faculty of Geographical and Geological Sciences, Institute of Physical Geography and Environmental Planning ul. Dzięgielowa 27, 61-680 Poznań

Bibliografia

• [1] Białobok S., A. Boratyński, W. Bugata: Biologia sosny zwyczajnej, Wydawnictwo Sorus, Poznań - Kórnik 1993.
• [2] Bylińska E.: Studio nad biogeochemią roślin z obszaru występowania złóż polimetalicznych w Rudawach Janowickich (Sudety), Prace Bot. L, Wydawnictwo Uniwersytetu Wrocławskiego, 1992.
• [3] Das P., S. Samantaray, G.R. Rout: Studies on Cadmium Toxicity in Plants, A Review, Environ. Pollut., 98 (1), 29-36 (1998).
• [4] Dixon R.K., C.A. Buschena: Response of Ectomycorrhizal Pinus banksiana and Picea glauca to heavy metals in soil, Plant Soil, 105, 265-271 (1988).
• [5] Dokumentacja dla uzyskania pozwolenia na wprowadzenie do powietrza pyłów i gazów ze źródeł i emitorów Huty ,"Miasteczko Śląskie", Biuro Inżyniersko-Konsultacyjne ,"EKO - KOKS", Zabrze 2002.
• [6] Evans H.J., G.J. Meary, S.N. Tomkinson: The Use of Colchicine as an Indicator of Mitotic Rate in Broad Bean Root Meristem, J. Genet., 55, 487 (1957).
• [7] El-Ghamery A.A., M.A. El-Kholy: Abou El-Yousser Evaluation of Cytological Effects of Zn+ in Relation to Germination and Root Growth of Nigella Saliva L. and Triticum Aestivum L., Mutation Research, 537, 29-41 (2003).
• [8] Kabata-Pendias A. (red.): Podstawy oceny chemicznego zanieczyszczenia gleb, PIOS, Warszawa 1995.
• [9] Kabata-Pendias A., H. Pendias: Biogeochemia pierwiastków śladowych, PWN, Warszawa 1999.
• [10] Kirkland D.: Chromosome Aberration Testing In Genetic Toxicology, Past, Present and Future, Mutation Research, 404, 173-185 (1998).
• [11] Kovalchuk O., I. Kovalchuk, A. Arkhipov, P. Telyuk, B. Hohn, L. Kovalchuk: The Allium cepa Chromosome Aberration Test Reliably Measures Genotoxicity of Soils of Inhabited Areas in the Ukraine Contaminated By Chernobyl Accident, Mutation Research, 415, 47-57 (1998).
• [12] Kristen U.: Use of Higher Plants as Screens for Toxicity Assessment, Toxicology in Vitro, 11, 181-191 (1997).
• [13] Kruczała A.: Atlas klimatu województwa śląskiego, IMiGW, Katowice 2000.
• [14] Lis J., A. Piaseczna: Atlas geochemiczny Polski, PIG, Warszawa 1995.
• [15] Liu D.H., W.S. Jiang, W. Wang, L. Zhai: Evaluation of Metal Ion Toxicity on Root Tip Cells by the Allium Test, Israel J. Plant Sci., 43, 125-133 (1995).
• [16] Müller M., M. Tausz, H. Guttenbergcr, D. Grill: Early Detection of Environmental Influences by Recording Chromosomal Defects in Root Tip Meristems of Spruce Trees, Environ. Sci & Pollut. Res., 1, 101-104 (1998).
• [17] Niemtur S., D. Borowska, J. Biedron: Zawartość niektórych metali ciężkich w igłach trzech gatunków sosen z powierzchni przy Hucie Cynku, Acta Biologica, vol. VII, nr 297, 129-137, Prace Naukowe Uniwersytetu Śląskiego, 1979.
• [18] Oleksyn J.: Effect of sulphur dioxide on net photosynthesis and dark respiration of Scots pine individuals differing in susceptibility to this gas, Arch. Ochr. Środowiska, 2-4, 49-58 (1981).
• [19] Pahlsson A.M.B.: Toxicity of Heavy Metals (Zn, Cu, Cd, Pb) to Vascular Plants, Water, Air, Soil Pollut, 47, 287-319, (1990).
• [20] Prus-Głowacki W., R. Bzowy: Genetic structure of a naturally regenerating Scots pine population tolerant for high pollution near a zinc smelter, A. Mickiewicz University, Department of Genetics, Poznań 1991.
• [21 ] Prus-Głowacki W., A. Wojnicka-Połtorak, J. Oleksyn, L. Rachowiak: Zmiany struktury genetycznej populacji pod wpływem zanieczyszczeń przemysłowych, IV Krajowe Sympozjum: Reakcje Biologicznc Drzew na Zanieczyszczenia Przemysłowe, Poznań - Kórnik 29.05.-1.06.2001, Bogucki Wydawnictwo Naukowe, Poznań 2001.
• [22] Rochel R., J. Kwapuliński, A. Paukszto, J. Kowol, J. Mirosławski, B. Ahnert, J. Trzcionka, E. Goszyk, G. Linkarczyk: Występowanie cynku w roślinach leczniczych i glebie w warunkach jego dużej permanentnej emisji, Problemy Ekologii, 7, 5, 222-227 (2003).
• [23] Siuta J.: Ochrona i rekultywacja gleb, PWRiL, Warszawa 1978.
• [24] Siuta J.: Formy i stan chemicznej degradacji gleb i roślin w Polsce, UMCS, Lublin 1987.
• [25] Zanieczyszczenie atmosfery w województwie śląskim w latach 1999-2000, WSSE, Katowice 2001