Изучение экологических особенностей биологического мониторинга Калужской области по стабильности развития берёзы повислой

Министерствообразования Российской Федерации
Калужскийгосударственный педагогический университет
им. К.Э.Циолковского
Тема:
Изучениеэкологических особенностей биологического мониторинга Калужской области постабильности
развития берёзыповислой

ВВЕДЕНИЕ
В современной практикеэкологических обследований чрезвычайно редко встречаются случаи влияния наокружающую среду лишь одного действующего фактора. При этом хорошо известно,что различные воздействия могут: взаимно ослаблять действие друг друга, вразной степени обезвреживаться средой в процессе самоочищения, создавать новые,вторичные, факторы воздействия, усиливать воздействие друг друга на живыеобъекты (синэргетный эффект).
Следовательно, дляобъективного заключения о качестве среды, необходима интегральнаяхарактеристика ее состояния.
Именно живые организмынесут наибольшее количество информации об окружающей их среде обитания, иотклик у них формируется в ответ на весь комплекс присутствующих воздействий, ане на каждое из них в отдельности.
Реакция живого организмапозволяет оценить антропогенное воздействие на среду обитания в показателях,имеющих биологический смысл. (Захаров, Крысанов, 1996). Видами–биоиндикатораминазывают виды по наличию, состоянию или поведению которых судят об изменениях вокружающей среде или ее характерных особенностях (Бурдин, 1985).
Одним из перспективныхподходов для интегральной биоиндикационной характеристики качества средыявляется оценка состояния живых организмов по стабильности развития (гомеостазуразвития). Снижение эффективности данных механизмов приводит к появлениюнезначительных, ненаправленных отклонений от нормального строения различныхморфологических признаков, обусловленных нарушениями развития. Оценить такиеизменения можно на основании анализа уровня флуктуирующей асимметрии(Waddington, 1957; Van Valen, 1962; Астауров, 1978; Захаров, 1987; Струнников,1991; Захаров, 2001).
Среди всех биоиндикатороврастения наиболее удобны, т.к. они — основные продуценты, находятся на границедвух сред — почвы и воздуха, ведут прикрепленный образ жизни, доступны и удобныв сборе материала. Для биоиндикационной характеристики больших территорий лучшеиспользовать древесные растения, так как травянистые растения в большей степениотражают микробиотопические условия (Захаров др., 2000а).
В качестве объектаисследования в данной работе использовалась берёза повислая (Betula pendulaRoth.). Этот вид достаточно давно и успешно используется как вид-биоиндикаторкачества среды (Чистякова, 1997; Константинов, Стрельцов, 1999; Захаров и др.,2000а, б); массовый и распространенный; входит в состав разнообразных биотопов(экосистем), его ареал включает степные и лесостепные зоны в Скандинавии, вСредней и Атлантической Европе, в Средиземноморье, на Балканах, Западной Сибирии на Алтае. Поднимается до высоты 2100-2500м.; обладает четкими и удобноучитываемыми признаками (Чистякова, 1997).
Необходимо учитывать, чтоиспользование березы в качестве вида-биоиндикатора полностью отражает толькокомплекс факторов наземных экосистем. Хотя исследования в Калужской области(Стрельцов и др., 1998; Стрельцов и др, 2000б) и в г. Каланинграде (Московскойобл.) (Барсук и др.,1996) обнаружили тесную взаимозависимость экологическогосостояния рек и прилегающих наземных участков, необходимо учитывать спецификуобследования и оценки водной среды, выбирая другие виды индикаторов.
Однако, целый рядвопросов использования березы как вида-биоиндикатора остается нераскрытым.Недостаточно сведений о нарушении стабильности развития на экологическойпериферии ареала. Не изучены закономерности пространственного площадногораспределения коэффициента асимметрии этого вида. Работы в этом направлениикрайне малочисленны, особенно с использованием ГИС-технологий.
Учитывая, чтобиологическая система любого уровня организации является динамичной структуройво времени, а проведение биоиндикационных исследований позволяет провести лишьрекогносцировочную оценку, отражающую ситуацию в конкретный отрезок времени, товажное теоретическое и практическое значение имеют периодические наблюдения заизменением качества природной среды (биомониторинговые наблюдения) с оценкойименно биологических параметров. (Николаевский, 1981; Бурдин, 1985).
Биологический мониторинг,с точки зрения методологии, играет главенствующую роль среди всех типовэкологического мониторинга, т.к. возникновение самой биосферы на Земле, ееразвитие, устойчивость, возможность продолжения цивилизации зависят отдеятельности биоты. В.И. Вернадский (1967)в учении о биосфере обосновал важноедля мониторинга положение о том, что биота в процессе жизнедеятельности создаетте биогеохимические круговороты материи и превращения энергии, благодарякоторым обеспечиваются, с одной стороны, необходимые условия для жизни, сдругой — автоматизм работы систем саморегуляции биосферы, обеспечивающих вконечном счете поддержание условий для продолжения жизни на Земле.
Крайне интересным и перспективнымметодом интерпретации биоиндикационных данных является применениеГИС-технологий. Работы в этом направлении крайне малочисленны, и тем более этоотносится к работам с использованием березы повислой (Шестакова и др., 1998;Шпынов, 1998; Емельянова, 2000; Стрельцов и др., 2001).
Актуальностью данныхвопросов определена цель дипломной работы: используя биоиндикационный методоценить качество среды территории Калужской области.
Для достиженияпоставленной цели были решены следующие задачи:
1.        Провестибиомониторинг территории Калужской области по стабильности развития Березыповислой.
2.        На основеполученных результатов оценить качество окружающей среды.
3.        Выявить тенденциипо изменению качества окружающей среды.
Актуальностьтемы
 
Рост численности населенияи развитие техносферы существенно расширили область взаимодействия человека иприроды. Действуя, не считаясь с законами живой природы и нарушая экологическоеравновесие для удовлетворения своих потребностей, человечество, в конечномитоге, поставило себя в еще большую зависимость от состояния окружающей среды.Для выживания и дальнейшего развития человечества необходимы изучение Земли какцелостной системы и формирование банка данных и знаний о процессах и элементахприродной среды и общества в широком спектре их взаимодействия, анализ, оценкаи прогнозирование динамики явлений и процессов, происходящих в окружающем мирес целью принятия экологически грамотных решений в сфере взаимодействия природыи общества (Экоинформатика, 1992).
В последние годыбиологическая наука начинает занимать важное место в системе представлений омониторинге состояния окружающей среды (Бурдин, 1985). Многие разделы биологии,и в первую оче­редь экология и физиология, используются для разработки тео­ретическихи практических основ наблюдения за состоянием биологической компонентыокружающей среды. Усилия пред­ставителей разных биологических специальностейнаправлены на разработку организационных, пространственных и временных связейглавных подсистем структуры биологического монито­ринга как части единойинформационно-оперативной службы управления качеством окружающей среды.
Наиболее успешнобиологический мониторинг развивается в рамках двух тесно связанных направлений– диагностического и прогностического. В соответствии с целями и задачами био­логическогомониторинга сбор данных об уровне загрязнения биоты входит в компетенциюдиагностического мониторинга, а все экспериментальные исследованияосуществляются в рам­ках прогностического мониторинга.
Функциями мониторингаявляются (Бурдин, 1985; с изменениями): Мониторинг состояния окружающей среды функции внутри системы задачи цели наблюде-ние выявление анализ модели-рование оценка прогноз за состоянием окружающей среды изменений окружа-ющей среды, свя-занных с деятель-ностью человека наблюю-даемых измене-ний изменений экологи-ческой ситуации состояния окружа-ющей среды предполагаемых изменений сос-тояния окружа-ющей среды /> /> /> /> /> /> /> />
Из двух указанных целеймониторинга «оценка» является основой для принятия тактических (оперативных)решений, «прогноз» – для принятия стратегических (долговременных). Оба видамониторинга име­ют самостоятельное значение и на ранних этапах внедрения могутсуществовать независимо. Однако только при взаимном дополнении данных,полученных при диагностическом и прогно­стическом мониторингах, может бытьосуществлена полноцен­ная программа мониторинга загрязнения среды.
Для обнаруженияотносительного уровня загрязнения среды в рамках диагноза используюторганизмы-биоиндикаторы, к которым предъявляется ряд требований. Главнойзадачей этого вида мониторинга является измерение уровня загрязнения биотывыбранного региона с определенной периодичностью. Экспериментальную основупрогностического мониторинга со­ставляет биотестирование, с помощью кото­рогоопределяются скорости накопления загрязняющих ве­ществ, а также их выведения иде­градации.
Основу биологического мо­ниторингасоставляют наблюдение, оценка и прогноз состояния биотической составляющейбиосферы, затронутой и незатрону­той антропогенной деятельностью.
Можно утверждать, что настыках ряда наук – биологии, геофи­зики, географии и др. – родилось новоенаучное направление, которое не может целиком принадлежать лишь одной изтрадиционных дисциплин.
Дальнейшее развитиетеоретических и мето­дологических вопросов мониторинга диктуется необходимостьюсущественно повысить уровень практической значимости резуль­татов, получаемых впроцессе реализации программ мониторинга. Особенно это относится к такимразделам, как биологиче­ский, экологический и фоновый мониторинг.
Мониторинг антропогенныхизменений лежит в основе наблюдений, оценки и прогноза состоянияпреобразованной и искусственной окружающей среды, равно как и фоновый мо­ниторинг,с помощью которого осуществляется наблюдение и оценка фонового состояния биосферы,прогноз и выявление тен­денций изменения этого состояния (Захаров, 1999).
Особую актуальностьданной теме придает то, что пространственный анализ по интегральным показателямс последующей картографической оценкой параметров здоровья среды, пока оченьредко применялся. Известно всего несколько публикаций на эту тему.

Глава 1. Флуктуирующая асимметрия как биоиндикационный параметр
Ввиду того, что цель работы — изучение особенностей показателяфлуктуирующей асимметрии листовой пластинки березы повислой Betula pendulaRoth. и возможностей его использования для биоиндикационной оценкикачества среды изучаемой территории, в данной главе представляется необходимымрассмотреть следующие вопросы:
1. Явление флуктуирующей асимметрии как один из типов асимметрии;
2. Использование анализа флуктуирующей асимметрии для целейбиоиндикации;
3. Использование анализа флуктуирующей асимметрии листовойпластинки березы повислой Betula pendula Roth. для целей биоиндикации.
Необходимо отметить, что основные положения теории флуктуирующей асимметрииразрабатывались с использованием в большей части зоологического материала.Работы с ботаническими объектами крайне малочисленны и основная их частьпоявилась за последние несколько лет.
1.1. Явление флуктуирующей асимметрии как один из типов асимметрии
 
1.1.1.Флуктуирующая асимметрия и различные типы асимметрии
Явление симметрии в природе, как вид согласованности отдельныхчастей, который объединяет их в единое целое – одно из наиболее общих явлений, свойственноенеживой и живой материи на разных уровнях организации
(Вейль, 1968). Анализу этого явления в живом мире посвященобольшое количество работ, затрагивающих разные аспекты: философский (Урманцев,1974; Готт, Хоменко, 1977; Никонов, 1977; Петухов, 1981, Толстопятенко, 1993,1994),общебиологический (Ludwig, 1932; Гаузе, 1940; Касинов, 1973; Neville, 1976),конкретные проявления у различных организмов (Danforth, 1924; Colyer, 1951; Yamaguchi, 1977; Vermeij, 1977; Dunham, 1981; Govind, 1984) и т.д.
Ввиду того, что данная работа посвящена анализу листовой пластинкиберезы повислой Betula pendula Roth., ограничим рассмотрение симметриибилатеральным типом этого явления, характерным для подавляющего большинствалистовых пластинок растений (Урманцев, 1960; Урманцев, 1961). Подобная ограниченностьформ симметрии листьев растений ярко демонстрирует принцип сформулированныйП.Кюри: рост наклонно и по горизонтали порождает единственную плоскостьсимметрии (Curie, 1908).
Ввиду различных причин (эволюционные приспособления, особенности онтогенетическогоразвития) в строении живых тел возникают различные отклонения от строгойбилатеральной симметрии – называемые асимметрией.
Наиболее распространенной и часто используемой в настоящее времяявляется классификация Ван Валена (Van Valen, 1962), предложившего всемногообразие проявлений асимметрии разделить на три основных типа:
1. Направленная асимметрия – при этом типе в норме какая-либоструктура развита больше на одной стороне, причем сторона проявлениягенетически строго детерминирована. Подобный тип асимметрии, как правило,является результатом приспособлений, выработанных в ходе филогенеза: сердцемлекопитающих, размер клешней у некоторых видов крабов, строение телакамбалообразных, из растений – листовые пластинки бегоний, липы (Boycott et al., 1930; Bantock et al., 1973;Dunham, 1981; Policansky, 1982).
2. Антисимметрия – при данном типе асимметрии отмечаетсяотрицательная связь проявления признака на разных сторонах билатеральнойструктуры – признак проявляется только на правой или только на левой стороне,причем, генетически обусловлен сам факт различий, а не сторона проявления.Данное явление отмечено у некоторых видов брюхоногих моллюсков, гетерохелия уряда видов крабов (Przibram, 1911; Bond, 1920; Dahlberg, 1943).
3. Флуктуирующая асимметрия – этот тип асимметрии есть следствиенесовершенства онтогенетических процессов (Ludwig, 1932). Это незначительные,ненаправленные отклонения от строгой билатеральной симметрии.
 
1.2. Характеристика флуктуирующей асимметрии как общебиологическогоявления
1.2.1. Характерные черты флуктуирующей асимметрии
Флуктуирующая асимметрия крайне широко распространенное явление.
Им охвачены практически все билатеральные структуры у самых разныхживых существ. Понятно, что не возможно подвергнуть анализу известные признакивсех билатерально — симметричных структур, но у исследованных флуктуирующаяасимметрия регистрировалась (Захаров, 1987). Более того, это явление имеетместо даже при иных типах асимметрии, в этом случае она представляет собойотклонения не от строгой симметрии, а от определенной средней симметрии.
По форме выражения она представляет собой незначительныеотклонения от строгой билатеральной симметрии, а наблюдаемые отклонения, скореемогут быть отнесены к случайным нарушениям развития, чем к направленнымизменениям. Соответственно, эти незначительные отклонения не несутфункциональной значимости, и находятся в пределах определенного люфта,допускаемого естественным отбором.
Флуктуирующая асимметрия есть проявление внутрииндивидуальнойизменчивости, т.е. характеризует различия между гомологичными структурамивнутри одного индивида. Подобный тип изменчивости широко распространен урастений, где в пределах одного индивида, можно провести разносторонний анализметамерных структур, например листьев (они наиболее часто используются для этихцелей)(Семериков, Глотов, 1971; Глотов и др., 1975; Семериков, 1975). Но важноотметить, что если уровень флуктуирующей асимметрии является характеристикойиндивидуума, а значит, можно оценивать различие разных групп особей по среднемууровню различий между сторонами, то данное явление (флуктуирующая асимметрия)может рассматриваться и с позиции надиндивидуальной (популяционной)изменчивости.
С позиций изменчивости как способности к изменению, наблюдаемоепри флуктуирующей асимметрии несходство проявления признака между сторонами, неможет быть объяснено ни генотипическими, ни средовыми различиями.
Это есть результат случайной изменчивости развития. Представленияоб этом виде изменчивости были впервые сформулированы Б.Л. Астауровым(Астауров, 1927; Astauroff, 1930), а далее развиты в ряде работ (Mather, 1953;Thoday,1958; Reeve, 1960). Само выявление этой формы изменчивости связано, впервую очередь, с исследованием именно флуктуирующей асимметрии.
Рассматривая основные черты флуктуирующей асимметрии, можновыделить три основные особенности (по различиям между двумя сторонами тела):
незначительность – определяется природой этого явления (случайнаяизменчивость развития), а значит, если эти различия случайны, то они должны бытьнезначительны. Возникающие существенные различия между сторонами, обычноэлиминируются отбором. Если этого не происходит, а появление этих различийпостоянно, то можно говорить об их адаптивном характере, и они не могут бытьслучайны.
ненаправленность – также следствие причин, описанных в предыдущемабзаце. Эта черта свидетельствует о взаимогашении случайных разнонаправленныхразличий между сторонами у отдельных особей. В пользу этого свидетельствуетфакт безуспешной попытки ведения отбора на направленность асимметрии упризнаков с флуктуирующей асимметрией проявления на примере Drosophilamelanogaster (Левотин, 1978).
независимость проявления – исходя из случайности нарушений развитияпризнака, зависимость в появлении различий слева или справа должна отсутствовать.Это неизменно имеет место, если все фенотипическое разнообразие врассматриваемой группе особей является следствием случайных нарушений развития,в достаточно однородных, с точки зрения генотипа и среды, условиях (Астауров,1927,1930). Анализ таких гетерогенных группировок, как природные популяции,выявил наличие всех переходов от сильной положительной связи между сторонами доее полного отсутствия или слабой отрицательной, что является вполнеестественным при флуктуирующей асимметрии, так как в общее фенотипическоеразнообразие исследуемых признаков происходит вклад других форм изменчивости(Guthrie, 1925; Plunkett, 1926; Timofeeff–Ressovsky,1934; Zakharov, 1981).
1.2.2. Влияние различных факторов на уровень флуктуирующейасимметрии
Несмотря на отсутствие генетической детерминированности различий
между левой и правой стороной при флуктуирующей асимметрии,выявлена ее чувствительность к общей коадаптированности генома. В эксперименте,при разных типах скрещиваний выявлено, что при близкородственном скрещивании ипри отдаленной гибридизации величина флуктуирующей асимметрии возрастает. Еслипри инбридинге это следствие перехода многих локусов в гомозиготное состояние(Mather, 1953; Lewontin, 1956, 1958), то при скрещивании разных форм, имеютзначение межгенные взаимодействия (Dobzhansky, 1950;Dobzhansky, Levene, 1955).Также нарушение общей коадаптированности генома отмечено при накоплениигенетических дефектов при таких заболеваниях человека, как заячья губа, волчьяпасть, синдром Дауна (Sofaer, 1979; Barden,1980). Анализ разных генетическидетерминированных морф в природной популяции показал их равноценность по уровнюфлуктуирующей асимметрии, за исключением тех случаев, когда морфа имеетгибридное происхождение, что также вызывает нарушение коадаптированности генома(Зюганов, 1978; Захаров, Зюганов, 1980).
Выяснение влияния уровня гетерозиготности популяции на уровеньфлуктуирующей асимметрии показало, что определяющей оказывается негетерозиготность как таковая по всем локусам, а по тем из них, которые связаныс какой-либо характеристикой (например, быстрым и медленным ростом)опосредованно влияющей на асимметричность (Leary et al., 1983, 1984; Рубан,Захаров, 1984).
Зависимость рассматриваемого показателя от средовых воздействий,говорит о том, что забуференность развития действительна лишь в определенном диапазонеусловий и оказывается менее действенной в необычных условиях среды. В серииработ, выполненных на растениях, было показано, что если общая стабильностьразвития контролируется генотипом, то сами по себе различия между левой иправой половинами листа ненаправлены и независимы, и их нельзя свести ни кгенотипическим, ни к средовым различиям (Jinks, Mather, 1955; Kojima et al., 1955; Paxman, 1956; Sueoka, Mukai, 1956; Roy, 1963; Sakai, Shimamoto, 1965a,b; Graham et. al., 1993; Freeman et al., 1994).
Влияние половых различий на уровень флуктуирующей асимметрии не выявлено,даже на фоне существенных половых различий по анализируемым признакам (Staley, Green, 1971; Zakharov, 1981; Leary et al., 1983; Pankakoski, 1985).
Анализ медленно и быстрорастущих группировок особей в популяциях (Поляков,1975; Mitton, Grant, 1984) выявил существенное различие между ними по уровнюфлуктуирующей асимметрии. Более высокий уровень асимметрии у медленно растущихиндивидуумов, можно рассматривать как следствие пониженной стабильностиразвития по сравнению с быстро растущими (Рубан, Захаров, 1984).
Популяционная динамика данного показателя во времени (различиямежду поколениями) оказалась зависимой от стабильности изменений численностиособей. У видов с небольшими скачками численности от поколения к поколениюпоказатель флуктуирующей асимметрии является весьма стабильной популяционнойхарактеристикой (при условии, что разные поколения развиваются в неизменных условиях)(Mason et al., 1967; Fox, 1975; Zakharov, 1981). Иная ситуация у видов,численность которых значительно изменяется в течение популяционных циклов.Исследования, проведенные на обыкновенной бурозубке, (Sorex araneus)(динамика численности которой подвержена четкому четырехлетнему циклу, имаксимально достигает 70-кратного размера (Шефтель, 1983))показали увеличениеуровня флуктуирующей асимметрии у особей, родившихся в год максимальнойчисленности, и уменьшение асимметричности у их потомков при спаде численности(Захаров и др., 1984).
1.2.3. Флуктуирующая асимметрия как показатель стабильностиразвития
Индивидуальное развитие организма обеспечивается сложнымрегуляторным аппаратом, «защищающим нормальное формообразование от возможныхнарушений, как со стороны уклонений во внутренних факторах, так и со стороныизменений в факторах внешней среды» (Шмальгаузен 1982). Раскрытию механизмовэтого регуляторного аппарата и формам его фенотипического проявления посвященряд работ (Waddington, 1940, 1942, 1953, 1957; Шмальгаузен, 1940, 1968). Данныймеханизм фигурирует под несколькими синонимичными названиями: стабильностьразвития, гомеостаз развития, гомеорез (стабилизированный поток). Т.е.,подразумевается, что развитие проходит по определенному пути (креоду), и привысокой стабильности, развитие канализировано, т.е. за счет буферных механизмовпротекает одинаково, несмотря на некоторые генетические и средовые воздействия.Переключение развития на другой креод происходит при достижении пороговогоуровня генотипического или средового воздействия.
Основными показателями стабильности развития являются нарушения развитияи онтогенетический шум. Если собственно нарушения развития, фенодевианты,представляющие собой существенные изменения морфологии, обычно встречаются вприродных популяциях с частотой не выше нескольких процентов, тоонтогенетический шум оказывается операциональным критерием оценки в природныхпопуляциях (Захаров, 1987). Онтогенетический шум (Waddington, 1957), случайнаяспонтанная изменчивость развития (Астауров,1978) или реализационнаяизменчивость (Струнников, 1991) наиболее четко и просто может быть оценен пофлуктуирующей асимметрии билатеральных структур. Преимущество подхода состоит втом, что при этом известна заданная норма, т.е. то, что должно быть приотсутствии воздействий, — симметрия, отклонения от которой в ходе развития ипредставляют собой онтогенетический шум (Захаров, 2001).
1.2. Практические использование флуктуирующей асимметрии
для целей биоиндикации
 
1.2.1. Возможность использования флуктуирующей асимметрии как параметрабиоиндикации
Анализ флуктуирующей асимметрии, как показателя одной из наиболее общиххарактеристик индивидуального развития, крайне перспективный биоиндикационныйметод. Принципиальным преимуществом такого онтогенетического подхода являетсявозможность выявления изменений состояния организма при разных видахзагрязнения, когда ни по показателям биоразнообразия (на уровне сообществ), нипо популяционным показателям изменения обычно не наблюдаются (Захаров, Крысанов,1996а).
Несмотря на то, что при оценке уровня флуктуирующей асимметрииданный подход использует ограниченное число морфологических признаков, этоможно считать вполне оправданным, т.к. нарушение стабильности развития проявляетсяв асимметричности различных, даже не скоррелированных между собой признаков(Захаров, 1987). Эта особенность позволяет ограничиться анализом лишь признаковморфологии, что особенно важно в условиях заповедников.
Важной характеристикой данного метода, подчеркивающей егоуниверсальность, является возможность его использования в отношениипредставителей разных групп живых существ, т.к. причинная обусловленностьразличий в значении признаков на двух сторонах тела при флуктуирующейасимметрии оказывается принципиально сходной в отношении различныхморфологических структур у самых разных видов.
Правда, такая универсальность в выборе объекта не исключаетвоздействия различных биологических особенностей вида-биоиндикатора наисследуемый показатель, которые необходимо учитывать для получения корректныхрезультатов, отражающих влияние исследуемого воздействия.
Например, необходимо учитывать гибридогенное происхождениевида-индикатора, что сказывается на коадаптированности генома и снижаетстабилизированность развития (Зюганов, 1978; Sofaer, 1979; Barden, 1980;Захаров, Зюганов, 1980).
Исследуемая территория не должна совпадать с географической илиэкологической периферией ареала. Снижение стабильности развития являетсяиндикатором ухудшения состояния организма в этих условиях. Например, при исследованиипрыткой ящерицы (Lacerta agilis) нарушение стабильности развития былообнаружено на южной периферии ареала (Захаров, 1987). Важно отметить, чтоусловия экологической периферии ареала могут возникать в разных частях ареала ив силу естественных причин. Особенно ярко это проявляется у растений. Например,для березы повислой (Betula pendula) было показано, что в затененныхусловиях стабильность развития существенно ниже, чем на освещенных участках(Чистякова, 199
В некоторых случаях существенным является принадлежностьисследуемых особей к разным возрастным группам. Например, существует достаточносложная связь между календарным возрастом, процессами роста и морфогенеза впостнатальный период, которая должна учитываться при анализе выборок изприродных популяций (Шварц, 1980; Zakharov, 1992). Так у полевок ситуацияосложняется различиями в скоростях роста зверьков разных когорт ифункционально-физиологических группировок (Оленев, 1991). В ряде работ,отмечено уменьшение уровня флуктуирующей асимметрии с возрастом у лабораторныхмышей и крыс (Siegel et al., 1977; Parker, Leamy, 1991), красной полевки(Васильев и др., 1996), хлопкового хомяка и белохвостого оленя (Novak etal.,1993), косули (Markowski, 1993). С другой стороны, флуктуирующая асимметрияодонтометрических признаков по мере старения животных может возрастать(Suchentrunk, 1993). А вот у растений, на примере березы повислой (Betulapendula), различия между возрастными состояниями по уровню флуктуирующейасимметрии в одном местообитании оказались статистически незначимы(Глотов идр., 2001).
В работах на мышевидных грызунах отмечается также разница в«работоспособности» различных признаков. Состояние природных популяций,подвергающихся антропогенным воздействиям, чаще и успешнее оценивают с помощью неметрическихпризнаков (Parsons, 1992; Захаров, Кларк, 1993), в то время как теоретическомуанализу феномена флуктуирующей асимметрии в лабораторных условиях обычноподвергаются мерные показатели (Palmer, 1994).

1.2.2. Применение оценки уровня флуктуирующей асимметрии как индикатораразличных антропогенных воздействий
1.2.2.1. Оценка воздействия антропогенных факторов на стабильностьразвития одного или нескольких близких видов-индикаторов
К настоящему моменту накоплено много данных, убедительно доказывающихчувствительность уровня флуктуирующей асимметрии к различным по происхождениюантропогенным воздействиям.
Одни из самых первых сведений о чувствительности флуктуирующей асимметриик химическому загрязнению антропогенного происхождения были получены Валентайномс соавторами (Valentine et al., 1973). Ими анализировались три вида рыб (Paralabraxnedulifer, Leuresthes tenuis, Amphistichus argenteus) из разныхсемейств обитающих вдоль Калифорнийского побережья.
Выборки были взяты для временного и пространственного анализа. Входе работы выявлено, увеличение асимметрии у южных берегов Калифорнии,наиболее густо населенного и промышленно развитого района, характеризующегосяповышенным уровнем загрязнения среды различными токсикантами. Временной анализпоказал большую асимметричность у молодых особей, чем у более старших, чтотакже согласуется с данными о динамике загрязнения. Несмотря на то, что, помнению самого автора, полученные данные необходимо рассматривать какориентировочные, в дальнейшем в экспериментальных исследованиях былапродемонстрирована четкая зависимость возрастания уровня флуктуирующейасимметрии у рыб при повышении концентрации ДДТ (Valentine,Soule, 1973).
Сравнение выборок большеротого американского черного окуня (Micropterussalmoides) из различных водоемов Южной Каролины показало, что максимальныезначения асимметрии характеризуют выборку рыб из водоема, имеющего высокийуровень загрязнения ртутью (Ames et al., 1979).
У трехиглой колюшки (Gasterosteus aculeatus) проводилосьсравнение асимметрии числа боковых пластин из двух рек в Латвии. Эти рекирасположены недалеко друг от друга и представляют водоемы одного типа, но водну из них производится сток вод целлюлозно-бумажного комбината. Полученныерезультаты свидетельствуют о многократном возрастании асимметрии в загрязненномводоеме (Захаров, 1981б).
В другой работе было проведено сравнение выборок из одной и той жепопуляции до и после начала интенсивного антропогенного воздействия на примересерого тюленя (Halichoerus grypus) Балтийского моря. Были исследованыколлекционные черепа до 1940 года и после 1960 года. По данным шведскихисследователей, интенсивное загрязнение Балтийского моря у побережья Швецииначалось в 50-х – 60-х годах, что привело к резкому возрастанию уровня такихполлютантов, как ДДТ и ПХБ в теле балтийских тюленей после 1955 г. (Olsson et al., 1977). По полученным данным и величина дисперсии асимметрии и процентасимметрично выраженных неметрических признаков, среднее число асимметричныхпризнаков существенно выше во второй выборке (Захаров, 1987).
Позже в лабораторных условиях произведена оценка воздействияполихлорбифенилов на американских норок Mustela vison (Borisov etal.1997). Если в контроле стабильность развития у мертворожденных норок быласущественно ниже (высокая асимметрия), чем у живорожденных, то в опыте приинтоксикации, и те и другие имели сходный уровень нарушений развития. Такимобразом, нарушение стабильности развития имеет место при ухудшении состояния организмав силу различных причин, но не является причиной его гибели.
Однако, вероятно успех планируемого исследования может зависеть отвида-биоиндикатора, адекватно отражающего индицируемый вид воздействия.
Так у двух видов грызунов из загрязненного нефтеотходами районаТехаса, уровень флуктуирующей асимметрии морфометрических показателей неотличался значимо от контроля (Owen, McBee, 1990).
Крайне интересны работы, посвященные индицированию радиоактивного загрязнения.Например, проводилось изучение флуктуирующей асимметрии восьмикраниометрических признаков у восточноевропейских полевок из двух естностей,находящихся в зоне влияния Тоцкого радиоактивного следа, и контрольнойпопуляции. Среднепопуляционные обобщенные показатели были остоверно выше вимпактных популяциях, чем в контрольной. Вероятно, нарушения онтогенетическогогомеостаза у полевок из зоны радиоактивного следа являются результатомзагрязнения радионуклидами (в первую очередь, плутонием), которое привело коблучению многих поколений полевок в течение более чем 40 лет. Полученныерезультаты дают новые основания для использования флуктуирующей асимметриимерных признаков млекопитающих в качестве индикатора антропогенного воздействия(Гилева, Нохрин, 2001).
В ряде работ предпринималась попытка индицирования комплексной антропогеннойнагрузки без выделения ведущего фактора (Чистякова, 1996а;
Венгеров, 1997; Константинов, 1997; Чубинишвили, 1998; Мокров,Гелашвили, 1999; Захаров, 2000б; Устюжанина, Стрельцов, 2001). Например,сравнивались выборки домового воробья (Passer domesticus), собранных вдвух точках: центральная усадьба Воронежского заповедника и в Коминтерновскомрайоне города Воронежа (близость крупных предприятий, магистраль с интенсивнымдвижением автотранспорта). В результате, показатель флуктуирующей асимметрии вовторой выборке оказался значительно выше по сравнению с заповедником надостоверном уровне. (Венгеров, 1997).
1.2.2.2. Комплексный подход к оценке воздействия антропогенныхфакторов на стабильность развития живых организмов различных систематических групп
Как уже отмечалось, причинная обусловленность различий в значении признаковна двух сторонах тела при флуктуирующей асимметрии оказывается принципиальносходной в отношении различных морфологических структур у самых разных видов.Эта характеристика данного метода, подчеркивающая его универсальность,предоставляет возможность его использования в отношении представителей разныхгрупп живых существ. С этих позиций были бы крайне интересны данные о реакциина один тип воздействия различных видов в природных популяциях. Данной задачейбыла объединена серия работ по изучению различных антропогенных воздействий(химическое загрязнение, ионизирующее и неионизирующее радиационноезагрязнение, комплексное антропогенное воздействие) на стабильность развитиянескольких видов-биоиндикаторов (Захаров и др., 2000б). Данные исследованияпроводились в семи административных областях России, где получена сходнаякартина изменения стабильности развития в зависимости от степени воздействиякакого-либо антропогенного фактора.
Например, при рассмотрении результатов оценки воздействияНовгородского производственного объединения «Азот» на уровень стабильностиразвития живых организмов точки отбора биоиндикационных проб учитываливоздействие предприятия, производящего атмосферные выбросы, сброс биологическиочищенных сточных вод и условно чистых стоков в р.Волхов.
При оценке наземных экосистем использовались 4 вида растений:карагана древовидная (Caragana arborescens), клен остролистный (Acerplatanoides), сныть обыкновенная (Aegopodium podagraria), кипрейузколистный (Epilobium angustifolium); 2 вида беспозвоночных:обыкновенная златоглазка (Chrysopa peria); черный садовый муравей (Lasiusniger); 5 видов мелких млекопитающих: мышь-малютка (Micromysminutus), рыжая полевка (Clethrionomys glareolus), малая мышь(Apodemus uralensis), полевая мышь (Apodemus agrarius),обыкновенная бурозубка (Sorex araneus).
При оценке водных экосистем использовались: стрекоза-стрелка (Coenagrionpuella), золотой карась (Carassius carassius), травяная лягушка (Ranatemporaria).
Несмотря на существенные систематические различия междуисследованными видами, принадлежность к разным трофическим уровням, жизненнымстратегиям, особенности миграционной активности и т.д., обнаруженный эффектулучшения стабильности развития при отдалении от предприятия прослеживается увсех проанализированных биологических объектов по подавляющему большинствуиспользованных параметров.
1.2.2.3. Площадная оценка территорий по уровню флуктуирующейасимметрии с использованием ГИС-технологий
Новым, интересным и крайне важным подходом в исследованиях,включающих большие массивы информации, является применение географическихинформационных систем – ГИС (Коновалова, Капралов, 1997). Ряд исследовательскихработ экологического направления выполнен с использованием ГИС технологий.(Васин, 1993; Сергеев и др., 1998; Шестакова и др., 1998; Шпынов,1998;Емельянова, 2000; Стрельцов и др., 2001).
Площадной анализ территорий по уровню флуктуирующей асимметрии, позволяетвыделить участки с нарушением стабильности развития живых организмов, а значиттерритории с ухудшением качества среды. Подобный подход дает ряд преимуществ, вчастности позволяет произвести экологическое районирование территории (Шпынов,1998). Такая работа проведена на территориях г. Калуги, Калужской области, г.Калиниграда, г.Дубны (Барсук, 1996; Стрельцов, Шпынов, 1998; Стрельцов и др.,1997 а, б, в; 1998; 1999 а, б; 2000 а, б).
Интересные данные получены при проведении сравнительнойбиоиндикационной оценки городской среды по состоянию здоровья детей (учетэкопатологий) и оценке стабильности развития растений (8 видов травянистых идревесных растений) с использованием ГИС-технологий. В ходе работы выявленысходные временные и пространственные тенденции к улучшению стабильности развитиярастительных организмов и снижению детской заболеваемости (Емельянова, 2000;Стрельцов и др., 2001).
1.2.3. Сравнение оценки стабильности развития живых организмов по уровнюфлуктуирующей асимметрии и другими методами
Исходя из теории флуктуирующей асимметрии, получаемаяхарактеристика морфогенетических процессов, как отражение общего состоянияорганизма, должна коррелировать с другими показателями гомеостаза развития (иммунологическими,цитогенетическими и физиологическими). Подобные работы были проведены в зонерадиоактивного следа после катастрофы на Чернобыльской АЭС на территорииБрянской области (Захаров, Крысанов, 1996 б).
Для проведения исследования были выбраны семь площадок снарастающим уровнем радиационного загрязнения с плотностью загрязнения 137Cs от0,25 до 32,49 Ки/км2 и .-фоном от 15 до 220 мкР/ч. Исследования проводились спривлечением нескольких видов из разных систематических групп: растения, рыбы,земноводные, мелкие млекопитающие.
Растения. Исследования проводились на березе повислой (Betulapendula Roth.), подробно результаты по этому виду будут рассмотрены ниже, вспециальном разделе, так как они представляют особый интерес для настоящегоисследования.
Рыбы. Анализу подвергались два вида: золотой крась (Carassiuscarassius) и серебряный карась (Carassius auratus). Анализстабильности развития, проводившийся по уровню флуктуирующей асимметрии ичастоте фенодевиантов пяти меристических признаков, показал возрастание уровняасимметрии и числа существенных отклонений от нормы в строении различныхморфологических структур в водоемах с повышенным загрязнением (Захаров и др.,1996).
Земноводные. Для анализа использовались лягушки гибридногокомплекса Ranaesculenta(R. lessonae, R. esculenta). Оценка уровняфлуктуирующей асимметрии, проводившейся по 13 признакам, свидетельствует осущественном нарушении стабильности развития лягушек в точке повышенногорадиационного загрязнения (Чубинишвили и др., 1996а). Оценка у исследуемыхособей цитогенетического гомеостаза показала увеличение уровня цитогенетическихнарушений (увеличение частоты эритроцитов с микроядрами) по мере увеличениярадиационного загрязнения (Чубинишвили, 1996б). Анализ иммунограмм в точке сповышенным радиоактивным загрязнением выявил наличие признаков активизацииработы всех звеньев иммунной системы, что проявилось в изменении индексанапряженности (Исаева, Вязов, 1996а). Составленные лейкограммы периферическойкрови лягушек позволяют выявить морфологические изменения, характерные прихроническом действии радиационных факторов. Причем, степень выраженности этихизменений была наибольшей в точке с повышенным радиационным фоном (Чернышева,Старостин, 1996а).
Млекопитающие. Использовались фоновые виды мелких млекопитающих:рыжая полевка (Clethrionoys glareolus), обыкновенная бурозубка (Sorexaraneus), полевая мышь (Apodemus agrarius), желтогорлая мышь (Apodemusflavicollis), мышь-малютка (Micromys minutus), полевка-экономка (Microtusoeconomus). Оценка стабильности развития по унифицированной интегральнойсистеме морфогенетических показателей, включающая 10 краниологическихпризнаков, выявила сходные тенденции у всех исследуемых видов и по уровнюасимметричности и по частоте фенодевиантов. Несмотря на некоторые различия вреакции разных видов, отмечена согласованность в увеличении исследуемыхпоказателей в радиационно загрязненной точке (Захаров и др., 1996).
Оценка других показателей гомеостаза развития (иммунологических,цитогенетических и физиологических) проводилась только у рыжей полевки
(Clethrionoys glareolus) как наиболее массового вида. Общаяоценка иммунного статуса выявила максимальные отклонения в точке с наибольшимрадиоактивным загрязнением (Исаева, Вязов, 1996б). Морфологические исследованияклеток периферической крови выявили комплекс цитоморфологических изменений(нейтропия, появление атипичных форм), которые обычно регистрируются врадиобиологических экспериментах при хроническом действии на организм малых дозионизирующих излучений (Чернышева, Старостин, 1996б). Оценка функциональнойактивности иммунной системы так же показала существенные изменения в серииточек с нарастанием радиационного загрязнения (Пронин и др., 1996). Оценкагельминтозной инвазии показала увеличение вдвое зараженности цестодами научастках с повышенным радиационным загрязнением (Пельгунов, 1996).
Проведенная работа, по комплексной оценке нарушения стабильности развитияс привлечением различных методов оценки уровня гомеостаза, выявиласкоррелированность ответа у разных видов живых организмов на воздействиерадиационного загрязнения (Захаров, Крысанов, 1996).
Подобным комплексным подходом было оценено воздействие химическогозагрязнения и электромагнитного загрязнения (Захаров и др., 2000). Кроме того,установлена скоррелированность уровня флуктуирующей асимметрии с собственнопопуляционным показателем — успехом размножения (Zakharovet al., 1991).

1.3. Использование анализа флуктуирующей асимметрии листовойпластинки березы повислой Betula pendula Roth. Для целей биоиндикации
Как уже отмечалось, работы по оценке уровня стабильности растенийс использованием анализа флуктуирующей асимметрии немногочислены и основная ихдоля появилась за последние несколько лет. В публикациях есть данные обиспользовании различных видов растений: травянистых и древесных.
Интерес к использованию березы повислой (Betula pendula Roth.)возрос в последнее время, после рекомендации этого вида Центром экологическойполитики как модельного для оценки стабильности развития, цикла работ по оценкекачества среды на территории г. Калуги и Калужской области и оценке качествасреды в Воронежском регионе. (Чистякова и др., 1996а, б; Захаров, Чистякова,Кряжева, 1997; Чистякова, 1997; Чистякова и др., 1997; Чистякова, 1997;Константинов, 1997; Шестакова и др, 1998; Константинов и др., 1999а, б, 2000;Мокров, Гелашвили, 1999; Захаров и д.р., 2000а, 2001а, б; Стрельцов и др.,1997а, б, в, 1998, 1999 а, б, в, г, 2000 а, б, 2001).
Одной из первых работ, где береза повислая использовалась вкачестве индикатора химического загрязнения среды была проведена в г.ЧапаевскеСамарской области (Чистякова, 1997; Кряжева и др., 1996; Чистякова и др., 1996а).В ходе этой работы была предпринята попытка оценить стабильность развитияберезы в серии выборок, из точек, находящихся на разном удалении от источникахимического загрязнения. Этот город — бывший центр по производству химическогои других видов оружия (Федоров, 1994). В результате, различные методы оценкиуровня флуктуирующей асимметрии (дисперсия асимметрии, величина среднегоотносительного различия между сторонами на признак) показали сходные результаты.Максимальные значения получены в наиболее загрязненной точке, подвергающейсяодновременному воздействию двух химических предприятий и общего антропогенногопресса города, несколько меньше – в зонах воздействия каждого из предприятий иминимальные– в контроле.
Имеются данные о локализации территорий выхода метана из подземныхполостей в почву на территории подземного хранилища газа КУПХГ в Калужскойобласти, с использованием анализа флуктуирующей асимметрии у березы повислой, сприменением ГИС-технологий (Стрельцов, Логинов, Константинов, 1999). Изучаемаятерритория покрывалась сеткой точек отбора биоиндикационных проб, плотностью 3точки на 1км2 (всего 39 точек). Картографическая обработка полученных данных покоэффициенту флуктуирующей асимметрии, позволила локализовать территории сповышенными значениями коэффициента, совпавшие впоследствии с территориямиповышенного содержания метана в почвенном воздухе.
Так же имеются данные об индикации химического загрязнения сиспользованием березы после железнодорожной аварии на разъезде МыслецШумерлинского района Чувашской Республики, произошедшей 14. мая 1996г. Поофициальным данным в почву попало 187 т. жидкого фенола, 897 т. нефтепродуктов,60 т. полиэтиленовой крошки с первичной площадью загрязнения 9000м2. Ситуациябыла осложнена вспыхнувшим пожаром, возникшим от поврежденных линийэлектропередач. Оценка уровня стабильности развития березы проводилась наследующий год в семи точках, расположенных на разном удалении от места аварии всеверо-западном направлении (преобладающем направлении ветра после аварии).
По уровню флуктуирующей асимметрии выборки разделились на три группы:минимальные значения в четырех выборках, удаленных от места аварии на 1км,2,5км, 6км, 20 км соответственно, значительно повышенные значения в районеаварии в 2-х точках и максимальное значение в одной точке с окраины разъездаМыслец, район отстойников.
Параллельно проводился анализ наземных экосистем по уровнюфлуктуирующей асимметрии, цитогенетическому гомеостазу, иммунному статусу трехвидов мышевидных грызунов. Полученные данные согласуются с результатами оценокстабильности развития березы (Захаров, 2000).
В ряде работ выявлено нарушение стабильности развития березы прирадиационном воздействии. В рассмотренной ранее комплексной работе (Захаров,Крысанов, 1996) по оценке влияния на уровень флуктуирующей асимметрии различныхвидов живых организмов радиоактивного загрязнения на территории Брянскойобласти (см. пункт 1.2.3.), использовалась береза повислая. Выборкипроизводились из четырех точек в градиенте возрастания радиационногозагрязнения. Увеличение уровня флуктуирующей асимметрии оказалосьскореллировано с возрастанием уровня радиации (Чистякова, Кряжева, Захаров,1996). Подобные результаты по биоиндикации березы радиоактивного загрязненияполучены автором (см. гл. 3) и другими исследователями (Шпынов, 1998; Власов идр., 2001).
В работе Чистяковой с соавторами (1997) выявлена зависимостьуровня флуктуирующей асимметрии березы от степени воздействия неионизирующейрадиации (облучение электромагнитными волнами радиодиапазона). В качествеисточника электромагнитного излучения использовался радар. Исследованияпроводились на территории Жуковской опытной станции Калужской области.
В работе отмечена зависимость между режимом работы радара иизменением уровня флуктуирующей асимметрии. Если работа радара начиналась послезавершения интенсивного формирования листовой пластинки березы (с июня поавгуст), то увеличения уровня флуктуирующей асимметрии не отмечалось, тогда какв случае работы радара с апреля по август захватывается период формированиялиста, что приводило к увеличению коэффициента флуктуирующей асимметрии.Сходные данные о влиянии электромагнитного излучения трансформаторнойподстанции были получены и с участием автора на территории Калужской области(Стрельцов и др., 2000а).
Оценка комплексного антропогенного воздействия с использованиемберезы проводилась в ряде работ (Мокров, Гелашвили, 1999; Недосекин, 2001; Глотов,2001). Суть данного подхода заключается в сравнении территорий с высокойантропогенной нагрузкой (как правило, городская среда) с контролем.
В этом отношении особый интерес вызывает работа, проведенная натерритории города Москвы (Захаров и др., 2001). В данной работе показанаскоррелированность изменений показателей флуктуирующей асимметрии у различныхвидов живых организмов, обитающих в условиях жесткого антропогенноговоздействия. Анализу подвергались растения (береза повислая), рыбы,земноводные, мелкие млекопитающие. Оценка наземных экосистем с использованиемберезы и мышевидных грызунов выявила сходную реакцию на антропогенноевоздействие – повышение асимметричности. Эти данные являются еще однимдоказательством универсальности выбранного подхода.
Для контроля результатов оценки стабильности развития у березы,получаемых по анализу асимметричности листа (морфологический подход), врассмотренных выше работах Чистяковой и Захарова с соавторами (работы по оценкеуровня радиации в Брянской области, воздействия химического загрязнения в Самарскойобласти, воздействия неионизирующего излучения радара, воздействию химическогозагрязнения после железнодорожной аварии) параллельно использовалсяфизиологический подход (проводилась оценка процессов фотосинтеза). Применяемаяметодика индукции быстрой флуоресценции хлорофилла, позволяет получитьхарактеристику работы фотосинтетического аппарата. Во всех без исключенияперечисленных работах при увеличении воздействия изучаемого фактора, нарушениестабильности развития березы сопровождалось увеличением уровня флуктуирующейасимметрии и снижением уровня фотосинтетической активности.

Глава 2. Материал и методы
2.1. Расположениенаблюдательных точек
 
Материал для оценкиэкологического здоровья наземной природной части территории Калужской областибыл собран в 45-ти стационарных точках, составляющих постоянный каркас системырегионального мониторинга (Рис.1). Расположение этих точек на территорииобласти определено разработанной системой регионального экомониторинга иявляется неизменным на протяжении ряда лет;
Оценка территорииКалужской области была проведена с использованием наиболее технологичного,распространенного, хорошо изученного, методически отработанного, удобного изарекомендовавшего себя вида – березы бородавчатой (betula pendula), всего собрано более 2300 экземпляров листьев.
2.2. Сбор и обработкабиологического материала
Сбор и обработкапервичного биологического материала проводились в строгом соответствии сутвержденной на федеральном уровне методикой (Методические…, 2003) и учебнометодическим пособием «Здоровье среды».
2.3. Математические расчеты
Математическая обработкапервичных замеров производилась на персональных компьютерах «Pentium-4» с использованием стандартныхпакетов программ, дополненных авторской компьютерной программой «AsCa». Результаты математическойобработки – исходный материал для экологического анализа – коэффициентыфлуктуирующей асимметрии. Сами расчеты коэффициента асимметрии проводились поформуле, которая используется при оценке величины асимметрии по несколькимразмерным признакам как интегральный показатель: среднее относительное различиемежду сторонами на признак(Захаров, Крысанов, Пронин, 1996):
/>,
где,
/>,
k – число признаков.

Глава 3. Результаты иобсуждения
 
3.1. Анализ каждойвыборки по 10 деревьям
 
/>
 
/>
 
/>
/>
 
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Таблица: Сравнительныйанализ коэффициента флуктуирующей асимметрии каждого дерева по сравнению сосредним значением№ выборки кол-во значений выше среднего кол-во значений ниже среднего 1 4 6 2 5 5 3 5 5 4 3 7 5 4 6 6 4 6 7 3 7 8 6 4 9 6 4 10 3 7 11 4 6 12 4 6 13 5 5 15 4 4 18 3 7 19 6 4 20 6 4 21 4 6 22 3 7 23 3 7 24 5 5 25 3 7 26 3 7 27 3 7 28 5 5 29 4 6 30 4 6 31 5 5 32 4 6 33 4 6 34 5 5 36 6 4 37 3 7 38 5 5 39 6 6 40 5 5 41 6 4 42 6 4 43 4 6 44 6 4 45 7 3