Изучена гинодиэция у кистекорневого поликарпического растения Ranunculus acris L. в Московской области. Установлено, что R. acris образует три типа цветков, различающиеся степенью развития андроцея: обоеполые (с фертильными тычинками и плодолистиками), частично андростерильные (часть тычинок представлено стаминодиями, образующими стерильную пыльцу) и пестичные (крайняя степень редукции тычинок и полное отсутствие фертильной пыльцы). По изученным морфологическим параметрам эти цветки образуют размерный ряд от самых крупных обоеполых до наиболее мелких пестичных. Каждый тип цветка формируется на отдельных особях. В половом спектре 10 исследованных ценопопуляций доля особей с обоеполыми цветками варьирует от 43.9 до 53.0%, с частично андростерильными цветками – от 45.5 до 54.4%. Особи с пестичными цветками всегда встречаются крайне редко (1.5–2.0%). Выявлено, что за три года наблюдений (2020–2022) особи разных половых форм не меняли пол цветков, и половая структура ценопопуляций оставалась стабильной, без резких колебаний.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Биология
Ranunculus L. – обширный род семейства Ranunculaceae, который насчитывает до 600 видов, встречающихся во всех географических зонах – от арктических тундр до пустынь и от низкогорий до альпийских поясов (Prantl, 1891; Tamura, 1993). Традиционно цветки его представителей характеризуют как обоеполые (Ovczinnikov, 1937; Benson, 1948). Тем не менее, у целого ряда лютиков выявлены разные формы половой дифференциации: гиномоноэция, гинодиэция, андромоноэция, андродиэция (Schulz, 1890; Knuth, 1898; Demyanova, 2011, 2013). Например, по данным Е. И. Демьяновой (Demyanova, 2011), в локальных флорах Урала доля видов этого рода с раздельнополыми цветками (андромоноэция и гинодиэция) составляет 18.8%. Предварительный подсчет участия лютиков c однополыми цветками во флоре Московской области (неопубликованные данные), с учетом заносных видов, показал, что для 9 видов из 21 (42.9%) характерны разные половые формы, из которых наиболее распространена гинодиэция. К сожалению, других сведений о представленности разных половых типов цветков у видов рода Ranunculus не обнаружено.
Если у вас возникли вопросы или появились предложения по содержанию статьи, пожалуйста, направляйте их в рамках данной темы.
Список литературы
1. Andreas C.H. 1954. Notes on Ranunculus ficaria L. in the Netherlands. I. Introduction. – Reductional trends as a possible interpretation of flower types. – Acta Bot. Neerlandica. 3 (4): 446–453. x. DOI: 10.1111/j.1438-8677.1954.tb00309
2. Benson L. 1948. A treatise on the North American Ranunculi. – Am. Midl. Nat. 40 (1): 1–264. DOI: 10.2307/2421547
3. Caruso C.M., Eisen K., Case A.L. 2016. An angiosperm-wide analysis of the correlates of gynodioecy. – Int. J. Plant Sci. 177(2): 115–121. DOI: 10.1086/684260
4. Delph L.F., Galloway L.F., Stanton M.L. 1996. Sexual dimorphism in flower size. – Amer. Nat. 148 (2): 299–320. DOI: 10.1086/285926
5. [Demyanova] Демьянова Е.И. 1981. Об особенностях распространения гинодиэции в семействе Губоцветных. – Биол. науки. 9: 69–74.
6. [Demyanova] Демьянова Е.И. 2011. Спектр половых типов и форм в локальных флорах Урала (Предуралья и Зауралья). - Бот. журн. 96(10): 1297-1315.
7. [Demyanova] Демьянова Е.И. 2013. О половом полиморфизме некоторых андродиэцичных растений. - Бот. журн. 98 (9): 1139-1146.
8. [Demyanova] Демьянова Е.И. 2017. Антэкология и семенная продуктивность шалфея дубравного (Salvia nemorosa L.) при интродукции на Урале. - Вест. Пермского ун-та. Сер. Биология. 2: 135-144.
9. [Demyanova] Демьянова Е.И. 2019. О половом полиморфизме в роде Nepeta L. -Вест. Пермского ун-та. Сер. Биология. 1: 12-20. DOI: 10.17072/1994-9952-2019-1-12-20
10. [Efimik, Polina] Ефимик Е.Г., Полина Е.В. 2005. Особенности внутривидовой изменчивости некоторых видов рода Ranunculus L. (Ranunculaceae Juss.). - Вест. Перм. ун-та. 6: 25-27.
11. [Fedorov, Artyushenko] Федоров Ал.А., Артюшенко З.Т. 1975. Атлас по описательной морфологии высших растений. Цветок. Л. 351 с.
12. [Godin] Годин В.Н. 2009. Морфология цветков Schizonepeta multifida (Lamiaceae) в связи с половой дифференциацией. - Бот. журн. 94 (12): 1784-1790.
13. [Godin] Годин В.Н. 2018. Гинодиэция Valeriana officinalis (Valerianaceae) в Московской области. - Бот. журн. 103 (10): 1265-1279. DOI: 10.7868/S0006813618100058
14. [Godin] Годин В.Н. 2019. Распространение гинодиэции в системе APG IV. - Бот. журн. 104 (5): 345-356. DOI: 10.1134/S0006813619050053
15. [Godin] Годин В.Н. 2020. Распространение гинодиэции у цветковых растений. - Бот. журн. 105(3): 236-252. DOI: 10.31857/S0006813620030023
16. [Godin, Akhmetgarieva] Годин В.Н., Ахметгариева Л.Р. 2019. Гинодиэция Ajuga reptans (Lamiaceae) в Московской области. - Бот. журн. 104 (8): 1211-1227. DOI: 10.1134/S0006813619080027
17. Harper J.L. 1957. Biological flora of the British Isles: Ranunculus acris L. (Ranunculus acer auct. plur.). – J. Ecol. 45 (1): 289–314. DOI: 10.2307/2257092
18. Heath O.V.S., Orchard B. 1957. Variation in the number of buttercup petals. – Nature. 180 (4578): 179–180. DOI: 10.1038/180179b0
19. [Jelenevsky, Derviz-Sokolova] Еленевский А.Г., Дервиз-Соколова Т.Г. 1981. Ревизия лютиков (Ranunculus L., Ranunculaceae) цикла Acri Ovcz. - Новости сист. высш. раст. 18: 177-190.
20. Knuth P. 1898. Handbuch der Blütenbiologie. Bd. II. T. I. Leipzig. 697 S.
21. Kučera J., Svitok M., Gbúrová Štubňová E., Mártonfiová L., Lafon Placette C., Slovák M. 2021. Eunuchs or females? Causes and consequences of gynodioecy on morphology, ploidy, and ecology of Stellaria gra-minea L. (Caryophyllaceae). – Front. Plant Sci. 12: 589093. DOI: 10.3389/fpls.2021.589093
22. Kugler H. 1970. Blütenökologie. Jena. 345 S.
23. Marsden-Jones E.M., Turrill W.B. 1929a. Studies in Ranunculus. – J. Genetics. 21 (2): 169–181. DOI: 10.1007/BF02984205
24. Marsden-Jones E.M., Turrill W.B. 1929b. Variations in sex expression in Ranunculus. – Nature. 123: 798–799. DOI: 10.1038/123798b0
25. Marsden-Jones E.M., Turrill W.B. 1935. Studies in Ranunculus. III. Further experiments concerning sex in Ranunculus acris. – J. Genetics. 31 (3): 363–378. DOI: 10.1007/BF02982407
26. Marsden-Jones E.M., Turrill W.B. 1952. Studies in Ranunculus. IV. Additional experiments with Ranunculus bulbosus and R. acris. – J. Genetics. 51 (1): 26–31. DOI: 10.1007/BF02986701
27. Oak M.K., Song J.H., Hong S.P. 2018. Sexual dimorphism in a gynodioecious species, Aruncus aethusifolius (Rosaceae). – Plant Syst. Evol. 304 (4): 473–484. DOI: 10.1007/s00606-018-1493-4
28. [Ovczinnikov] Овчинников П.Н. 1937. Род Ranunculus L. - В кн.: Флора СССР. Т. 7. М., Л. С. 351-509.
29. Parkin J. 1929a. Diœcism in Ranunculus acris. – Nature. 123 (3102): 568. DOI: 10.1038/123568b0
30. Parkin J. 1929b. Reduced flowers of Ranunculus. – Nature. 123 (3111): 911. DOI: 10.1038/123911a0
31. Pickering C.M., Ash J.E. 1993. Gender variation in hermaphrodite plants: evidence from five species of alpine Ranunculus. – Oikos. 68 (3): 539–548. DOI: 10.2307/3544923
32. Prantl K. 1891. Ranunculaceae. - In: Die natürlichen Pflanzenfamilien. III(2). Leipzig. P. 43-66.
33. [Rabotnov, Saurina] Работнов Т.А., Саурина Н.И. 1971. Численность и возрастной спектр некоторых ценотических популяций лютиков Ranunculus acris L. и R. auricomus L. - Бот. журн. 56 (4): 476-484.
34. Riley L.A.M. 1923. Variable aestivation of Ranunculus bulbosus and R. acer. – J. Bot. 61: 209–212.
35. Ronse de Craene L.P. 2010. Floral Diagrams. An aid to understanding flower morphology and evolution. Cambridge University Press. 441 p.
36. Salisbury E.J. 1919. Variation in Eranthis hyemalis, Ficaria verna, and other members of the Ranunculaceae with special reference to trimery and the origin of the perianth. – Ann. Bot. 33 (1): 47–79. DOI: 10.1093/oxfordjournals.aob.a089702
37. Schulz A. 1890. Beitrage zur Kenntnis der Bestaubungseinrichtungen und Geschlechtsverteilung bei den Pflanzen. – Bibliotheca Botanica. 3 (17): 1–224.
38. Sokal R.R., Rohlf F.J. 2012. Biometry: the principles and practice of statistics in biological research. 4th edition. New York. 937 p.
39. Sorokin H. 1927. Cytological and morphological investigations on gynodimorphic and normal forms of Ranunculus acris L. – Genetics. 12 (1): 59–83. DOI: 10.1093/genetics/12.1.59
40. Tamura M. 1993. Ranunculaceae. - In: The families and genera of vascular plants. II. P. 563-583. Springer. DOI: 10.1007/978-3-662-02899-5_67
41. [Tzvelev] Цвелев Н.Н. 2001. Род Лютик - Ranunculus L. - В кн.: Флора Восточной Европы. Т. 10. СПб. С. 100-158.
42. Whitelegge T. 1878. Gyno-Diœcious Plants. – Nature. 18 (466): 588.
Выпуск
Другие статьи выпуска
В период с 29 августа по 3 сентября 2022 г. на базе Иркутского научного центра СО РАН (г. Иркутск) и Байкальский музей СО РАН (пос. Листвянка) состоялась III Всероссийская научная конференция с международным участием, посвященная памяти доктора биологических наук, профессора, заслуженного деятеля науки РФ Леонида Владимировича Бардунова (1932−2008 гг.) “Проблемы изучения и сохранения растительного мира Евразии”. В конференции приняли участие коллеги из 24 городов и других населенных пунктов России и 4 городов из 4 зарубежных стран, представляющих 48 научных, научно-исследовательских, образовательных и природоохранных отечественных организаций и 5 зарубежных. На конференции было представлено 6 пленарных докладов, 52 секционных и 4 стендовых, посвященных различным проблемам современной ботаники.
Четвертого августа 2022 г. трагически погиб во время отбора проб водорослей в Баренцевом море замечательный человек, высококвалифицированный водолаз-аквалангист и коллектор биологического материала Дмитрий Васильевич Томановский (рис. 1–2).
В 1969 г., после окончания физико-математической школы, поступил в Томский государственный университет на Биолого-почвенный факультет. Со студенческих лет принимал участие в биологических экспедициях, во время преддипломной практики занимался учетом и картированием ресурсов лекарственных растений в Туве и Хакасии. В 1974 г. он с отличием окончил университет, защитив диплом “Высокогорная флора Шапшальского хребта”, руководителем которого была профессор А. В. Положий, и был оставлен на кафедре в качестве ассистента. Прошел путь от старшего преподавателя (1981 г.), доцента (1983 г.), заведующего кафедрой ботаники (1987 г.), декана Биолого-почвенного факультета (1988 г.) до проректора по учебной работе университета (1988−2013 гг.).
Подведены итоги инвентаризации флоры сосудистых растений Висимского государственного природного биосферного заповедника. Во флоре Висимского заповедника выявлено 530 видов сосудистых растений, относящихся к 238 родам и 69 семействам. Из них 510 видов аборигенных растений и 20 видов – чужеродных (4% от общего видового состава). В аборигенной фракции ведущими семействами по числу видов являются Asteraceae, Rosaceae, Poaceae, Ranunculaceae. В родовом спектре доминируют роды Alchemilla, Ranunculus, Carex, Poa, Hieracium. Географический анализ в исследованной флоре выявил наряду с преобладанием бореальных и бореально-неморальных видов наличие растений, связанных своим распространением с высокогорьями. На территории заповедника произрастает 10 эндемичных и субэндемичных видов Урала. 2 вида занесены в Красную книгу Российской Федерации, 24 – в Красную книгу Свердловской области. Cписок видов сосудистых растений флоры Висимского заповедника доступен для ознакомления в репозитории GBIF.
С помощью светового, сканирующего и трансмиссионного электронных микроскопов изучена морфология пыльцы 20 видов из 14 семейств двудольных растений, произрастающих на грязевом вулкане Гызмейдан (Шамахы) в Азербайджанской Республике. Существенных отклонений основных морфологических признаков пыльцы (форма, очертания, размер пыльцевых зерен, тип и число апертур, скульптура экзины, толщина и ультраструктура спородермы) не выявлено. Большинство изученных видов имеют низкий процент деформированных, недоразвитых, морфологически стерильных и атипичных пыльцевых зерен.
Изучено строение пыльцевого зерна и опыление у ряда представителей рода Ribes, которые произрастают на территории ботанических садов Ботанического института им. В. Л. Комарова РАН и Всероссийского института генетических ресурсов растений им. Н. И. Вавилова (г. Санкт-Петербург). У исследуемых растений пыльца порово-оровая. Встречаются нарушения ее морфологии, причем более всего у Ribes mandshuricum, R. ussuriense, R. alpinum, R. dikusha, R. pauciflorum. Выявлен высокий процент морфологически сформированной (фертильной) пыльцы (80.3 ± 1.9–96.4 ± 1.0%) и невысокая ее жизнеспособность при проращивании. Лучше прочих прорастает пыльца R. sanguineum, R. spicatum, R. nigrum, R. ussuriense, R. aureum (45.0 ± 2.8–29.0 ± 2.5%). Установлено, что у некоторых видов пыльца способна прорастать внутри пыльника. Выявлены опылители цветков Ribes – представители Apis, Bombus и Chrysopa oculatа. Прорастание пыльцевого зерна на рыльце пестика активное. Прохождение пыльцевой трубки до семязачатка длится 3–5 суток. В завязи развиваются 4 геми-ортотропных семязачатка в 6–10 “этажей”. Пыльца попадает на рыльце в двухклеточном состоянии, деление генеративной клетки с образованием спермиев происходит в пыльцевой трубке. Менее всего нарушений, касающихся структуры пыльцы и процессов опыления в условиях Санкт-Петербурга, у R. sanguineum, R. spicatum, R. nigrum, R. aureum.
Методом сканирующей электронной микроскопии (криоСЭМ) исследованы особенности микроморфологии поверхности эпидермы листьев представителей 6 родов: Sorbus L., Aronia Medik., Amelanchier Medik., Cydonia Mill., Cotoneaster Medik., Crataegus L. (Rosaceae). Поверхность листьев исследованных растений имела кутикулярную складчатость двух типов. У Cotoneaster melanocarpus и Sorbus aucuparia наблюдали одиночные кутикулярные тяжи, как правило, расположенные на одной клетке, но более крупные и иногда разветвленные. У остальных видов складчатость имела форму многочисленных мелких параллельных микротяжей, идущих вдоль длинной оси клетки. Разную степень проявления кутикулярной складчатости обоих типов наблюдали на поверхности основных клеток эпидермы на одной или обеих сторонах листовой пластинки. Кроме того, радиально расходящиеся микротяжи окружали устьица и трихомы, а у Amelanchier spicata и Sorbus aucuparia также и папиллы в области устьиц. Все исследованные виды имели хорошо выраженный устьичный диморфизм. Более крупные первичные устьица с хорошо выраженной складчатостью располагались на некотором удалении или в центре группы из нескольких более мелких вторичных устьиц. Доля первичных устьиц составляла от 5 до 17%. У исследованных видов наблюдалась отрицательная корреляция между длиной устьиц и плотностью их размещения на поверхности листьев, которая близка к аналогичной корреляции в других таксонах.
Представлены результаты исследования, целью которых явилось изучение особенностей развития и онтогенетической структуры ценопопуляций Thymus mongolicus в разных эколого-ценотических условиях обитания в Тыве. Выявлена поливариантность развития и адаптивные признаки природных ценопопуляций неявнополицентрического кустарничка T. mongolicus. Поливариантность развития особей проявляется в сокращении длительности онтогенеза или отдельных онтогенетических состояний, появлении вегетативного размножения и омоложении рамет. Установлено, что в условиях песчаной и высокогорной петрофитной степей происходят колебания доли молодых и старых особей, тип онтогенетического спектра бимодальный. В условиях остепненного лугового сообщества меняется тип онтогенетического спектра с бимодального на левосторонний и резко сокращается доля особей старого состояния. При анализе популяционных признаков в разные годы исследования описаны процессы старения и омоложения ценопопуляции. Изменение состояния ценопопуляций имеет флуктуационный характер и его следует рассматривать в качестве механизма адаптации, поддерживающего устойчивое состояние ценопопуляций T. mongolicus в разных эколого-ценотических условиях обитания.
Издательство
- Издательство
- ИЗДАТЕЛЬСТВО НАУКА
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- 121099 г. Москва, Шубинский пер., 6, стр. 1
- Юр. адрес
- 121099 г. Москва, Шубинский пер., 6, стр. 1
- ФИО
- Николай Николаевич Федосеенков (Директор)
- E-mail адрес
- info@naukapublishers.ru
- Контактный телефон
- +7 (495) 2767735