Журнал общей биологии

Со времен Чарльза Дарвина изучение механизмов доместикации животных как модели быстрых эволюционных преобразований имеет общебиологическое значение. Методы геометрической морфометрии (ГМ) позволяют оценить морфогенетические изменения, происходящие при доместикации. На примере экспериментальных линий американской норки Neogale vison, селектированных на агрессивное и ручное поведение, с помощью методов ГМ между ними установлены существенные различия по центроидным размерам и форме нижней челюсти. В качестве контролей использовали клеточных неселектированных и диких норок канадской популяции. Селекция привела к увеличению центроидных размеров мандибул у агрессивных и их уменьшению у ручных норок. Наибольшие различия по форме мандибул с учетом зубного ряда проявились между линиями агрессивных и ручных норок, а половые различия выражены в меньшей мере. Дестабилизация развития мандибул, косвенно оцененная по величине объема внутригруппового морфопространства (Vm) вдоль первых трех канонических осей, оказалась наиболее выражена у самцов и самок линии ручных норок, что прямо согласуется с теорией дестабилизирующего отбора Д. К. Беляева. Наименьшие значения Vm у обоих полов линии агрессивных норок также отражают ограничение нормального развития. Таким образом, после 16–17 поколений селекции норок на агрессивное и ручное поведение обнаружены морфогенетические эффекты, выраженные в дивергенции формы их нижней челюсти, сопровождающиеся дестабилизацией развития и отражающие высокую скорость экспериментальной доместикации (по Д. К. Беляеву). Дифференциация линий агрессивных и ручных американских норок по форме мандибул превышает уровень половых различий и сопоставима со степенью морфологического расхождения между клеточными и дикими канадскими особями вида. Она сопровождается морфологическим хиатусом и формально близка к подвидовому рангу внутривидовых морфологических различий (речь не идет о “рукотворных” подвидах) по сравнению с морфологической дивергенцией американской норки от другого вида – колонка Mustela sibirica. Морфогенетические эффекты селекции американской норки по оборонительной реакции на человека демонстрируют высокий адаптационный и эволюционный потенциалы этого инвазивного вида.

На основе концепции “биологического хеджирования ставок” описаны механизмы поддержания численности и возрастного спектра ценопопуляций Heracleum mantegazzianum Sommier & Levier в отсутствие у данного вида долговременного почвенного семенного банка. Исследована динамика пополнения и расходования почвенного банка мерикарпиев (“семян”) H. mantegazzianum, численность проростков и ювенильных особей в условиях среднетаежной подзоны Республики Коми. Для ценопопуляций H. mantegazzianum характерно накопление значительного количества пустых семенных оболочек в почве, медианная численность жизнеспособных семян при этом не превышает 2000 шт./ м². Длительный период естественной стратификации (до 180 дней) обеспечивает дозревание и быстрое прорастание весной практически всех семян урожая предыдущего года. Из этого следует, что в природно-климатических условиях района проведения работ растения H. mantegazzianum формируют временный банк семян. Численность ювенильных особей H. mantegazzianum остается относительно стабильной (около 200 шт./м²) благодаря регулярному поступлению семян, быстрому весеннему развитию проростков, а также за счет особей, оставшихся на второй год жизни в ювенильном онтогенетическом состоянии. Использование светового ресурса весеннего и осеннего периодов и возможность перехода в состояние вынужденного покоя летом способствуют выживанию и поддержанию численности ювенильных особей в условиях сильной внутривидовой конкуренции. Для H. mantegazzianum стратегия “хеджирования ставок” реализуется за счет перехода к репродукции крайне малой (менее 0.01%) части особей от общего числа особей в ценопопуляции, банка подземных почек возобновления и способности ювенильных особей переходить в состояние вынужденного покоя.

В последнее время большая роль в таксономии растений отводится молекулярно-генетическим данным. Однако сравнение последовательностей отдельных хлоропластных и ядерных генов или же целых геномов порой приводит к новым и не вполне ожидаемым результатам в области таксономии растений. Одним из таких таксонов оказался род Minuartia s. l. После публикации филогенетических данных этот род подвергся таксономической ревизии ввиду того, что, согласно кладистическим представлениям, оказался парафилетической группой. В результате были выделены новые роды и восстановлены ранее упраздненные, в частности Cherleria L., включающий 19 видов. Род Cherleria представляет особый интерес ввиду значимых габитуальных отличий его представителей. Отсюда возникает острая необходимость в поиске новых таксономически значимых признаков, которые могли бы внести ясность в отношения между внутриродовыми таксонами. Для этих целей изучены биоморфологические характеристики представителей шести модельных видов Cherleria. В работе выявлены биоморфологические характеристики, наиболее значимые для использования в таксономических целях: модель побегообразования, морфология подушки, характер ветвления побегов, наличие или же отсутствие специализированных вегетативных побегов для захвата пространства, стратегия роста и строение монокарпического побега. При анализе биоморфологических признаков изученных видов выявлены четыре стратегии роста: стратегия центробежного разрастания; стратегия центробежного разрастания с редким появлением радиально направленных боковых специализированных побегов полурозеточного типа; стратегия векторного разрастания путем активного ветвления на ранних этапах развития с последующим “затуханием” процесса образования боковых осей; стратегия векторного разрастания с помощью полурозеточных плагиотропных побегов с последующим заполнением внутреннего пространства подушки за счет ортотропных розеточных побегов. Сопоставление молекулярно-генетических и биоморфологических данных, полученных нами, позволяет выделить биоморфологические апоморфии: моноподиальная плагиотропно-полурозеточная–ортотропно-розеточная модель побегообразования со специализированными полурозеточными побегами для захвата территории, наличие дициклических монокарпических побегов, – а также плезиоморфии: моноподиальная розеточная модель побегообразования, формирование плотно заполненной подушки, моноциклические просто устроенные монокарпические побеги. Основываясь на этих данных, сделано предположение о том, что моноподиальная розеточная модель побегообразования была исходной для рода Cherleria.