Сибирские учёные выяснили: различия в окраске мужских шишек внутривидовых форм сосны обыкновенной, произрастающей в лесах и болотах Западной Сибири, связаны не только с адаптационной изменчивостью, но и с тем, что такие деревья являются самостоятельными единицами генетического разнообразия вида.
Один из авторов исследования — заведующий лабораторией лесной фитоценологии Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН (Красноярск) кандидат биологических наук Александр Владимирович Пименов — рассказал о результатах работы на международной конференции «Сохранение разнообразия растительного мира в ботанических садах: традиции, современность, перспективы», посвящённой 70-летию Центрального сибирского ботанического сада СО РАН.
На протяжении 15 лет ученый вместе со своим коллегой старшим научным сотрудником лаборатории лесной генетики и селекции ИЛ СО РАН доктором биологических наук Тамарой Станиславовной Сидельниковой занимаются изысканиями в области популяции хвойных. Последние пять лет исследователи работают над сравнительным анализом форм сосны обыкновенной.
— Формодифференцирующие признаки у нашего объекта — окраска мужских шишек, то есть пыльников. Мы взяли наиболее контрастные по цвету: жёлтые и красные — они хорошо идентифицируются на вид и, кроме того, коррелируют с другими признаками (формой кроны, трещиноватостью, цветом коры). Выборки было четыре: жёлто- и краснопыльниковые с болот и суходолов в Бакчарском районе Томской области и Тимирязевском лесхозе, — поясняет Александр Пименов.
Исследователи задались целью провести сравнительный анализ выбранных форм растения по классическим кариологическим (изучение ядра клеток) методам и по количеству ядерной ДНК. Еще одним важным аспектом стало понимание привязки этих форм к местообитанию: в какой степени неблагоприятные экстремальные экотопы являются центрами сосредоточения большего или меньшего биологического разнообразия вида.
— По результатам кариологического исследования мы сделали главный вывод: достоверное различие по суммарной длине диплоидного набора хромосом между жёлтопыльниковой и краснопыльниковой формами во всех выбранных местообитаниях оказались более значимыми и существенными на суходоле. При экотопическом сравнении выяснилось, что самая значительная суммарная длина диплоидного набора хромосом зафиксирована на суходоле, — комментирует Александр Пименов.
Сибирские учёные диагностировали ещё одни отличия на формовом уровне у сосны обыкновенной: анализ по вторичным перетяжкам (ядрыжковым организаторам) хромосом определил — большее количество таких перетяжек встречалось именно на болотах, как у жёлтой, так и у красной форм пыльников.
Как показало исследование кариологическое и по количеству ядерной ДНК, внутривидовые формы, наиболее контрастные по окраске мужских шишек, действительно можно идентифицировать как дискретные элементы генетического разнообразия:
— Основной вывод, который мы сделали по результатам работ, — изученные формы можно интерпретировать как самостоятельные элементы биологического разнообразия вида и, скорее всего, их различия являются адаптивными к болотным или суходольным условиям произрастания, — утверждает Пименов.
Также, по мнению исследователей, факт встречаемости деревьев с определённой окраской мужских генеративных структур может рассматриваться как проявление различных экологических стратегий, обеспечивающих устойчивую репродукцию вида:
— Например, на суходолах частота встречаемости краснопыльниковой формы порядка 5% , а на болотах — до 50% . Является ли это генетически закреплённым признаком? Первое наше исследование показывает, что это так, но мы будем «копать» дальше, —говорит Александр Пименов.
Марина Москаленко
Фото Юлии Поздняковой
