Сайт журнала
"Тёмный лес"

Главная страница

Номера "Тёмного леса"

Страницы авторов "Тёмного леса"

Страницы наших друзей

Кисловодск и окрестности

Тематический каталог сайта

Новости сайта

Карта сайта

Из нашей почты

Пишите нам! temnyjles@narod.ru

 

на сайте "Тёмного леса":
стихи
проза
драматургия
история, география, краеведение
естествознание и философия
песни и романсы
фотографии и рисунки

 
Главная страница
Страницы авторов "Темного леса"
Ю.Насимович - натурфилософия
Биологическое значение окраски цветка (оглавление)
 
Список статей и авторефераты
Предисловие
Статья 1
Статья 2
Статья 3
Статья 4
Статья 5
Статья 6
Статья 7
Статья 8
Статья 9
Статья 10
Статья 11
Статья 12
Статья 13
Статья 14
Статья 15
Статья 17
Статья 18
Статья 19
Статья 20
Статья 21
Статья в "Юном натуралисте"
Конкуренция за опылителей

        О ПОПУЛЯЦИЯХ CHAMERION ANGUSTIFOUUM (ONAGRACEAE)
                 С ПУРПУРОВЫМИ И БЕЛЫМИ ЦВЕТКАМИ

                         Ю.А. Насимович

   ПРЕДИСЛОВИЕ К ЭЛЕКТРОННОЙ ПУБЛИКАЦИИ (23.02.2015 г.). Статья о
сравнении нормального и белоцветкового иван-чая была депонирована
мной в ВИНИТИ в 1991 г.  (см.  в списке литературы "К  вопросу  о
микроэволюции окраски цветка на примере нормального и белоцветко-
вого иван-чая"), а в 1993 г. в Ботаническом журнале я опубликовал
краткий вариант этой статьи,  который теперь и предлагается чита-
телю в электронном виде.
   Номера страниц (17-20) указаны в начале этих страниц (сверху).
Значок "°" означает "градусы".
   ВЫХОДНЫЕ ДАННЫЕ:  Ю.А.Насимович. О популяциях Chamerion angus-
tifolium (Onagraceae) с пурпуровыми и белыми цветками.  - Ботани-
ческий журнал. 1993. Т.78. N9. С.17-20.

                          [Страница 17]

                         Ю.А. Насимович

        О ПОПУЛЯЦИЯХ CHAMERION ANGUSTIFOUUM (ONAGRACEAE)
                 С ПУРПУРОВЫМИ И БЕЛЫМИ ЦВЕТКАМИ

Yu. A.  NASIMOVICH.  THE  POPULATIONS  OF  CHAMERION ANGUSTIFOUUM
(ONAGRACEAE) WITH PURPLE AND WHITE FLOWERS

   Обследована ценопопуляция белоцветкового  иван-чая;  проведено
сравнение белых с пурпуровыми цветками по ряду признаков.  Сделан
вывод о меньшей способности белоцветкового иван-чая к самовоспро-
изведению на популяционном уровне.

   В 1981 г.  около г. Валдая Новгородской обл. мне довелось наб-
людать "пятно" альбиносного иван-чая Chamerion angustifolium (L.)
Holub  в  окружении растений с пурпуровыми цветками.  В 1990-1992
гг.,  опять попав на это место,  я произвел измерения и подсчеты,
позволившие  сделать  некоторые  предположения  относительно роли
пигментов в генеративных органах этого растения.  Материалы  1990
г.   явились  основой  ранее  депонированной  статьи  (Насимович,
1991а).

                       Материал и методика

   Популяция белоцветкового  иван-чая  расположена  близ развилки
трассы Москва-С.-Петербург и дороги на г. Боровичи. Альбиносы ок-
ружены  нормальными  растениями и перемежаются с ними.  По данным
А.А.  Тишкова, в начале 70-х годов нашего века альбиносных расте-
ний здесь было мало, но их число постепенно увеличивалось. С 1981
по 1990 г.  популяция,  по моей оценке,  не изменилась. В 1990 г.
имелось около 120 белоцветковых растений, в 1992 г. их число сок-
ратилось до 62.
   На участке с белоцветковым иван-чаем проведены следующие рабо-
ты. Во-первых, подсчитано число белоцветковых побегов. Во-вторых,
сделано сравнение белоцветковых и пурпуровоцветковых растений: 1)
по морфологическим признакам;  2)  по  количеству  и  соотношению
цветков и плодов;  3) по температуре поверхности бутонов, цветков
и плодов; с помощью термометра, аналогичного

                          [Страница 18]

разработанному В.Г. Кармановым (Радченко, 1966), измерена их тем-
пература на солнце и в моменты,  когда солнце находилось за обла-
ками;  температура белоцветковых и нормальных растений измерялась
одновременно  у  сходных по высоте и близко растущих экземпляров;
произведено 326 измерений;  4) по размаху  колебаний  температуры
тех же органов; регистрация температуры каждого из органов велась
многократно (10-20 раз) примерно через каждые 10-15  с,  если  не
резко менялись погодные условия; 5) по срокам цветения.

                   Результаты и их обсуждение

   Белоцветковый иван-чай  имеет  следующие визуальные отличия от
обычного: 1) цветки совершенно белые; 2) листья более светлые; 3)
зрелые плоды со всех сторон беловато-зеленые,  а не красные с ос-
вещенной стороны,  как у обычных растений; 4) после естественного
раскрытия  коробочек семена с волосистым хохолком сразу сдуваются
ветром,  а не висят еще некоторое время на внутренней перегородке
плода,  как у обычного иван-чая.  Таким образом, ген альбинизма в
этом случае обладает плейотропным воздействием на многие признаки
растения. Последний признак может иметь следующую связь с отсутс-
твием пигмента.  У обычного растения плоды с  освещенной  стороны
ярко-красные;  видимо,  они  нагреваются на солнце неравномерно с
разных сторон,  вследствие чего скручивающиеся высыхающие створки
раскрываются  раньше,  чем у альбиносов,  когда семена еще по ка-
кой-то причине могут удерживаться на внутренней перегородке  пло-
да. Плоды альбиносов высыхают и открываются позднее, когда семена
уже плохо связаны с внутренней перегородкой  плода  (по-видимому,
тоже успели высохнуть).
   Число цветков и плодов у белоцветкового и  пурпуровоцветкового
иван-чая  составило в среднем на побег 15.3:5.6 и 18.2:10.0 соот-
ветственно (то же в % от суммы цветков и плодов - 73:27 и 65:35).
Сделаем выводы: 1) сумма цветков и плодов у белоцветковых побегов
(20.9) оказалась ниже,  чем у пурпуровоцветковых (28.2), почти на
1/3 (либо их вообще меньше,  либо они позднее цветут;  подсчитать
все бутоны у иван-чая в принципе невозможно); 2) цветков у белоц-
веткового  иван-чая в среднем меньше;  3) плодов у белоцветкового
иван-чая в среднем меньше;  4) плоды белоцветкового иван-чая сос-
тавляют меньшую долю от суммы цветков и плодов,  что означает его
более позднее зацветание.  Последний вывод подтвержден непосредс-
твенно 20 VII 1991,  когда наблюдалось цветение большинства побе-
гов пурпуровоцветкового иван-чая, ни один белоцветковый побег ещё
не зацвел.
   При безоблачном небе пигментированные органы в среднем  оказа-
лись теплее аналогичных без пигмента на 0.5-0.1°C, при облачности
- на 0.3-0.1°C (см.  таблицу).  Однако эти значения в  конкретных
случаях сильно варьируют, так как зависят и от многих других фак-
торов.
   Температура органов растения непрерывно меняется из-за порывов
ветра, изменения облачности и т.п. И на солнце, и в тени темпера-
тура окрашенных органов колеблется сильнее, чем температура орга-
нов, лишенных пигмента. При выходе солнца из-за облаков эти коле-
бания становятся в 2-3 раза более резкими,  чем в то время, когда
оно за облаками. По-видимому, это происходит потому, что на солн-
це  нагревание растения осуществляется быстрее,  чем охлаждение в
тени от облака.
   Как правило, у альбиносов доминантный ген, контролирующий син-
тез пигмента,  заменен на его рецессивную аллель (Халида аль Бас-
сам,  1966;  Mogford, 1978; Зыков, Клименко, 1981). Если рассмот-
ренный случай не является исключением,  то  альбиносный  иван-чай
возник в результате такой точечной мутации гена окраски.  Популя-
ционная структура вида позволила мутантным растениям


                          [Страница 19]

                                                   [Таблица]

   Колебания температуры генеративных органов белоцветкового и
                  пурпуровоцветкового иван-чая

Условия         Органы  Наличие   Изменения температуры, °C, за
                        пигмента  время между двумя измерениями
                                  (примерно 10-15 с)

                                  среднее           среднее
                                  арифметическое    квадрати-
                                  значение  и  его  ческое
                                  средняя ошибка    отклонение

Солнце за об-   Цветки  Нет       0.25-0.04         0.20
лаками                  Есть      0.23-0.06         0.31
                Плоды   Нет       0.18-0.05         0.20
                        Есть      0.29-0.10         0.39
На солнце       Цветки  Нет       0.8-0.1 0.6       0.6
                        Есть      1.0-0.2 0.7       0.7
                Плоды   Нет       0.6-0.1 0.45      0.45
                        Есть      0.7-0.1 0.6       0.6

образовать многочисленную популяцию.  Это доказывается самим фак-
том длительного существования популяции белоцветкового иван-чая.
   Срок жизни каждой локальной популяции, как правило, ограничен,
и в дальнейшем судьба мутантной формы должна определяться успехом
или неуспехом ее в самовоспроизведении на  популяционном  уровне.
Наличие  альбиносов  у иван-чая - это сравнительно редкое явление
(Маевский, 1964: 362). Поскольку в природе господствует пигменти-
рованная  форма,  можно  полагать,  что  белоцветковые растения в
меньшей степени,  чем нормальные,  способны к самовоспроизведению
на популяционном уровне. Число цветков и плодов, а также их соот-
ношения у двух форм  свидетельствуют  о  том,  что  белоцветковый
иван-чай  в своем сезонном развитии значительно отстает от пурпу-
ровоцветкового и,  по-видимому, имеет меньше плодов и семян. Этой
разницы  может быть достаточно для постепенного вытеснения белоц-
ветковой формы.  По-видимому,  наличие пигмента способствует нес-
колько  большему  прогреву генеративных органов на солнце и уско-
ренному созреванию семян.  Для такого светолюбивого растения, как
иван-чай,  это положение представляется естественным. Таким обра-
зом, случайно возникшая мутация белоцветковости оказывается в ко-
нечном  итоге вредной,  и ген белоцветковости исчезает в процессе
естественного отбора на популяционном уровне.
   Стоит обратить внимание еще на одно обстоятельство.  При пере-
падах температуры среды у белоцветкового иван-чая температура са-
мого растения меняется более плавно, чем у пигментированного (см.
таблицу).  Это связано с тем,  что белые цветки и бледные  плоды,
нагреваясь  на солнце меньше и медленнее окрашенных,  так же мед-
леннее их остывают в тени.  Отсутствие пигмента,  таким  образом,
уменьшает перепады температур растения (Насимович,  1988,  1991б;
Насимович,  Романова, 1990). В данном случае (в умеренных широтах
летом на открытом месте) это не принесло успеха в самовоспроизве-
дении мутантной формы.  Однако можно представить  себе  ситуации,
когда  плавность температурных колебаний растения окажется выгод-
ной и альбинизм станет нормой.  В условиях крайне низкой освещен-
ности  может  иметь  значение  способность менее пигментированных
растений несколько лучше удерживать тепло,  поступающее от  подс-
тилки в результате процессов конвекции (Насимович,  1988,  1991б;
Насимович, Романова, 1990). Высокая доля белоцветковых растений в
темнохвойной  тайге  (Пономарев,  Верещагина,  1973) и в дубравах
после установления затенения (Кожевников, 1929) может объясняться
именно этим.

                          [Страница 20]

                             Выводы

   Белоцветковый иван-чай  характеризуется визуальным отсутствием
пигмента во всех органах,  более низкой температурой генеративных
органов в дневное время,  менее резкими колебаниями их температу-
ры,  отставанием в сезонном развитии,  меньшим числом  цветков  и
плодов.  После раскрытия коробочек семена сразу же сдуваются вет-
ром, а не задерживаются еще некоторое время на перегородке плода,
как у нормального иван-чая.  Белоцветковый иван-чай, по-видимому,
менее способен к самовоспроизведению на популяционном уровне.

                        СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

   Зыков К.И., Клименко З.К. Об изменении окраски цветков у инду-
цированных  и естественных мутантов садовых роз // Бюл.  Никитск.
бот.  сада.  1981. Вып. 3. С. 29-32. Кернер фон-Марилаун А. Жизнь
растений.  СПб.,  1899.  Т.  1. 776 с.; Т. 2. 838 с. - Кожевников
А.В.  К фитосоциологической характеристике  липовой  части  38-го
квартала Погонно-Лосиного Острова // Тр. по лесному опытному делу
(Центр,  лесная опытная станция). М., 1929. Вып. 6. С. 113-132. -
Маевский П.Ф.  Флора средней полосы европейской части СССР.  II.:
Колос, 1964. 880 с. - Мамаев С.А., Семкина С.А. Сезонная изменчи-
вость  окраски цветков растений лесной зоны равнин Среднего Урала
// Тр.  Ин-та экологии растений и животных Уральского филиала  АН
СССР.  Свердловск, 1968. Вып. 60. С. 92-98. - Насимович Ю.А. Био-
логическое значение окраски цветка // Бюл. МОИП. Отд. биол. 1986.
Т.  91.  Вып. 5. С. 82-92. - Насимович Ю.А. О сезонных изменениях
окраски цветков  флоры  Московской  области.  Деп.  в  ВИНИТИ  АН
СССР.М., 1988. N9009-В88. 44 с. - Насимович Ю.А. К вопросу о мик-
роэволюции окраски цветка на примере нормального и белоцвегкового
иван-чая. Деп. в ВИНИТИ АН СССР.М., 1991а. N4382-В91. 9 с.- Наси-
мович Ю.А.  Окраска цветка в связи с влажностью,  освещенностью и
другими параметрами биотопов на примере подмосковной флоры.  Деп.
в ВИНИТИ АН СССР.М.,  19916.  N4379-В91.  40 с. - Насимович Ю.А.,
Романова В,  А.  К биологии редких видов Corydaiis Medic,  в Мос-
ковской области. Деп. в ВИНИТИ АН СССР.М., 1990. N2127-В90. 30 с.
- Пономарев А.Н.,  Верещагина В.А. Антэкологический очерк темнох-
войного леса // Проблемы биогеоценологии,  геоботаники и  ботани-
ческой географии.  Л.:  Наука, 1973. С. 196- 207. - Радченко С.И.
Температурные градиенты среды и растения.  М.;  Л.:  Наука, 1966.
389 с. - Тихомиров Б.А. Взаимосвязи животного мира и растительно-
го покрова тундры. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1959. 104 с. - Тихоми-
ров  Б.А.  Очерки по биологии растений Арктики.  М.;  Л.:  Наука,
1963. 154 с. - Халида аль Бассам. Биохимические изменения, сопря-
женные с мутациями потери антоцианиновой окраски цветка у некото-
рых растений: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. М., 1966. 20 с.
- Шамурин В.Ф. Сезонный ритм и экология цветения растений тундро-
вых сообществ на севере Якутии // Приспособление растений Арктики
к условиям среды.  М.;  Л.: Наука, 1966. Вып. 8. С. 5-125. - Mog-
ford D.  J. Pollination and flower colour polymorphism, with spe-
cial  reference to Cirsium palustre // The pollination of flowers
by insects. London, 1978. P. 191-199.

Всероссийский научно-исследовательский институт
       охраны природы и заповедного дела
                  Москва

Получено 3 XII 1992

 

ПОДЕЛИТЬСЯ: