Андромоноэция, биология цветения и опыления Dorema microcarpum (Apiaceae) в условиях Ферганской долины (Узбекистан)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Впервые описана андромоноэция и выявлены антэкологические особенности у Dorema microcarpum, эндемика Западного Тянь-Шаня и Северного Памиро-Алая. Исследования проведены в естественных условиях Чуст-Папских адыров Ферганской долины в 2021–2023 гг. Показано, что флоральная единица представляет собой открытую ярусную кисть из ярусных кистей из простых зонтиков. У мощно развитых особей в нижней части синфлоресценции формируются паракладии. Продолжительность цветения особи составляет 10–15 дней. Простые зонтики в разных частях синфлоресценции формируют только обоеполые цветки, обоеполые и тычиночные цветки, только тычиночные цветки. У слабо развитых особей на боковых кистях, начиная с 6-го узла, в простых зонтиках формируются обоеполые цветки и от 1 до 5 тычиночных цветков; простые зонтики 2–3 нижних боковых кистей образуют только тычиночные цветки. У мощно развитых особей в средней и верхней частях синфлоресценции практически все простые зонтики формируют только обоеполые цветки, тычиночные цветки развиваются только на паракладиях. Цветение особи начинается с простых зонтиков на боковых кистях, расположенных в средней части флоральной единицы – с 6-го по 9-й узел и происходит дивергентно: сначала полностью отцветают средняя и верхняя части синфлоресценции, затем раскрываются тычиночные цветки на боковых кистях нижней части (узлы с 3-го по 5-й). Раскрывание цветков на боковых кистях происходит акропетально, в пределах простых зонтиков – центростремительно. D. microcarpum относится к растениям с утренним ритмом цветения: раскрывание цветков начинается рано утром (около 5–6 часов.) и продолжается до 9–10 часов. Обоеполые цветки характеризуются строго выраженной протандрией. Цветение обоеполого цветка продолжается 3–4 дня, тычиночного – 1 день. Цветки в основном посещаются представителями двух отрядов – Hymenoptera и Diptera. Наличие обоеполых и тычиночных цветков, разновременность их созревания и строгая синхронность цветения обоеполых цветков верхних боковых кистей способствуют гейтоногамии, а также обеспечивают перекрестное опыление других особей. Тычиночные цветки нижних боковых кистей или паракладиев обеспечивают перекрестное опыление между особями, находящимися в разных фазах цветения.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

М. А. Давидов

Ферганский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: mdavidov66@mail.ru
Узбекистан, ул. Мураббийлар, 19, Фергана, 712000

М. Х. Акбарова

Ферганский государственный университет

Email: mdavidov66@mail.ru
Узбекистан, ул. Мураббийлар, 19, Фергана, 712000

З. А. Юсупова

Ферганский государственный университет

Email: mdavidov66@mail.ru
Узбекистан, ул. Мураббийлар, 19, Фергана, 712000

Список литературы

  1. [Davidov, Isakova] Давидов М.А., Исакова Н. 2021. Dorema microcarpum Korov. (Apiaceae) онтогенези. – Science and education. С. 58–63.
  2. [Demyanova] Демьянова Е.И. 1995. К изучению антэкологии и полового полиморфизма зонтичных лесостепного Зауралья. I. О протерандрии у зонтичных. – Вестн. Перм. ун-та. Биология. 2: 45–54.
  3. [Demyanova, Klymenko] Демьянова Е.И., Клименко Е.В. 2011. О половом полиморфизме Filipendula vulgaris и F. ulmaria (Rosaceae) в Приуралье. – Вестник Пермского ун-та. Биология. 1: 4–13.
  4. [Demyanova et al.] Демьянова Е.И., Шестакова О.М., Деткова А.Г. 2000. О половой структуре популяций гинодиэцичных зонтичных Приуралья. – Вестн. Перм. ун-та. Биология. 2: 58–61.
  5. Endress P.K. 2020. Structural and temporal modes of heterodichogamy and similar patterns across angiosperms. – Bot. J. Linn. Soc. 193(1): 5–18. https://doi.org/10.1093/botlinnean/boaa001
  6. [Godin et al.] Годин В.Н., Дозорова С.В., Архипова Т.В. 2019. Андромоноэция у Aegopodium podagraria L. (Apiaceae) в Московской области. – Вестник Томского государственного университета. Биология. 45: 47–68. https://doi.org/10.17223/19988591/45/3
  7. [Godin et al.] Godin V.N., Arkhipova T.V., Vetlova M.A., Kuranova N.G. 2022. Andromonoecy and floral protandry of Oenanthe aquatica (Apiaceae). – Вестник Томского государственного университета. Биология. 58: 96–112. https://doi.org/10.17223/19988591/58/5
  8. [Godin, Perkova] Годин В.Н., Перкова Т.В. 2017. Биология цветения и половой полиморфизм у видов семейства Apiaceae (Московская область). – Бот. журн. 102(1): 35–47. https://doi.org/10.1134/S0006813617010033
  9. Hall W.C. 1949. Effects of photoperiod and nitrogen supply on growth and reproduction in the gherkin. – Plant Physiology. 24(4): 753–769. https://doi.org/10.1104/pp.24.4.753
  10. [Kordyum, Glushchenko] Кордюм Е.Л., Глущенко Г.И. 1976. Цитоэмбриологические аспекты проблемы пола покрытосеменных. Киев. 197 с.
  11. [Korovin] Коровин Е.П. 1959. Сем. Umbelliferae – Зонтичные. – В кн.: Флора Узбекистана. Т. 4. Ташкент. С. 243–244.
  12. [Kuznetsova, Timonin] Кузнецова Т.В., Тимонин А.К. 2017. Соцветие: морфология, эволюция, таксономическое значение (применение комплементарных подходов). М. 183 с.
  13. Limerk J. 1959. The influence of photoperiodicity on the sexual index in hemp (Cannabis sativa L.). – Biol. Plant. 1(3): 176–186. https://doi.org/10.1007/BF02927054
  14. [Minina] Минина Е.Г. 1938. О фенотипических изменениях признаков пола у высших растений под влиянием изменение условий питания и других внешних факторов. – Докл. АН СССР. 21(6): 302–305.
  15. [Minina] Минина Е.Г. 1965. Значение смещения пола для селекции. О связях гетерозиса и полиплоидии с сексуализацией. – Журн. общей биол. 26(4): 416–426.
  16. [Minina, Polozova] Минина Е.Г., Полозова Л.Я. 1952. Условия женской сексуализации почек дуба. – Докл. АН СССР. 86(1): 189–192.
  17. Nitsch J.P., Kurtz E.B., Liverman J.L., Went F.W. 1952. The development of sex expression in cucurbit flowers. – Amer. J. Bot. 39(1): 32–43. https://doi.org/10.2307/2438091
  18. [Pechenitsyn] Печеницын В.П. 1990. Влияние температуры на морфогенез среднеазиатских тюльпанов. Ташкент. 81 с.
  19. [Pimenov] Пименов М.Г. 1988. Монографический обзор рода Dorema D. Don (Umbelliferae). – Бюлл. Московского общества испытателей природы. Отд. Биол. 93(2): 76–90.
  20. [Pimenov] Пименов М.Г. 2009. Dorema microcarpum Korovin. – В кн.: Красная книга Республики Узбекистан. Ташкент. С. 102.
  21. [Pimenov, Klyuykov] Пименов М.Г., Клюйков Е.В. 2002. Зонтичные (Umbelliferae) Киргизии. М. 288 с.
  22. [Pimenov, Klyuykov] Пименов М.Г., Клюйков Е.В. 2019. Dorema microcarpum Korovin. – В кн.: Красная книга Республики Узбекистан. Растения. Т. 1. Ташкент. С. 83.
  23. [Pimenov, Klyuykov] Пименов М.Г., Клюйков Е.В. 2023. Apiaceae. – В кн.: Флора Узбекистана. Т. 5. Ташкент. 469 с.
  24. [Ponomarev] Пономарев А.Н. 1960a. О протерандрии у зонтичных. – Доклады АН СССР. 135: 750–752.
  25. [Ponomarev] Пономарев А.Н. 1960b. Изучение цветения и опыления растений. – В кн.: Полевая геоботаника. Т. 2. М., Л. С. 9–19.
  26. Puchałka R., Spalik K., Trzeciak P., Banasiak Ł., Piwczyński M. 2023. Phylogenetic position of Dorema within Ferula (Apiaceae). – Plant Syst. Evol. 309: 28. https://doi.org/10.1007/s00606-023-01857-z
  27. Reuther K., Claßen-Bockhoff R. 2010. Diversity behind uniformity – inflorescence architecture and flowering sequence in Apiaceae-Apioideae. – Plant Div. Evol. 128(1–2): 181–220. https://doi.org/10.1127/1869-6155/2010/0128-0009
  28. Robinsohn I. 1924. Die Färbungsreaktion der Narbe, Stigmatochromie, als morpho-biologische Blütenuntersuchungsmethode. – Sitzungsberichte der Akademie der Wissenschaften. Mathematisch-naturwissenschaftliche Сlasse. Abt. I. 133(7–8): 181–211.
  29. Schlessman M.A. 2010. Major events in the evolution of sexual systems in Apiales: ancestral andromonoecy abandoned. – Plant Div. Evol. 128(1–2): 233–245. https://doi.org/10.1127/1869-6155/2010/0128-0011
  30. Sokal R.R., Rohlf F.J. 2012. Biometry: the principles and practice of statistics in biological research. 4th edition. New York. 937 p.
  31. Spalik K. 1991. On evolution of andromonoecy and “overproduction” of flowers: a resource allocation model. – Biol. J. Linn. Soc. 42(3): 325–336. https://doi.org/10.1111/j.1095-8312.1991.tb00566.x
  32. Théry M., Casas J. 2002. Predator and prey views of spider camouflage. – Nature. 415: 133. https://doi.org/10.1038/415133a
  33. [Tojibaev, Naralieva] Тожибаев К.Ш., Наралиева Н.М. 2012. Новые местонахождения редких и эндемичных видов Apiaceae Узбекистана. – Turczaninowia. 15(4): 31–33.
  34. Webb C. J. 1981. Andromonoecism, protandry, and sexual selection in Umbelliferae. – N. Z. J. Bot. 19(3): 335–338. https://doi.org/10.1080/0028825X.1981.10426389

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Цветущая особь Dorema microcarpum (фото М.А. Давидова).

Скачать (80KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Схема синфлоресценции Dorema microcarpum: a – открытая ярусная кисть из ярусных кистей из простых зонтиков (2021–2022 гг.); b – синфлоресценция с паракладиями (2023 г.); 1, 2 – боковые кисти с недоразвитыми зонтиками из тычиночных цветков; 3–5 – боковые кисти с развитыми зонтиками из тычиночных цветков; 3'–5' – паракладии с развитыми зонтиками из тычиночных цветков; 6–13 – боковые кисти с простыми зонтиками из 6–9 обоеполых и 1–5 тычиночных цветков; 6'–12' – боковые кисти с простыми зонтиками из обоеполых цветков (от 6–9 до 15 шт.). Кружками обозначены простые зонтики.

Скачать (11KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Простые зонтики на боковых кистях Dorema microcarpum (фото М.А. Давидова): a – простые зонтики, включающие только тычиночные цветки; b – простые зонтики, включающие только обоеполые цветки.

Скачать (35KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Изменение относительной влажности воздуха (a) и средней температуры воздуха (b) в 2022 и 2023 гг. По оси Х – месяцы, по оси Y – относительная влажность воздуха (a) или средняя температура воздуха (b).

Скачать (3KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Цветение флоральной единицы Dorema microcarpum. По оси Х – даты, по оси Y – номера боковых ярусных кистей, как на рис. 2а; I – тычиночная стадия цветения; II – совмещение тычиночной и рыльцевой стадий цветения, III – рыльцевая стадия цветения.

Скачать (1KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Суточная ритмика цветения Dorema microcarpum. По оси Х – часы наблюдений; по левой оси Y – число раскрывшихся цветков; по правой оси Y – относительная влажность и температура воздуха; 1 – число раскрывшихся обоеполых цветков; 2 – число раскрывшихся тычиночных цветков; 3 – температура воздуха; 4 – относительная влажность воздуха.

Скачать (3KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024