Харофітні водорості: питання еволюції та філогенії
Проаналізовані результати різних підходів щодо вивчення філогенії харофітів і ймовірної філогенетичної спорідненості окремих їхніх таксономічних груп із судинними рослинами. Наведено дані філогенетичних реконструкцій цієї групи водоростей і деяких аспектів їхнього філогенезу й еволюції за результ...
Gespeichert in:
Datum: | 2016 |
---|---|
Hauptverfasser: | , |
Format: | Artikel |
Sprache: | Ukrainian |
Veröffentlicht: |
Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України
2016
|
Schriftenreihe: | Український ботанічний журнал |
Schlagworte: | |
Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/178367 |
Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
Zitieren: | Харофітні водорості: питання еволюції та філогенії / Г.М. Паламар-Мордвинцева, П.М. Царенко // Український ботанічний журнал. — 2016. — Т. 73, № 2. — С. 163-177. — Бібліогр.: 109 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraineid |
irk-123456789-178367 |
---|---|
record_format |
dspace |
spelling |
irk-123456789-1783672021-02-19T01:28:09Z Харофітні водорості: питання еволюції та філогенії Паламар-Мордвинцева, Г.М. Царенко, П.М. Спорові рослини та гриби Проаналізовані результати різних підходів щодо вивчення філогенії харофітів і ймовірної філогенетичної спорідненості окремих їхніх таксономічних груп із судинними рослинами. Наведено дані філогенетичних реконструкцій цієї групи водоростей і деяких аспектів їхнього філогенезу й еволюції за результатами молекулярно-біологічного вивчення. Обговорено питання формування багатоклітинності та гравітропізму в харальних водоростей і значення цих процесів для формування рослин суходолу. Продемонстрована розбіжність в уявленнях щодо філогенетичної спорідненості різних представників Charophyta за молекулярно-генетичними даними з класичними морфолого-цитологічними ознаками та неоднозначності у вирішенні питання родинних зв'язків серед цієї групи рослин. Викладено сучасні уявлення щодо ролі та місця харофітів у становленні царства рослин і їхніх анцестральних форм та родинних зв'язків з іншими таксонами. Обговорено результати палеонтологічних досліджень харофітів і проаналізовано історію формування таксономічних груп харальних водоростей. Проанализированы результаты разных подходов к изучению филогении харофитов и вероятного филогенетического родства некоторых их таксономических групп с сосудистыми растениями. Представлены данные филогенетических реконструкций этой группы водорослей, а также некоторые аспекты их филогенеза и эволюции по результатам молекулярно-биологических исследований. Обсуждены вопросы формирования многоклеточности и гравитропизма у харальных водоростей, а также значение этих процессов для формирования наземных растений. Продемонстрировано расхождение в представлениях о филогенетическом родстве разных представителей Charophyta по молекулярно-генетическим данным с классическими морфолого-цитологическими признаками и неоднозначность в решении вопросов родственных связей в этой группе растений. Обобщены современные представления относительно роли и места харофитов в развитии царства растений, их анцестральных форм и родственных связей с другими таксонами. Обсуждены результаты палеонтологических исследований харофитов и проанализирована история формирования таксономических групп харальных водорослей. Results of various approaches to study of phylogeny of charophytes and their probable phylogenetic affinity with some taxonomic groups of vascular plants are analyzed. The data on phylogenetic reconstruction of this group and some peculiarities of its phylogenesis and evolution are based on the results of molecular biological studies. The issues of forming multicellularity and gravitropism of charophytic algae as well as the significance of these processes for the origin of land plants are discussed. It is demonstrated the differences in perceptions regarding phylogenetic relationships of different representatives of Charophyta on molecular-genetic data with classical morphological and cytological characteristics as well as the ambiguity in dealing with issues on relationships within this group of plants. Information of modern ideas on the importance and Chatophyta place in establishing the kingdom of plants and their ancestral forms and relationships with other taxa are summarized. Results of paleontological research of charophytes are discussed and history of taxonomic groups of Charales is analyzed. 2016 Article Харофітні водорості: питання еволюції та філогенії / Г.М. Паламар-Мордвинцева, П.М. Царенко // Український ботанічний журнал. — 2016. — Т. 73, № 2. — С. 163-177. — Бібліогр.: 109 назв. — укр. 0372-4123 DOI: http://dx.doi.org/10.15407/ukrbotj73.02.163 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/178367 uk Український ботанічний журнал Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України |
institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
collection |
DSpace DC |
language |
Ukrainian |
topic |
Спорові рослини та гриби Спорові рослини та гриби |
spellingShingle |
Спорові рослини та гриби Спорові рослини та гриби Паламар-Мордвинцева, Г.М. Царенко, П.М. Харофітні водорості: питання еволюції та філогенії Український ботанічний журнал |
description |
Проаналізовані результати різних підходів щодо вивчення філогенії харофітів і ймовірної філогенетичної
спорідненості окремих їхніх таксономічних груп із судинними рослинами. Наведено дані філогенетичних
реконструкцій цієї групи водоростей і деяких аспектів
їхнього філогенезу й еволюції за результатами молекулярно-біологічного вивчення. Обговорено питання
формування багатоклітинності та гравітропізму в харальних водоростей і значення цих процесів для формування рослин суходолу. Продемонстрована розбіжність
в уявленнях щодо філогенетичної спорідненості різних
представників Charophyta за молекулярно-генетичними
даними з класичними морфолого-цитологічними ознаками та неоднозначності у вирішенні питання родинних
зв'язків серед цієї групи рослин. Викладено сучасні уявлення щодо ролі та місця харофітів у становленні царства
рослин і їхніх анцестральних форм та родинних зв'язків
з іншими таксонами. Обговорено результати палеонтологічних досліджень харофітів і проаналізовано історію
формування таксономічних груп харальних водоростей. |
format |
Article |
author |
Паламар-Мордвинцева, Г.М. Царенко, П.М. |
author_facet |
Паламар-Мордвинцева, Г.М. Царенко, П.М. |
author_sort |
Паламар-Мордвинцева, Г.М. |
title |
Харофітні водорості: питання еволюції та філогенії |
title_short |
Харофітні водорості: питання еволюції та філогенії |
title_full |
Харофітні водорості: питання еволюції та філогенії |
title_fullStr |
Харофітні водорості: питання еволюції та філогенії |
title_full_unstemmed |
Харофітні водорості: питання еволюції та філогенії |
title_sort |
харофітні водорості: питання еволюції та філогенії |
publisher |
Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України |
publishDate |
2016 |
topic_facet |
Спорові рослини та гриби |
url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/178367 |
citation_txt |
Харофітні водорості: питання еволюції та філогенії / Г.М. Паламар-Мордвинцева, П.М. Царенко // Український ботанічний журнал. — 2016. — Т. 73, № 2. — С. 163-177. — Бібліогр.: 109 назв. — укр. |
series |
Український ботанічний журнал |
work_keys_str_mv |
AT palamarmordvincevagm harofítnívodorostípitannâevolûcíítafílogeníí AT carenkopm harofítnívodorostípitannâevolûcíítafílogeníí |
first_indexed |
2025-07-15T16:50:17Z |
last_indexed |
2025-07-15T16:50:17Z |
_version_ |
1837732429609041920 |
fulltext |
163ISSN 0372-4123. Укр. ботан. журн., 2016, 73(2)
УКРАЇНСЬКИЙ
БОТАНІЧНИЙ
ЖУРНАЛ Спорові рослини та гриби
Вступ
Харофітніводорості—чисельна(засучаснихуяв
лень), доволі давня монофілетична група фраг
мопластної, стрептофітової лінії еволюції рослин
(Chloroplastida), що відмежувалася від хлорофіт
ної лінії ще понад 450 млн років. Вона близькос
поріднена з вищими рослинами й об'єднує нині
одно та багатоклітинні, моноцитні та ценоцитні
організми з різною морфологічною структурою
талому.Ціорганізмихарактеризуютьсянаявністю
багатьох морфологоцитологічних ознак, одно
типнихзіншимипредставникамиStreptophyta,що
зростають у водному, аерофітному середовищах і
в ґрунті. Класичні уявлення про безпосередні ро
динні зв'язки харальних водоростей (Charales) із
вищими споровими рослинами (гетероморфна
зміна поколінь, гетеротрихальна будова зі здат
ністю формувати паренхіматозні диски, оогонії
з трихогіною, архегонійподібна будова оогоніїв
із заплідненими яйцеклітинами) чи розгляд цієї
групиякпрямихпредківсудиннихрослиннепід
твердилисязарезультатамимолекулярнобіологіч
них досліджень. Разом з тим немає єдиної думки
щодоконкретноїтаксономічноїсестринськоїгру
пи,якафілогенетичнопов'язанaз іншимиросли
нами. Зокрема, якщо ймовірним анцестральним
представником Chloroplastida за хлоропластни
ми генами вважали зелену джгутикову водорос
ть Mesostigma viride Lauterborn (Bhattacharia et al.,
1998;Lemieuxetal.,2000;Lemieux,Otisetal.,2007;
RodriguezEzpeletaetal.,2007),акладузM. virideта
Chlorokybus atmophyticus Geitler як сестринську до
всіхстрептофітів (Lemieuxetal.,2007),тофілоге
нетичну лінію ембріофітів виводять тепер від різ
нихтаксономічнихгрупхарофітів—Zygnematales/
Zygnematophyceae(Turmeletal.,2006;Wodnioketal.,
2011; Timme et al., 2012; Zong et al., 2013; Ruhfel
et al., 2014), Coleochaetales (Turmel, Gagnon et al.,
2009; Turmel, Otis et al., 2009) або Coleochaetales +
Zygnematales(Finetetal.,2012;LaurinLemayetal.,
2012;Zongetal.,2015).
Метоюцієїроботиєузагальненнявідомостейта
аналізрезультатівсучаснихдослідженьунапрямку
філогенетичнихреконструкційхарофітнихзелених
водоростей,атакожвисвітленнязначущостінових
doi:10.15407/ukrbotj73.02.163
Г.М.ПАЛАМАРМОРДВИНЦЕВА,П.М.ЦАРЕНКО
ІнститутботанікиіменіM.Г.ХолодногоНАНУкраїни
вул.Терещенківська,2,м.Київ,01004,Україна
ХАРОФІТНІ ВОДОРОСТІ: ПИТАННЯ ЕВОЛЮЦІЇ ТА ФІЛОГЕНІЇ
PalamarMordvintsevaG.M.,TsarenkoP.M.Charophytic algae: issues of evolution and phylogeny.Ukr.Bot.J.,2016,
73(2):163—177.
M.G.KholodnyInstituteofBotany,NationalAcademyofScienseofUkraine
2,TereschenkivskaStr.,Kyiv,01004,Ukraine
Abstract.Resultsofvariousapproachestostudyofphylogenyofcharophytesandtheirprobablephylogeneticaffinity
withsometaxonomicgroupsofvascularplantsareanalyzed.Thedataonphylogeneticreconstructionofthisgroupand
somepeculiaritiesofitsphylogenesisandevolutionarebasedontheresultsofmolecularbiologicalstudies.Theissues
offormingmulticellularityandgravitropismofcharophyticalgaeaswellasthesignificanceoftheseprocessesforthe
originoflandplantsarediscussed.Itisdemonstratedthedifferencesinperceptionsregardingphylogeneticrelationships
of different representatives of Charophyta on moleculargenetic data with classical morphological and cytological
characteristicsaswellastheambiguityindealingwithissuesonrelationshipswithinthisgroupofplants.Informationof
modernideasontheimportanceandChatophytaplaceinestablishingthekingdomofplantsandtheirancestralforms
andrelationshipswithothertaxaaresummarized.Resultsofpaleontologicalresearchofcharophytesarediscussedand
historyoftaxonomicgroupsofCharalesisanalyzed.
Key words:charophyticalgae,streptophyticlineofevolution,phylogenesis,gravitropism,multicellularity,paleontological
research
©Г.М.ПАЛАМАРМОРДВИНЦЕВА,П.М.ЦАРЕНКО,2016
164 ISSN 0372-4123. Ukr. Bot. J., 2016, 73(2)
філогенетичнихгіпотезпродеякіключовіаспекти
еволюціїрослин.Особливоцестосуєтьсяздобутків
молекулярнобіологічних досліджень, розкриття
особливостейжиттєвихциклів,виникненнябага
токлітинності та гравітропізму,а такождосягнень
молекулярної фізіології та пізнання еволюції ге
ному. Ці завдання пов'язані з підготовкою флори
харофітнихводоростейУкраїнийаналізомрізних
аспектів,щостосуютьсяцієїгрупирослин.Місце
тазначенняхарофітнихводоростейусистеміорга
нічногосвітуобговоренонамивпопереднійстатті
(PalamarMordvintseva, Tsarenko, 2009), а питання
еволюції та філогенетичних зв'язків частково ви
світлені в іншій публікації (PalamarMordvintseva,
Tsarenko,Barinova,2015).
Фі ло ге нез ха ро фіт них во до рос тей.З'ясуванняфі
логенетичнихзв'язківорганізмівбуловизнаного
ловноюметоюбіологіїпісляоприлюдненнятеорії
Ч.Дарвінапроїхнюеволюцію(Darwin,1859).Поя
ва наземних рослин (ембріофітів) стала одним із
найвеличнішихявищвісторіїживого,зумовленим
незворотнимеволюційнимпроцесомстановлення
життянаЗемлі.Розробкакладистичнихпринципів
(Henning,1966)інауковіздобутки1960–1970хроків
(PickettHeaps,1967,1975;PicketHeaps,Marchant,
1972;Marchant,PickettHeaps,1973),щоокресли
личіткіконцептуальнірамкидлярозкриттяспів
відношень між організмами, а також формальне
виокремленняхарофітнихводоростейусучасному
широкомурозумінніобсягугрупитаїїдіагностич
нихознак,якібазуютьсянаособливостяхклітин
ногоподілуйультраструктуріджгутиковогоапара
ту(Mattox,Stewart,1984),внеслисуттєвийвкладу
сучаснусистематику,обґрунтувавшичіткуфілоге
нетичнуосновудлярізнихгрупводоростей.Розви
токфілогенетичнихдослідженьставімпульсомдля
вивчення історичних механізмів і самих процесів
еволюційних подій за допомогою формулювання
гіпотез еволюційних моделей великих клад орга
нізмів.
Хоча ранні морфологічні кладистичні дослі
дженнябуливагомимвнескомусистематику,хиб
на інтерпретація особливостей гомоплазії та їхня
недооцінкапризвелидоформулюваннядеякихне
коректнихгіпотез.Однакспростуваннюцихтвер
джень сприяло поглиблене вивчення складу РНК
іДНКтазастосуванняавтоматизованоїметодики
йогоопрацювання.Цедалозмогусистемнішеви
користовуватиструктурніособливостігена,однієї
чикількохклітиннихсубодиницьабогрупиорга
нізмів. У результаті отримано докази до конкрет
нихфілогенетичнихсхем(Delsuсet al.,2003;Qiu,
2008; Becker, Marin, 2009; Gontcharov, 2009; Finet
etal.,2010;Zongetal.,2013,2015).Окрімтого,ви
користання високорозвиненої методики секвену
вання,збільшеннякількостідослідженихтаксонів
сприяликращомурозуміннюйоцінці значущості
філогенетичних досліджень (Brinkmann, Phillipe,
2008). Послідовники традиційної морфологоци
тологічної систематики залучають усю сукупність
результатів новітніх філогенетичних досліджень
дляпізнанняеволюційнихпроцесів.
За сучасними даними, «зелені рослини» —
Chloroplastida (Levis, McCourt, 2004; Qiu, 2008;
Becker, Marin, 2009; Gontcharov, 2009; Finet et al.,
2010;Adletal.,2012;Leliaertetal.,2012)об'єднують
усі «зелені» водорості (представників «зеленої»
філиеволюції)разомізназемнимирослинами(ем
бріофітами).Вониємонофілетичноюгрупоюорга
нізмів із анцестральними зеленими джгутиконос
цями(АЗД)восновітаізнадзвичайнимрозмаїттям
їхньоїморфології,будовиклітин,життєвогоциклу,
репродукціїтабіохімії(рис.1).
«Зеленірослини»ранорозділилисянадвіеволю
ційніфіли(лінії):1)зеленіводорості(Chlorophyta) i
2) стрептофіти (Streptophyta): харофітні водорос
ті (Charophytа) та ембріофіти (Embryophyta). Цей
поділ відбувся близько 725–1200 млн років тому
(Hedges et al., 2004; Yoon et al., 2004; Zimmer et
al., 2007). Порівняно з хлорофітною лінією ево
люції, яка охоплює більшість видів традиційного
відділу Chlorophyta (сотні родів і понад 10000 ви
дів), у стрептофітній лінії відносно мало зелених
харофітнихводоростей(близько65родівідекіль
катисячвидів),котріразомізмайжепівмільйона
видів наземних рослин (ембріофітів) формують
групу Streptophyta (sensu Bremer et al., 1987), або
Charophyta (sensuLevisetMcCourt,2004).
Заселення наземних місцезростань нащадками
харофітнихводоростейвідбулосяблизько450–470
млн років тому і стало надзвичайною подією в
еволюції життя на Землі (Graham, 1993; Kenrick,
Crane,1997;Batemanetal.,1998).
Усередині харофітних зелених водорос
тей виділяють 6 виразних морфологічних груп
(рис. 1): 1) флагелятна (Mesostigmatophyceae), 2)
сарциноїдна чи пакетоподібна (плеврококоїд
на) (Chlorokybophyceae), з елементами галужен
ня (Interfilum Chodat, зрідка Klebsormidium P.C.
Silva, Mattox & Blackwell), 3) нитчаста (нероз
165ISSN 0372-4123. Укр. ботан. журн., 2016, 73(2)
галужена) (Klebsormidiophyceae), 4) кон'югатна
(Zygnematophyceae — статева репродукція у ви
гляді кон'югації, загальна відсутність рухливих
клітин) і дві, морфологічно складніші групи, —
5)Coleochaetophyceae і6) Charophyceae. Вонихарак
теризуютьсябагатоклітинністю(зплазмодесмами)
або паренхімоподібною тканиною талому, інко
ли розгалуженими гілками, апікальним ростом та
оогамною статевою репродукцією. З'ясовано, що
Mesostigma viride формує одну кладу з Chlorokybus
atmophytiсus, утворюючи ранню дивергентну лі
нію харофітних водоростей (Lemieux et al., 2007;
RodrigesesEspeleto et al., 2007; Qiu, 2008; Becker,
Marin, 2009). Однак досі залишається актуаль
ним питання щодо групи водоростей, яка є сест
ринськоюдоембріофітів.
У багатьох ілюстрованих побудовах еволюції
харофітних водоростей і наземних рослин часто
харальні (Charales) водорості виступають як їхня
сестринськагрупа(Qiu,2008;Becker,Marin,2009).
Раніше, через своєрідний і порівняно складний
талом й особливості репродуктивних органів, ха
ральнірозглядалиякпотенційнугрупуводоростей,
щільно пов'язану з наземними рослинами (Boldt,
Wynne,1985).Цягіпотезабулапідтриманапевни
миультраструктурними(McCourtetal.,1996)імо
Рис. 1. Дерево філогенетичних зв'язків таксономічних груп водоростей зеленої лінії: еволюція (верхня частина
рисунка)тапоширенняїїгенівсередіншихевкаріотів(заLeliaertetal.,2012)
Fig.1.Thetreeofphylogeneticrelationshipsamongtaxonomicgroupsofalgaeonthegreenlineofevolution(topofthefigure)
anditsspreadamongothereukaryoticgenes(afterLeliaertetal.,2012)
166 ISSN 0372-4123. Ukr. Bot. J., 2016, 73(2)
лекулярнофілогенетичними даними (Karol et al.,
2001; McCourt et al., 2004). Філогенетичне дерево
стрептофітів, побудоване на основі сумісних ана
лізівчотирьохгеніввідтрьохгеномів(ядерного—
18SрДНК,хлоропластного—atpB іrbcL,атакож
мітохондріального—NADS),виразнопоказало,що
харальнієсестринськоюгрупоюназемнихрослин,
а їхнє співвідношення мало високу бутстреппід
тримку.Близькийзв'язокхаральних ізназемними
рослинами добре збігався з традиційною гіпоте
зоюпронапрямокеволюціїморфологічних,ульт
раструктурних і біохімічних ознак у водоростей,
якіпризвелидовиходурослиннасушуйуспішноїї
заселили(McCourtetal.,2004).
Однак у сучасному філогенетичному аналізі
Coleochaetales іZygnematales такожхарактеризують
сяякфілогенетичноспорідненігрупизназемними
рослинами(рис.2).
Ультраструктурні дослідження виявили у
Zygnematalesподілклітинзатипомфрагмопласта,
щозблизилоїхізхаральними(Charales)таколеохе
тальними(Coleochaetales)водоростями,атакожзна
земнимирослинами(Mattox,Stewart,1974;Pickett
Heaps, 1975). Подальші біохімічні та молекулярні
дослідження встановили, що Zygnematophyceae є
однієюзпросунутихгрупхарофітнихводоростей,
хочажодназотриманихтопологійнемалависокої
або належної статистичної підтримки. Проте фі
логенетичніаналізинуклеотиднихпослідовностей
ядерного рибосомного 18S рДНК і хлоропласт
ного rbcL генів поставили під сумнів сестринство
харальних іназемнихрослин(Turmelet al.,2002).
Аналізи 76 хлоропластних генів несподівано по
казали, що кон'югати (Zygnematophyceae) є сест
ринською групою наземних рослин (Gontcharov,
2008, 2009). Розміщення на філогенетичному де
реві Zygnematophyceae переконливо підтверджене
високими значеннями бутстрепа, порядком роз
ташування генів у хлоропластному геномі, його
геннимта інтроннимскладом ісинапоморфними
інделамивкодуючихділянках(Turmeletal.,2005,
2007;Adametal.,2007).Надумкудеякихдослідни
ків(Gontcharov,2008,2009),такийрезультатпрак
тичнонеможливопояснитизпозиційтрадиційних
поглядівнахідеволюціїустрептофітів.Представ
никиродівColeochaete Bréb. іChara L. маютьсклад
нішу,ніжукон'югатів,структуруталому,механізм
поділуклітинтаіншіфенотипічніознаки,спільніз
наземнимирослинами(McCourtetal.,2004).
Питання щодо походження та ранніх родин
них відносин наземних рослин намагалися також
вирішитизапринципоммультигенногофілогене
тичногоаналізузвикористаннямвеликогонабору
окремихгенівіморфологічнихознак,якіпідтвер
джують деталізовані філогенетичні зв'язки серед
рослин(Finetetal.,2010).Буловідібранозбільше
нечислодоступнихспеціальнихсеквентів(ESTs)і
зразки різних генів від значної кількості таксонів
(77 ядерних генів від 77 різних таксонів), а також
нові транскриповані дані піросеквентів у п'яти
підібраних видів харофітних водоростей, що ви
являють найбільшу спорідненість із наземними
рослинами. Філогенетичний аналіз цих мульти
генних даних засвідчив Coleochaetales як близько
го родича наземних рослин (бутстреппідтримка
= 91). Автори вперше використали сайт(«site»)
гетерогенну модель еволюції (САТ), яка показала
найкращі результати (96,39). Філогенетична гілка
Coleochaete, як сестринська група наземних рос
лин, виявилася надзвичайно стійкою в цих ана
лізах, а зазначений рід — надійним модельним і
таксономічним об'єктом. Автори підкреслюють,
Рис.2.Схематичневідображенняпоглядівнафілогенетичнуспорідненістьокремихтаксономічнихгрупхарофітівіз
судиннимирослинамизарезультатамиморфологічних(a)імолекулярногенетичних(b–d)досліджень(заZongetal.,
2015)
Fig.2.Schematicreflectionofviewsonphylogeneticrelationsofcertaintaxonomicgroupsofсharophyteswithvascularplants
accordingtotheresultsofmorphological(a)andmolecular(b–d)studies(afterZongetal.,2015)
167ISSN 0372-4123. Укр. ботан. журн., 2016, 73(2)
що види роду Coleochaete мають багато спільних
морфологічних ознак із наземними рослинами,
зокрема комплексну тривимірну організацію тіла
та паренхімоподібну тканину тощо. Ультраструк
турнідослідженняпоказали,щоцитокінезклітин
упредставниківцьогородувідбуваєтьсязатипом
фрагмопласта,якийдужеподібнийдоаналогічно
говназемнихрослин,аультраструктураклітинних
волосківувидівродусхожазтакоюуризоїдівпе
чіночників. Їх розглядають як гомологічні струк
тури (Graham et al., 2012). Окрім того, клітини
Coleochaete містять пероксисоми ензимного скла
ду, властивого наземним рослинам, які відсутні в
інших водоростей, а в клітинні оболонки входять
речовини,подібнідолігніну,щозахімічноюструк
туроюнаближаютьсядотакихумохівіпечіночни
ків(Grahametal.,2012).Сестринськемісцеколео
хетщодосудиннихрослин,можливо,ґрунтується
інарезультатахпалеонтологічнихдосліджень.На
приклад,порівняльніаналізисучаснихколеохетіз
викопними представниками роду Parka Fleming з
пізньогосилуру—ранньогодeвонунаосновідвох
структур генеративних органів й екології підтвер
дили, що вони можуть бути родоначальною гру
поюCharophyta(Niclas,1979).Інтронимітохондрі
альнихгенівnad5,виявленів Coleochaete orbicularis
E.G.Pringsh., Sphagnum L. і Marchantia L., незна
йденівіншиххарофітівівдеякихембріофітів;це,
можливо, їхня вторинна втрата протягом еволю
ції.Двапорядки(Mesostigmatales іChlorokybales),за
оцінкамицихавторів(Grahametal.,2012), неутво
рюють верхівкову кладу в більшості аналізів, на
противагуфілогенетичнимсхемам,заснованимна
хлоропластномугеномі.Авторицієїроботивважа
ють,щомісцеMesostigmatales як термінальноїгрупи
доіншиххарофітівпідтримуєтьсянаявністювних
вегетативної рухливої стадії, але в майбутніх ана
лізах необхідно з'ясувати позицію цих двох груп.
Порівняльні результати дослідження демонстру
ють Mesostigmatales, Chlorokybales i Klebsormidiales
як ранні дивергентні харофітні лінії. У них вияв
лена конгруентність з ядерною локалізацією гена
tufA у пізньодивергентних харофітних ліній і на
земнихрослин.Несподіванимуцихдослідженнях
виявилося групування представників Zygnematales
з Chaetosphaeridium, які були формально зближені
зColeochaetales.
Нещодавно група дослідників намагалася
з'ясувативеличинупотенційногоефекту«залучен
нядовгихгілок»(«longbranchattraction»)дляпобу
довифілогенетичнихреконструкцій.Зцієюметою
здійснено аналіз даних хлоропластного генома,
включаючитриновіхлоропластнігенихарофітних
водоростей — Coleochaete orbicularis E.G. Pringsh.,
Nitella hookeri A.Braun, Spirogyra communis (Hassall)
Kütz. При цьому застосовано часовопозиційну
(«site and time») гетерогенну модель спорідне
ності порядків у стрептофітів і наземних рослин.
Проведений аналіз підтвердив гіпотезу, заснова
ну на даних ядерних секвентів, про Zygnematales
або ж кладу Coleochaetales плюс Zygnematales як
близькоспорідненіклади(рис.2)зназемнимирос
линами(Zongetal.,2013,2015).
Результати аналізу хлоропластних генів засвід
чують статистичну підтримку клади Zygnematales
(на основі порядку розміщення генів у хлоро
пластному геномі, його генного й інтронного
cкладу і синапоморфних інделів (вставок і деле
цій)укодуючихділянках),абокладиZygnematales
іColeochaetalesяксестринськоїгрупиембріофітів
(Turmeletal.,2005,2007;Adametal.,2007;Rodriges
Espeleta et al., 2007; Gontcharov, 2009; Zong et al.,
2015). Подальші дослідження за більшої вибірки
таксонів ігенів(BeckerandMarin,2009)показали
Charales як сестринську групу наземних рослин,
підкреслили прогресивну еволюцію клітинного
ускладнення у харофітних водоростей (наявність
фрагмопластів, плазмодесм, шестиразовий син
тезклітин,структурафлагелятнихклітин,оогамія,
статеварепродукція іззиготниммейозом) іфізіо
логічнуспецифіку.Водночаснинішнідослідження
пластидних генів засвідчують (Ruhfel et al., 2014),
що Zygnematophyceae є сестринською кладою до
клади судинних рослин: Coleochaetophyceae — до
Zygnematophyceae+Embryophyta,Charophyceae—
до Coleochaetophyceae + (Zygnematophyceae +
Embryophyta), а клада Mesostigmatophyceae +
Chlorokybophyceae—довсіхіншихStreptophyta(за
бутстреппідтримкою близько 86 %). Аналогічні
результати щодо визначення групової та родової
спорідненостіусистемістрептофітовихрослинот
римані також за гетерогенною моделлю іншими
дослідниками(Zongetal.,2013)(рис.3).
Цірезультатищеразпідкреслюютьрозбіжністьв
уявленняхпрофілогенетичнуспорідненістьрізних
представників Streptophyta за даними молекуляр
ногенетичних досліджень з класичними морфо
логоцитологічнимиознакамитанеоднозначність
увирішенніпитанняродиннихзв'язківуційгрупі
рослин,щоспонукаєдоаналізуіншихдодаткових
генів.
168 ISSN 0372-4123. Ukr. Bot. J., 2016, 73(2)
Наведені приклади філогенетичних досліджень
родинних зв'язків харофітних водоростей із на
земнимирослинамизасвідчують,щопитанняпро
конкретного представника сестринської групи
наземних рослин ще остаточно не вирішене, але,
ймовірно,прояснитьсяуподальшихфілогенетич
нихнапрацюваннях.
Ево лю ція. ЕволюційнірозробкикінцяХХст.,що
ґрунтувалися на морфологічних ознаках рослин,
далиможливістьсформулюватичіткіфілогенетич
ніуявленняпроосновнілініїфотосинтетичнихев
каріот(Mishler,Churchil,1984,1985;Bremer,1985;
Grahametal.,1991;Kenrick,Crane,1997).Морфо
логічнікладистичнідослідженнязначнодоповни
ли традиційну таксономію, посилили й уточнили
критерії для ідентифікації ознак гомології, чітко
окреслившипевнімонофілетичнігрупи,однакне
рідконадавалихибні тлумаченнядеякихознакта
сумнівні оцінки значення гомоплазії в еволюції
рослин (Qui, 2008). На противагу цьому молеку
лярнофілогенетичнідослідження,щобазувалися
на структурних змінах геномів, сприяли поглиб
ленню знань і коректності аналізу й інтерпрета
ції одержаних результатів (Qiu et al., 1999, 2000
a,b,2007,2008;Boweetal.,2000;Chawetal.,2000;
Graham,Olmstead,2000;Karoletal.,2001;Hiluetal.,
2003;Kelchetal.,2004).Цімолекулярнідосліджен
няуможливиликорегуваннячиуточненняспірних
висновківкладистичнихдослідженьзарезультата
миморфологічнихімолекулярнихданихісприяли
підвищенню рівня наших знань про еволюцію та
співвідношенняміжорганізмами.
Особ ли вості жит тє вих цик лів. Тип і характер
життєвогоциклуорганізмурозглядаютьякпровід
ну ознаку його ідентифікації та формування уяв
ленняпройогоеволюцію.Змінивжиттєвихциклах
урізнихлінійстрептофітовихорганізмівтрактують
якодинзнайцікавішихінайважливішихаспектів
еволюції рослин. Філогенетичний аналіз рецент
них харофітних водоростей і специфіка життєвих
циклів у їхніх викопних представників ілюстру
ють тенденцію до експансії генерації диплоїдних
спорофітів(Manhart,Palmer,1990;Melconianetal.,
1995;Chapmanetal.,1998;Karoletal.,2001;Lemieux
etal.,2007;Turmeletal.,2007;Qui,2008).
Сучасні водорості демонструють велике розма
їття циклів розвитку в різних таксономічних гру
пах.Пізнанняеволюціїцихциклівуводоростейє
Рис. 3. Філогенетична схема та місце харофітних
водоростей(пунктирналінія)усистеміStreptophyta
(заZongetal.,2013)
Fig.3.Phylogeneticschemeandplaceofсharophytic
algae(markeddashedline)inthesystemofStreptophyta
(afterZongetal.,2013).
169ISSN 0372-4123. Укр. ботан. журн., 2016, 73(2)
основою для роз'яснення шляхів виникнення їх у
наземних рослин. Детальний огляд еволюції цьо
го процесу в різних груп водоростей показав, що
відйогоособливостейуконкретнихпредставників
залежить їхні будова, характер розвитку організ
му, а також аргументація філогенетичних зв'язків
(Petrov, 1986). Особливу увагу автор зосередив на
характеристиціродухарофітних(«зелених»)водо
ростей — Coleochaete — із гаплоїдними клітинами
таломутадиплоїдноюзиготою(Hopkins,McBride,
1976), представникам якого притаманний най
більшпросунутийциклрозвиткусередзеленихво
доростей, а специфіка формування зиготи та клі
тин,щоїїпокривають,заморфологією,локаліза
цією і часом розвитку надто нагадують плацентні
передавальні клітини насінних рослин (Graham,
Wilcox,1983).
Наявність філогенетичного зв'язку між харо
фітнимиводоростямитаранніминаземнимирос
линами,щопідтвердженаморфологічнимитамо
лекулярними даними, сприяла аргументації двох
значнихподійвісторіїжиттярослин:вихідрослин
насушуіперехідвідвегетативногогаплоїдаіззи
готниммейозом,властивогохарофітнимводорос
тям,додиплоїдногоспорофіта—якдомінуючоїге
нераціївжиттєвомуциклі наземнихрослин.
Харофітні водорості зазвичай відносять до ве
гетативних гаплоїдів із мейозом у зиготах. Проте
доказів на захист цієї інтерпретації обмаль, не
зважаючинаїїширокупідтримкувнауковихпра
цях. Загальні знання іноді стають колективною
дезінформацією, коли нечисленні докази слабо
підтвердженітабазуютьсянапередбачуванихдво
значних припущеннях. Вони перетворюються на
«загальноприйняту» легенду, що характерно для
деяких цитологічних спостережень (Farley, 1982).
Загальноприйняталегендаправильна,колицесто
суєтьсяхромосомноїредукціївзиготах,алевисно
вокпроте,щовегетативніклітиниуводоростейє
завжди гаплоїдами, ґрунтується на припущеннях,
спростованих у низці праць, які не збігаються з
прийнятимиоцінкамижиттєвогоциклувхарофі
тів(Haig,2010).
Прожиттєвіциклибільшостіпредставниківха
рофітних водоростей маємо обмаль відомостей
(Haig,2010).Наприклад,статеварепродукціящене
описанавтакихважливихтаксонів,як Mesostigma
viride i Chlorokybus atmophyticus,асингамія,відзна
чена у Chaetosphaeridium Klebahn (Tompson, 1969),
не супроводжувалась інформацією про кількість
хромосомнарізнихфазахжиттєвогоциклуцихво
доростей.НедавноD.Haig(2010)зробивдетальний
оглядпрацьпрожиттєвіциклиубагатьохводорос
тей,зосередившись,зокрема,нахарофітнихіз«не
загальноприйнятим»способомжиттєвогоциклув
описанійтермінологіїдляназемнихрослин.Автор
висловивдумку,щокожнийжиттєвийциклуводо
ростейвідбуваєтьсяпорізному—черезпідвищену
чутливість до можливих змін навколишнього се
редовища. Він провів молекулярнофілогенетичні
дослідженнянизкихарофітнихводоростейіпока
заврізніваріантиперебігувнихпроцесівжиттєво
го циклу, які не збігаються із загальноприйнятою
думкою (там само). Ці приклади засвідчують, що
процеси життєвих циклів харофітних водоростей
потребуютьподальшихдоскональнихдосліджень,
особливо з урахуванням поширеного явища ци
тологічного поліморфізму у багатьох харофітних
водоростей, наприклад, у десмідіальних (Palamar
Mordvintseva,1980,1982).
За результатами молекулярнофілогенетичних
дослідженьминулогодесятиліттяпоказано,щоем
бріофітивиникливідхарофітнихводоростей(Karol
etal.,2001;Qiuetal.,2007;Qiu,2008;Becker,Marin,
2009).Прицьомухаральніводорості(Charales)ха
рактеризуютьсяцикломрозвиткузвегетативними
гаплоїднимиклітинамиіздиплоїднимизиготами.
Саме такий цикл розвитку найбільше підтриму
ютьдослідникиуводоростевогопредкаембріофі
тів і розглядають одним із критеріїв обґрунтуван
нятеоріїпоходженняспорофітів(Qiu,2008;Haig,
2008, 2010; Becker, Marin, 2009). Однак філоге
нетичні аналізи щодо Charales або Coleochaetales
і Zygnematales, які також показують себе як сест
ринськігрупиназемнихрослин,залежновідкіль
костііякостідослідженихгенівізразківтаксонів,
нездобулиміцноїстатистичноїпідтримки.
Ба га то клі тин ність. Однією з важливих подій в
еволюціїхарофітнихводоростейбувперехідорга
нізміввідоднодобагатоклітинногостануіснуван
ня,якийвідбувсяраніше,ніжрослинивийшлина
сушу. Сучасна філогенія передбачає, що цей про
цесзапочаткувавспільнийпредокдлявсіхстреп
тофітів.Цимпредком,можливо,буливодорості з
сарциноїдноюорганізацієюклітин,як,наприклад,
Chlorokybus atmophyticus, клітини якого поєднані
між собою в пакетоподібні утворення та форму
ютьвідповіднийстанбагатоклітинності(Qiu,2008;
Becker,Marin,2009).
170 ISSN 0372-4123. Ukr. Bot. J., 2016, 73(2)
Формування та вдосконалення багатоклітин
ностізалежаловіддвохосновнихпроцесів,щовід
бувалисянаклітинномурівні:поєднанняклітині
клітиннийобмінінформацією(Albertsetal.,1989).
Ниніпроблематичноз'ясуватиреальнийшляхпро
цесупоєднанняклітинунайбільшранніххарофі
тів, але доступні відомості щодо окремих фізіо
логобіохімічних особливостей. Зокрема, наявна
інформаціястосовноплазмодесмовоцитоплазма
тичногомосту,якийпоєднуєклітиниідаєїмзмогу
обмінюватися гормонами, РНК, карбогідратами,
протеїнами й іншими компонентами (Lucas, Lee,
2004). Еволюція цього способу комунікації між
клітинамивранніххарофітів,безперечно,сприяла
успішномуутвореннювеликихкомплексівбагато
клітиннихорганізмів.Середусіхсучасниххарофі
тівMesostigma virideє,можливо,однимізанцесто
ріводноклітиннихрослин.РазомзтимChlorokybus
atmophyticus,яксарциноїд,представляєпримітив
нийтипбагатоклітинностівхарофітів.Сучаснідо
слідження філогенії харофітів і наземних рослин
передбачають, що плазмодесми виникли в спіль
ногопредкадляColeochaetales, Charales іназемних
рослин(Qiu,2008).
Неменшважливою,аскорішвизначальноюдля
еволюціїбагатоклітинностівхарофітівйутворен
нятривимірноготіларослинзагалом,бувфрагмо
пласт.Вінєособливимформуванням(«клітинною
платівкою») у вигляді пухирців і мікротрубочок,
утворених у процесі цитокінезу (PickettHeaps,
1975).Цейпроцесрозмежуванняклітинвластивий
Zygnematales, Coleochaetales, Charales і наземним
рослинам (Marchant, PickettHeaps, 1973). Перед
бачається,щовиникненнюфрагмопластасприяло
формуванняворганізмівдвоаботривимірноїсу
купності клітин під час їхнього поділу, з подаль
шою еволюцією складного рослинного талому
(Hageman,1999;PickettHeapsetal.,1999).
Розвиток і становлення цих структур, очевид
но,булинезалежнимитамалипровіднезначенняв
процесіформуваннябагатоклітинностівхарофітів.
Ідентифікаціякодуючихгеніврізнихкомпонентів
обох структур суттєво поглибила розуміння того,
яккрокзакрокомбагатоклітинністьсприялапере
ходу фотосинтетичних евкаріот від водних до на
земних місцезростань. Нагромадження знань про
біологіюклітинзаостаннірокиХХст.іпершіроки
ХХIст.заклалофундаментдлярозумінняпроцесів
переходу від одноклітинного до багатоклітинного
стануорганізмів(PhickettHeapsetal.,1999;Lucas,
Lee, 2004; Qiu, 2008). Слід підкреслити, що пере
хід від одно до багатоклітинності фактично від
бувався двічі протягом періоду еволюції стрепто
фітів:уперше—нагаметофітномурівніорганізмів
підчасранньогорозвиткухарофітів,авдруге—на
спорофітному рівні, впродовж еволюції наземних
рослин(Qiu,2008).Зчасомжиттєвийцикліздип
лоїднимспорофітомставдомінуючимужиттіна
земнихрослин(McManus,Qiu,2008),авиникнен
нялігнінусприялоформуваннюбагатоклітинного
тіларослин.
Гра ві тро пізм, якпроцесреакціїорганізмунагра
вітацію,відіграввизначальнурольустановленній
еволюціїтіларослинизвертикальноювіссюстеб
ла,зфотосинтетичнимиорганами(листками)упо
вітряномусередовищіізабсорбційнимиорганами
прикріплення(кореніаборизоїди).Цевідбувалося
тоді,колихарофітиперейшливідвільноплаваючих
планктонних форм (наприклад, Mesostigma viride
або представники Zygnematales) доакватичних,ри
зофітниххаральнихводоростейтаіншихназемних
Streptophyta (Raven, Edward, 2001). Пояснення по
ходженняйрозвиткугравітропізмуустрептофітів
дає змогу зрозуміти його роль загалом в еволюції
життя на планеті (Qiu, 2008). Доречно зазначити,
що одне з центральних питань у галузі фізіоло
гії гравітропізму (геотропізму) розв'язав видат
ний український учений академік М.Г. Холодний
(Kholodny, 1906(1910), 1928, 1939). Він розробив
гормональну теорію гео та фототропізму. Вона
полягала в тому, що зовнішні чинники навко
лишнього середовища (освітлення, сила тяжіння)
зумовлюють у тканинах рослини фізіологічну по
ляризацію під впливом певних гормонів, зокрема
гормонуростуауксину,якийвідіграєважливуроль
у створенні позитивного та негативного гравітро
пізму.ДотеоріїгеотропізмуМ.Г.Холодногоприєд
навсяголландськийученийФ.Вент,якийпідкрі
пив її широкими експериментальними доказами,
особливощодофототропізму.Томууфітофізіології
цятеоріявідомаяк«теоріяХолодного–Вента»іте
перєзагальноприйнятоюдлягравітропізму.
Філогенія харофітних водоростей і наземних
рослинусучаснихреконструкціях(Qiu,2008)по
казує, що гравітропізм у стрептофітів розвивався
від одного спільного предка для Charales і назем
нихрослин,оскількиобидвіцігрупиєризофітами
(Raven,Edwards,2001),аіншіCharophyta—вільно
плаваючі,планктонніорганізми,абоепіфітиувод
нихчиназемнихмісцезростаннях(VandenHoeket
171ISSN 0372-4123. Укр. ботан. журн., 2016, 73(2)
al., 1995). У деяких ранніх філогенетичних дослі
дженнях харофітних водоростей, iз використан
ням даних ядерного гена, який кодує 18S rРНК,
показано, що Characeae є першою дивергентною
лінією серед харофітів (Kranz et al., 1995; Friedl,
1997).Такийсценарійнебувєдиновизнаним,ос
кільки ризофіти виявлені також серед Chlorophyta
(Raven, Edwards, 2001), i гравітропізм, очевидно,
не раз розвивався в усіх евкаріотів. Однак міцна
статистичнапідтримкавдвохмультигеннихдослі
дженняхсприялапосиленнюпозиціїCharaceae як
сестринської групи наземних рослин (Karol et al.,
2001;Qiuetal.,2007).Цігіпотезисвідчать,щогра
вітропізм розвивався, ймовірно, тільки від одно
гоізпредставниківстрептофітнихводоростей.Це
підтверджує позицію харальних як сестринської
групи наземних рослин (Qiu, 2008; Becker, Marin,
2009;Haig,2010).Гравітропізмухаральнихдеталь
новивченийнаклітинномурівні(Braun,Limbach,
2006). У результаті в цій системі виявлені подібні
проявигравітаціїтаполяризаціїклітинногоросту.
Актоміазинзігравключовурольусприйняттігра
вітаціївпершійкоординаційнійпозиціїстатолітів,
якімаливигляднаповненихкристаликамипухир
ців. Зі зміною орієнтації клітин щодо гравітації в
напрямкуосадженнястатолітівнаспецифічнеміс
цеплазмалемивідбуваєтьсяконтактізмежеюмем
брани внаслідок гравісенсорного молекулярного
виклику(Qui,2008).Зарезультатамидеякихдослі
дженьз'ясованорольауксинуврегуляціїризоїдно
горостутавідзначеніпроявигравітропізмуувидів
родуChara (Klambtetal.,1992;Cookeetal.,2002).
Детальневивченнягенетикитабіологіїгравітро
пізму клітин представників Characeae i Arabidopsis
thaliana (L.) Heynh. (Galweiler et al., 1998; Friml
etal.,2002;Paponovetal.,2005;Palmeetal.,2006)
сприяло широкомасштабним дослідженням ево
люціїцьогофеномену.Буловизначенородинуге
нів(PIN),якікодуютьтранспортпротеїнів.Пока
зано,щогравітаціюстимулюєгенРІN3,виявлено
механізм спрямування потоку ауксину в триаси
метричнийріст(Frimletal.,2002;Palmeetal.,2006).
Встановлено,щоп'ятьгенів(PIN1,2,3,4та7)кон
тролюють розподіл ауксину для регуляції поділу
клітин й експансію в первинне коріння, а також
здійснено специфічну ідентифікацію клітин ме
ристемикоріння(Blilouetal.,2005).Цідосліджен
няпідтвердиликласичнийпогляд(Kholodny,1928)
на значення ауксину в регуляції гравітропічного
росту (Boonsirichai еt al., 2002), а також з'ясували
генетичний механізм реакції клітин на гравіта
цію.Ниніпідтримуєтьсягіпотеза,щогравітропізм
уCharaceae івсіхназемнихрослинконтролюється
тимисамимигенетичнимимеханізмами.Загальна
послідовністьеволюціїметаболізмуауксинуінаяв
ністьйогоухаральнихтаіншихрослинтакожсвід
чатьнакористьцієїгіпотези,аоднотипніморфо
логічні органи (ризоїди або коріння) підтверджу
ють позитивний гравітропізм (Cooke et al., 2002;
Qiu,2008).Самеявищегравітропізму,якевиникло
уводоростейдотого,коливонивийшлинасухо
діл,допомогло їмрозвиватись іпристосовуватися
до складнощів наземного існування (висихання,
недостатнєживленнятощо).Ортотропнийрістта
ломів Chara cf.globulares J.L.Thuller уповітряному
середовищі за умов ґрунтової культури є, певною
мірою, підтвердженням напрямку еволюції ха
рофітних водоростей і їхніх зв'язків із наземними
рослинами(Kostikov,Tischenko,2008).
Па лео нто ло гіч ні до слі джен ня
Вивчення сучасних харальних водоростей
пов'язанозпізнаннямїхньоїеволюціївгеологічно
муминулому.Харальніводорості—цестародавня
група рослин, яка подолала особливий самостій
нийшляхеволюційногорозвитку,прощосвідчать
їхнівикопнірештки.
Перші поодинокі залишки викопних хараль
нихувиглядігірогонітіввідоміщезсилурійських
відкладівпалеозойськоїери,адобрезбереженіза
лишкиіувеликійкількостііснуваливжевдевоні.
Вивченнявикопниххаральнихособливоактивізу
валосьудругійполовиніХХст.Завдякизнахідкам
гірогонітів вдалося простежити складну історію
еволюції цих рослин. Відокремившись від інших
груп зелених водоростей у перші періоди палео
зойської ери (близько 725–1200 млн років тому),
харальні водорості пройшли складний шлях ево
люції у різноманітних умовах довколишнього се
редовища та збереглися дотепер (Маslov, 1963;
Saydakovskiy, Shaykin, 1976; Shaykin, 1987; Yoon et
al.,2004;Zimmeretal.,2007).Їхзнаходиливгеоло
гічнихшарахпалеозойськоїери,відверхньогоси
лурупалеозоюдоантропогена,протягомприблиз
но 420–450 млн років. Їхній розвиток характери
зувався етапами активного розквіту (девонський,
ранньотріасовий, пізньоюрський, крейдяний та
еоценовий періоди) і спокійнішою подальшою
еволюцією(KiansenRomashkina,1981).
172 ISSN 0372-4123. Ukr. Bot. J., 2016, 73(2)
Найстародавнішіпредставникихарофітів—по
рядки Sycidiales i Trochiliscales із верхнього силу
ру (420 млн років) — уже мали доволі складний
жіночий орган розмноження, що свідчить про
більш ранній, поки що невідомий для науки етап
еволюції харофітів. У девонському періоді спос
терігається значне таксономічне різноманіття ха
рофітів високого рангу: сім родин за невеликої
кількостіродів.Назмінувказанимвищепорядкам
прийшли харофіти з лівозакрученими партекаль
цинами, а саме Charales. Їхній розвиток характе
ризувався прогресивним зменшенням кількості
партекальцин з 8–13 у девонських зохар до шес
ти — у кам'яновугільних палеохар і стабілізацією
до п'яти — в усіх чотирьох мезокайнозойських
родин. Мезозойський етап ознаменувався розви
тком родини Porocharaceae, який започаткував у
юрськомуперіодіновіфілогенетичнілінії.Умезо
кайнозойськихвідкладах,щоутворилисяпротягом
230млнроків,виявленочотириродинихаральних
іпонад90родів.Узародженійщевпалеозоїроди
ні Porocharaceae, на початку мезозойської ери, за
сприятливих умов континентальних водойм ви
никлоблизькодев'ятиродів.Упіслятріасовийчас
темпрозвиткуцієїродинизнизився,алез'явилися
нові філогенетичні лінії, які дали початок роди
нам Clavatoraceae, Raskyellaceae і Characeae. Пер
ша з них, що виникла в пізньоюрський період, у
ранній крейдяній епосі була представлена 15 ро
дами,зякихсімпроіснували5–7,аінші—20–30
млн років. Родина Characeae порівняно повіль
но еволюціонувала в юрському періоді: два роди
з'явилисянайогопочатку(180млнроківтому),а
два — наприкінці. У пізній крейді відбувся бурх
ливийрозвитокцієїродини—відзначенопояву20
новихродів,що,очевидно,булопов'язанозіспри
ятливимипалеогеографічнимиумовамитихчасів.
Видиродинихаровихзаміниливекоугрупованнях
зникаючих представників попередніх двох родин.
Вони вимерли в еоцені, проіснувавши 220 і 100
млнроківвідповідно.Родинахаровихпосіладомі
нуючемісцесередхарофітів,алетемпиїїрозвитку
почали поступово знижуватися, вимирання родів
переважалонадпоявоюнових.Наприкінцінеоге
нуродовийскладродинихаровихрізкоскоротив
сятанаблизивсядосучасного.Чотиристародавніх
роди збереглися до нашого часу з близьким про
довженняміснування:Lamprothamnium J.Groves —
80, Nitellopsis Hy — 65, Chara — 55 і Lychnothamnus
(Ruprecht) A. Braun — 25 млн років. Найдавніші
знахідки харових водоростей в Україні належать
доЛудловськогоіПржидовськогоярусівверхньо
го силуру ВолиноПоділля (Saidakovsky, Shaikin,
1976).ЦятериторіяУкраїни,атакожДніпровсько
ДонецьказападинатаДонецькийбасейннайповні
шевивченіщодовикопниххаральнихудругійпо
ловиніХХст.нетількивУкраїні,айвусійЄвропі
(Ishchenko,Saidakovsky,1975;Ishchenko,Ishchenko,
1982;Saidakovsky,1993;таін.).
Максимальний розвиток і розмаїття харальних
відзначеновдевонськомуперіоді.Наприкінціпа
леозоюцілковитовимерлипредставникидвохпо
рядків харофітів, а подальша еволюція в мезозої
та кайнозої характеризувалася здебільшого роз
витком видів родини Characeae. Найінтенсивніше
родоутворенняхаральнихіїхнійрозквітприпадали
напізньоюрськийікрейдянийперіоди.Доміную
чийрозвитокродини Characeaeвідзначенонапо
межів'ї мезозою і кайнозою (Saidakovsky, Shaikin,
1976).
Після відокремлення від стародавніх морських
хлорофітів (Chlorophyta) харофітні водорості за
воювалипрісноводнімісцезростаннявусьомусві
ті ібулиєдинимиевкаріотамипріснихводпротя
гом прекембрію. Вони співіснували зі своїми ем
бріофітними нащадками, можливо, раніше, ніж
з'явилися перші водні ембріофіти (MartinClosas,
2003), а також з морськими хлорофітними «сест
ринськими групами». Вимирання Charales з оого
ніями,іззакрученимипротигодинниковоїстрілки
клітинами, сталося в пермськотріасовий період.
65мільйонівроківтому,колинаставкінецьмезо
зойських динозаврів, вимерла родина харальних
Clavatoraceae,вимиралиізменшилисяобсягивцілі
лиххаральних(MartinClosas,2003;2008)і,очевид
но, припинили своє існування багато стародавніх
харофітних водоростей, мікроскопічних залишків
яких не знайдено у викопних рештках. Однак ві
домі характерні комплекси харальних водоростей
пліоценових, нерозділених пліоценантропогено
вих, а також ранньо, середньо і пізньоплейсто
ценових відкладів Східної Європи та Сибіру. Се
ред них виявлені сучасні види харальних: Chara
canescens Desv., Ch. centraria A. Braun, Ch. fragilis
Desv., Ch.vulgaris L., Lychnothamnus barbatus Meyen,
Nitella flexilis L., Nitellopsis obtusа Desv. (Krasavina,
1971; Saidakovsky, 1993). Загалом, за результатами
вивченнявикопнихматеріалів iзрізнихкраїнсві
ту описано три порядки, 12 родин, понад 115 ро
дів іблизько600видіввикопниххаральнихводо
173ISSN 0372-4123. Укр. ботан. журн., 2016, 73(2)
ростей(Saidakovsky,1993).Однаксучасніхаральні
представлені1порядком,1(3)родинами,6родами
і 300 (440) видами. Отже, за результатами палео
нтологічних досліджень можна стверджувати, що
сучасніхаральніводоростієзалишкамиколишньої
розмаїтоїіквітучоїгрупирослин.
Ви снов ки
Харофітні водорості та наземні рослини станов
лять одну (стрептофітову) філу еволюції евкаріо
тів та охоплюють розмаїття від одноклітинних
водоростей до високорозвинених ангіоспермів.
Класичні морфологотаксономічні уявлення про
безпосередні родинні зв'язки харальних водорос
тей(Charales)ізвищимиспоровимирослинамичи
трактуванняцієїгрупиякпрямихпредків«вищих
рослин» не підтвердилися молекулярнобіологіч
нимидослідженнями,результатиякихнеузгоджу
ютьсязтрадиційнимиморфологоцитологічними.
Покищоневиробленоєдиноїдумкищодоконкрет
ноїсестринськоїгрупихарофітів,якафілогенетич
но пов'язана з іншими рослинами. Окрім тради
ційноїлініїCharales—наземнірослини,достатньо
аргументованими (на молекулярногенетичному
рівні) є сестринські філогенетичні лінії від різ
нихтаксономічнихгрупхарофітів—Zygnematales/
Zygnematophyceae, Coleochaetales або Coleochaetales
+Zygnematales.Взаємодіяфахівцівувивченніме
ханізмівеволюційнихпроцесіввеличезногорізно
маніттяорганізмівзагаломіStreptophytaзокрема,із
залученнямдодатковоїсукупностігенівісучасних
підходівдоїхньогоаналізу,єоднимізголовнихзав
даньдляпоглибленогорозумінняфункціонування
йеволюціїжиттянаЗемлі,пізнанняпроцесівадап
тації організмів до навколишнього середовища та
з'ясуванняродиннихзв'язківміжними.
СПИСОКЛІТЕРАТУРИ
Adam Z., Turmel M., Lemieux C., Sankoff D. Common
invervalsandsymmetricdifferenceinamodelfreephy
logenomics, with an application to streptophyte evolu
tion,J. Comput. Biol.,2007,14:436–445.
Adl S.M., Simpson A.G., Lane C.E., Lukeš J., Bass D.,
Bowser S.S., Brown M.W., Burki F., Dunthorn M.,
Hampl V., Heiss A., Hoppenrath M., Lara E., Le
Gall L., Lynn D.H., McManus H., Mitchell E.A.,
MozleyStanridge S.E., Parfrey L.W., Pawlowski J.,
Rueckert S., Shadwick L., Schoch C.L., Smirnov A.,
Spiegel F.W. The revised classification of eukaryotes,
J. Eukaryot. Microbiol.,2012,59(5):429–493.
AlbertsB.,BraiyD.,LevisJ.,RaffM.,RobertsK.,Walter
P. Molecular biology of the cell, New York: Garland
Publishing,1989,1218pp.
BatemanR.M.,GraneP.R.,DiMicheleW.A.,KenrickP.R.,
Rowe N.P. Early evolution of land plants: phylogeny,
physiology and ecology of the primary land radiation,
Ann. Rev. Ecol. Syst.,1998,29: 263–292.
Becker B., Marin B. Streptophyte algae and the origin of
embriophytes,Ann. Bot.,2009,103:999–1004.
BhattacharyaD.,MedlinL.Algalphylogenyandtheorigin
oflandplants,Plant Physiol., 1998,116:9–15.
Bhattacharya D., Surek B., Rüsing M., Damberger S.,
Melkonian M. Group 1 introns are inherited throught
common ancestry in the nuclearencoded rRNA of
Zygnematales (Chlorophyta),Proc. Nat. Acad. Sci. USA,
1994,91(21):9916–9920.
Blilou I., Xu J., Wildwater M. Willemsen V., Paponov I.,
FrimlJ.,HeidstraR.,AidaM.,PalmeK.,ScheresB. The
PIN auxin efflucs facilitator network controls growth
and patterning in Arabidopsis roots, Nature, 2005, 433:
39–44.
Bold H.C., Wynne M.J. Introduction to the algae, New
Jersey:PrenticeHall,1985,720pp.
Boonsirichai K., Guan C., Chen R., Masson P. Root
gravitropism: an experimental tool to investigate
basic cellular and molecular processes underlying
mechanosensing and signal transmission in plants,
Annu. Rev. Plant. Biol.,2002,53:421–447.
BoweL.M.,CoatG.,dePamphilisC.W.Phylogenyofseed
plantsbasedonallthreegenomiccompartmens:Extant
gymnosperms are monophyletic and Gnetales closest
relativesareconifers,Proc. Nat. Acad. Sci. USA,2000,97:
4092–4097.
Braun M., Limbach C. Rhisoids and protonemata of
characean algae model cells for research on polarized
growthandplantgravitysensing,Protoplasma,2006,229:
133–142.
Bremer K. Summary of green plant phylogeny and
classification,Cladistics,1985,1:369–385.
Bremer,K.C.,HumphriesI.,MishlerB.D.,ChurchillS.P.
Oncladisticrelationshipingreenplants,Taxon,1987,36:
339–349.
Brinkmann H., Philippe H. Animal phylogeny and large
scalesequencingprogressandpitfalls,J. Systematics and
Evolution,2008,46:274–286.
ChapmanR.L.,BuchheimM.A.,DelwicheC.F., FriedlT.,
Huss V.A., Karol K.G., Lewis L.A., Manhart J., Mc
Court R.M., Olsen J.L., Waters, D.A. Mollecular sys
tematicofthegreenalgae.In:The molecular systematics
of plants.2. DNA Sequencing.EdsSoltisD.E.,SoltisP.S.,
Doyle J.J., Massachusets: Kluwer Acad. Publ., 1998,
pp.508–540.
Chaw S.M., Parkinson C.L., Cheng Y.C., Vincent T.M.,
PalmerJ.D.Seedplantphylogenyinferredfromallthree
plantgenomes:Monophylyofextantgymnospermsand
origin of Gnetales from conifers, Proc. Nat. Acad. Sci.
USA, 2000,97:4086–4091.
CoockeT.J.,PoliD.,SzteinA.E.,CohenJ.D.Evolutionary
patterns in auxin action, Plant Mol. Biol., 2002, 49:
319–338.
Darwin C. On the origin of species by means of natural
selection,London:Murray,1859,556pp.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Adl SM%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=23020233
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Simpson AG%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=23020233
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Lane CE%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=23020233
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Luke%C5%A1 J%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=23020233
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Bass D%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=23020233
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Bowser SS%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=23020233
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Brown MW%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=23020233
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Burki F%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=23020233
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Dunthorn M%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=23020233
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Hampl V%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=23020233
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Heiss A%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=23020233
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Hoppenrath M%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=23020233
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Lara E%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=23020233
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Le Gall L%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=23020233
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Le Gall L%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=23020233
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Lynn DH%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=23020233
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=McManus H%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=23020233
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Mitchell EA%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=23020233
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Mozley-Stanridge SE%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=23020233
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Parfrey LW%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=23020233
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Pawlowski J%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=23020233
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Rueckert S%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=23020233
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Shadwick RS%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=23020233
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Schoch CL%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=23020233
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Smirnov A%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=23020233
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Spiegel FW%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=23020233
174 ISSN 0372-4123. Ukr. Bot. J., 2016, 73(2)
DelsuсF.,BrinkmannH.,PhilippeH.Phylogenomicsand
thereconstructionofthetreeoflife,Nature Reviews Ge-
netics,2005,6:361–375.
Delviche C.F., Graham L.E., Thomson N. Ligninlike
compounds and sporopollenin in Coleochaete, an algal
model for land plant ancestry, Science, 1989, 245:
399–401.
FarleyL.Gametes and spores. Ideas about Sexual Reproduction
1750–1914, Baltimore, Maryland: Johns Hopkins
Univer.Press,1982,299pp.
FinetC.,TimmeR.E.,DelwicheC.F.,MarlétazF.Multi
genephylogenyofthegreenlineagerevealstheoriginand
diversificationof landplants,Current Biology,2010,20:
2217–2222.
FinetC.,TimmeR.E.,DelwicheC.F.,MarlétazF.Multi
genephylogenyofthegreenlineagerevealstheoriginand
diversificationof landplants,Current Biology,2012,22:
1456–1457.
Friedl T. The evolution of the green algae, Plant
Systemat. Evol.(Suppl.),1997,87:87–101.
FrimlJ.,WisniewskaJ.,BenkovaE., MendgenK.,PalmeK.
LateralrelocationofauxineffluxPIN3mediatestropism
inArabidopsis, Nature,2002,415:803–809.
Galweiler L., Guan C., Müller A., Wisman E., Mendgen
K.,YephremovA.,PalmeK.Regulationofpolarauxin
transport by AtPIN1 in Arabidopsis vascular tissue,
Science,1998,282:2226–2230.
Gontcharov A.A. Phylogeny and classification of
Zygnematophyceae(Streptophyta):currentstateofaffairs,
Fottea,2008,8:87–104.
Gontcharov A.A. Bot. J., 2009, 94(10): 1417–1438. [Гон
чаров А.А. Проблемы систематики коньюгат (Zyg-
nematophyceae, Streptophyta) с точки зрения мо
лекулярнофилогенетических данных // Ботан.
журн.—2009.—94(10).—С.1417–1438].
GrahamL.E.Origin of land plants,NewYork:JohnWilei&
Sons,1993,700pp.
Graham L.E., Delviche C.F., Mishler B.D. Phylogenetic
connection between the «green algae» and the
«bryophytes»,Advancesin Bryology,1991,4:213–294.
GrahamS.W.,OlmsteadR.G.Utilityof17chloroplastgenes
for interring the phylogeny of the basal angiosperms,
Am. J. Bot., 2000,87:1712–1730.
GrahamL.E.,WilcoxL.W.Theoccurenceandphylogenetic
significance of putative placement transfer cells in the
greenalgaColeochaete,Am. J. Bot., 1983,70:113–120.
Graham L.E., ArancibiaAvila P., Taylor W.A., Stroth
er P.K., Cook M.A. Aeroterrestrial Coleochaete (Strep-
tophyta, Coleochaetales)modelsearlyplantadaptationto
land,Am. J. Bot.,2012,99(1):130–144.
Grosberg R.K., Strathmann R.R. The evolution
of multicellularity: A minor major transition?,
Ann. Rev. Ecol. Evol. Syst.,2007,38:621–654.
HagemanW.Towardsanorganismicconceptoflandplants:
The marginal blasnozone an the development of the
vegetation body of selected frondose gametophytes of
liverwortsandferns,Plant. Syst. Evol.,1999,216:81–302.
HaigD.WhatdoweknowaboutCharophyte(Streptophyta)
lifecycles?,J. Phycol.,2010,46:860–867.
HedgesS.B.,BlaiJ.E.,VenturiM.L.,ShoeJ.L.Amolecular
timescaleofeucarioteevolutionandtheriseofcomplex
multicellularlife,BMC,Evol. Biol.,2004,4,2pp.
Hennig W. Phylogenetic systematic, Urbana: Univer. linios
Press,1966,263рр.
HiluK.W.,BorschT.,MüllerK.,SoltisP.S.,SavolainenV.,
Chase M.W., Powell M.P., Alice L.A., Evans R.,
Sauquet H., Neihuis C., Slotta T.A.B., Rohwer R.G.,
Campbell C.S., Chatrou L.W. Angiosperm phylogeny
basedonmatKsequenceinformation,Am. J. Bot.,2003,
90:1758–1776.
HopkinsA.W.,McBrideG.E.ThelifehistoryofColeochaete
scutata(Chlorophyceae)studiedbyafeulgenmicrospec
trophotometric analysis of the DNA cycle, J. Phycol.,
1976,12:29–35.
Ishchenko T.A., Ishchenko A.A. Novaya nakhodka kha
rofitovvverkhnemsilurePodolii.In:Sistematika i evoly-
utsiya drevnikh rasteniy Ukrainy,Kyiv:NaukovaDumka,
1982,pp.21–32.[ИщенкоТ.А.,ИщенкоА.А.Новая
находкахарофитоввверхнемсилуреПодолии/Сис-
тематика и эволюция древних растений Украины.—
Киев:Наук.думка,1982.—С.21–32].
Ishchenko T.A., Saidakovsky L.Ya. Dokl. AN SSSR, 1975,
220(1): 209–211. [Ищенко Т.А., Сайдаковский Л.Я.
Находка харофитов в силуре Подолии // Докл. АН
СССР.—1975.—220(1).—С.209–211].
Ju Ch., van de Poel B., Cooper E.D., Thierer J.H., Gib
bons T.R., Delwiche C.F., Chang C. Conservation of
ethylene as a plant hormone over 450 million years of
evolution, Nature Plants, 2015, 1: 1–7. doi: 10.1038/
nplants.2014.4.
KarolK.G.,McCourtR.M.,CiminoM.T.,DelwicheC.F.
Theclosestlivingrelativesoflandplants,Science,2001,
294:2351–2353.
KelchD.G.,DriskellA.,MishlerB.D.Inferringphylogeny
usinggenomiccharacters:acasestudyusing landplant
plastomes. In: Molecular systematic of bryophytes. Eds
B.Goffinet,V.Hollowell,R.Magil,St.Louis:Missouri
Bot.GardenPress,2004,pp.3–11.
KenrickP.,CraneP.R.Theoriginandearlydiversificationof
landplants,Nature,1997,389:33–39.
Kholodny N.G. Zapiski Kiev. ob-va estestvoispyt., 1906
(1910), 20(4): 105 R.147. [Холодный Н.Г. К вопросу
о распределении в корне геотропической чувстви
тельности//Записки Киев. об-ва естествоиспыт.—
1906(1910).—20(4).—С.105R.147].
Kholodny N.G. J. Russ. Bot. ob-va, 1928, 13(1—2): 191
R.206. [Холодный Н.Г. Новые данные к обоснова
ниюгормональнойтеориитропизмов//Журн. Русск.
Ботан. об-ва.—1928.—13(1–2).—С.191R.206].
Kholodny N.G. Fitohormony. Ocherki po fiziolohii
hormonalnikh yavleniy v rastitelnom orhanizme, Kiev:
Izd. AN USSR, 1939, 235 pp. [Холодный Н.Г.
Фитогормоны. Очерки по физиологии гормональных
явлений в растительном организме.—Киев:Изд.АН
УССР,1939.—235с.].
KlambtD.,KnauthB.,DittmanI.Auxindependentgrowth
ofrhizoidofChara globularis,Phis. Plant.,85:537–540.
KostikovI.Yu.,TishchenkoO.V. Algologia, 2008,18(4):357–
365. [Костиков И.Ю., Тищенко О.В. Oртотропный
ростталломовChara cf. globularis Thuill.(Chlorophyceae)в
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Wisman E%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=9856939
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Mendgen K%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=9856939
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Mendgen K%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=9856939
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Yephremov A%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=9856939
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Palme K%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=9856939
\\Advances
175ISSN 0372-4123. Укр. ботан. журн., 2016, 73(2)
воздушнойсредевусловияхпочвеннойкультуры//
Альгология.—2008.—18(4).—С.357–365].
Kranz H.D., Miks D., Siedler M.L., Capesius S.,
Sensen C.W., Huss V. The origin of land plants:
phylogenetic relationships among charophytes,
bryophytes and vascular plants inferred from complete
smallsubunit ribosomal RNA gene sequences,
J. Mol. Evol.,1995,41:74–84.
Krasavina, L.K. Bot. J., 1971, 56(1): 106–117. [Краса
вина Л.К. Сравнительное изучение современных
и ископаемых харофитов: плодоношение Nitel-
lopsis obtuse и гирогониты видов Tectochara // Бот.
журн.—1971.—56(1).—С.106–117].
KyansenRomashkinaN.P.In:Vsesoyuz. paleoalh. soveshch.
(Kiev, 17–19 noyab., 1981): tez. dokl., Kyiv: Naukova
Dumka,1981,pp.99–100.[КянсенРомашкинаН.П.
Палеоэкологические особенности меловых и
палеогеновыххарофитов.Всесоюз. палеоальг. совещ.
(Киев, 17–19 нояб. 1981 г.). Тез. докл.—Киев:Наук.
думка,1981.—C.99–100].
LaurinLemay S., Brinkmann H., Philippe H. Origin of
land plants revisited in the light of sequence contami
nation and missing data, Current Biology, 2012, 22(15):
R593–R594.doi.org/10.1016/j.cub.2012.07.021
Leliaert F., Smith D.R., Moreau H., Herron M.D.,
Verbruggen H., Delwiche Ch.F., De Clerck O.
Phylogeny and molecular evolution of the green al
gae, Critical Rev. in Pl. Sci., 2012, 31: 1–46. doi:
10.1080/07352689.2011.615705
Lemieux C., Otis C., Turmel M. Ancestral chloroplast
genome in Mesostigma viride reveals an early branch of
greenplantevolution,Nature,2000,403:649–652.
LemieuxC.,OtisC.,TurmelM.Acladeunitingthegreen
algae Mesostigma viride and Chlorokybus atmophyticus
represent the deepest branch of the Streptophyta in
chloroplast genomebased phylogenies, BMC Biology,
2007,5,2pp.
Levis L.A., McCourt R.M. Green algae and the origin of
landplants,Am. J. Bot.,2004,91:1535–1556.
Lucas W.L., Lee J.Y. Plasmodesmata as a supracellular
controlneworkinplants,Nature Reviews Mollecular Cell
Biology,2004,5:712–726.
Manhart J.R., Palmer J.D. The gain of two chloroplast
tRNA introns marks the green algae ancesrors of land
plants,Nature,1990,345:268–270.
MarchantH.J.,PickettHeapsJ.D.Mitosisandcytokinesis
onColeochaete scutata,J. Phycol.,1973,9:461–471.
MartínClosas C., Wang Q. Historical biogeography of
the lineage Atopochara trivolvis Peck 1941 (Cretaceous
Charophyta), Palaeogeography, Palaeoclimatology,
Palaeoecology,2008,260:435–451.
MartinClosas C. The fossil record and evolution of
freshwater plants: A review, Geologica Acta, 2003, 1(4):
315–338.
Maslov V.P. Vvedenie k izucheniyu vykopnykh kharovykh
vodorosley, Moscow: Izdvo AN SSSR, 1963, 104 pp.
[МасловВ.П.Введение к изучению выкопных харовых
водорослей.—М.:ИздвоАНССР,1963.—104с.].
MaslovV.P. NekotoryekaynozoyskiekharofityyuhaSSSRi
metodikaikhizucheniya.In:Iskopaemye kharofity SSSR
[sb.statey].EdsV.P.Maslov,V.A.Vakhromeev,Moscow:
Nauka, 1966, pp. 10–92. [Маслов В.П. Некоторые
кайнозойские харофиты юга СССР и методика их
изучения/В.П.Маслов,В.А.Вахромеев(отв.ред.)
Ископаемые харофиты СССР[сб.статей].АНСССР,
Геол.инт.—М.:Наука,1966.—С.10–92].
Mattox K.R., Stewart K.D. Classification of gree algae: a
concept based on comparative cytology. In: Systematics
of the green algae,London;Orlando:Acad.Press,1984,
pp.29–72.
McCourt R.M., Karol K.G., Guerlysquine M., Feist M.
PhylogenyofextantgenerainthefamilyCharaceae (di
visionCharophyta)basedon rbcL sequenceandmorphol
ogy,Am. J. Bot.,1996,83:125–131.
McCourt R.M., Delwiche C.F., Karol K.G.. Charophyte
algae and land plant origins, Trends Ecol. Evol., 2004,
19(12):661–666.
McManusH.A.,QiuYL.Lifecycles inmajor lineagesof
fotosyntheticeukaryotes,withaspecialreferencetothe
originoflandplants,Fieldiana Botany,2008,47:17–33.
MelkonianM.,MarinB.,SurekB.Phylogenyandevolution
ofthealgae.In:Biodeversity and evolution.EdsAraiR.,
Kato M., Doi Y., Tokyo: National Science Museum
Foundation,1995,pp.153–176.
Mishler B.D., Churchill S.P. Transition to land flora:
phylogenetic relationships of the green algae and
bryophytes,Cladistics, 1985,1:305–328.
Niklas K.J. The evolution of plant body plans – a bio
mechanicalperspective,Ann. Bot.,2000,85:411–438.
PalamarMordvintseva G.M. Ukr. Bot. J., 1980, 37(1):
36–43. [ПаламарМордвинцева Г.М. Цито
логічний поліморфізм і систематика десміді
євих водоростей (Desmidiales) // Укр. ботан.
журн.—1980.—37(1).—С.36–43].
PalamarMordvintseva G.M. Desmidievye vodorosli
Ukrainskoy SSR. Ed. M.M. Hollerbakh, Kiev: Nau
kova Dumka, 1982, 238 pp. [ПаламарьМордвинце
ва Г.М. Десмидиевые водоросли Украинской ССР /
Отв. ред. М.М. Голлербах. — Киев: Наук. думка,
1982.—238с.].
PalamarMordvintseva H.M., Tsarenko P.M. Algo-
logia, 2009, 19(2): 117–134. [ПаламарьМорд
винцева Г.М., Царенко П.М. Место и значе
ние Charales в системе органического мира //
Альгология.—2009.—19(2).—C.117–134].
PalamarMordvintseva H.M., Tsarenko P.M., Barinova S.
Phylogenesis, Origin and kinship of the Charophytic
Algae,Bot. Pacifica,2015,4(2):59—70.
Palme K., Dovzhenko A., Ditengou F.A. Auxin transport
and gravitational research: perspective, Protoplasma,
2006,229:175–181.
Paponov I.A., Teale W.D., Trebar M., Blilou I., Palme K.
ThePINauxineffluxfacilitators:evolutionaryandfunc
tional perspective, Trends in Plant Sciense, 2005, 10:
170–177.
Petrov Yu.E. Evolyutsiya tsiklov razvitiya u vodorosley,
Leninhrad: Nauka, 1986, 60 p. [Петров Ю.Е. Эво-
люция циклов развития у водорослей. — Л.: Наука,
1986.—60с.].
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Blilou I%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=15817418
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Palme K%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=15817418
176 ISSN 0372-4123. Ukr. Bot. J., 2016, 73(2)
PickettHeaps J.D. Ultrastructura and differentiation
in Chara sp. II. Mitosis, Austr. J. Biol. Sci., 1967, 20:
883–894.
PickettHeapsJ.D.Green algae. Structure, reproduction and
evolution in selected genera,Sunderland,Massachusetts,
Stanford:SinauerAssoc.,1975,606pp.
PickettHeaps J.D., Gunning B.E.S., Brown R.C., Lem
monB.E.,ClearyA.L.Thecytoplast concept individ
ing plant cells: Cytoplasmic domains and the evolution
ofspatiallyorganizedcelldivision,Am. J. Bot.,1999,86:
153–172.
PickettHeaps J.D., Marchant H.J. The phylogeny of the
greenalgaeanewproposal,Cytobious,1972,6:255–264.
QiuYL.Phylogenyandevolutionofcharophyticalgaeand
land plants, J. Syst. Evol., 2008, 46(3): 287–306. doi:
10.1093/molbev/msl200.
QiuYL.,ChoY.R.,CoxJ.C.,PalmerJ.D.Thegainofthree
mitochondrial intronsidentifies livervorstastheearliest
landplants,Nature,1998,394:671–674.
QiuYL.,LeeJ.,BernasconiQuadroniF., SoltisD.E.,Solt
isP.S.,ZanisM.,ZimmerE.A.,ChenZ.,SavolainenV.,
Chase M.W. Phylogeny of basal anhiosperms: Analyses
offivegenesfromthreegenomes,Inetr. J. Pl. Sc.,2000,
161:3–27.
QiuYL.,LiL.B.,WangB.,ChenZ.D.,DombrovskaO.,
LeeJ.,KentL.,LiR.Q.,JobsonR.W.,HendryT.A.,Tay
lor D.W., Testa C.M., Ambros M. A nonflovering land
plant phylogeny inferred from nucleotide sequences of
sevenchloroplast,mitochondrial,andnucleargenes,In-
ter. J. Pl. Sci.,2007,168:691–708.doi:10.1086/513474
Raven J.A., Edwards D. Roots: evolutionary origins and
biogeochemical significance, J. Esp. Bot., 2001, 52:
381–401.
RodriguezEzpeletaN.,PhillipeH.,BrinkmannH.,Beck
er B., Melconian M. Phylogenetic analyses of nuclear,
mitochondrialandplastidmultigenedatasetssupportthe
placementofMesostigma intheStreptophyta,Mol. Biol.
Evol.,2007,24:723–731.doi:10.1093/molbev/msl200
Ruhfel B.R., Gitzendanner M.A., Soltis P.S., Soltis D.E.,
Burleigh G. From algae to angiospermsinferring the
phylogeny of green plants (Viridiplantae) from 360
plastid genomes, BMC Environment. Biol., 2014, 14:
23pp.doi:10.1186/147121481423
SaidakovskyL.Ya.Algologia, 1993,3(2):76–82.[Сайдаков
скийЛ.Я.Пермьскиеитриасовые Charophyta Земно
гошара//Альгология.—1993.—3(2).—С.76–82].
SaidakovskyL.Ya.,ShaykinI.M.Stratihraficheskoeznache
niekharofitovUkrainy.In:Tektonika i stratihrafiya.Vyp.
2,Kyiv:NaukovaDumka,1976,pp.74–86.[Сайдаков
скийЛ.Я.,ШайкинИ.М.Стратиграфическоезначе
ниехарофитовУкраины//Тектоника и стратигра-
фия.Вып. 2.—Киев:Наук.думка,1976.—C.74–86].
Shaykin I.M. Ukr. Bot. J., 1988, 45(6): 79–84. [Шай
кінI.M.Еволюціяхаровихводоростейвфанерозої//
Укр. ботан. журн.—1988.—45(6).—С.79–84].
TaylorE.L.,TaylorN.T.,KringsM.Paleobotany: The Biology
and Evolution of Fossil Plants.2ed.,London;NewYork:
Elsevier,2009,1252pp.
Timme,R.E.,Bachvaroff,T.R.,Delwiche,Ch.F.Broadphy
logenomicsamplingandthesisterlineageoflandplants,
PLoS ONE,2012,7(1):e29696(1–7).doi:10.1371/jour
nal.pone.0029696
Tompson R.H. Sexual reproduction in Chaetosphaeridium
globosum (Nordst.) Klebahn (Chlorophyceae) and
descriptionofanewspeciestoscience,J. Phycol., 1969,
5:285–290.
TurmelM.,GagnonM.C.,O'KellyC.J.,OtisC,LemieuxC.
ThechloroplastgenomesofthegreenalgaePyramimonas,
Monomastix, and Pycnococcus shed new light on the
evolutionary history of prasinophytes and the origin of
thesecondarychloroplastsofeuglenids, Mol. Biol. Evol.,
2009,26:631–648.doi:10.1093/molbev/msn285.
TurmelM,OtisC.,LemieuxC.Thechloroplastgenomesof
thegreenalgaePedinomonas minor, Parachlorella kessleri,
andOocystis solitariarevealasharedancestrybetweenthe
PedinomonadalesandChlorellales,Mol. Biol. Evol.,2009,
26:2317–2331.
Turmel M., Ehara M., Otis C., Lemieux C. Phylogenetic
relationships among streptophytes as inferred from
chloroplast small and large subunits rRNA gene
sequences,J. Phycol.,2002,38:364–375.
Turmel M., Otis C., Lemieux C. The complete chloroplast
DNA sequence of the charophycean green algae
Staurastrum and Zygnema reveal that the chloroplast
genomeunderwerntextensivechangesduringtheevolution
oftheZygnematales,BMC Biology,2005,3:22(1–13).
TurmelM.,PombertJ.F.,CharleboisP.,OtisC.,LemieuxC.
Thegreenalgalancestryof landplantsas revealedby the
chloroplastgenome,Inter. J. Pl. Sci.,2007,168:679–689.
Van den Hoek C., Mann D.G., Jahns H.M. Algae: an
introduction to phycology,Cambridge:CambridgeUniver.
Press,1995,700pp.
Wodniok S., Brinkmann H., Glöckner G., Heidel A.J.,
Philippe H., Melkonian M., Becker B. Origin
of land plants: Do conjugating green algae hold
the key?, BMC Evol. Biol., 2011, 11: 104 pp. doi:
10.1186/1471214811104.
YoonH.S.,HacketJ.D.,CinigliaC.,PintoG.,Bhattacha
ryaD.Amoleculartimelinefortheoriginoffotosynthet
iceucaryotes,Mol. Biol. Evol.,2004,21:809–818.doi:
10.1093/molbev/msh075
ZhongB.,SunL.,PennyD. Theoriginaflandplants:aphy
logenomicperspective,Evolutionary bioinformatics,2015,
11:137–141.doi:10.4137/EBO.S29089
Zhong B., Xi Zh., Goremykin V.V., Fong R.,
MclenachanP.A.,NovisPh.M.,DavisCh.C.,PennyD.
Streptophytealgaeandtheoriginoflandplantsrevisited
using heterogeneous models with three new algal chlo
roplastgenomes,Mol. Biol. Evol.,2013,31(1):177–183.
doi:10.1093/molbev/mst200
Zimmer A., Lang D., Richardt S., Franck W., Reski R.,
RensingS.A.Datingtheearlyevolutionofplants:detec
tionandmolecularclockanalysesoforthologs,Mol. Ge-
netics and Genomics,2007,278:393–402.doi:10.1007/
s0043800702576
Рекомендуєдодруку Надійшла16.09.2015р.
С.Я.Кондратюк
http://www.amjbot.org/search?author1=Betty+E.+Lemmon&sortspec=date&submit=Submit
http://www.amjbot.org/search?author1=Betty+E.+Lemmon&sortspec=date&submit=Submit
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Melkonian M%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=21501468
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Becker B%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=21501468
http://dx.doi.org/10.4137%2FEBO.S29089
177ISSN 0372-4123. Укр. ботан. журн., 2016, 73(2)
ПаламарМордвинцеваГ.М.,ЦаренкоП.М. Харофітні
водорості: питання еволюції та філогенії.—Укр.ботан.
журн.—2016.—73(2):163—177.
ІнститутботанікиіменіM.Г.ХолодногоНАНУкраїни
вул.Терещенківська,2,м.Київ,01004,Україна
Проаналізовані результати різних підходів щодо ви
вчення філогенії харофітів і ймовірної філогенетичної
спорідненості окремих їхніх таксономічних груп із су
динними рослинами. Наведено дані філогенетичних
реконструкцій цієї групи водоростей і деяких аспектів
їхнього філогенезу й еволюції за результатами моле
кулярнобіологічного вивчення. Обговорено питання
формування багатоклітинності та гравітропізму в ха
ральнихводоростейізначенняцихпроцесівдляформу
вання рослин суходолу. Продемонстрована розбіжність
в уявленнях щодо філогенетичної спорідненості різних
представників Charophyta за молекулярногенетичними
данимизкласичнимиморфологоцитологічнимиозна
камитанеоднозначностіувирішенніпитанняродинних
зв'язківсередцієїгрупирослин.Викладеносучасніуяв
леннящодоролітамісцяхарофітівустановленніцарства
рослиніїхніханцестральнихформтародиннихзв'язків
з іншимитаксонами.Обговоренорезультатипалеонто
логічнихдослідженьхарофітів іпроаналізовано історію
формуваннятаксономічнихгрупхаральнихводоростей.
Ключові слова:харофіти,стрептофітовіводорості,
еволюція,філогенія,гравітропізм,багатоклітинність,
палеонтологічнідослідження.
ПаламарьМордвинцеваГ.М.,ЦаренкоП.М.
Харофитные водоросли:вопроы эволюции и филогении. —
Укр.ботан.журн.—2016.—73(2):163—177.
ИнститутботаникиимениН.Г.ХолодногоНАН
Украины
ул.Терещенковская2,г.Киев,01004,Украина
Проанализированы результаты разных подходов к изу
чениюфилогениихарофитовивероятногофилогенети
ческогородстванекоторыхихтаксономическихгруппс
сосудистымирастениями.Представленыданныефило
генетическихреконструкцийэтойгруппыводорослей,а
такженекоторыеаспектыихфилогенезаиэволюциипо
результатаммолекулярнобиологическихисследований.
Обсуждены вопросы формирования многоклеточности
и гравитропизма у харальных водоростей, а также зна
чениеэтихпроцессовдляформированияназемныхрас
тений.Продемонстрированорасхождениевпредставле
нияхофилогенетическомродстверазныхпредставите
лейCharophytaпомолекулярногенетическимданнымс
классическимиморфологоцитологическимипризнака
миинеоднозначностьврешениивопросовродственных
связейвэтойгрупперастений.Обобщенысовременные
представления относительно роли и места харофитов в
развитии царства растений, их анцестральных форм и
родственных связей с другими таксонами. Обсуждены
результаты палеонтологических исследований харофи
товипроанализированаисторияформированиятаксо
номическихгруппхаральныхводорослей.
Ключевые слова:харофиты,стрептофитовая
линияэволюции,филогения,гравитропизм,
многоклеточность,палеонтологическиеисследования.
|