Статевий диморфізм квіткових рослин з позиції генетико-екологічної теорії В.А. Геодакяна
The value of genetical and ecological sexual differentiation theory of V.А. Geodakjan from the point of view of male and female plants stability to unfavourable environment is examined.
Gespeichert in:
| Datum: | 2006 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine
2006
|
| Online Zugang: | https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/847 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Plant Introduction |
| Завантажити файл: |  |
Institution
Plant Introduction| _version_ | 1860124178167889920 |
|---|---|
| author | Popil, N.I. Bulakh, P.E. |
| author_facet | Popil, N.I. Bulakh, P.E. |
| author_sort | Popil, N.I. |
| baseUrl_str | https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2019-12-26T20:31:42Z |
| description | The value of genetical and ecological sexual differentiation theory of V.А. Geodakjan from the point of view of male and female plants stability to unfavourable environment is examined. |
| doi_str_mv | 10.5281/zenodo.2566593 |
| first_indexed | 2025-07-17T12:46:18Z |
| format | Article |
| fulltext |
101ISSN 1605�6574. Інтродукція рослин, 2006, № 4
Явление полового диморфизма проявляет*
ся в существовании морфофизиологичес*
ких различий между мужскими и женски*
ми растениями двудомных видов. Его ха*
рактеризует разность средних значений
признака для мужского и женского орга*
низмов. Этот вид полиморфизма относится
к различным проявлениям жизнедеятель*
ности растений. Существуют различные ас*
пекты изучения данного явления, но, веро*
ятно, наибольший интерес представляет
анализ степени устойчивости мужских и
женских растений к тем или иным услови*
ям произрастания.
Генетико#экологическая теория
дифференциации полов В.А. Геодакяна
и ее дальнейшее развитие
Теория дифференциации полов [2] сформу*
лирована В.А. Геодакяном с позиции кибер*
нетики (теория информации), а объектами
исследования избраны животные организ*
мы. Кибернетический взгляд на проблему
пола у животных позволил объяснить с
единой точки зрения многие непонятные
явления: целесообразность дифференциа*
ции полов, избыточное рождение и повы*
шенную смертность особей мужского пола,
большее разнообразие самцов, адаптивные
изменения соотношения полов в популяции
и др. [3, 4]. По нашему мнению, сделанные
выводы и их следствия, несомненно, имеют
общебиологическое значение и применимы
к растительным организмам. На расшире*
ние круга рассматриваемых явлений, свя*
занных с проблемой пола у живых организ*
мов, и в частности растений, неоднократно
обращал внимание сам автор [3]. Его пред*
положения о регуляторной роли пыльцы
растений актуальны и нуждаются в под*
тверждении.
Концепция дифференциации полов ос*
нована на положении о том, что всякая био*
логическая система в своем развитии долж*
на сбалансировать две тенденции: сохране*
ние и изменение. Реализуя первую из них,
система должна быть стабильной и неиз*
менной, т.е. в информационном смысле на*
ходиться "дальше" от влияния экстремаль*
ных факторов среды. Однако эти факторы
сообщают системе полезную информацию
об изменениях среды. Реализация второй
тенденции, т.е. изменение системы адекват*
но факторам среды, требует от нее быть
"ближе" к действию этих факторов. Наибо*
лее конструктивным решением этой проб*
лемы, согласно В.А. Геодакяну, оказывает*
ся разделение системы на две сопряжён*
ные подсистемы, одна из которых находит*
ся "ближе" к среде, а другая — "дальше" от
нее.
Представим природную или интродук*
ционную популяцию какого*либо вида как
систему. В таком случае получение инфор*
мации от среды сводится для системы в ко*
нечном счете к гибели одних особей, отсут*
ствию способности к размножению у дру*
гих и к усиленному размножению третьих,
УДК 57.017.5:582.5:581.5
Н.И. ПОПИЛЬ, П.Е. БУЛАХ
Национальный ботанический сад им. Н.Н. Гришко НАН Украины
Украина, 01014 г. Киев, ул. Тимирязевская, 1
ПОЛОВОЙ ДИМОРФИЗМ ЦВЕТКОВЫХ РАСТЕНИЙ С ПОЗИЦИИ
ГЕНЕТИКО#ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ В.А. ГЕОДАКЯНА
Рассматривается значение генетико9екологической теории дифференциации полов В.А. Геодакяна с точки зрения
устойчивости мужских и женских растений к неблагоприятным условиям среды.
© Н.И. ПОПИЛЬ, П.Е. БУЛАХ, 2006
102 ISSN 1605�6574. Інтродукція рослин, 2006, № 4
НН..ИИ.. ППооппиилльь,, ПП..ЕЕ.. ББууллаахх
наиболее устойчивых к влиянию данной
среды. В результате такой перестройки по*
пуляция "выходит" из*под влияния вредно*
го для неё фактора среды, т.е. эволюциони*
рует. Однако, для того чтобы популяция
вовремя чувствовала приближение фронта
опасного (экстремального) фактора, какая*
то ее часть должна находиться в контакте с
этим фактором и платить за полученную
информацию своей смертью. Эту роль в
процессе биологической эволюции взял на
себя мужской пол, отличающийся повы*
шенной чувствительностью к факторам
среды. По мнению В.А. Геодакяна, главной
эволюционной задачей мужского пола явля*
ется связь со средой, получение и передача
от последней новой генетической информа*
ции, а женского пола — сохранение этой ин*
формации и закрепление в новых поколени*
ях. Поэтому соотношение полов в популяции
оказывается одним из наиболее важных ее
параметров.
Всеобщность и универсальность теории
дифференциации полов и её значение в ин*
тродукции и селекции растений проще все*
го подтвердить на примере раздельнопо*
лых особей в интродукционных или при*
родных популяциях. Изначально данная
теория оперировала только основными ха*
рактеристиками раздельнополой популя*
ции животных и человека: дисперсия полов
(разнообразие), соотношение полов (доля
мужских и женских особей) и половой ди*
морфизм (разность средних значений приз*
нака для мужского и женского пола). В ка*
честве объектов исследования могут быть
рассмотрены и однодомные растения с гер*
мафродитными цветками (функции муж*
ского и женского пола выполняют соответ*
ствующие элементы цветка — андроцей и
гинецей).
Рассмотрим некоторые следствия тео*
рии дифференциации полов применитель*
но к растительным организмам.
У растений цветение является основным
процессом, в котором проявляется диффе*
ренциация полов. Его биологическая сущ*
ность заключается в созревании пыльников
и рылец и опылении с последующим опло*
дотворением. Опыление — это единствен*
ный канал информационной связи отдель*
ных особей и экологических факторов. Ес*
тественно предположить, что пыльца рас*
тений — это важный информационный и
регулирующий фактор в системе "расте*
ние — среда". Вероятно, пыльца — это тот
неспецифический фактор, который перево*
дит экологическую информацию в физио*
логическую, приводя в действие соответ*
ствующие регуляторные механизмы.
Рассмотренный нами путь передачи эко*
логической информации, вытекающий из
теории дифференциации полов, дублирует
сложившиеся традиционные представле*
ния о механизме влияния экологических
факторов на организм. Это дублирование
свойственно природе и является одним из
проявлений системы надежности растений,
концептуальные основы которой заложены
в трудах Д.М. Гродзинского [5, 6].
Представим себе гипотетическую карти*
ну ареала популяции какого*либо двудом*
ного (или перекрестноопыляющегося) вида
и его распределения в этом пространстве. В
центре ареала имеются более оптимальные
условия, на его периферии — более экстре*
мальные. Очевидно, что в центре ареала
плотность популяции максимальна, а на его
границе — минимальна. В связи с этим, в
центре ареала количество пыльцы, попада*
ющее на рыльце женского цветка, будет в
среднем всегда большим, чем на периферии
ареала (речь идёт о пыльце своего вида). В
экстремальных условиях (граница ареала,
минимальная плотность популяции), сог*
ласно теории дифференциации полов, в
первую очередь гибнут мужские растения,
что приводит к уменьшению количества
пыльцы как мужского элемента.
Изложенные представления свидетель*
ствуют о том, что количество пыльцы несет
информацию женскому цветку о плотности
популяции, соотношении полов вокруг него,
его местонахождении в ареале (в центре
103ISSN 1605�6574. Інтродукція рослин, 2006, № 4
ППооллооввоойй ддииммооррффииззмм ццввееттккооввыыхх рраассттеенниийй сс ппооззииццииии ггееннееттииккоо99ээккооллооггииччеессккоойй ттееооррииии ВВ..АА.. ГГееооддааккяяннаа
или на периферии), оптимальных или
экстремальных условиях среды. Получение
большого количества пыльцы всегда сопро*
вождается получением информации о бла*
гоприятных условиях среды и требует про*
изводства большего количества женских
потомков с малой фенотипической диспер*
сией. Получение малого количества пыль*
цы, наоборот, сигнализирует о неблагопри*
ятных условиях: это бывает либо на грани*
це ареала, где сильно снижена плотность
популяции, либо в центре при возникнове*
нии там экстремальных условий. Эти слу*
чаи требуют производства большего числа
мужских потомков с большой фенотипичес*
кой дисперсией, чтобы форсировать поиск
эволюционных путей развития.
Можно сделать вывод, что малое коли*
чество пыльцы всегда сопутствует "пло*
хим", или экстремальным условиям, а боль*
шое — "хорошим", или оптимальным усло*
виям. Эта гипотетическая картина дает
представление об экологической и регуля*
торной роли пыльцы.
Применительно к интродукции растений
можно предположить, что генетический по*
ток информации (от поколения к поколе*
нию) главным образом реализует женский
пол, а экологический (от среды к организ*
му) — мужской. Более широкая наследст*
венная норма реакции женского пола обес*
печивает ему лучшие приспособительные
свойства в новых условиях, т.е. речь может
идти о большей интродукционной способ*
ности этих особей. Наоборот, узкая норма
реакции мужского пола делает его менее
пластичным в новых условиях и подвергает
его опасности большей элиминации. Таким
образом, в интродукции растений, которую
мы рассматриваем как эколого*географи*
ческую проблему, развитие представлений
теории дифференциации полов представ*
ляет интерес для анализа результатов пе*
реселения растений, оценки их устойчивос*
ти в новых условиях [1].
В селекционной работе необходимо ис*
кусственно создавать условия периферии
природного ареала, т.е. опылять растения
малым количеством пыльцы и создавать
им, по возможности, экстремальные усло*
вия. На практике большинство селекционе*
ров поступают противоположным образом.
Это, согласно изложенным представлениям,
ухудшает шанс получить новые формы или
сорта. Поиск минимального, но достаточного
количества пыльцы осуществляют экспери*
ментальным путем. Количество пыльцы за*
висит от эколого*биологических особеннос*
тей вида растений.
Для сохранения генофонда растений
в коллекциях ботанических садов следу*
ет поступить противоположным образом:
опылять растения большим количеством
пыльцы и создавать им оптимальные усло*
вия центра ареала. Это приведёт к умень*
шению изменчивости растений и обеспечит
максимальное сохранение определенного
генотипа.
Проверка описанных представлений час*
тично осуществлена авторами данной ста*
тьи во время экспедиционных исследований
водных и прибрежно*водных растений. Изу*
чение половой структуры стрелолиста обык*
новенного (Sagittaria sagittifolia L.) показало,
что соотношение тычиночных и пестичных
цветков этого однодомного растения меня*
ется в зависимости от степени загрязнения
воды и силы течения. Структура соцветия
является чрезвычайно изменчивым призна*
ком, который отображает соответствие эко*
логических условий биологическим особен*
ностям растений. Половая дифференциа*
ция цветков в соцветии является индикато*
ром изменения условий существования
растений. В местах сброса сточных вод и
при сильном течении всегда доминировали
особи с преобладанием женских цветков
[7—9]. Высокая лабильность структуры со*
цветия Sagittaria sagittifolia позволяет ис*
пользовать этот вид для мониторинга среды
[7, 9].
По нашему мнению, экологический смысл
разделения полов состоит в повышении
адаптированности популяций к сложным
104 ISSN 1605�6574. Інтродукція рослин, 2006, № 4
НН..ИИ.. ППооппиилльь,, ПП..ЕЕ.. ББууллаахх
условиям среды. Но строго двудомные виды
не имеют в этом смысле большой перспек*
тивы, хотя в целом они, по*видимому, эко*
логически более лабильны, чем гермафро*
дитные растения. Популяции гиноди*, ги*
номоно* и андромоноэцичных растений, у
которых сохраняется возможность само*
опыления и, следовательно, закрепления
новых форм, имеют, с одной стороны, боль*
ший, чем гермафродитные виды, приспосо*
бительный потенциал (в силу своей раз*
дельнополости), а с другой — большие эво*
люционные возможности для адаптации
(так как у них разделение полов не полное).
Таким образом, применение гипотезы
В.А. Геодакяна о структуре эволюциониру*
ющих систем к популяциям раздельнопо*
лых растений позволяет объяснить факты
преобладания мужских особей в более
аридных местообитаниях. Мужские расте*
ния, являясь авангардом раздельнополой
популяции, занимают новые местообита*
ния, быстро приспосабливаются к ним и пе*
редают новые свойства следующим поколе*
ниям. Однако более полное закрепление но*
вых приспособительных особенностей, по*
видимому, происходит в популяциях не
строго двудомных, а гиноди*, гиномоно* и
андромоноэцичных видов растений.
1. Булах П.Е., Недвига О.Н., Худченко Л.Н. Ко*
личество пыльцы как фактор передачи экологи*
ческой информации // Бюл. Никит. ботан. сада. —
2001. — Вып. 82. — С. 17—19.
2. Геодакян В.А. Роль полов в передаче и пре*
образовании генетической информации // Проб*
лемы передачи информации. — 1965. — 1, № 1. —
С. 105—112.
3. Геодакян В.А. Половой диморфизм и "отцо*
вский эффект" // Журн. общ. биол. — 1981. — 42,
№ 5. — С. 657—668.
4. Геодакян В.А. Дальнейшее развитие гене*
тико*экологической теории дифференциации по*
лов // Математические методы в биологии: Тр. 2*й
респ. конф. — К.: Наук. думка, 1983. — С. 46—61.
5. Гродзинский Д.М. Системы надежности рас*
тительных организмов // Системы надежности
клетки. — К.: Наук. думка, 1977. — С. 17—29.
6. Гродзинский Д.М Надежность биологичес*
ких систем и эволюция // Надежность клеток и
тканей. — К.: Наук. думка, 1980. — С. 6—15.
7. Надворний В.Г., Булах П.Є. Охорона водяних
і прибережно*водяних рослин річок Сули і Удаю //
Охорона, вивчення і збагачення рослинного сві*
ту. — 1990. — Вип. 17. — С. 10—13.
8. Попіль Н.І. Біоіндикаційне значення стате*
вої структури суцвіть Sagittaria sagittifolia L. //
Актуальні питання ботаніки та екології: Ма*
теріали конференції молодих учених*ботаніків. —
2004. — С. 72—73.
9. Попіль Н.І. Статева структура суцвіть Sagit*
taria sagittifolia L. як індикатор забруднення сере*
довища // Актуальні питання ботаніки та екології:
Зб. наук. праць. — Вип. 1. — 2005. — С. 74—77.
Рекомендував до друку П.А. Мороз
Н.І. Попіль, П.Є. Булах
Національний ботанічний
сад ім. М.М. Гришка НАН України,
Україна, м. Київ
СТАТЕВИЙ ДИМОРФІЗМ КВІТКОВИХ
РОСЛИН З ПОЗИЦІЇ ГЕНЕТИКО*ЕКОЛОГІЧНОЇ
ТЕОРІЇ В.А. ГЕОДАКЯНА
Розглядається значення генетико*екологічної тео*
рії диференціації статей В.А. Геодакяна з точки зо*
ру стійкості чоловічих і жіночих рослин до неспри*
ятливих умов середовища.
N.I. Popil, P.E. Bulakh
M.M. Gryshko National Botanical Gardens,
National Academy of Sciences of Ukraine,
Ukraine, Kyiv
SEXUAL DIMORPHISM OF FLORAL PLANTS
FROM THE POSITION OF THE GENETICAL AND
ECOLOGICAL THEORY OF V.А. GEODAKJAN
The value of genetical and ecological sexual differen*
tiation theory of V.А. Geodakjan from the point of vi*
ew of male and female plants stability to unfavou*
rable environment is examined.
|
| id | oai:ojs2.plantintroduction.org:article-847 |
| institution | Plant Introduction |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2025-07-17T12:46:18Z |
| publishDate | 2006 |
| publisher | M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | wwwplantintroductionorg/d5/b64e61674e5e55ac8ea42637604671d5.pdf |
| spelling | oai:ojs2.plantintroduction.org:article-8472019-12-26T20:31:42Z Sexual dimorphism of floral plants from the position of the genetical and ecological theory of V.А. Geodakjan Статевий диморфізм квіткових рослин з позиції генетико-екологічної теорії В.А. Геодакяна Popil, N.I. Bulakh, P.E. The value of genetical and ecological sexual differentiation theory of V.А. Geodakjan from the point of view of male and female plants stability to unfavourable environment is examined. Розглядається значення генетико-екологічної теорії диференціації статей В.А. Геодакяна з точки зору стійкості чоловічих і жіночих рослин до несприятливих умов середовища. M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine 2006-12-01 Article Article application/pdf https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/847 10.5281/zenodo.2566593 Plant Introduction; Vol 32 (2006); 101-104 Інтродукція Рослин; Том 32 (2006); 101-104 2663-290X 1605-6574 10.5281/zenodo.3377817 en https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/847/812 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | Popil, N.I. Bulakh, P.E. Статевий диморфізм квіткових рослин з позиції генетико-екологічної теорії В.А. Геодакяна |
| title | Статевий диморфізм квіткових рослин з позиції генетико-екологічної теорії В.А. Геодакяна |
| title_alt | Sexual dimorphism of floral plants from the position of the genetical and ecological theory of V.А. Geodakjan |
| title_full | Статевий диморфізм квіткових рослин з позиції генетико-екологічної теорії В.А. Геодакяна |
| title_fullStr | Статевий диморфізм квіткових рослин з позиції генетико-екологічної теорії В.А. Геодакяна |
| title_full_unstemmed | Статевий диморфізм квіткових рослин з позиції генетико-екологічної теорії В.А. Геодакяна |
| title_short | Статевий диморфізм квіткових рослин з позиції генетико-екологічної теорії В.А. Геодакяна |
| title_sort | статевий диморфізм квіткових рослин з позиції генетико-екологічної теорії в.а. геодакяна |
| url | https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/847 |
| work_keys_str_mv | AT popilni sexualdimorphismoffloralplantsfromthepositionofthegeneticalandecologicaltheoryofvageodakjan AT bulakhpe sexualdimorphismoffloralplantsfromthepositionofthegeneticalandecologicaltheoryofvageodakjan AT popilni statevijdimorfízmkvítkovihroslinzpozicíígenetikoekologíčnoíteoríívageodakâna AT bulakhpe statevijdimorfízmkvítkovihroslinzpozicíígenetikoekologíčnoíteoríívageodakâna |