Вісник НАН України. 2015. № 7. С. 32–40.
https://doi.org/10.15407/visn2015.07.032

ДУБИНА Дмитро Васильович —
доктор біологічних наук, професор, провідний науковий співробітник
Інституту ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України

КОРДЮМ Єлизавета Львівна —
член-кореспондент НАН України, завідувач відділу
Інституту ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України

ПЛАСТИЧНІСТЬ ОНТОГЕНЕЗУ СУДИННИХ РОСЛИН:
МОЛЕКУЛЯРНІ, КЛІТИННІ, ПОПУЛЯЦІЙНІ ТА ЦЕНОТИЧНІ АСПЕКТИ

Однією з парадигм сучасної науки є положення, що стабільність системи визначається лабільністю її складових. У статті подано критичний аналіз класифікацій типів стратегій адаптації видів судинних рослин до варіабельного зовнішнього середовища і розглянуто сучасні уявлення щодо фенотипічної пластичності рослин та її екологічного значення. Висунуто положення, що основною формою складних ценобіотичних взаємовідносин рослин є не конкуренція, а співіснування, що зумовлено екологічною і біологічною своєрідністю видів (тривалість онтогенезу, системи розмноження, послідовність сезонного розвитку) та рівнем фенотипічної пластичності за певних умов інтенсивності й спектра світла, водозабезпечення, типу ґрунту. Саме співіснування видів, різних за біологією та екологією, забезпечує стабільність біоценозу, а отже, стабільність рослинного покриву, без якої життя на планеті Земля неможливе.

Ключові слова: адаптація, конкуренція, пластичність, рослина, співіснування, стабільність, фенотипічна варіація.

З огляду на сучасний антропогенний пресинг на біосферу і прогнози глобальних змін клімату, однією з першочергових проблем теоретичної та експериментальної біології є проблема пізнання механізмів формування функціональних взаємовідносин рослин із зовнішнім середовищем, що забезпечує їх ріст, розвиток, репродукцію та поширення в найрізноманітніших умовах. Чільне місце в цій проблемі посідають питання стабільності та пластичності (фенотипічної й генетичної) онтогенезу і життєвої стратегії рослин в історичному (еволюційному) та індивідуальному розвитку в аспекті взаємовідносин видів у ценозі. Досліджуючи впродовж двох десятиліть реакції рослин на організменому, клітинному та молекулярному рівнях на несприятливі зміни екологічних факторів у природі та в експерименті на прикладі видів вищої водної рослинності й модельного об’єкта Arabidopsis thaliana, ми дійшли певних висновків щодо ролі фенотипічної пластичності в індивідуальному розвитку рослин, їхньої адаптації до зовнішніх умов та екологічної взаємодії. У статті подано короткий огляд власних і наведених у літературі уявлень з цих питань.

Однією з парадигм сучасної науки є положення, що стабільність системи визначається лабільністю її складових. У біології – це явище фенотипічної пластичності, тобто здатність генотипу змінювати свою експресію та реалізуватися в різних фенотипах у відповідь на різноманітні зовнішні впливи, завдяки чому організми можуть пристосовуватися до часових і просторових варіацій навколишнього середовища. Не викликає сумнівів положення про те, що стабільність, тобто реалізація генетично детермінованої програми онтогенезу, імперативом якої є збереження виду та залишення нащадків, перебуває під генетичним контролем. Проте виживання організмів, зокрема рослинних, у гетерогенному навколишньому середовищі зумовлене певною пластичністю їхньої організації у відповідь на зміни екологічних чинників, яка має пристосувальний характер і спрямована проти порушень в онтогенезі – генетичних чи спричинених зовнішнім середовищем. Таке положення ґрунтується на концепції еволюції онтогенезу І.І. Шмальгаузена. Її основою є уявлення про підвищення стійкості процесів індивідуального розвитку в еволюції та домінантності норми, що гарантує стабільність нормального формотворення за наявності мутацій, складної взаємодії процесів стабілізації та еволюції онтогенезу, які відбуваються на фоні його мінливості. Учений писав: «Ми дійшли висновку, здавалося б, парадоксального, що механізми індивідуального розвитку забезпечують у вищих тварин через систему кореляцій певну стійкість організації, а апарат спадковості (з його мутаціями), тобто структура геному, гарантує достатню її пластичність у процесі еволюції» [1]. Повний текст.