ИСТИНА

Цель проекта – получение новых данных о структурном и морфогенетическом разнообразии базальных групп покрытосеменных растений и эволюционная интерпретация сравнительно-морфологических данных по этим группам. Мы планируем работать с представителями относительно бедных видами групп, образующих грады (или клады) при основании филогенетического древа покрытосеменных в целом, высших двудольных, однодольных. Основными задачами проекта являются сбор материала по критическим группам архаичных покрытосеменных растений, изучение морфолого-анатомического строения и особенностей морфогенеза вегетативных и репродуктивных органов, восполняющее существующие пробелы в опубликованных данных, анализ структурного и морфогенетического разнообразия базальных покрытосеменных растений в контексте топологий молекулярно-филогенетических деревьев, выявление уровня совместимости в варьировании различных признаков и при необходимости – уточнение представлений о системе и филогении конкретных таксономических групп. В результате выполнения проекта будут существенно расширены представления о роли морфогенетических запретов в эволюции цветковых растений.

Studies of evolutionary morphology of basal angiosperms are of interest due to the presence of unresolved problems of the origin of flowering plants and their rapid radiation in Cretaceous. The project is aimed in accumulation of new data on structural and developmental diversity of basal lineages of angiosperms and evolutionary interpretation of comparative morphological data on these groups. In the framework of the present project, we adopt a very wide concept of “basal angiosperms” as a paraphyletic group that does not include there most species-rich clades of flowering plants, namely core monocots (Petrosaviidae of Cantino et al., 2007) as well as rosids and asterids as defined by Angiosperm Phylogeny Group (2016). We intend to study representatives of relatively species-poor groups forming grades (or clades) at the base of angiosperms in general, eudicots and monocots. Our main tasks are collecting plant material of archaic angiosperms, investigations of morphology, anatomy and development of vegetative and reproductive organs filling existing gaps in knowledge, analysis of structural and developmental diversity of the basal lineages in the context of molecular phylogenetic trees, revealing levels of compatibility of different characters and – when necessary – clarification of taxonomic classifications and phylogenies of particular groups. As a result of the project, we intend to increase significantly the knowledge on roles of developmental constraints in angiosperm evolution.

Важнейшим результатом исследования станет, прежде всего, большой объем новых фактических данных по структуре и особенностям морфогенеза представителей базальных групп покрытосеменных растений – в широком понимании, включая базальные однодольные и базальные высшие двудольные. Будут сделаны новые обобщения по ранней эволюции цветковых растений. Научное значение исследований определяется, прежде всего, большим интересом ученых всего мира к проблеме ранней эволюции цветковых растений. Это одна из признанных во всем мире нерешенных проблем эволюционной биологии, разработка которой в целом лежит на стыке сравнительной морфологии, биологии (и генетики) развития, палеонтологии, молекулярной филогенетики, вычислительной биологии и экологии.

Коллектив провел значительный объем исследований по сравнительной и эволюционной морфологии, биологии развития и систематике двух групп, имеющих непосредственное отношение к данному проекту – порядка Alismatales и семейства Hydatellaceae (порядок Nymphaeales). При изучении Alismatales основное внимание было уделено семейству Tofieldiaceae, помещение которого в порядок стало результатом привлечения молекулярно-филогенетических данных. Проведенные нами исследования семейства Hydatellaceae позволили существенно пересмотреть его систему в объеме мировой флоры (Sokoloff et al., 2008a): показана необходимость объединения двух традиционно выделявшихся родов и двух видов, из 12 принятых видов 4 были новыми для науки. При нашем участии получены первые данные по молекулярной филогенетике Hydatellaceae, которые позволили обосновать выделение 4 секций в роде Trithuria и провести биогеографический анализ группы (Iles et al., 2011). Впервые получены данные по морфогенезу репродуктивных структур Hydatellaceae (Rudall, Sokoloff et al., 2007). Детально изучен семядольный аппарат Hydatellaceae, показана таксономическая значимость различий в строении семядолей и роль гомеозиса в их эволюции (Sokoloff et al., 2008b, 2013a, 2014). Проведено детальное карпологическое исследование всех 12 видов Hydatellaceae и кладистический анализ семейства на основе морфологических признаков, показано наличие двух свит морфологических признаков, привлечение которых ведет к построению противоречащих друг другу филогенетических деревьев (Sokoloff et al., 2013b). Впервые проведено детальное палинологическое исследование Hydatellaeae (Remizowa et al., 2008).