WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

 

Московский педагогический государственный университет

________________________________________________________________

На правах рукописи

Татаренко  Ирина Васильевна

Биоморфология орхидных (Orchidaceae Juss.) 

России и Японии

03.00.05 ботаника

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук

Москва

2007

Работа выполнена на кафедре ботаники Биолого-химического факультета Московского педагогического государственного университета

Научный консультант доктор биологических наук, профессор

Шорина Нина Ивановна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, доцент

Жмылев Павел Юрьевич 

  доктор биологических наук, ведущий

  научный сотрудник

  Мазуренко Мая Темофеевна

  доктор биологических наук, профессор

  Савиных Наталья Павловна

Ведущее учреждениеГлавный ботанический сад им. Н.В. Цицина РАН

Защита диссертации состоится 17 декабря 2007 года в 15 часов 00 минут

на заседании диссертационного совета Д 212.154.20.

при Московском педагогическом государственном университете по адресу: 129278, Москва, ул. Кибальчича, д. 6, корп. 5, ауд. 304.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского педагогического государственного университета по адресу: 119992, Москва, ул. Малая Пироговская, д. 1.

Автореферат разослан  ноября 2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Шаталова С.П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы. Биоморфология – наука о жизненных формах, эволюционных путях их возникновения и преобразования, закономерностях морфогенеза и онтогенеза при различных уровнях структурной организации растений и в различных экологических условиях, стала одним из ведущих направлений в биологии (Шарова, 1974, 1981; Хохряков, 1975, 1981; Шорина, 1981, 1994; Жмылев и др., 1993, 2002). Основы современного учения о жизненных формах растений, заложенные И.Г. Серебряковым (1952, 1962, 1964), получили дальнейшее развитие в биоморфологических анализах крупных таксонов  (Барыкина, 1992, 2005; Савиных, 2000; Курченко, 2002; Бобров, 2004; Жмылев, 2004; Гончарова, 2006), флор отдельных регионов (Голубев, 1972, 1996), фитоценозов (Смирнова, 1987). Представления о модульности (Бигон и др., 1989) и существовании определенных структурных моделей в построении тела растения (Halle et al., 1978; Серебрякова, 1979, 1981; Шафранова, 1980), сопровождаемые совершенствованием морфологической терминологии (Гатцук, 1974; Савиных, 2000), служат методологической основой для проведения современных биоморфологических исследований.

Семейство орхидных – крупнейшее среди покрытосеменных растений, характеризуется значительным многообразием строения цветков и вегетативных органов. Начало изучению жизненных форм орхидных было положено еще в первых морфологических работах по изучению ряда европейских и тропических орхидных (Irmish, 1853; Velenovsky, 1905-1913; Burgeff, 1932, 1936; Ziegenspeck, 1936). Характеристики жизненных форм орхидных, использованные при создании системы и филогении семейства (Dressler, 1981, 1993), до сих пор остаются наиболее ценным справочным материалом по морфологии орхидных. Результаты системного анализа строения побегов орхидных (Смирнова, 1986, 1990; Татаренко, 1991, 1994), их «архитектуры» (Rasmussen, 1986; Блинова, 1995; Татаренко, 1996) и построения «архитектурных моделей» (Коломейцева, 2003 а, б, 2005) были использованы для выделения жизненных форм (Татаренко, 1991, 1996; Коломейцева, 2004). Однако исследования в этой области до сих пор явно недостаточны.

  Онтоморфогенетические и популяционные исследования, изучение сезонного развития растений и особенностей функционирования микоризы в различных экологических условиях и в различных географических регионах России значительно активизировались в последние годы XX века (Вахрамеева, Денисова, 1980а, б; Андронова, 1988, 1997; Татаренко, 1990, 1995, 1996, 1998, 1999; Куликов, Филиппов, 1991, 1998; Блинова, 1993, 1995, 1998 а,б;  Вахрамеева и др., 1993 а, б, 1994, 1996; Виноградова, 1996, 1998, 1999 а,б,в,г; Баталов, 1998) и продолжаются до настоящего времени, что позволило получить новый обширный материал для биоморфологического анализа орхидных.

Цель и задачи исследования. Цель работы: выявить структурное морфологическое разнообразие, механизмы формообразования и модусы эволюции жизненных форм орхидных, произрастающих на территориях России и Японии.

В ходе работы были решены следующие задачи:

  1. Изучить строение побегов, закономерности их развития и модели побегообразования в сем. Орхидных и на этой основе создать морфологический атлас.
  2. Разработать классификацию жизненных форм исследуемых видов орхидных.
  3. Выявить  разнообразие онтогенезов орхидных разных жизненных форм.
  4. Изучить особенности сезонного развития побегов у модельных видов в различных географических регионах.
  5. Выявить своеобразие микоризообразования у представителей разных жизненных форм в различных географических регионах.
  6. Определить механизмы формообразования, возможные пути и модусы эволюции жизненных форм орхидных России и Японии.

Научная новизна и теоретическая значимость работы. Впервые изучено строение побегов и их систем у 300 видов орхидных, описаны 48 типов жизненных форм, впервые описан онтогенез 50 видов, прослежено сезонное развитие побегов, с момента инициализации побегового апекса до отмирания надземной части побега у 52 видов. Определена интенсивность и локализация микоризы у 80 видов. Разработана оригинальная классификация жизненных форм, применимая для 100 родов семейства орхидных. Прослежены модусы эволюции жизненных форм. Впервые проанализированы эволюционные предпосылки возникновения вегетативных однолетников и настоящих однолетников в семействе. Прослежены пути симбиотической ко-эволюции с микоризообразующими грибами в различных таксонах семейства орхидных.

Основные положения, выносимые на защиту:

  1. Для определения возможных путей и модусов эволюции орхидных целесообразно использовать метод выделения структурно-биологических конструкционных единиц разных уровней, включающих элементарный метамер, одноосный или годичный побег с имеющимся на нем придаточными корнями (побегово-корневой комплекс) и систему побегово-корневых комплексов, формирующих растение в целом.
  2. Разнообразие 48 жизненных форм и их оригинальная классификация основаны на сочетании нескольких признаков, главными из которых являются тип нарастания и цикличность побегов, продолжительность их жизни, длина междоузлий многолетних скелетных участков побегов, наличие и расположение специализированных запасающих органов, продолжительность жизни листьев на надземных частях побегов, а также наличие и продолжительность жизни придаточных корней.
  3. Определяющее влияние на эволюцию видов и жизненных форм орхидных оказал микосимбиоз. Прохождение ранних этапов индивидуального развития с метаморфозом, разнообразие онтоморфогенезов и онтогенезов и различные пути становления жизненных форм в значительной степени обусловлены выраженностью и продолжительностью микотрофного периода жизни особей.

Практическая значимость работы. Данные, полученные в ходе выполнения исследования, вносят вклад в такие теоретические разделы биологии, как морфология, биоморфология, биология развития и морфогенез,  фенология, консортивные связи и ко-эволюция живых организмов. Результаты работы могут быть использованы в дальнейших теоретических исследованиях по эволюции семейства орхидных, эволюции соцветий, эволюции побеговых систем растений. Фактические данные по онтоморфогенезу, сезонному росту и микоризообразованию отдельных видов могут быть использованы в целях охраны орхидных, как редких и исчезающих видов. Результаты данного исследования легли в основу очерков о 18 редких и исчезающих видах орхидных для нового издания Красной книги России (растения). Теоретические разделы работы могут быть использованы в курсах лекций по морфологии растений, эволюционному учению, фитоценологии, географии растений.

Апробация материалов диссертации. Основные положения диссертации доложены на VI и VII конференциях, посвященных памяти проф. И.Г. и Т.И. Серебряковых (Москва, 1999, 2004), VII и VIII конференциях, посвященных памяти проф. А.А. Уранова (Кострома, 1996, Москва, 2001), Международных конференциях по морфологии и анатомии растений (Санкт-Петербург, 1997, 2002), совещании «Флора и растительность Средней России» (Орел, 1997), конференции «Растения в муссонном климате» (Владивосток, 1998), II международной конференции «Биоразнообразие и биоресурсы Урала и сопредельных территорий» (Оренбург, 2002), научно-практической конференции “Физиология растений и экология на рубеже веков”(Ярославль, 2003), международной научной конференции, посвященной 200-летию Казанской ботанической школы «Вопросы общей ботаники. Традиции и перспективы» (Казань, 2006), на заседаниях кафедры ботаники МПГУ (1997, 2004, 2005), на XVII и XVIII Всемирных орхидных конференциях (Малайзия, 2002; Франция, 2005), International Orchid Conference in Shimanami’ 99. Hiroshima, 1999, на XII Европейской орхидной конференции (Дания, 2000), на VII Тихоокеанской орхидной конференции (Япония, 2001), на Международных совещаниях по популяционной биологии орхидных (Чехия, 2001; Эстония, 2004; Тверь, 2007), на международном совещании «Evolutionary Botany of Certain Plant-Groups of the East Eurasian Floristic Element Related to Japanese Flora on the Basis of Chromosomes» (Япония, 2005), на  Международных конференциях «Охрана и культивирование орхидей» (Москва, 1987; Краснодар, 1998; Киев, 1999; Харьков, 2002; Тверь, 2007), на Ежегодной конференции Британского экологического общества (Оксфорд, 2006). Прочитаны лекции в Лаборатории хромосомных и генетических исследований (университет г. Хиросимы, Япония, 2000, 2002), и в Центре по изучению и воспроизводству орхидей (Мукайджима, Япония, 2001).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 65 работ: пять монографий (две из них в соавторстве), 16 статей в рецензируемых российских научных журналах, 5 статей в международных рецензируемых научных журналах и сборниках, 30 статей в материалах конференций.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов и приложения. Список цитированной литературы насчитывает 530 наименований, из них 278 на иностранных языках. Всего в диссертации 429 страниц: 178 страниц текста, 21 рисунок, 10 фотографий, 140 схем, 7 таблиц, 10 приложений.

Благодарности. Искренняя благодарность моему научному консультанту Н. И. Шориной за постоянную поддержку и конструктивные замечания в ходе подготовки диссертации. Глубочайшая благодарность М.Г. Вахрамеевой, открывшей для меня мир орхидей и ставшей научным руководителем, вдохновителем и соавтором многих моих исследований, а также всему коллективу кафедры геоботаники МГУ во главе с В.Н. Павловым, оказавшему определяющее влияние на мое становление как ботаника. Огромная благодарность коллективам Учебно-научного центра МПГУ и кафедре ботаники МПГУ за постоянную поддержку и содействие в проведении моих научных исследований, а также плодотворное обсуждение результатов моей работы. Особое внимание к моей работе всегда проявляли А.Г. Еленевский и Е.И. Курченко. Чрезвычайно ценное научное общение с член-корр. РАН, д.б.н. Т.Б. Батыгиной, к.б.н. Е.А. Андроновой и к.б.н. А.Е. Брагиной (БИН РАН), д.б.н. Р.П. Барыкиной, к.б.н. Т.И. Варлыгиной (МГУ), д.б.н. Г.Л. Коломейцевой  (ГБС РАН), д.б.н. Н.Ю. Клюге (СПбГУ), д.б.н. Н.М. Державиной (ОГУ), к.б.н. В.П. Верхолат (БПИ ДВО РАН), к.б.н. П.В. Куликовым и к.б.н. Е.Г. Филипповым (Ботанический сад УрО РАН),  к.б.н. И.В. Блиновой (ПАБСИ РАН), к.б.н. Т.Н. Виноградовой (гимназия № 1567), а так же а зарубежными коллегами: Е.Н. Кучер, Л.В. Попковой, М.Н.Загульским (Украина), H. Rasmussen (Дания), D. Whigham (США), К. Dixon (Австралия), Т. Кull и К. Таli (Эстония) способствовало критическому осмыслению и анализу результатов моих наблюдений. Особая благодарность японским коллегам: проф. К. Кondo, К. Каrasawa, G. Ishida,  проф. H. Umata, Т. Yagame, H. Shimai, R. Suzuki, H. Hoshi, G. Коkubugata, которые оказали мне неоценимую помощь в проведении исследований и сборе материала на территории Японии и в работе с японскими литературными источниками. Искренняя благодарность Д.Д. Соколову и М.В. Ремизовой за помощь в организации и проведении в проведении исследований образцов на сканирующем микроскопе.

Проведение полевых исследований и сбор материала на территориях России и Украины был бы невозможен без содействия коллективов заповедников: Сихотэ-Алинского, Кедровая Падь, Курильского, Пинежского, национального парка «Куршская коса», Полярно-альпийского ботанического сада-института, Никитского ботанического сада, Барнаульского ботанического сада, Ботанического сада УрО РАН, Биолого-почвенного института ДВО РАН, Оренбургского гос. университета, Бурятского государственного университета, а также без личной помощи Е.М. Абашкиной, Н.Б. Афанасьевой, А.Е. Баталова, Т.И. Варлыгиной, И.В. Варывдиной, М.Г. Вахрамеевой, В.П. Верхолат, Н.Е. Королевой, Е.Н. Кучер, П.В. Куликова, Л.В. Попковой, Л.В. Пучниной, М.В. Раковой, С.В. Смирнова, Н.С. Сугоркиной, Д.Е. Татаренко, Е.Г. Филиппова, И.А. Флягиной.

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Гранта Президента РФ на поддержку ведущих научных школ НШ-2125.2003.4, фонда Дж. и К. Макартуров (1990), а также грантов Японского общества содействия развитию науки (2000-2001, 2004, 2002-2005).

Содержание работы

Глава 1. Общая характеристика орхидных России и Японии.

В разделе «Краткий обзор современной системы орхидных» описаны основные тенденции современной систематики семейства, базирующиеся преимущественно на молекулярно-генетических исследованиях. Ревизия семейства еще продолжается, поэтому в данном исследовании за основу принята система R. Dressler (1993), как наиболее цельная и законченная к началу написания диссертации. 

История изучения орхидных в России и Японии кратко освещена в двух разделах. Приведены данные о флористических находках в 1990-2005 годах и последних систематических ревизиях отдельных таксонов на территориях двух стран. Список орхидных России насчитывает 124 вида из 43 родов, Японии – 264 вида из 87 родов. Для некоторых растений в двух странах приняты разные видовые и родовые названия. При описании таких видов в нашей работе мы отдавали предпочтение названиям растений по сводке С.К. Черепанова (1995) с дополнениями и изменениями согласно более поздним данным (Аверьянов, 1998, 1999, 2000; Ефимов, 2006, 2007 а, б; Vakhrameeva et al., 2007).

Анализ распространения орхидных в России и Японии позволяет проследить ботанико-географические особенности видов на значительной части территории Евразии. На южных островах, принадлежащих Японии, произрастает целый ряд видов – выходцев из  Юго-Восточной Азии, находящихся на северных границах своих ареалов. До широты Токио распространяются некоторые эпифитные тропические виды, а также Nervilia, Cymbidium, Epipogium roseum, большие части ареалов которых находятся в Южном полушарии. 41 из 56 видов, общих для флор России и Японии, встречается в северной половине Японии и на Дальнем Востоке России, остальные 15 видов имеют протяженные евразиатские и голарктические ареалы. Видовое разнообразие в родах Cypripedium, Listera, Platanthera, Neottia, Liparis, Malaxis, значительно меньше в Сибири и в Европе по сравнению с Японией и Дальним Востоком России. В Европейской части России многочисленны виды родов Dactylorhiza, Orchis, Ophrys, имеющих центры видового происхождения в Средиземноморье и Европе (Аверьянов,  1990),  а так же Cephalanthera и Epipactis.

Общая эколого-фитоценотическая характеристика изученных орхидных отражает широкий спектр местообитаний как наземных, так и эпифитных видов. Первичным местообитанием наземных орхидных  считаются тенистые или светлые влажные леса (Аверьянов, 1991). На территории России наиболее близкими к этому типу растительности являются хвойно-широколиственные леса Дальнего Востока, в которых произрастает  около 40 видов орхидных. Влажные, тенистые листопадные и вечнозеленые широколиственные леса с богатым гумусом почвенным покровом служат местообитаниями для 85 наземных и 35 эпифитных видов орхидных в Японии. Широкий спектр экологических условий, в которых могут произрастать орхидные, обусловил многообразие их жизненных форм.

Глава 2. Материал и методика исследования

Объем изученного материала. Материал для данного исследования был собран в 1984-2006 годах на территории России (Архангельская, Иркутская, Калининградская, Курская, Ленинградская, Московская, Мурманская, Пермская, Свердловская, Сахалинская, области, республика Бурятия, Горно-Алтайская республика, Приморский и Краснодарский края), Украины (республика Крым), Японии (префектуры Хиросима, Окаяма, Кагосима, Нагано, Нагоя, Киото, Токио, Ямагучи, Тотори, Аомори, Сизуока, Окинава). В ходе данного исследования было изучено около 300 видов из 100 родов, 18 триб и всех 5 подсемейств  сем. Orchidaceae. Большинство видов было изучено в природе, некоторые – в культуре и на гербарных образцах. Для целей данного исследования были выбраны модельные виды с учетом максимально полного отражения таксономического и биоморфологического разнообразия орхидных в России и Японии.

Методика биоморфологического анализа

Структурный анализ строения побегов и их систем у изученных видов орхидных был основан на характеристике элементов конструкционных единиц, таких как лист, узел, межоузлие, пазушная почка и придаточный корень. Конструкционные единицы, используемые в данном исследовании, следующие: метамер (Гатцук, 1970), годичный побег (Гатцук, 1974), элементарный побег (Груздинская, 1960), система побегов. Побег и корень являются главными и равноценными органами высших растений (Arber, 1930; Гатцук, 1974 a). Подчеркивая идею морфо-функционального единства побега и расположенных на нем корней, либо корней, несущих придаточные побеги, мы предлагаем термины «побегово-корневой комплекс» (побегово-корневой  модуль) и «корнепобеговый комплекс» соответственно, вместо не совсем лингвистически верного термина «корнепобег», использованного ранее (Бологова, 1993; Жмылев, 2004 а; Коломейцева, 2006). Побегово-корневые комплексы являются основными структурными единицами орхидных. Система побегово-корневых комплексов складывается из последовательных моноподиальных (одноосных) побегов, нарастающих моноподиально, симподиально, либо со сменой моноподиального нарастания на симподиальное, и обычно соответствует целому растению.

Классификация жизненных форм орхидных разработана с учетом следующих признаков: цикличность побегов, терминальное или боковое положение соцветий, продолжительность жизни годичного побега или его части, продолжительность жизни листьев на надземном побеге, наличие или отсутствие корней, продолжительность жизни корней, длина метамеров корневища или моноподиального многолетнего побега, степень утолщенности запасающих органов (корней или побегов), участие запасающих органов в фотосинтезе. Признаки имеют по 2-4 градации, отраженые в форме буквенно-цифровых кодов. Это облегчает сортировку и группировку жизненных форм. Названия жизненных форм даны по типовым (модельным) видам.

Методика морфолого-анатомических исследований. Морфологические исследования как наземных, так и эпифитных орхидных включали анализ внутрипочечного строения побега на разных стадиях его развития, детальное и полное описание структуры годичного побега, расположение придаточных корней, измерение размеров частей побега и корней. Были использованы микроскопы: Nikon Optiphot, Nikon Labophot-2, Olympus-303. Анатомические исследования проводили по классическим методикам на сериях поперечных и продольных срезов различных частей побегов и корней. Срезы были сделаны как вручную, так и на микротоме.

Методика определения продолжительности покоя и особенностей прорастания семян орхидных в природе основана на экспериментах с помещением семян в нейлоновые сеточки, вставленные в слайдовые рамки и прикапыванием образцов в местообитаниях орхидных (Rasmussen, Whigham, 1993). Этим методом было изучено прорастание семян 10 японских видов орхидных в 2000-2003 годах.

Методика выращивания орхидных на питательных средах в асимбиотических условиях. 11 видов орхидных были выращены асимбиотически на питательных средах Hyponex (Kano, 1965), Knudson (Knudson, 1946) и 1/8 MS (Murashige, Skoog, 1962) в соответствии с описанными рецептурами. Культивирование осуществлялось при 22 C и освещении ca 500 lux с 16-ти часовым фотопериодом. Для морфолого-анатомических исследований были отобраны растения в возрасте от 1 месяца до 3-4 лет.

Методика изучения сезонного ритма развития растений. Изучение сезонного ритма роста орхидных было проведено как путем классических фенологических наблюдений, так и исследованием внутрипочечного развития побега в течение календарного года. Морфология почек, в том числе дочерних и внучатых, изучена при последовательном удалении почечных чешуй и листовых зачатков. Было отмечено число листовых зачатков, число и расположение пазушных почек, наличие или отсутствие корневых апексов, степень сформированности соцветия и цветков. Самая ранняя стадия заложения побега, которую можно наблюдать под бинокуляром – стадия почечной инициации (правнучатой почки). Это позволило выяснить и сравнить периоды заложения вегетативных и генеративных зачатков в почках у орхидных разных таксонов, имеющих разные жизненные формы, в разных частях ареалов видов. Исследование было проведено на 46 видах  в 1994-2002 годах (Tatarenko, Kondo, 2003 а). Еще 5 видов было изучено в 2004-2006 годах.

Методика изучения микоризы. Для изучения сезонных изменений в количестве и состоянии грибов-симбионтов, образующих микоризу, 46 видов орхидных были собраны в течение вегетационных сезонов, а виды Habenaria radiata, Epipactis thunbergii, Pogonia japonica, Platanthera japonica, Spiranthes sinensis и Bletilla striata были изучены на протяжении всего календарного года, включая зимний период. У 25 видов микориза была изучена во всех онтогенетических состояниях: в протокормах, ювенильных, имматурных, взрослых вегетативных и генеративных растениях. Для сравнения интенсивности микоризы среди видов разных жизненных форм, произрастающих в разных экологических и географических условиях, были изучены только взрослые растения, собранные в период цветения. Поскольку корни разного возраста у многолетних орхидных могут быть инфецированы в разной степени (Nieuwdorp 1972; Татаренко, 1996), для сравнительного анализа были использованы только корни вегетирующего в данном сезоне годичного побега. Для характеристики микоризной инфекции мы использовали количественные методы (Крюгер, Селиванов, 1968; Селиванов, 1981; Татаренко, 1995).

Экспериментальное изучение особенностей микоризообразования и морфогенеза растений. Материал собирали в популяции D. fuchsii в Можайском районе Московской области в 7-кратной повторности в течение всего вегетационного сезона в 2003 году. Образцы  экспериментальных (затененных и полузатененных) и контрольных растений были изучены с использованием морфлогических и анатомических медодик для описания морфогенеза побегов и количественных методик (Крюгер, Селиванов, 1968; Селиванов, 1981) для определения интенсивности микоризы.

Глава 3. Побеговые и корневые системы наземных и некоторых эпифитных орхидных. 

Морфологические исследования побеговых систем орхидных (обзор литературы).

В разделе дан обзор основных работ по морфологии вегетативных органов орхидных. Особое внимание уделено критическому анализу работ российских орхидологов: Е.С. Смирновой (1968, 1986, 1990), М.Н. Тихоновой (1972, 1981, 1983), И.В. Татаренко (1991, 1994а, 1996, 1997а, 1998а, б), И.В. Блиновой (1995a, b, 1996, 1998 а,б, 2000), Т.Н. Виноградовой (1998, 1999 а, б, в, г, 2007), А.Е. Баталова (1998), Г.Л. Коломейцевой (2003 а, б, 2004, 2006), посвященных изучению структуры и классификации побегов орхидных.

Ряд морфологических особенностей, специфических для семейства орхидных, рассмотрены в нижеследующих разделах. Более подробно мы остановимся на признаках, являющихся базовыми для характеристики жизненных форм орхидей.

Моно- и симподиальное нарастание побегов. Разделение орхидных на моно- и симподиально нарастающие является классическим (Pfitzer, 1889) и традиционно стоит в начале любого морфологического описания представителей этого семейства. Среди изученных нами видов, моноподиально нарастающими орхидными с недетерминированными побегами являются представители трибы Vandae, у которых верхушка побега нарастает в течение всей его жизни, а соцветия являются боковыми. У большинства других орхидных моноподиальное нарастание, наблюдаемое на начальных этапах онтогенеза, сменяется симподиальным. У представителей древних, рано специализировавшихся групп, таких как Epipogium, Pogonia, Nervilia, а также у многих Orchideae и Spirantoideae моно- и симподиальное нарастание могут неоднократно сменять друг друга в ходе онтогенеза. Одноосное моноподиальное нарастание наиболее экономично с энергетической точки зрения, поэтому у молодых особей наблюдается апикальное доминирование в росте побегов, а боковое ветвление начинается у взрослых растений.

Моноподиальное нарастание кажется спорным при рассмотрении первичных микоризомов орхидных триб Gastrodieae, Calypsoeae и Cymbidieae (Коломейцева, 2005). Проведенные нами морфолого-анатомические исследования побегов у 25 видов этих триб, а также наблюдения Т.Н. Виноградовой (1999 б; 2007) подтверждают моноподиальность нарастания первичных побегов, сопровождающегося регулярным формированием боковых побегов, которые в свою очередь столь же регулярно ветвятся, что приводит к образованию коралловидных систем побегов.

Моно- и симподиальное нарастание побегов и их комбинации являются базовыми признаками для биоморфологической классификации орхидных (рис. 1).

Циклы развития и продолжительность жизни побегов.

Цикл развития монокарпического побега (Серебряков, 1952) является у орхидных достаточно устойчивой характеристикой. Этот признак был использован для описания жизненных форм орхидных (Татаренко, 1996; рис. 1) и их «архитектурных моделей» (Коломейцева, 2004).

По продолжительности жизни побегов или из частей орхидные можно подразделить на многолетние (существующие более 5 лет), малолетние (живущие 2-3 года) и вегетативные однолетние (живущие 0.5-1.5 года). К последним мы применяем термин «вегетативные однолетники» (Любарский, 1961). Продолжительность существования базальных частей как моноциклических, так и полициклических побегов имеет важное приспособительное значение для жизненной стратегии вида в целом, а также определенным образом отражается в строении вегетативных органов растения. Многолетние системы побегово-корневых комплексов обеспечивают более стабильное существование организма в целом и его частей. Все виды подсем. Orchideoideae, некоторые представители подсем. Epidendroideae и Spiranthoideae имеют однолетние, ежегодно полностью замещаемые побеги, что существенно повышает риск гибели особей в случае недостаточного запаса питательных веществ в органах возобновления.

Ветвление побегов. Ветвление обеспечивает растению большую поверхность соприкосновения с внешней средой (Жмылев и др., 2002) и, соответственно, большую эффективность использования этой среды. Важным биоморфологическим признаком является «интенсивность ветвления», то есть одновременное развитие на побеге более, чем одной пазушной или придаточной почки. Интенсивность ветвления напрямую связана с понятием «вегетативное размножение», так как увеличение числа боковых побегов на одном растении и последующая утрата физической связи между ними приводят к увеличению числа особей.

У большинства наземных орхидных интенсивность ветвления корневищ обусловлена жизненностью особей. Например, более крупные и мощные растения Neottia nidus-avis в южных частях ареала вида часто образуют симподиальные, ветвящиеся до III- IV порядков корневища, тогда как более мелкие и слабые особи в северных частях ареала обычно формируют единственный моноподиальный побег, отмирающий после цветения (Татаренко, 2002). Эта же закономерность наблюдается у растений разных возрастных групп, когда молодые особи не образуют боковых побегов, в то время, как взрослые особи, интенсивно ветвятся (Татаренко, 1996; Tatarenko, Vakhrameeva, 2001). У наземных орхидных, как и у многих других травянистых растений, высокая интенсивность ветвления положительно коррелирует с увеличением длины междоузлий корневищных участков побегов.

А.I. Симподиально нарастающие, с моноциклическими вегетативно-генеративными побегами, с многолетними базальными частями.

A.II. Симподиально нарастающие, с моноциклическими вегетативно-генеративными, однолетними ежегодно полностью замещаемыми побегами.

В. Моноподиально нарастающие, с полициклическими вегетативно-генеративными побегами.

С. Симподиально нарастающие, многолетние, с пазушными моноциклическими генеративными побегами.

D. моноподиально нарастающие, многолетние, с пазушными моноциклическими генеративными побегами.

В-А Моноподиально нарастающие, полициклические с последующим переходом к симподиальному нарастанию и образованию моноциклических побегов.

Рис. 1. Типы нарастания побеговых систем у орхидных России и Японии.

Направление роста побегов. Направление роста побега (тропизм) отражает реакцию растения на воздействие тех или иных факторов среды обитания (Синнот, 1963). Большинство наземных орхидных имеют плагиотропные корневища, позволяющие поддерживать положение почек возобновления на определенной глубине в почве или на (у) ее поверхности. В специфических условиях местообитания или под воздействием экзогенных факторов растение может изменять направление роста корневища. Например, Epipactis atrorubens обычно имеет короткие плагиотропные корневища (Бубенец и др., 1993). Растения этого же вида, изученные нами на песчаных дюнах, при постоянном засыпании сверху песком имеют ортотропные корневища, выносящие почку возобновления ближе к поверхности. У этого же вида, растущего на гипсовых обнажениях, на субстрате, осыпающемся с поверхности, вертикальные геотропные корневища заглубляют почки возобновления. Эпифитные орхидеи демонстрируют положительные фото- и гигротропизм, что определяется экологическим фактором, находящимся в минимуме  (закон Либиха). Значительная лабильность тропизма побегов орхидных в зависимости от смены (часто непродолжительной) условий местообитания заставила нас отказаться от использования этого признака в характеристике жизненных форм .

Листья и листорасположение. Листья большинства видов орхидных являются типичными для однодольных растений. Среди модификаций листовых пластинок орхидных можно выделить образование замкнутых цилиндрических унифациальных листьев, встречающееся у орхидных, произрастающих в совершенно различных экологических условиях, например, у эпифитной орхидеи Luisia teres, вынужденной переживать недостаточность увлажнения и у лугово-болотного наземного вида Microtis parviflora. Эпифитным орхидным в большей мере свойственны ксероморфные, либо суккулентные листовые пластинки, тогда как у большинства наземных видов листья мезоморфные. У немногих орхидных описано сетчатое жилкование листьев, например,  у Pogonia (Cameron, Dickison, 1998) и Nervilia (Petterson, 1991).

Весьма лабильным является признак сформированности листовых пластинок у растений трибы Cranichideae: в случаях, когда внепочечное развитие побега происходит внутри субстрата произрастания, развитие листа заканчивается на стадии сформированного влагалища и зачатка листовой пластинки. Как только побег появляется на поверхности почвы, листовые пластинки развиваются до нормальных размеров вследствие пролиферации маргинальных меристем под воздействием света.

Для орхидных с продолжительным моноподиальным нарастанием побегов характерна изофилия. Так, все листья на коралловидных микоризомах являются пленчатыми влагалищными. Все листья на побегах Spirantoideae и Vandeae являются срединными, с развитыми листовыми пластинками. Специализированные генеративные побеги у представителей Vandеae также не имеют дифференциации листьев: нижняя часть побега несет несколько влагалищных пленчатых листьев, от которых практически не отличаются прицветные брактеи. Листорасположение на побегах орхидных спиральное 2-5-ти рядное. Этот признак прослеживается уже на самых ранних стадиях онтогенеза особей (Татаренко, Кондо, 2003б) и у некоторых видов меняется в ходе онтогенеза (Виноградова, 1999а).

Признаком, значимым для биоморфологической характеристики орхидных, вслед за И.Г. Серебряковым (1947), мы считаем продолжительность жизни листьев на надземных частях побегов, отражающую ритм развития надземных побегов и потенциальную способность к ассимиляции у того или иного вида. Среди изученных орхидных мы выделяем три категории: продолжительность жизни листьев 3-5 месяцев характерна для орхидных сезонного климата, использующих для вегетации короткий благоприятный период года; 10-12 месяцев – для орхидных, эволюционировавших в условиях мягкого муссонного климата; дольше 1 года – вечнозеленые листья.

Корневая система. Все корни орхидных придаточные, возникающие на узлах и междоузлиях побегов (Holttum, 1955), не образуется даже зародышевый корешок (Андронова, 1997). Кроме выполнения обычных для корней функций всасывания воды и минеральных веществ, корни орхидных содержат микоризу, запасают питательные вещества, фотосинтезируют и у некоторых видов играют важную роль в вегетативном размножении. Корни орхидных имеют определенный сезонный ритм роста, соотносящийся с ритмом роста побега (Stoutamire, 1991; Rasmussen, Whigham 2002; Tatarenko, Kondo, 2003 a).

Корнеотпрысковость наблюдается у однодольных растений крайне редко (Holttum, 1955), но она возникала независимо у отдельных видов во всех подсемействах орхидных за исключением Orchidoideae. Почки на корнях орхидных закладываются в непосредственной близости к корневому апексу. У таких орхидных, как Neottia nidus-avis и Spiranthes sinensis корни прекращают свой рост после образования придаточных побегов на их верхушках. Другой способ образования побегов на корнях орхидных не приводит к прекращению роста самих корней. У Pogonia japonica побеги закладываются  экзогенно близ апекса корня после некоторой приостановки его деятельности. Затем на верхушке корня можно видеть два апекса: корневой и побеговый, и оба они начинают расти синхронно. Один корень P. japonica может одновременно нести до 5-7 побегов разного возраста.  Третий способ образования корневых отпрысков связан с боковым ветвлением корней. У Listera cordata и Neottia camtschatea боковой корень и придаточный побег закладываются практически одновременно на самой верхушке материнского корня, после чего оба корня продолжают рост, но побеги на материнском корне больше не образуются.

Структура и расположение корневой системы играют важную роль в определении жизненной формы растения, а также его экологической приспособленности (Гатцук, 1974 б; Sсhneider, 2000). Корни весьма строго локализованы на определенных метамерах годичных побегов у симподиально нарастающих орхидных (Залукаева, 1990; Татаренко, 1996). Этот признак  у большинства видов коррелирует с продолжительностью жизни базальных (зимующих) частей моноподиальных одноосных побегов. У ряда орхидных корни на побегах отсутствуют, что также является важным биоморфологическим признаком, указывающим на использование растениями самих побегов как для поглощения воды, так и для локализации микоризы. Мы предполагаем, что утрата корней у орхидных была вторичным явлением. Отсутствие корней у Vexillabium, Cheirostylis, Myrmechis, Acianthus, Disperis, Androcorys связано с неотеническим типом развития растений. У Gastrodia, Epipogium, Corallorhiza и Yoania корни исчезли в связи со специализацией побегов к микотрофному питанию.

Видоизменения вегетативных побегов.

Корневище – это подземный или наземный ползучий побег или система побегов, которые могут расти как симподиально, так и моноподиально (Жмылев и др., 2002). Корневища Cypripedium, Cephalanthera, Epipactis, Limodorum, Neottia, и Lecanorchis – короткие, подземные, несущие чешуевидные листья и пазушные почки. У растений некоторых видов междоузлия корневищ удлиняются вследствии определенных воздействий среды обитания, как например, у Epipactis atrorubens, в популяциях, растущих на подвижных песках. У длиннокорневищных видов, таких как Cypripedium guttatum, Epipactis thunbergii, и E. palustris, междоузлия корневища всегда длинные, 5-10 см, вне зависимости от среды обитания. Разделение травянистых растений на коротко- и длиннокорневищные давно и прочно вошло как в морфологические, так и в экобиоморфологические и фитоценологические классификации растений. Принципиальное значение признаков длины междоузлий и величины годичных приростов в длину для характеристики «архитектурных моделей» и жизненных форм растений было неоднократно подчеркнуто (Серебряков, 1952, 1964; Шалыт, 1960; Гатцук, 1974 б; Серебрякова, 1977). Эти признаки тесно коррелируют сразу с несколькими общебиологическими и фитоценотически важными характеристиками вида, такими как интенсивность ветвления, вегетативного разрастания и размножения (Серебряков, 1964; Ценопопуляции растений, 1976; Серебрякова, 1977).

Микогетеротрофные орхидные образуют коралловидные корневища вследствие многократного ветвления первичного моноподиального побега. Эти корневища несут пленчатые влагалищные листья, корни отсутствуют. Модификация корневища в «цепочковидное» (Смирнова, 1990) происходит при образовании серии подземных клубней у микотрофных орхидей. Одревесневающие многолетние корневища образуются у Galeola septentrionalis, Cymbidium goeringii, Lecanorchis nigricans и L. japonicum.

Клубнелуковицы и псевдобульбы. Орхидные триб Calypsoeae и Aretuseae образуют клубнелуковицы при утолщении нескольких междоузлий «зоны поворота» годичного побега. Строение клубнелуковиц значительно варьирует у разных видов орхиных. Практически весь вегетативный побег трансформировался в клубнелуковицу у таких видов, как Bletilla striata, Cremastra variabilis, Oreorchis patens, Eleorchis japonica. Только базальная часть побега утолщена у Arundina bambusifolia.

Псевдобульбы считаются одной из самых распространенных модификаций побегов у орхидных (Dressler, 1981; Смирнова, 1990). Некоторые авторы не проводят различий между псевдобульбами и клубнелуковицами (Bell, 1991). Однако клубнелуковицы располагаются под землей или на уровне почвы, часто входят в состав корневища и не фотосинтезируют. Псевдобульбы (англ. pseudobulbs) – это утолщенные, фотосинтезарующие надземные побеги орхидных (Гладкова, 1982; Смирнова, 1990, Genera Orchidacearum, 1999). В русской литературе для этих органов также используется термин «туберидий». Псевдобульбы разделяют на гомобластные, состоящие из нескольких метамеров, и гетеробластные, имеющие единственное утолщенное междоузлие.

Стеблекорневые тубероиды. Стеблекорневые тубероиды (термин R. Dressler, 1981) – это специфическая модификация побегов возобновления у орхидных подсемейства Orchidoioideae (sensu Dressler, 1993). Эти сложные органы состоят из тканей корня и побега и предназначены для переживания растениями неблагоприятного периода (Holm, 1904; Sharman, 1939; Kumazawa, 1956, 1958; Ogura, 1953; Stoutamire, 1974; Dressler, 1981; Тихонова, 1983; Татаренко, 1994, 1997c). Исследования морфогенеза этого органа показали, что к его образованию приводит развитие пазушной (реже апикальной) почки, в базальной части которой рано развивается запасающий корень (корневой клубень). То есть эта структура гомологична зимующей почке возобновления, образующейся у всех симподиально нарастающих орхидей в конце сезона вегетации. Базальная часть годичного прироста существует немногим более одного года, как у родов Platanthera, Dactylorhiza, Leucorchis, либо около полугода (6-8 месяцев), как у Orchis, Ophrys, Habenaria. В конце сезона вегетации годичный побег отмирает целиком, включая подземную часть. Неблагоприятный период особь переживает в виде отдельно существующей почки с клубнем. Подобные органы были описаны у видов рода Aconitum, которые В.Н. Ворошилов (1960, цит. по: Литвиненко, 1977) отнес к «замещающим двулетникам». Однако двулетники образуют надземные вегетативные органы в первый год, а цветоносный побег – во второй, тогда как орхидные рассматриваемой группы образуют надземный вегетативно-генеративный побег в течение одного вегетационного сезона. Поэтому при описании орхидных с ежегодно замещаемыми побегами мы отдаем предпочтение термину «вегетативные однолетники» в понимании Е. Л. Любарского (1961).

Синхронизация морфогенезов пазушной почки и придаточного корня настолько высока, что сложно провести как временную, так и пространственную границу между побеговой и корневой частями, образующими единый орган. Стеблекорневые тубероиды являются одним их «крайних» выражений формирования побегово-корневых комплексов. Стеблекорневые тубероиды можно подразделить на 7 типов (рис. 2), различающихся как по форме и степени утолщенности корневых частей, так и по длине и продолжительности жизни побеговых частей. Роды Dactylorhiza, Gymnadenia имеют пальчатораздельные клубни, состоящие из утолщенных сросшихся оснований корней, тогда как их окончания остаются тонкими и могут достигать длины 10-20 см (рис. 2 В). В состав тубероида у Pseudorchis albida входят несколько почти не сросшихся утолщенных корней (рис. 2 А). Platanthera bifolia и P. chlorantha имеют сильно утолшенный клубень, образованный базальными частями одного или двух сросшихся корней, с тонкими вытянутыми корневыми окончаниями (рис. 2 С). Корневые клубни у P. ophrydioides образованы одним корнем, равномерно утолщенным по всей длине. Корневая часть тубероида у Platanthera tipuloides представлена одним, слабо утолщенным корнем, побеговая часть очень короткая (рис. 2 D). Корневая часть столоновидных тубероидов у  Tulotis fuscescens утолщенная, она имеет одинаковую толщину с длинной побеговой частью тубероида (рис. 2 Е).  У орхидных со сферическими корневыми частями тубероидов побеговая часть может быть небольшой длины (0,5-1,5 см), как у видов родов Orchis и Ophrys (рис. 2 G), но у Herminium monorchis ее длина составляет 5-10 см (рис. 2 F). Тип стеблекорневого тубероида является определяющей характеристикой для выделения жизненных форм у представителей подсемейства Orchidoidea. Рост корня и побега высоко синхронизирован и у Dactylostalyx ringens (рис. 2 Н), образующего малолетние побегово-корневые комплексы, гомологичные тубероидам.

Столоны. Столонами называют коротко живущие видоизмененные ползучие побеги, или участки побегов с длинными тонкими междоузлиями и чешуевидными или ассимилирующими листьями (Серебряков, 1952; Жмылев и др., 2002). У отдельных представителей семейства орхидных можно наблюдать разные типы столонов, а также переходные формы между столонами, корневищами и ползучими побегами. Столоны орхидных являются либо видоизмененными целыми годичными побегами, образующимися из верхушечных или пазушных почек, либо базальными частями побегов возобновления, существующими от нескольких месяцев до 1.5 лет. Как и у большинства других столонообразующих растений (Коровкин, 2005), столоны орхидных выполняют, в первую очередь, расселительную функцию, и часто – функцию вегетативного размножения.

  Пропагулы. Крайней степенью видоизменений побегов, непосредственно связанной с функцией вегетативного размножения и омоложения вегетативного потомства, можно считать образование растениями «выводковых почек» или пропагул (Батыгина, Брагина, 2000 а, б). Пропагулы образуются на столонах Epipogium и Eleorchis, на листьях Hammarbya paludosa, в соцветиях Liparis makinoana и Amitistigma kinoshitae. У Hammarbya paludosa, Malaxis monophyllos и видов рода  Liparis, имеющих гетеробластные псевдобульбы, пропагулы представляют собой «псевдобульбы в миниатюре», а пропагулы Amitostigma kinoshitae – стеблекорневые тубероиды в миниатюре, что свидетельствует о высокой степени генетической детерминированности модификаций органов возобновления у этих орхидных.

Соцветия. У наземных орхидных преобладают верхушечные соцветия, тогда как у эпифитных гораздо чаще встречаются боковые. Признак положения соцветия на побеге важен для характеристики жизненных форм (Татаренко, 1996, рис. 2). Побеги орхидных специализированы на вегетативные и генеративные в разной степени. Моноциклические вегетативно-генеративные побеги могут не иметь четкого разграничения вегетативной и генеративной частей (Cypripedium calceolus, виды родов Cephalanthera, Epipactis, Platanthera, Dactylorhiza), или генеративная часть отдалена от вегетативной удлиненным междоузлием (Cypripedium guttatum, C. delibe, Liparis, Bletilla). У полициклических вегетативно-генеративных побегов соцветие четко отграничено от вегетативной части побега (Goodyera, Spiranthes, Epipogium, Gastrodia). Пазушные генеративные моноциклические побеги специализированы и отличаются от несущих их вегетативных многолетних побегов однолетностью и отсутствием зеленых листьев.

Рассматривая соцветия орхидных с точки зрения современной морфологической концепции соцветий (Troll, 1964), можно заключить, что структурное разнообразие их невелико. Синфлоресценции у подавляющего большинства наземных орхидных не имеют паракладиев, и на растении образуется только главное соцветие. Исключения составляют нескольких видов со сложными соцветиями, перечисленные в предыдущем абзаце. У орхидных с интенсивным ветвлением побегов, обусловленным прорастанием 1-2 перезимовавших пазушных почек одновременно с почкой возобновления, может образовываться 2-3 синфлоресценции на одном растении, как мы наблюдали у Neottia camtschatea, Listera ovata, Zeuxine strateumatica, но гораздо чаще побеги обогащения остаются вегетативными.

Моноподиально нарастающие многолетние орхидные, несущие пазушные генеративные почки, образуют интеркалярные синфлоресценции. Ритм их развития связан с «накоплением» генеративных почек на нескольких годичных приростах. Массовое цветение большинства особей в популяции при одновременном развитии нескольких соцветий на каждом побеге происходит один раз в 3-4 года, как это наблюдается, например, у Thrixspermum japonicum (Tatarenko, Kondo, 2003 в). Симподиально нарастающие орхидные с многолетними клубнелуковицами и псевдобульбами цветут ежегодно, однако их боковые генеративные побеги могут развиваться либо в тот же год, что и вегетативные  (Acanthephippium striatum,  Tainia minor), либо с отставанием в один (Cremastra, Cymbidium, Oreorchis patens), или даже несколько лет (Dendrobium moliniforme). Каждый такой генеративный побег представляет собой синфлоресценцию, имеющую зону торможения и главное соцветие. Синфлоресценция  Tainia minor имеет в основании и зону возобновления.

Тип генеративного побега – комплексный признак. С одной стороны, он отражает участие соцветия в фотосинтезе и производстве ассимилянтов, а с другой, показывает уровень расхода питательных веществ на репродуктивное усилие особи и характеризует жизненную форму орхидеи.

Схематические рисунки строения годичных побегово-корневых комплексов, сделанные нами для 140 видов орхидных, стали и иллюстративным, и информативным материалом, характеризующим морфологические особенности побеговых и корневых систем орхидных России и Японии.

Глава 4. Классификация жизненных форм наземных орхидных.

Классификации жизненных форм растений.  В разделе приведен обзор литературы, охватывающей классификации жизненных форм, начиная с C. C. Raunkiaer (1934). Наиболее разработанной эколого-морфологической классификацией жизненных форм высших растений является система, предложенная И.Г. Серебряковым (1962, 1964), который стал основателем новой ботанической науки - биоморфологии (Хохряков, 1975; Жмылев и др., 2002). В последние годы усилия биоморфологов сконцентрированы на работе с жизненными формами отдельных таксонов: родов Agrostis (Курченко, 2002), Ranunculus (Барыкина, 2005), Veronica (Савиных, 2000),  семейств Saxifragaceae (Жмылев, 2004 б), Pyrolaceae (Бобров, 2004 а), Crassulaceae (Гончарова, 2006).

Большинство классификаций жизненных форм долгое время было основано на признаках строения вегетативных органов растений, однако в последние годы структуру соцветий учитывают в биоморфологическим анализе. Это обусловлено тем, что соцветия – неотъемлемая часть общего облика (габитуса) растений и его конструктивных структурных единиц. Соцветия участвуют в ассимиляционных процессах, выполняют функцию расселения, а иногда и вегетативного размножения (Maekawa, 1975; Батыгина, 1993; Tatarenko, 2007). Важность типа соцветия, как компонента биоморфы, неоднократно подчеркнутая ранее (Хохряков, 1995; Дорохина, 1995) недавно была проиллюстрирована при описании жизненных форм родов Veronica (Савиных, 2000) и Agrostis (Курченко, 2002).

Представления о том, что жизненная форма возникает и изменяется в ходе онтогенеза растения, развивались в биоморфологии с момента ее возникновения (Серебряков, 1962, 1964). При этом наиболее традиционной является точка зрения, что под жизненной формой понимают совокупность взрослых особей, а для смен жизненных форм в онтогенезе индивида используют термин «фаза морфогенеза» (Жмылев и др., 2002). Другая точка зрения основана на том, что стадии онтогенеза, различающиеся своим образом жизни, следует относить к разным жизненным формам (Хохряков, 1975, 1981), как это изначально было принято в зоологии (Гиляров, 1957; Беклемишев, 1964; Шарова, 1973). В нашем исследовании динамический онтогенетический подход занимает подчиненное положение по отношению к классификационному эколого-морфологическому. Классификация жизненных форм должна быть разработана таким образом, чтобы жизненная форма отражала ход онтогенеза в целом, а само понятие «жизненная форма» трактовалось бы как динамическое (Юрцев, 1976).

Жизненные формы орхидных России и Японии. Наиболее существенные признаки, выбранные для классификаций жизненных форм растений, сходны у большинства авторов (Серебряков, 1962; Гатцук, 1974; Савиных, 2000). Оригинальная классификиция жизненных форм орхидных, предлагаемая в данной работе, построена на 6 признаках (табл.1). Было проанализировано около 300 видов орхидных России и Японии, в результате чего выделены 48 жизненных форм (табл. 1). Поскольку наша система не является иерархической, мы используем сквозную нумерацию лишь для облегчения поиска описания той или иной жизненной формы в общем перечне. Двадцать типов жизненных форм были описаны нами в 1996 году (Татаренко, 1996), еще пять – в 2007 (Tatarenko, 2007), остальные 23 описания приводятся здесь впервые. Не все жизненные формы орхидных, описанные ранее, принимаются в данной классификации в прежнем объеме. Так, выделявшиеся прежде в качестве 3-х самостоятельных жизненных форм типы Leucorchis albida (Pseudorchis albida), Gymnadenia conopsea и Platanthera bifolia, в настоящей классификации отнесены к одному типу. Все эти орхидные имеют утолщенные корневые части тубероидов и весьма сходны по способности к вегетативному размножению, вегетативной подвижности и сезонному развитию. Tulotis fuscescens-тип ЖФ, наоборот, разделен на две ЖФ:  Tulotis fuscescens и Galearis cyclochila, по признаку степени утолщения запасающих органов.  Neottia nidus-avis-тип также разделен на две ЖФ: Neottia nidus-avis и Galeola septentrionalis, различающиеся по продолжительности жизни и интенсивности ветвления корневищ и корней, а также по способам образования корневых отпрысков. Нумерация ЖФ в ранее опубликованных (Татаренко, 1996; Tatarenko, 2007) классификациях не совпадает с нумерацией в класификации, приводимой в таблице 1.

Таблица 1. Жизненные формы орхидных России и Японии.

N

Тип жизненной формы

(по модельному виду)

Характеристики ЖФ

Название ЖФ

1

Cephalanthera longibracteata

A.I.1.з1 л3 к1

короткокорневищная многолетняя

2

Cypripedium delibe

A.I.1.з1 л3 к2

короткокорневищная малолетняя

3

Cypripedium guttatum

A.I.2.з1 л3 к1

длиннокорневищная многолетняя

4

Tropidia nipponica

A.I.1.з1 л2 к1

надземно ветвящаяся, вечнозеленая

5

Corymborchis veratrifolia

C.I.1.з1 л2 к1

короткокорневищная зимнезеленая ЖФ, с неутолщенными побегами и пазушными соцветиями

6

Ephippianthus sachalinensis

C.I.2.з1 л2 к0

длиннокорневищная малолетняя, зимнезеленая, бескорневая

7

Dactylostalyx ringens

C.I.2.з1 л2 к2

длиннокорневищная зимнезеленая ЖФ с единственным корнем на каждом годичном приросте

8

Oreorchis patens

C.I.1.з2 л2 к1

короткокорневищно-клубнелуковичная многолетняя зимнезеленая

9

Calypso bulbosa

C.I.1.з2 л2 к2

короткокорневищно-клубнелуковичная малолетняя зимнезеленая

10

Cremastra unguiculata

C.I.2.з2 л2 к1

длиннокорневищно-клубнелуковичная, многолетняя, зимнезеленая

11

Cymbidium goeringii

C.I.1.з2 л1 к1

короткокорневищно-клубнелуковичная, многолетняя, вечнозеленая ЖФ с боковыми соцветиями

12

Arundina bambusifolia

A.I.1.з2 л1 к1

короткокорневищно-клубнелуковичная, вечнозеленая ЖФ с терминальным соцветием

13

Bletilla striata

A.I.1.з2 л2 к1

короткокорневищно-клубнелуковичная, многолетняя, летнезеленая

14

Eleorchis japonica

A.I.1.з2 л3 к2

короткокорневищно-клубнелуковичная, малолетняя, летнезеленая

15

Liparis bootanensis

A.I.1.з3 л1 к1

короткокорневищная вечнозеленая ЖФ с гомобластными многолетними псевдобульбами

16

Liparis nervosa

A.I.1.з3 л2 к2

короткокорневищная зимнезеленая ЖФ, с гомобластными малолетними псевдобульбами

17

Liparis japonica

A.I.1.з3 л3 к2

корневищная летнезеленая ЖФ, с надземными гетеробластными малолетними псевдобульбами

18

Spiranthes sinensis

B-A.I.1.з2 л2 к2

короткокорневищная, кистекорневая

19

Gymnadenia conopsea

A.II.1.з2 л3 к2

ЖФ вегетативного однолетника с утолщенной корневой частью тубероида и вытянутыми корневыми окончаниями

20

Dactylorhiza iberica

A.II.1-2.з1 л3 к2

ЖФ вегетативного однолетника с утолщенным веретеновидным стеблекорневым тубероидом и столоновидными побегами

21

Platanthera oligantha

A.II.1.з1 л3 к2

ЖФ вегетативного однолетника с тонким веретеновидным стеблекорневым тубероидом

22

Tulotis fuscescens

A.II.2.з2 л3 к2

ЖФ вегетативного однолетника с утолщенным «столоновидным» стеблекорневым тубероидом

23

Galearis cyclochila

A.II.2.з1 л3 к2

ЖФ вегетативного однолетника с тонким столоновидным стеблекорневым тубероидом

24

Orchis mascula

A.II.1.з2 л3 к3

ЖФ вегетативного однолетника со сферическим стеблекорневым тубероидом на коротком столоне

25

Acianthus sikokianus

A.II.1.з2 л3 к0

ЖФ бескорневого вегетативного однолетника со сферическим стеблекорневым тубероидом на коротком столоне

26

Herminium monorchis

A.II.2.з2 л3 к3

ЖФ вегетативного однолетника со сферическим тубероидом на длинном столоне

27

Listera cordata

A.I.2.з1 л3 к2

длиннокорневищная, факультативно корнеотпрысковая

28

Pogonia japonica

B-A.I.1.з1 л3 к2

короткокорневищная, облигатно-корнеотпрысковая

29

Nervilia nipponica

C.II.2.з2 л3 к0

побегово-клубневая, столонообразующая бескорневая

30

Goodyera repens

B.I.2.з1 л2 к2

ползучекорневищная, вечнозеленая

31

Myrmechis japonica

B.I.2.з1 л2 к0

ползучекорневищная вечнозеленая, бескорневая

32

Malaxis bancanoides

В.I.1.з3 л2 к2

ЖФ с моноподиально нарастающими псевдобульбами

33

Cheirostylis takeoi

B.I.1.з3 л2 к2

ползучекорневищно-клубневая вечнозеленая, бескорневая

34

Oberonia japonica

B.I.1.з1 л1 к1

короткопобеговая вечнозеленая многолетняя

35

Zeuxine strateumatica

B.I.1.з1 л1 к2

короткопобеговая вечнозеленая малолетняя

36

Neottia nidus-avis

B.I.1.з1 л3 к1

бесхлорофилльная1

, короткокорневищная ЖФ с многочисленными корнями

37

Gastrodia elata

B.II.1.з2 л3 к0

бесхлорофилльная, утолщеннокорневищная, бескорневая

38

Epipogium aphyllum

B.I.1.з1 л3 к0

бесхлорофилльная, коралловидно-корневищная, бескорневая

39

Cremastra aphylla

B.I.1.з2 л3 к1

коралловиднокорневищная-клубнелуковичная

40

Galeola septentrionalis

B-A.I.1.з1 л3 к1

бесхлорофилльная корневищная ЖФ с длинными многолетними, ветвящимися корнями

41

Galeola altissima

B-D.I.2.з1 л1 к1

бесхлорофилльная лиановидная

42

Dendrobium moliniforme

C.I.1.з3 л1 к1

короткокорневищная вечнозеленая ЖФ с гомобластными псевдобульбами и пазушными генеративными побегами

43

Eria corneri

C.I.1.з3 л2 к1

короткокорневищная зимнезеленая ЖФ с гомобластными псевдобульбами и пазушными генеративными побегами

44

Bulbophyllum japonicum

C.I.2.з3 л1 к1

длиннокорневищная вечнозеленая ЖФ с гетеробластными псевдобульбами или запасающими зелеными листьями и пазушными генеративными побегами

45

Neofinetia falcata

D.I.1.з1 л1 к1

ЖФ моноподиально нарастающего, короткопобегового многолетника, с пазушными генеративными побегами

46

Vanda lamellate

D.I.1.з3 л1 к1

ЖФ моноподиально нарастающего многолетника, с утолщенными вегетативными и пазушными генеративными побегами

47

Cleistosoma sclopendrifolium

D.I.2.з1 л1 к1

ЖФ моноподиально нарастающего, длиннопобегового многолетника, с пазушными генеративными побегами

48

Taeniophyllum aphyllum

D.I.1.з3 л3 к1

«безлистная» ЖФ с фотосинтезирующими, запасающими корнями

В разделе «Общая характеристика жизненных форм орхидных России и Японии» приведены краткие описания 48 жизненных форм орхидных на основе модельных видов.

Биоморфологическое разнообразие у орхидных Японии (47 ЖФ) значительно больше, чем у орхидных России (25 ЖФ), что обусловлено большей вариабельностью типов местообитаний и более теплым климатом в Японии. Эти данные соответствуют экологической концепции выделения жизненных форм И.Г. Серебрякова (1964). Тип жизненной формы Dactylorhiza iberica отмечен только у одного вида и встречается в узком географическом диапазоне в Средиземноморско-Ближневосточном регионе (на территории России – на Кавказе). Среди жизненных форм орхидных, специфичных для дальневосточного региона (Дальний Восток России и Япония), можно назвать типы: Ephippianthus sachalinensis, Dactylostalyx ringens, Cremastra aphylla, Cremastra unguiculata, Cypripedium delibe, Oreorchis patens. Такие жизненные формы, как Pogonia japonica, Eleorchis japonica, Galearis cyclochilla, Tulotis fuscescens типы, характерны для Дальнего Востока России и Японии, а также для Северной Америки. Семь жизненных форм орхидных с многолетними олиственными побегами и пазушными соцветиями широко распространены у орхидных Юго-Восточной Азии и других тропических регионов, также как и пять жизненных форм микотрофных, условно бесхлорофилльных орхидных. Жизненные формы типов Acianthus sikokianus и Nervillia nipponica, обнаруженные у пяти японских орхидей, встречаются у гораздо большего числа видов орхидных в Южном полушарии. Наиболее распространенными жизненными формами, характерными для более чем 100 видов орхидных на территории Евразии в целом, являются типы Cephalanthera longibracteata, Cypripedium guttatum, Gymnadenia conopsea, Orchis mascula. В дальневосточном регионе типы жизненных форм Goodyera repens, Epipogium aphyllum, Herminium monorchis, Listera cordata, Neottia nidus-avis отмечены у нескольких видов орхидных каждая, тогда как в Европейской России эти жизненные формы наблюдаются лишь у 1-2 видов каждая.

Биоморфологическое разнообразие характерно для целого ряда таксонов орхидных. Например, у видов родов Liparis, Habenaria, Cremastra и Cypripedium встречаются по 3 ЖФ, у Epipactis и Herminium – 2 ЖФ, у  Platanthera – 4 ЖФ. Виды этих родов, имеющие разные жизненные формы, обычно характеризуются и различной экологической приуроченностью, на основании чего можно сделать вывод о преобладающем влиянии экологических факторов на формирование жизненных форм растений. В других таксонах, например, Lecanorchis, Nervilia, Oreorchis, Cymbidium, почти все виды имеют одну и ту же жизненную форму и произрастают в сходных экологических условиях. Возникновение одинаковой жизненной формы типа Epipogium aphyllum у представителей двух подсемейств: Spiranthoideae и Epidendroideae и четырех триб орхидных, объясняется параллелизмом в строении побегов на ранних стадиях развития и ускоренными темпами онтоморфогенезов отдельных видов.

Такие виды, как Dactylorhiza iberica и Cremastra unguiculata имеют видоспецифичные жизненные формы, сформировавшиеся в условиях повышенной влажности субстрата. Два типа жизненных форм: Gymnadenia conopsea и Orchis mascula, встречаются у наибольшего числа таксонов – у более чем 70 видов из 22 родов орхидных умеренной зоны Евразии. Широкую представленность именно этих двух типов жизненных форм орхидных нельзя объяснить ни экологическими, ни географическими факторами. По-видимому, интенсификация онтоморфогенеза у предковых форм, приведшая к возникновению «вегетативных однолетников» у орхидных, позволила им освоить самые разнообразные типы местообитаний и расселиться в различные климатические зоны, где и происходила дальнейшая видовая и родовая радиация таксонов при сохранении ими предковых типов жизненных форм.

Жизненные формы орхидных отражают специализацию растений в двух крупных направлениях экологической эволюции: мезофитном и ксерофитном. Первое характерно для большинства наземных орхидных, образующих тонкие или сочные, широкие листовые пластинки. Эпифитные и эпилитные орхидеи демонстрируют целый спектр различных приспособлений к дефициту влаги. Листья могут быть вдоль сложенными (Oberonia, Liparis),  суккулентными (Bulbophyllum), жесткими ксероморфными (Luisia teres) или редуцированными до катафиллов (Taeniophyllum). Корни эпифитов покрыты толстой воздухоносной и влагозапасающей тканью – веламеном, иногда они принимают на себя функцию фотосинтеза  Стебли и листья многих эпифитных орхидей покрыты кутикулой. Ксероморфная структура листьев и наличие многослойного веламена на корнях орхидных, имеющих  Cymbidium goeringii-тип жизненной формы, могут свидетельствовать о вторичности наземного образа жизни для соответствующих видов.

Оценивая выделенные нами типы жизненных форм с позиций фитоценологической классификации биоморф (Ценопопуляции растений, 1976; Смирнова О.В., 1987), можно разделить их на три основные группы: моно-, поли- и ацентрические биоморфы (Шорина, 1981). К группе моноцентрических биоморф можно отнести все многолетние короткопобеговые жизненные формы: типы 1, 2, 4, 5, 11-13, а также вегетативные однолетники 19, 21, 24, 25 типов ЖФ. Орхидные, имеющие эти жизненные формы, вегетативно неподвижны или очень малоподвижны. Хотя они и занимают определенное место в фитоценозах на протяжении длительного периода времени, их фитоценотическая роль обычно невелика (Вахрамеева, Денисова, 1980 а, б; Татаренко, Вахрамеева, 1999). Вегетативно подвижные виды растений относят к группе полицентрических биоморф (Ценопопуляции растений, 1976; Шорина, 1981). Однако это, по-видимому, следует распространять только на многолетние виды, у которых связь между разветвившимися побегами сохраняется в течение некоторого времени, и одно растение имеет несколько центров воздействия на среду обитания, т.е. фитогенных полей (Уранов, 1965). У орхидных к этой группе можно отнести типы ЖФ 3, 10, 44. К ацентрическим биоморфам, не имеющим центров длительной фитоценологической активности, относятся вегетативно подвижные «вегетативные  однолетники», ежегодно меняющие местоположение дочерних побегов (типы 22, 23, 26, 29), а также ползучепобеговые жизненные формы (типы 6, 7, 30, 31). Оценка фитоценотической роли орхидных той или иной жизненной формы чрезвычайно важна для проведения популяционных исследований орхидных (Vakhrameeva, Tatarenko, 1998, 2001; Tatarenko, Vakhrameeva, 2001).

Глава 5. Начальные стадии и разнообразие типов онтогенезов.

Индивидуальное развитие растений семейства орхидных характеризуется рядом особенностей, начиная с самых первых этапов формирования зародыша (Поддубная-Арнольди, 1964; Савина, 1979; Батыгина, Васильева, 1980, 1983). Зародыши орхидных чрезвычайно мелкие, практически не дифференцированные, что по мнению Н.Н. Цвелева (2000), свидетельствует о древнем происхождении орхидных. Уменьшение размеров зародышей и эндосперма в семенах орхидных, по-видимому, было спровоцировано возможностью питания с помощью микоризного гриба (Терехин, Никитичева, 1968). Сходные редукционные процессы в зародышах были описаны у паразитических и полупаразитических растений (Терехин,  1977, 1991).

Семена орхидных чрезвычайно мелкие, их невозможно обнаружить в почве, поэтому до настоящего времени крайне мало данных было получено о продолжительности их покоя и возможности их участия в банках семян растительных сообществ.  У семян орхидных наблюдается органический морфо-физиологический покой (Lucke, 1984; Андронова, 1988; Батыгина и др., 1988; Куликов, 1995; Попкова, 1999; Андронова и др., 2000). Метод, предложенный Rasmussen и Whigham (1993), позволил заложить серии экспериментов по изучению особенностей прорастания семян наземных орхидных в посевах в природных сообществах. Наши наблюдения (Tatarenko et al., 2002) и литературные данные (Whigham et al., 2006) показывают, что семена видов подсемейств Orchidoideae и Spirantoideae могут прорастать очень быстро, в течение года. Семена Epipactis thunbergii и Pogonia japonica  начинали прорастать через 2-4 года после посева. Сравнивая данные о скорости прорастания зрелых семян на питательных средах и в природных условиях, можно сделать вывод о значительном сходстве процессов у таких орхидных, как  Epipactis, Habenaria radiatа, Spiranthes sinensis, что подтверждается и литературными данными (Rasmussen, 1992; van der Kinderen, 1995; Куликов, Филиппов, 1998; Sakamoto et al., 2007). Однако для других орхидных, например, Corallorhiza trifida был описан длительный покой семян на питательных средах (Куликов, 1995) и прорастание их в течение года в природных условиях (McKendrick et al., 2000). Наши наблюдения за прорастанием семян, как in vitro, так и in situ говорят о значительной гетероспермии у орхидных, которая может являться следствием воздействия целого ряда факторов (Левина, 1981).

Протокормы. Морфологическая структура, возникающая при прорастании семени орхидного растения называется протокормом. За долгое время изучения начальных стадий онтогенеза орхидных о природе протокормов были высказаны самые разные точки зрения, которые детально обсуждены Е.В. Андроновой с соавторами (2000). Терминологическую дискуссию о постсеменных этапах в онтогенезах орхидных продолжила Г.Л. Коломейцева (2006). Основываясь на наших наблюдениях процессов прорастания семян орхидных, как in vitro, так и in situ, мы склоняемся к точке зрения, что зародыш продолжает свое развитие вне семенной кожуры, получая питание от симбиотического гриба. Именно эту стадию развития орхидного растения называют протокормом.

Дальнейшее развитие растений происходит с метаморфозом всего организма, что свойственно для многих орхидных, меняющих тип питания, а иногда и среду обитания на ранних стадиях онтогенеза. В соответствие с изменением (или неизменностью) типа питания растения меняют или не меняют свою жизненную форму (Tatarenko, 2007). По адаптациям к разным типам питания орхидные можно разделить на несколько групп. Большинство видов триб Сypripedieae, Tropidieae, Orchideae, Diurideae, Nervilieae, Calypsoeae, Cymbidieae и ряд Neottieae развиваются со сменой микотрофного типа питания, свойственного ранним стадиям онтогенеза, протекающим под землей, на миксотрофный (смешанный, когда растение использует и автотрофный, и гетеротрофный способы получения органических вешеств), который возникает после образования надземных фотосинтезирующих побегов. Развитие особей со сменой типов питания в ходе онтогенеза может происходить по разным сценариям: 1) микотрофный протокорм – автотрофное растение с надземным побегом; 2) микотрофный протокорм – микоризом – автотрофное растение с надземным побегом; 3) протокорм – микоризом (автотрофная стадия утрачена); 4) протокорм – ползучий нитевидный побег (миксотрофное питание сохраняется в ходе всего онтогенеза); 5) фотосинтезирующий протокорм – ювенильный побег (микотрофная стадия редуцирована).

Протокормы многих видов трибы Orchideae могут развиваться как ускоренно, с образованием надземных побегов (сценарий 1), так и с образованием 1-3-летних микоризомов (сценарий 2), что было описано у Orchis ustulata (Burgeff, 1936), O. mascula и Platanthera extremiorientalis (Татаренко, 1996), Dactylorhiza maculata (Виноградова, 1998; 1999а), Pseudorchis albida (Татаренко, Баталов, 1999), Platanthera ophrydioides (Tatarenko, 2007), а также было выявлено в ходе наших исследований у целого ряда других видов рода Platanthera: P. minor, P. japonica,  P. chlorantha. После перехода к автотрофному питанию и утраты связи с микоризомом растения получают органические вещества, преимущественно, за счет фотосинтеза. Микориза присутствует в корнях и вытянутых корневых окончаниях тубероидов на протяжении всего большого жизненного цикла особей, однако роль ее в питании растений, по-видимому, невелика, и особи, лишенные возможности фотосинтезировать, оказываются не в состоянии заложить полноценные органы возобновления (Татаренко, Варывдина, 2006).

Развитие через стадию микоризома всегда происходит у видов подсемейства Cypripedioideae, а также триб Neottieae и Vanilleae (п/триба Lеcаnorchidinae). Удлинненные, цилиндрические, слабо разветвленные микоризомы образуются у видов рода Cymbidium, тогда как у растений родов Cremastra, Oreorchis, Calypso, Tipularia и Dactylostalyx микоризомы более широкие, плоские и интенсивно ветвящиеся. Однолетние микоризомы образуются из апексов протокормов у некоторых видов родов Goodyera и Odontochillus и являются переходной стадией к формированию ползучего олиственного побега. Одно-двулетние утолщенные, слаборазветвленные микоризомы были обнаружены нами у Liparis nervosa и L. bituberculata, взрослые растения которых имеют псевдобульбы.

Разную степень редукции фотосинтезирующей стадии, приводящую к развитию орхидных без смены типа питания и только с одной фазой метаморфоза (3 сценарий) можно наблюдать у видов трибы Calypsoeae. Так, у Cremastra aphylla рост микоризома завершается образованием клубнелуковицы, на которой в тот же год развивается генеративный побег, однако зеленые листья остаются в зачаточном состоянии и практически не участвуют в фотосинтезе и питании растений. У растений Corallorhiza и Yoania произошла полная редукция фотосинтезирующих олиственных побегов, а заодно и клубнелуковиц, как основных запасающих органов, и генеративные побеги образуются непосредственно на верхушках микоризомов. Все виды трибы Gastrodieae образуют многолетние, подземные микоризомы и не имеют автотрофной стадии. Метаморфоз всего организма у этих орхидных отсутствует, но развиты метаморфозы побегов, обусловленные сменой или чередованием питающей, запасающей и расселительной функций: 1) протокорм – столон – пропагула – коралловидный микоризом – клубень. Последовательность и число чередований этих метаморфозов могут быть самыми разными.

Смена типов питания практически отсутствует у орхидей, образующих на протокормах ползучие побеги или псевдобульбы (4 сценарий). Миксотрофный тип питания преобладает у таких растений на протяжении всего онтогенеза. Фотосинтезирующие листовидные протокормы были изучены нами у видов рода Thrixspermum. Микоризные грибы присутствуют в трихомах, прикрепляющих протокорм к субстрату. Однако питание растения осуществляется преимущественно за счет фотосинтеза, а роль микотрофии сведена к минимуму (5 сценарий).

Скорость онтогенеза  Все орхидные являются многолетними растениями. Литературные данные (Stoutamire, 1974) и наши долговременные наблюдения за маркированными особями в природных популяциях, эксперименты с посевом семян в природе, а также выращивание растений в культуре показали, что орхидные способны развиваться как двулетние и даже однолетние растения, проходя за этот короткий срок весь жизненный цикл. Во многих семействах цветковых растений редукционная линия биоморфологической эволюции привела к возникновению однолетних форм. Одним из основных путей их образования считается неотения (Тахтаджян, 1948, 1964). Настоящие однолетники неизвестны у орхидных, однако отбор на ускорение темпов перехода к цветению и плодоношению при малых размерах и коротком жизненном цикле особей (Серебрякова, 1983; Барыкина, 1992, 2005) происходит в целом ряде таксонов.

Микориза орхидных несомненно играет значительную роль в ускорении темпов развития особей посредством усиленного питания высшего растения с одной стороны, и «антагонистическим» характером отношений хозяина и симбионта, с другой (Burgeff, 1932, 1936; Harvais, 1974). Одним из самых известных примеров быстрого онтоморфогенеза в течение 1-3-х лет  является развитие микогетеротрофного австралийского вида Rhizanthella gardneri (Dixon, Pate, 1984; Warcup, 1985; Dixon et al., 1991). Ускорение онтоморфогенеза, как следствие интенсивного микотрофного питания,  произошло и  в случае Epipogium aphyllum. Растения этого вида не закладывают запасающие клубни перед образованием генеративных побегов, как это наблюдается у других видов рода, а сразу образуют надземный цветоносный побег с несколько вздутым основанием – рудиментом запасающего клубня. По нашим оценкам, онтогенез E. aphyllum протекает за 3-5 лет, в 3 раза быстрее, чем у E. japonicum и в 5-8 раз быстрее, чем у E. roseum.

Наибольшая лабильность как сезонного, так и онтогенетического развития свойственна орхидным со сферическими стеблекорневыми тубероидами (Tatarenko, Kondo, 2003 а). Происхождение сферической формы клубня, как наиболее экономичной с точки зрения снижения потери влаги в засушливый период, связывают со Средиземноморским климатом. По-видимому, засушливые жаркие летние периоды в Древнем Средиземьи, ставшие одним из ведущих факторов возникновения однолетних растений в этом регионе (Тахтаджян, 1948), способствовали появлению среди орхидных «вегетативных однолетников», малые жизненные циклы которых успевают завершится в течение благоприятного для вегетации, влажного сезона. Одновременно происходит и сокращение больших жизненных циклов. Согласно нашим наблюдениям, в популяциях Habenaria radiata можно обнаружить и однолетние, и малолетние, и единичные многолетние особи.

Наши исследования популяций Spiranthes sinensis, проведенные в двух типах местообитаний вида в Японии (Tatarenko, Kondo, 2007), показали выраженную тенденцию к сокращению большого жизненного цикла у растений сухих местообитаний по сравнению с влажными. В сухих условиях развитие  отдельных особей от прорастания семени до плодоношения и отмирания происходило в течение одного года. Наше исследование позволило сделать вывод о первичности влажных местообитаний для данного вида и об интенсификации онтогенезов особей в стрессовых засушливых и жарких условиях. По мнению ряда авторов, аридизация условий местообитания стала одной из причин ускоренного развития растений и происхождения травянистых форм (Гатцук, Дервиз-Соколова и др., 1974), в том числе, однолетних (Тахтаджян, 1948).

Глава 6. Сезонное развитие.

Феноритмотипы орхидных России и Японии. Ритм развития – адаптивный признак, изменяющийся при изменении климатических, а иногда и экологических условий. Рост наземных орхидных в умеренной зоне определяется сезонными изменениями климата, и большинство видов относятся к летнезеленым. Зимнезеленые представители трибы Orchidoidea встречаются в Европе, однако этот ритм вегетации не является у них строго детерминированным. Согласно нашим наблюдениям за Ophrys apiphera, а так же недавно опубликованным данным о состоянии Orchis militaris в зимний период (Вахрушева, 2007), большинство зимне-зеленых особей этих видов, имеют как летний, так и зимний перерыв в вегетации, демонстрируя «двухтактный» сезоный ритм. Возможно однако, что такой ритм довольно широко распространен в популяциях, традиционно считающихся зимнезелеными, однако остается незамеченным в результате недостаточности ботанических наблюдений в зимний период. Ритмы вегетации растений Orchis, Ophrys, Spiranthes значительно варьируют в зависимости от географических и климатических условий, что может указывать как на относительную молодость самих таксонов, так и на слабую генетическую детерминированность признака сезонности роста.

Устойчивый зимне-зеленый ритм вегетации имеют виды трибы Calypsoeae. Неблагоприятный для вегетации зимний период эти виды переживают в облиственном состоянии, а летний перерыв в вегетации связан с завершением периода жизни листьев. Летний перерыв в вегетации составляет около 2-2,5 месяцев у Oreorchis patens и Cremastra variabilis.  Однако, у Ephippianthus sachalinensis и Dactylostalyx ringens он длится меньше месяца или совсем отсутствует, и момент отмирания старого надземного побега совпадает с появлением над землей нового, то есть эти виды близки к вечнозеленым орхидеям.

Вечнозелеными считаются растения, продолжительность жизни листьев которых превышает 1 год (Жмылев и др., 2002). Виды с вечнозеленым ритмом вегетации, например, Goodyera repens, сохраняют его на всем протяжении обширного евроазиатского ареала, что, с нашей точки зрения, указывает на древность и строгую генетическую детерминированность этого признака. Вечнозеленость свойственна растениям, эволюционировавшим в бессезонном климате. Хотя большая часть территории Японии находится в умеренном климатическом поясе с выраженной сменой времен года,  вечнозеленые виды распространены в Японии намного шире, чем на территории России. Практически все они являются выходцами из региона Юго-Восточной Азии.

Признаки продолжительности жизни листьев и сезонный ритм вегетации использованы для классификации жизненных форм орхидных (табл. 1).

Сезонное внутрипочечное развитие побегов. Сезонность роста растений прослеживается не только на стадии надземного побега, но также и в период внутрипочечного развития (Серебряков, 1947). Период внутрипочечного развития является наиболее продолжительным и важным в жизни побега. «Подземная» фенология изучает сезонную периодичность морфогенеза побега, начиная от заложения его апекса и кончая появлением побега на поверхности почвы. Корни орхидных так же характеризуются сезонностью роста, тесно коррелирующей с сезонностью формирования побега (Stoutamire, 1991; Rasmussen, 1995; Татаренко, 1996; Rasmussen, Whigham, 2002; Tatarenko, 2007).

По нашим наблюдениям, продолжительность внутрипочечного развития побега варьирует среди наземных орхидных умеренной зоны в соответствии с их таксономическим положением и типом жизненной формы (Tatarenko, Kondo, 2003 а). Так, все изученные виды родов Epipactis, Cephalanthera и Cypripedium в разных частях их ареалов характеризуются внутрипочечным развитием побега в течение трех лет. У Epipactis and Cephalanthera соцветия развиваются внутри почек в течение 13-14 месяцев. Молодые корни появляются на новом годичном побеге в июле-августе, и побегово-корневой комплекс в этот момент представлен корневищным участком с почкой возобновления и корнями.

У представителей жизненных форм типов Calypso bulbosa, Oreorchis patens, Ephippianthus sachalinensis и Dactylostalix ringens внутрипочечное развитие побегов продолжается 2 года. Полностью сформированное соцветие остается в почке с августа до начала июня следующего года. Корневая система у молодого побега начинает рост во время его подземного развития, когда надземные органы растения отсутствуют.

Виды Liparis japonica, L. makinoana, L. krameri, L. kumokiri, Malaxis monophyllos и Hammarbya paludosa имеют одинаковую жизненную форму и сходный ритм сезонного развития. Апекс нового годичного побега закладывается весной, но остается слабо дифференцированным в течение года. Следующей весной он начинает расти очень быстро и образует новый побег и соцветие внутри почки уже к началу июля. Эта почка сформирует надземный побег следующей весной. Одновременно с ростом надземных органов на побеге появляются молодые корни.

Два вида Spiranthes – S. sinensis and S. spiralis, очень сходные по своей вегетативной морфологии, различаются по срокам заложения апексов новых побегов: у S. spiralis это происходит в середине лета, а у S. sinensis – осенью. В обоих случаях момент заложения апекса приурочен к внутрипочечному формированию следующего годичного побега. У обоих видов апексы остаются слабо дифференцированными до весны - лета следующего года, когда они быстро формируют под землей вегетативные почки, разворачивающие листья в августе – октябре. Молодые корни на новом годичном побеге начинают расти, когда розетка листьев уже появилась над землей. Соцветие в верхушечной почке данного побега будет сформировано в течение следующего лета.

Виды трибы Orchideae делятся на две группы: с вытянутыми (веретеновидными, пальчатораздельными и столоновидными) и со сферическими тубероидами. Представители этих двух групп значительно различаются по ритму внутрипочечного развития и подземного роста тубероидов.  Орхидеи с вытянутыми тубероидами, например, виды родов Dactylorhiza, Coeloglossum, Leucorchis, Galearis и Tulotis характеризуются трехлетним внутрипочечным развитием побегов в разных частях ареалов. Соцветие формируется в течение 2-х месяцев и остается внутри почки более одного года.

Положительные корреляции обнаруживаются между продолжительностью внутрипочечного развития вегетативных и генеративных побегов орхидных и их систематическим положением и биоморфологическими особенностями. Наши исследования, проведенные в разных частях ареалов видов (Tatarenko, Kondo, 2003 а),  не подтвердили существующих представлений о более продолжительном внутрипочечном развитии побегов у растений, произрастающих в северных частях ареалов видов (Блинова, 1993, 1995, 1996, 1998 а, б; Баталов, 1998). Признак продолжительности внутрипочечного развития генеративных и вегетативных побегов является весьма консервативным, сохраняющимся в различных климатических условиях, и может служить дополнительным обоснованием филогенетических связей различных таксонов.

Глава 7. Микориза орхидных

Одна из важнейших проблем - выяснение степени специфичности видов гриба и высшего растения. Результаты некоторых исследований (Clements, 1988) подтверждают гипотезу Bernard (1909) о тесной видоспецифичности симбиоза определенного вида орхидеи и определенного вида гриба. Большинство орхидей могут образовывать микоризу с несколькими  видами грибов (Curtis, 1937; Hadley, 1970; Tokunaga, Nakagawa, 1974, etc.). Некоторая специфичность симбионтов выражается в приуроченности орхидных к определенным типам местообитаний, что также отражает экологию микоризных грибов, слабо изученную вне связи с распространением орхидей (Curtis, 1939, Rasmussen, 1995). Прорастание семян эвритопных орхидей в самых разнообразных местообитаниях может свидетельствовать как о широкой экологической приуроченности грибных симбионтов, так и об отсутствии видовой специфичности между грибом и растением. Молекулярно-генетические исследования грибных симбионтов орхидных значительно расширили возможности определения их видовой принадлежности, а также позволили уточнить характер симбиотических связей орхидеи и гриба. Для ряда видов Cephalanthera, Limodorum, Epipactis и Neottia было показано участие их грибов-симбионтов в проведении питательных веществ от деревьев (Selosse et al., 2002, Girlanda et al., 2006).

Органы локализации микоризы. Вопрос о локализации гриба в органах орхидного растения представляется нам весьма важным как с точки зрения эволюции самих орхидных, так и ко-эволюции высшего растения и гриба. Логично предположить возникновение первых представителей семейства орхидных, как не имевших микоризы. Проникновение грибов в растущие зародыши орхидных, и практическое паразитирование орхидеи на грибе на первых этапах онтогенеза (Bernard, 1909; Burgeff, 1932; Терехин, 1977), по-видимому, эволюционно сформировалось параллельно с редукцией запасных веществ в зародышах в семенах предковых групп орхидных. У взрослых растений из примитивных подсемейств орхидных Apostasioideae и Cypripedioideae, a также виды родов Tropidia, Cephalanthera длинные, многолетние корни с хорошо развитой проводящей системой содержат незначительное количество микосимбионтов. Однако определенные участки корневой системы этих орхидных оказываются специализированы именно для локализации микоризы. Такими участками являются зоны всасывания корней близ их верхушек, а также боковые ответвления корней (рис. 3 I). Этот тип локализации микоризы был выявлен нами и у микогетеротрофных бесхлорофилльных орхидных из родов Lecanorchis и Galeola, что свидетельствует о высокой эффективности обеспечения орхидного растения питательными веществами за счет специализированных многолетних микоризных органов. Возможно, именно в этой группе орхидных велико значение эктомикоризы, которую грибы-симбионты орхидных образуют с деревьями.

В ходе последующей ко-эволюции грибов и орхидных растений распространение микоризы по длине корня становилось более равномерным, что отразилось в более сильной инфецированности корневой системы, например, у Cypripedium guttatum, по сравнению с C. calceolus. Виды подсемейств Spiranthoideae и Orchidoideae, по-видимому, с самого начала возникновения таксонов эволюционировали при тесном контакте с микоризообразующими грибами. Органом локализации микоризы стала вся корневая система, корни инфецируются грибом уже при длине 1 см и остаются достаточно равномерно и интенсивно зараженными вплоть до отмирания. Вместе с тем, эффективность питания за счет микоризных грибов у этих видов, по-видимому, значительно слабее, чем у орхидных, имеющих специализированные микоризные участки корней в пределах  слабомикотрофной корневой системы.

У ряда орхидных, вторично утративших корни, микориза, в основном, локализована в многочисленных эпидермальных волосках (рис. 3 IV), а проникновение гифов грибов в клетки побега происходит только вблизи узла, но не по всей длине междоузлия.

Рис. 3. Органы локализации микоризы у орхидных. I – боковые утолщенные ответвления длинных, многолетних корней (предположительная связь с эктомикоризой деревьев), II – придаточные корни целиком, III – подземный побег (микоризом), IV – эпидермальные волоски на подземном побеге, V – корневые волоски на придаточных корнях, VI – веламен.

Еще один тип локализации микоризы в побеговой части растений широко известен у орхидных, образующих крупные, разветвленные микоризомы на начальных этапах онтогенеза (большинство видов родов Cymbidium, Cremastra, Oreorchis),  или на протяжении всего жизненного цикла (Epipogium, Gastrodia, Chamegastrodia, Corallorhiza, Yoania, Cymbidium macrorhizon). При этом растения утратили корневую систему.

Практически не изученным и не описнным в литературе органом локализации микоризы является микоризный корневой чехол. Он образуется на тонких корнях, несущих большое число корневых волосков, по длине в несколько раз превышающих диаметр корня. Микориза внутри таких корней практически полностью отсутствует, зато корневые волоски тесно сплетаются с гифами грибов, проникающими и внутрь волосков (рис. 3 V).  Наличие корневых чехлов было отмечено нами у растений родов Liparis и Malaxis (триба Malaxideae).

У орхидных, имеющих корни, покрытые многослойным веламеном, органом локализации микоризы является именно веламен и наружные слои клеток коровой паренхимы корней (Залукаева, 1990).  Веламен оказывается функционально сходным с микоризным корневым чехлом, описанным выше и служит удобной средой обитания и для других симбиотических организмов, роль которых в жизни и питании орхидей по-видимому, весьма значительна, но до сих пор мало изучена (Цавкелова, 2003; Tatarenko, Kondo, 2003 в; Коломейцева, 2006).

.Различия в стратегии микоризообразования у орхидных разных жизненных форм. Среди автотрофных орхидей выделяют 4 группы по постоянству и регулярности образования микоризы (Harvais, 1974; Salmia, 1989): 1) постоянно и регулярно инфицирующиеся; 2) более-менее регулярно инфицирующиеся; 3) слабо инфицирующиеся; 4) очень редко инфицируются или микориза отсутствует. Существование таких групп орхидных, различающихся по интенсивности микоризной инфекции, было подтверждено в ходе наших исследований с использованием статистических методов учета микоризы, разработанных И.А. Селивановым (1981). Определенные зависимости были установлены между типом жизненной формы орхидеи и количеством микоризных грибов, присутствующих в корнях. Интересно было проследить интенсивность развития грибной инфекции у орхидных разных видов и разных жизненных форм, произрастающих совместно в одном ценозе и одинаковых экотопических условиях (рис. 4).

Среди орхидных, произрастающих на территории бывшего Советского Союза, количественные характеристики микоризы были получены нами для 80 видов. По признакам интенсивности и постоянства микоризной инфекции эти виды можно разделить на четыре группы. Первую группу составляют холомикотрофные орхидеи, питающиеся за счет гриба всю жизнь: Gastrodia elata, Limodorum abortivum, Neottia nidus-avis, N. papilligera, N. asiatica, Epipogium aphyllum, Corallorhiza trifida. Вторая группа – постоянно и сильно инфицированные виды трибы Orchideae, а также Spiranthes sinensis, S. spiralis, Goodyera repens, G. maximowicziana, G. schlechtendaliana, Myrmechis japonica. Слабо микотрофными являются все корневищные орхидеи, такие как виды родов Cephalanthera, Epipactis, Listera, Pogonia, Ephippianthus, Liparis, Oreorchis, Cremastra, Cypripedium. Среди корневищных орхидей были выявлены виды, способные длительно существовать на автотрофной стадии почти без микоризы: Cypripedium macranthos, C. calceolus, Malaxis monophyllos.

Рис. 4. Интенсивность микоризной инфекции (%) у взрослых растений различных видов орхидных, растущих в одном и том же местообитании.  I, III – данные по: Татаренко, 1995, II, IV – данные по: Tatarenko, 2002. I. Луг с доминированием Miscanthus в редколесье Quercus dentata, Приморский край, Россия. II. Листопадный лес, префектура Нагано, Япония. III. Сфагновое болото, Приморский край. IV. Болото с Rhinchospora, префектура Хиросима, Япония. 1. Cypripedium guttatum, 2. Liparis makinoana. 3. Spiranthes sinensis. 4. Herminium monorchis. 5. Tulotis ussuriensis. 6. Malaxis monophyllos. 7. Oreorchis patens. 8. Neottianthe cucullata. 9. Coeloglossum viride. 10. Galearis cyclochila. 11. Hammarbya paludosa. 12. Pogonia japonica. 13. Habenaria linearifolia. 14. Habenaria radiata. 15. P. japonica. 16. Epipactis thunbergii. 17. H. radiata.

 

Исследования некоторых видов орхидных в разных регионах бывшего Советского Союза позволили сравнить особенности их микоризы в различных климатических условиях. Виды, имеющие обширный ареал, характеризуются сходными показателями интенсивности микоризной инфекции в разных его частях. Так, Cypripedium calceolus  на северной границе распространения (Архангельская и Мурманская области) образует микоризу столь же слабо, как и в восточной части ареала (Приморский край) (С=0,5%). Gymnadenia conopsea образует микоризу с интенсивностью 50-70% и в тундре на Кольском полуострове, и на гипсовых карстовых оползнях в Архангельской области, и на  разнотравных лугах в Калининградской и Московской областях, и в Приморском крае, и в альпийских лишайниковых пустошах на Северном Кавказе (Байкалова, Онипченко, 1988; Татаренко, 1996). На протяжении всего своего голарктического ареала высокую интенсивность микоризной инфекции (С=60-70%) имеет Goodyera repens. Интересные результаты могут быть получены при сравнении таксономической принадлежности грибов-симбионтов орхидных, собранных в разных частях ареалов растений-хозяев.

Интенсивность образования микоризы в значительной степени зависит от богатства и увлажненности субстрата в местообитаниях орхидных (Curtis, 193орхидных (Curtis, 1939; Vij, Sharma, Datta, 1985; Татаренко, 1995; Tatarenko, 2002). На богатых и влажных субстратах сырых лугов, пойменных болот и лесов, интенсивность инфекции у всех видов орхидных гораздо выше, чем на эродированных песчаных почвах и на нарушенных участках.

Глава 8. Модусы эволюционных преобразований жизненных форм орхидных.

Направления эволюции жизненных форм могут быть правильно установлены лишь при сопоставлении таксонов с ясными родственными связями (Жмылев, 2004). Мы полагаем, что короткокорневищная жизненная форма Cephalanthera longibracteata-типа является примитивной для орхидных, так как распространена у примитивных групп семейства (Cypripedioideae, Neottieae). ЖФ Tropidia nipponica-типа, которую имеют и многие представители подсемейства Аpostasioideae, вероятно, возникла от предковой вследствие увеличения продолжительности жизни надземных частей растений (рис. 29-4). В этой линии эволюционных преобразований жизненных форм происходила специализация корней орхидных к микотрофному питанию за счет образования боковых ответвлений корней, как органов локализации микоризы. Короткокорневищная малолетняя и длиннокорневищная многолетняя ЖФ (2 и 3 типы), очевидно, произошли от предковой короткокорневищной многолетней ЖФ (тип 1) в результате интенсификации онтоморфогенезов и приспособления к вегетативному разрастанию при помощи длинных корневищ во влажных местообитаниях.

Микориза орхидных оказалась, по-видимому, ключевым фактором эволюции у наземных орхидных. В трибе Neottieae можно проследить различные стадии формирования микотрофизма: в родах Cephalanthera и Epipactis имеются виды с крайне редуцированными листьями (Cephalanthera aphylla, Epipactis microphylla), корневые системы, в целом слабо инфицированные грибами, у отдельных особей образуют боковые ответвления корней, как органы локализации микоризы. Дальнейшая эволюция микотрофности в этой группе орхидных привела к тому, что корни целиком (Neottia camtschatea), а также и корневища (Neottia nidus-avis, Limodorum abortivum) стали микотрофными органами. Усиление микотрофности привело и к интенсификации онтоморфогенеза у видов, имеющих жизненную форму Neottia nidus-avis-типа, и формированию у них особого типа корневых отпрысков. Остаточная способность к фотосинтезу наблюдается у некоторых из них, например, у Neottia camtschatea, имеющего зеленые цветоносы, брактеи и завязи.

Микотрофная линия эволюции в другой трибе подсемейства Epidendroideae – Calypsoeaе, привела к образованию 7 жизненных форм у растений этой трибы (рис 29-10, -9, -6). Коралловидные, недолгоживущие микоризомы образуются и у видов рода Cymbidium. Автотрофная стадия намного продолжительнее микотрофной и сопровождается образованием многолетних клубнелуковиц и вечнозеленых листьев (рис. 29-13). Но и здесь у Cymbidium macrorhizon мы наблюдаем тенденцию у удлиннению микотрофного периода, сокращению онтоморфогенеза в целом и редукции многолетних запасающих органов, что привело к возникновению у этого вида Epipogium aphyllum-типа ЖФ. Еще одно направление микотрофной эволюции привело к древней специализации побегов, полностью утративших автотрофную функцию. Gastrodia elata-тип характеризуется наличием запасающих подземных клубней и отсутствием корней (рис. 29-37).

Клубнелуковичные автотрофные жизненные формы можно подразделить на две группы: растения одной из них проходят в онтогенезе стадию коралловидного микоризома (Oreorchis patens и Cymbidium goeringii-типы) и растения, развивающиеся без продолжительной микотрофной стадии (Bletilla striata и Eleorchis japonica-типы) (рис. 29-13, -9). Концентрация питательных веществ в клубнелуковицах оказалась настолько выгодна с энергетической точки зрения (Schelpe, 1944), что позволило образовывать по 2 (Cymbidium goeringii-тип ЖФ), а иногда и до 5 (Eulophia graminea) боковых генеративных моноциклических побегов или крупные терминальные соцветия (Bletilla striata) на каждом годичном побеге. У  Arundina bambusifolia клубнелуковица, сохраняющаяся в основании годичного побега, наоборот, почти утратила запасающую функцию в связи с увеличением продолжительности жизни надземного побега, нарастающего и фотосинтезирующего круглый год.

В условиях бессезонного тропического климата, где нет необходимости прерывать вегетацию и переживать неблагоприятные периоды в состоянии покоя, стало возможным продолжительное моноподиальное нарастание одноосных надземных побегов, образующих как вегетативно-генеративные полициклические побеги (Goodyera repens-тип ЖФ; рис. 29-30), так и многолетние вегетативные побеги с пазушными соцветиями (Neofinetia falcata, Vanda lamellate,  Cleistosoma sclopendrifolium-типы ЖФ; рис. 29-45). У орхидных, имеющих эти жизненные формы, нет специализированных запасающих органов, так как процессы поступления ассимилятов и их расходования, по-видимому, вполне сбалансированы.

Значительные утолщения надземных стеблей с образованием псевдобульб произошли у тропических симподиально нарастающих орхидей (рис. 29-15, -44). Псевдобульбы служат не только для запасания питательных веществ, но и для запасания воды, что является особенно важным приспособлением в эпифитных условиях произрастания. Утолщение побега происходит в разных его частях и в разной степени. У Cephalantheropsis gracilis  равномерно и не сильно утолщен весь высокий стебель. У Dendrobium stricklandianum и Acanthephippium sylhetense уже можно говорить об образовании псевдобульбы из всех метамеров побега (гомобластная псевдобульба), а у Bulbophyllum japonicum вертикальный побег представлен одним утолщенным междоузлием (гетеробластная псевдобульба). Мы разделяем точку зрения многих авторов (Withner, Nelson, Wejksnora, 1974; Dressler, 1981; 1993; Лонг, 2002) о том, что эволюция жизненных форм орхидных, имеющих псевдобульбы, шла по направлению сокращения числа запасающих метамеров, а также сокращения онтоморфогенеза.

Своеобразие эпифитных условий местообитания способствовало отбору жизненных форм, способных переносить дефицит влаги и затенение. В целом ряде таксонов, например, в трибах Malaxideae и Cranichideae хорошо прослеживается процесс перехода растений от наземного к эпифитному и вторично наземному образу жизни. Бриофилия, свойственная многим орхидным, стала приспособлением не только к освоению различных климатических зон (Мазуренко, Хохряков, 1989; Tatarenko, 2000), но и к занятию различных экологических ниш от наземных, до литофитных и эпифитных и обратно. Освоение орхидными эпифитных местообитаний способствовало развитию многолетних органов и увеличению продолжительности жизни растений.

Эволюция жизненных форм в подтрибе Goodyerinae шла по пути полимеризации и удлинения междоузлий побегов, что привело к возникновению ползучих жизненных форм Goodyera repens-типа (рис. 29-30). Приспособленность к обитанию на моховых и рыхлых подстилочных субстратах  стала предпосылкой к поселению некоторых видов на замшелых деревьях (Goodyera pendula), побеги стали повисать в воздухе, и произошло вторичное укорачивание междоузлий. Микотрофный период онтогенеза, очень короткий у большинства видов рода Goodyera, становится более продолжительным у Goodyera viridiflora, имеющего клубневидный микоризом, а у Chamegastrodia sikokiana автотрофная стадия утрачена. В этой же подтрибе возникли две бескорневые жизненные формы: Myrmechis japonica-тип с тонкими, мелкими побегами (рис. 29-31) и Cheirostylis takeoi-тип с утолщенными междоузлиями побега (рис. 29-33).

Жизненные формы Zeuxine strateumatica-типа и Spiranthes sinensis-типа можно считать предковыми для возникновения группы жизненных форм вегетативных малолетников со стеблекорневыми тубероидами (рис. 29). Ускорение онтогенезов растений особенно заметно в экстремальных (сухих и жарких) местообитаниях (Tatarenko, Kondo, 2007). Мы предполагаем, что именно стрессовые условия спровоцировали возникновение группы жизненных форм вегетативных однолетников, переживающих неблагоприятный для вегетации период в виде стеблекорневых тубероидов.

В группе ЖФ со стеблекорневыми тубероидами наиболее примитивным можно считать кистекорневой тубероид Pseudorchia albida (Татаренко, 1996). Только один неутолщенный корень входит в состав тубероида у растений  Platanthera oligantha-типа ЖФ (рис. 29-21). Дальнейшие преобразования шли в двух направлениях. Один или несколько корней становились утолщенными, запасающими (Platanthera bifolia, Dactylorhiza; рис. 29-19), а затем корень приобретал сферическую форму (Orchis, Ophrys; рис. 29-24). Другое направление эволюции тубероидов привело к удлинению их стеблевых частей, и столоновидные тубероиды стали выполнять расселительную функцию (Galearis cyclochila; рис. 29-23), к которой добавилась и запасающая функция (Platanthera fuscescens; рис. 29-22). Между жизненными формами с вытянутыми и округлыми тубероидами отмечены реверсии.

Основными движущими факторами эволюции жизненных форм наземных орхидных стали микориза и способность заселять самые разнообразные типы местообитаний. Приспособительными морфологическими механизмами оказались образование специализированных запасающих подземных или надземных органов, удлинение междоузлий корневищных участков побегов и интенсификация вегетативного разрастания и размножения; биологическими механизмами – интенсификация онтоморфогенезов и возникновение жизненных форм вегетативных однолетников. Последнюю группу жизненных форм можно рассматривать, как переходную от многолетних к однолетним растениям.

В ходе биоморфологической эволюции орхидных, по-видимому, неоднократно, параллельно и независимо в разных подсемействах возникали длинные корневища, коралловидные побеги (микоризомы), псевдобульбы. Примером конвергенций может служить образование суккулентных запасающих листьев у некоторых видов Bulbophyllum, трудно отличимых от псевдобульб.

Рассматривая описанные выше типы развития орхидных с позиций филэмбриогенеза (Северцев, 1945) и гетерохронии (de Beer, 1958; цит. по: Gould, 1980),  у изученных нами групп можно выделить следующие модусы эволюционных биоморфологических преобразований. Анаболия, характеризующаяся удлинением продолжительности онтогенеза без отклонений в развитии органов (Жмылев, 2004 а, б; Державина, 2006), наблюдается у многолетних эпифитных, моноподиально нарастающих орхидных, развивающихся без смены типов питания, преимущественно, за счет фотосинтеза. К анаболии можно отнести и возникновение длинных корневищ (Жмылев, 2004 а). Образование в процессе филэмбриогенеза утолщенных участков побегов в виде клубнелуковиц и гомобластных псевдобульб можно рассматривать как девиации, а гетеробластных псевдобульб, закладывающихся на протокормах, как архалаксис. Среди наиболее часто рассматриваемых ботаниками модусов гетерохронии (Державина, 2006) ведущее место в интерпретации эволюционных биоморфологических изменений  у наземных орхидных занимает неотения.

Полимеризация и олигомеризация являеюся важными механизмами биоморфологической эволюции во многих группах организмов (Хохряков, 1981; Шарова, 1981). У орхидных плейомерия (увеличение числа функционирующих элементов системы) имела место в возникновении и развитии полициклических побегов, а также в образовании коралловидных микоризомов. Олигомеризация у орхидных проявляется в возникновении гетеробластных псевдобульб и стеблекорневых тубероидов. Обе эти линии эволюции характеризуются интенсификацией онтоморфогенезов и сокращением продолжительности жизни побегово-корневых модулей.

Выводы

  1. При анализе строения орхидного растения целесообразно использовать следующие структурно-биологические единицы: элементарный метамер, побегово-корневой комплекс (побегово-корневой модуль), состоящий из одноосного или годичного побега и расположенных на нем придаточных корней, и система побегово-корневых модулей, слагающих растение в целом. Побег и корень – равноправные органы, обеспечивающие единство строения и функционирования растительного организма. На основании детального описания и схематического изображения структуры побегово-корневых комплексов создан морфологический атлас, который содержит  140 видов из 81 рода. Структурное разнообразие вегетативных органов орхидных выявилось в наличии или отсутствии специализированных запасающих органов (надземных псевдобульб, подземных клубнелуковиц и побеговых или корневых клубней), различной длине междоузлий побегов, наличии или отсутствии корней и листьев срединной формации. Соцветия орхидных терминальные или боковые, в подавляющем большинстве случаев – простые. Положение соцветий на побегах строго фиксированно и служит важным таксономическим и биоморфологическим признаком.
  2. На территориях России и Японии описаны 48 жизненных форм у представителей 350 видов, относящихся к 101 роду, 17 трибам и 5 подсемействам семейства Orchidaceae. Общее число биоморф орхидных в субтропических районах Японии составляет 40, на Дальнем Востоке России и севере Японии – 26, на территории европейской России и Сибири - 15,  три из которых отмечены почти у 80% видов с евро-сибирскими ареалами. Единичные представители  жизненных форм, широко распространенных в Японии и на Дальнем Востоке России, встречаются на большей части Евразии, в различных климатических и экологических условиях, но сохраняют все основные признаки своих биоморф.
  3. Ритм сезонного развития орхидных зависит как от внутренних, эндогенных причин, так и от внешних, экзогенных. Климатические и географические условия оказывают значительное влияние на сроки и продолжительность периодов цветения и плодоношения, которые в северных частях ареалов видов оказываются намного короче, чем в южных. Ритмы роста и продолжительность жизни зеленых листьев и корней служат признаками жизненных форм и менее изменчивы в случаях произрастания одних и тех же видов  в различных географических регионах, также как и продолжительность внутрипочечного развития побегов. Наиболее длительный внутрипочечный морфогенез побегов отмечен у примитивных орхидных умеренного климата.
  4. Ведущая роль в формообразовании у наземных орхидных принадлежит микоризным симбионтам, которые в процессе длительной коэволюции привели к модификации побегов и корней, изменению скорости онтоморфогенетических преобразований и продолжительности жизни побегово-корневых модулей. Возникновение и развитие микосимбиотрофизма у орхидных привело к крайней редукции в семенах зародышей с последующим их развитием через стадию протокорма, образованию первичных побегов в виде микоризомов, утрате зародышевого корешка, а в некоторых случаях – к утрате корневой системы в целом.
  5. Разнообразие онтогенезов у орхидных разных жизненных форм определяется наличием, выраженностью и продолжительностью микотрофного периода жизни особей. Онтоморфогенетические преобразования побегово-корневых комплексов протекают по двум сценариям: со сменой микотрофного питания на автотрофное и без смены типов  питания, что имеет определяющее значение для формирования жизненных форм взрослых растений. Скорость отногенеза у слабомикотрофных орхидных значительно меньше, чем у растений с сильно развитой микоризой. Ускорение темпов онтогенеза происходит по «неотенической схеме» и приводит к однолетнему циклу развития особей, как крайней форме. 
  6. Симбиотические отношения с микоризными грибами различаются у представителей разных таксонов и у разных жизненных форм орхидных. Представители наиболее примитивных групп содержат микоризу только в окончаниях и боковых ответвлениях корней; интенсивность микоризной инфекции в среднем у них не велика. Микотрофная специализация ряда таксонов привела к тому, что вся побеговая или побегово-корневая система превратились в органы локализации микоризы. Менее зависимы от микоризы автотрофные орхидные, содержащие симбиотические грибы только в придаточных корнях, эпидермальных волосках, или веламене. Микотрофность связана с жизненной формой растений и экологическими условиями, но не зависит от географического положения.
  7. Основные модусы эволюции жизненных форм наземных орхидных России и Японии, следующие: от многолетников к мало- и однолетникам, от короткокорневищных – к длинокорневищным, от отсутствия специализированных запасающих органов – к их образованию в надземной или подземной сфере, от терминального положения соцветия – к боковому. В экологических группах наземных и эпифитных орхидных биоморфологическая эволюция, по-видимому, шла в противоположных направлениях: у наземных орхидей геофилия сопровождалась интенсификацией онтоморфогенезов и возникновением вегетативных мало- и однолетников, имеющих корневые клубни, либо утративших корни совсем; эпифитизм привел к увеличению продолжительности жизни побегов и корней, многолетнему моноподиальному нарастанию одноосных побегов и запасанию питательных веществ в многолетних стеблях, листьях, корнях.

Список публикаций по теме диссертации.

Монографии

  1. Татаренко И.В. Орхидные России: жизненные формы, биология, вопросы охраны. М.: Аргус, 1996. 206 c. Объем 20 п.л.
  2. Tatarenko I.V. Intensity of mycorrhizal infection in some orchid populations in Japan // Trends and fluctuations and underlying mechanisms in terrestrial orchid populations. 2002. Leiden, The Netherlands. Backhuys Publishers. Р.167-183. Объем 1.6 п.л.
  3. Tatarenko I.V. Growth habits of temperate terrestrial orchids / Orchid Biology IX. 2007. P. 91-161. Объем 7 п.л.
  4. Tatarenko I.V. Orchids of Russia and the adjacent countries. Koelts Scientific Books. 2007. 678 p. (В соавторстве с M.G. Vakhrameeva, T.I. Varlygina, G. K. Torosyan, M.N. Zagulskii, личное участие 50%). Объем 30 п.л.
  5. Tatarenko I.V. Orchid cryopreservation by using induced shoot primordia and protocorm-like bodies of tissue culture // Orchids: Science and Commerce. Dehra Dun, 2001. P. 397-412. (В соавторстве с K. Kondo, S.B. Varghese, Y.Iwai и K. Matsumoto, личное участие 5%). Объем 1.5 п.л.

Статьи, тезисы докладов

  1. Татаренко И.В. Микориза орхидных (Orchidaceae) Приморского края // Бот. журн. 1995. Т.80. №8. С. 64-73. 0.9 п.л.
  2. Татаренко И.В. Tulotis fuscescens (Orchidaceae) - новый вид для флоры острова Кунашир // Бот. журн. Т. 81, № 9. 1996. С. 111. 0.1 п.л.
  3. Татаренко И.В. Биоморфологические особенности Gastrodia elata (Orchidaceae) // Бот. журн. 1997. Т. 82, № 7. С. 67 - 72. 0.5 п.л.
  4. Татаренко И.В. Биоморфологические особенности Leucorchis albida (Orchidaceae) // Бот. журн. 1999. Т. 84, №12. С. 74-80. 0.6 п.л. (В соавторстве с А.Е. Баталовым, личное участие 80%).
  5. Татаренко И.В. Биоморфологические особенности Neottia nidus-avis (Orchidaceae) // Бот. журн. 2002. Т. 87, № 11. С. 60-67. 0.7 п.л.
  6. Татаренко И.В. Биоморфологические особенности Dactylostalyx ringens (Orchidaceae) // Бот. журн. 2003. Т. 88, № 4. С. 62-67. 0.5 п.л. (В соавторстве с К. Кондо, личное участие 90%).
  7. Татаренко И.В. Биоморфологические особенности Cremastra variabilis (Orchidaceae)// Бот. журн. 2005. т. 90, № 3. C. 378-386. 0.9 п.л. (В соавторстве с Т.И. Варлыгиной, К. Кондо, личное участие 90%).
  8. Татаренко И.В. Биоморфологические особенности Dactylorhiza iberica (Orchidaceae) // Бот. журн. 2006. Т. 91, № 7. С. 1041-1048. 0.7 п.л. (В соавторстве с Е.Н. Кучер, Л.Л. Попковой, П.В. Куликовым, личное участие 70%).
  9. Татаренко И.В. Экологические характеристики некоторых видов евразиатских орхидных // Бюлл. МОИП. Отд. Биол. 1994. Т.90. Вып.4. С. 75-82. 0.8 п.л. (В соавторстве с М.Г. Вахрамеевой, Т.М. Быченко, личное участие 50%)
  10. Татаренко И.В. Особенности пространственной структуры ценопопуляций орхидных со стеблекорневыми тубероидами // Бюлл. МОИП. Отд. Биол. Т. 93, вып. 2. 1997. С. 54 - 57. 0.3 п.л.
  11. Татаренко И.В. Возрастная структура и динамика популяций орхидных Приморского края  // Бюлл. МОИП. Отд. Биол. Т. 104, Вып. 1. 1999. C. 54-58. 0.4 п.л. (В соавторстве с В.П. Верхолат, М.В. Раковой, личное участие 70%).
  12. Татаренко И.В. Биоморфологические особенности  Goodyera schlechtendaliana Reichenb. fil.  и G. maximowicziana Makino (Orchidaceae) // Бюлл. МОИП. Отд. Биол. 2003. Т. 108, Вып. 5. С. 70-74. 0.5 п.л. (В соавторстве с К. Кондо, личное участие 90%).
  13. Татаренко И.В. Экспериментальное изучение микоризы и морфогенеза побегов Dactylorhiza fuchsii (Orchidaceae) в зависимости от интенсивности фотосинтеза Бюлл. МОИП. Отд. Биол. 2006. Т. 111. Вып. 4. С. 46-51. 0.5 п.л. (В соавторстве с И.В. Варывдиной, личное участие 70%).
  14. Татаренко И.В. Основные направления изучения дикорастущих орхидных (Orchidaceae Juss.) на территории России и сопредельных государств // Бюлл. МОИП. Отд. Биол. 2004. Т.109, Вып. 2. С.37-56. 1.9 п.л. (В соавторстве с М.Г. Вахрамеевой, Т.И. Варлыгиной, личное участие 15%).
  15. Татаренко И.В. Виды евразиатских наземных орхидных в условиях антропогенного воздействия и некоторые проблемы их охраны // Бюлл. МОИП. Отд. Биол. Т. 93. Вып. 4. 1997. С. 35 - 43. 0.8 п.л. (В соавторстве с М.Г. Вахрамеевой, Т.И. Варлыгиной, М.Н. Загульским, С.А. Литвинской, И.В. Блиновой, личное участие 30%).
  16. Татаренко И.В. Морфология побеговых систем и жизненные формы орхидных Приморья // Бюлл. ГБС. Вып.170. 1994. С. 59-72. 1.3 п.л.
  17. Татаренко И.В.  Мякотница однолистная // Биол. флора Моск. обл. Вып.9. Ч.1. М.: МГУ, 1993. С. 40-51. 1 п.л. (В соавторстве с М.Г. Вахрамеевой, Т.М. Быченко, М.В. Экзерцевой, личное участие 15%).
  18. Татаренко И.В.  Кокушник комарниковый // Биол. флора Моск. обл. Вып.9. Ч.1. М.: МГУ, 1993. С. 51-65. 1.4 п.л. (В соавторстве с М.Г. Вахрамеевой, И.О. Виноградовой, О.В. Цепляевой, личное участие 15%).
  19. Татаренко И.В. Эволюционные преобразования побеговых систем орхидных Приморского края //Успехи экологической морфологии растений и ее влияние на смежные науки. М.: Прометей, 1994. С. 40-41. 0.1.п.л.
  20. Tatarenko I.V. Age structure of populations of orchids with different life forms // Acta Universitatis Wwratislaviensis № 2037. Prace Botaniczne LXXV. Wroclaw. 1998. P. 129-139. 1 п.л. (В соавторстве с M.G. Vakhrameeva, личное участие 50%).
  21. Tatarenko I.V.  Ecological characteristics of orchids of European Part of Russia // Acta Universitatis Wratislaviensis № 2317. Prace Botaniczne LXXIX. Wroclaw. 2001. P. 49-54. 0.5 п.л. (В соавторстве с  M.G. Vakhrameeva, личное участие 50%).
  22. Tatarenko I.V. Demography and Reproductive strategy of some terrestrial orchids of Russia // Proceedings of 7-th Asia Pacific Orchid Conference. Nagoya, 15-17 March, 2001. P. 42-44. 0.3 п.л. (В соавторстве с M.G. Vakhrameeva, личное участие 80%).
  23. Tatarenko I.V. Experimental studies of orchid seed germination in nature // Биоразнообразие и биоресурсы Урала и сопредельных территорий: Материалы II международной конференции. Оренбург, 17 - 18 декабря 2002 г. Отв. ред. З.Н. Рябинина. - Оренбург: Издательство ОГПУ, 2002. С. 80-82. 0.3 п.л. (В соавторстве с K. Kondo, K. Futagawa, R. Suzuki, личное участие 90%).
  24. Tatarenko I.V. Population Study in Epiphytic Orchid Sarcochilus japonicus // Journal of Phytogeography and Taxonomy. 2003. V. 51. P. 27-38. 1.1 п.л. (В соавторстве с K. Kondo, личное участие 90%).
  25. Tatarenko I.V. Seasonal development of annual shoots in some terrestrial orchids from Russia and Japan // Plant Species Biology. 2003. V. 18. P. 43-55. 1.2 п.л. (В соавторстве с K. Kondo, личное участие 90%).
  26. Tatarenko I.V. Population biology of Habenaria radiata (Orchidaceae) in Far East Russia and Japan // Journal of Phytogeography and Taxonomy. 2004. V. 52. P. 25-36. 1.1 п.л. (В соавторстве с K. Kondo, личное участие 90%).
  27. Tatarenko I.V. Populations of three wetland orchids in the southern part of Primorye Territory, Russia and Hiroshima Prefecture, Japan // Chromosome Science. 2004. V. 8, N 4. P. 158-161. 0.4 п.л. (В соавторстве с V.P. Verkholat, K. Kondo, личное участие 80%).
  28. Tatarenko I.V. Karyotype in Pogonia japonica (Orchidaceae) in Khasan District, Primorye Territory, Russia // Chromosome Science 2004. V. 8. Р. 67-69. 0.3 п.л. (В соавторстве с C. Takahashi, K. Kondo, личное участие 20%).
  29. Татаренко И.В. Классификации жизненных форм наземных орхидных / Труды VII междунар. конф. по морф. раст. памяти И.Г.  и Т.И.Серебряковых. М.: Изд-во МПГУ им. В.И. Ленина, 2004. С.202-204. 0.1 п.л.
  30. Tatarenko I.V. Orchids in Eastern Europe and their сonservation. Proceedings of 18th World Orchid Conference. Dijon, France. March, 2005. Naturalia Publications. 2005.  P. 479-485. 0.6 п.л. (В соавторстве с M.G. Vakhrameeva, T.I. Varlygina, P.V. Kulikov, личное участие 70%).
  31. Tatarenko I.V. Population biology of Pogonia japonica in Russia and Japan // Plant Species Biology. 2006. V. 21. P. 185-192. 0.7 п.л. (В соавторстве с K. Kondo, личное участие 90%).
  32. Tatarenko I.V. Populations of Spiranthes sinensis along its ecological and geographical ranges // Вестник Тверского гос. ун-та. Сер. Биол. и экол. 2007. №8. С. 148-152.  0.3 п.л. (В соавторстве с K. Kondo, личное участие 90%).
  33. Tatarenko I.V. Influence of photosynthesis on mycorrhiza and morphogenesis of Dactylorhiza fuchsii (experimental study) // Вестник Тверского гос. ун-та. Сер. Биол. и экол. 2007. № 7. С. 66-70. 0.3 п.л. (В соавторстве с I.V. Varivdina, личное участие 70%).
  34. Татаренко И.В. Структура ценопопуляций орхидных Сихотэ-Алинского заповедника // Проблемы совр.биол.: Тр. 19 научн. конф.мол.уч.биол.ф-та МГУ, Москва, 25-29 апреля 1988. Ч.1. МГУ, М., 1988. С. 56-59. 0.3 п.л. Деп. в ВИНИТИ 24.08.88. N6710- В 88.
  35. Татаренко И.В. Некоторые аспекты изучения редких видов растений в заповедниках на примере орхидных //Заповедники СССР - их настоящее и будущее. Ч.2. Ботаника, лесоведение, почвенные исследования. Тезисы докладов Всесоюзной конференции. Новгород. 1990. С. 23-26. 0.3 п.л. (В соавторстве с М.Г. Вахрамеевой, А.Б. Мельниковой, Л.В. Поярковой, личное участие 10%)
  36. Татаренко И.В. Динамика ценопопуляций трех видов семейства орхидных в зависимости от степени антропогенного воздействия //Актуальнi проблеми вивчення фiтобiоти захiдних регiонiв Украiни. Матерiали вiдкритоi конференцii молодих ботанikiв. Львiв, 2-5 квiтня 1990. Львiв, 1991, Изд-во ЛГУ. С. 109-112. 0.2 п.л.
  37. Татаренко И.В. О генеративном размножении орхидных Приморья // Актуальные проблемы ботаники. Тезисы молодежной конф. ботаников стран СНГ. Апатиты, 1993. С. 33-34. 0.1 п.л.
  38. Татаренко И.В. База данных “Onthogenesis” // Тезисы докладов II совещания “Компьютерные базы данных в ботанических исследованиях. С.-Петербург, 17-19 апреля 1995 г. С.-Пб., 1995. С. 55-56. 0.1 п.л. (В соавторстве с Л.Е. Гатцук, В.Н. Егоровой, И.М. Ермаковой, Е.И. Курченко, Н.С. Сугоркиной, личное участие 80%)
  39. Татаренко И.В. Проблемы охраны редких видов семейства Orchidaceae // Проблемы сохранения разнообразия природы степных и лесостепных регионов. Материалы Российско-Украинской научной конф., посвященной 60-летию Центрально-Черноземного заповедника, пос.Заповедный, Курская область, 22-27 мая 1995 г. М.: KMK Scientific press ltd., 1995. С. 168-169. 0.1 п.л.
  40. Татаренко И.В. Возрастная структура ценопопуляций орхидных разных жизненных форм // Популяции и сообщества растений: экология, биоразнообразие, мониторинг. Тез.докл. V научн. конф. памяти проф. А. А. Уранова, 16-19 октября 1996 г. Часть I. Косторома, 1996. С. 53-54. 0.2 п.л.
  41. Татаренко И.В. Орхидные со стеблекорневыми тубероидами // Труды Международной конференции по анатомии и морфологии растений 2 - 6 июня 1997. С.-Пб.: Диада, 1997. С. 131 - 132. 0.2 п.л.
  42. Татаренко И.В. Орхидные на территории Бородинского музея-заповедника (Московская область) // Флора и растительность Средней России. Материалы научной конференции 3 - 5 октября 1997. Орел, 1997. С. 62. 0.1 п.л.
  43. Татаренко И.В. Редкие виды орхидных острова Кунашир (Курильские острова) // Проблемы охраны и рационального использования природных экосистем и биологических ресурсов. М-лы всероссийской научно-практической конференции, посвященной 125-летию И. И. Спрыгина. Пенза, 1998. С. 154-155. 0.2 п.л.
  44. Татаренко И.В. Экобиоморфологические особенности Ephippianthus sachalinensis (Orchidaceae) //Растения в муссонном климате. Материалы конф., посвященной 50-летию Ботанического сада-института ДВО РАН. Владивосток, 1998. С. 111-113. 0.2 п.л.
  45. Татаренко И.В. Жизненные формы орхидных России // Бюлл. Ботан. сада им. И. С. Косенко Кубанского госагроуниверситета. №7. 1998. С. 150-152. 0.2 п.л.
  46. Татаренко И.В. О вегетативном размножении орхидных // Бюлл. Ботан. сада им. И.С. Косенко Кубанского госагроуниверситета. №7. 1998. С. 155-158. 0.3 п.л. (В соавторстве с М.Г. Вахрамеевой, личное участие 50%)
  47. Татаренко И.В. Развитие годичных побегов и корневых систем некоторых видов дальневосточных орхидных // Бюлл. Ботан. сада им. И.С. Косенко Кубанского госагроуниверситета. №7. 1998. С. 153-154. 0.2 п.л. (В соавторстве с Г.П. Аверковой, личное участие 80%).
  48. Tatarenko I.V. The life forms of Orchids and age structure of their populations // Проблемы ботаники на рубеже ХХ-XXI веков. Тез. докл., предст. II (Х) съезду Русского ботанического общества 26-29 мая 1998 года. С.-Петербург. Т.1. 1998. С. 20. 0.1 п.л. (В соавторстве с M.G. Vakhrameeva, личное участие 50%).
  49. Татаренко И.В. Микориза орхидных Пинежского заповедника // Проблемы охраны и изучения природной Среды Русского Севера. Материалы научно-практ. конф., посвящ. 25-летию гос. природн. зап. “Пинежский”. Архангельск, 1999. С. 91-92.  0.1 п.л.
  50. Татаренко И.В. Жизненные стратегии наземных евразиатских орхидных // Охорона i культивування орхiдей. Матерiали мiжнар.науковоi конференцii. Киев, 1999. С. 82-83. 0.2 п.л. (В соавторстве с М.Г. Вахрамеевой, личное участие 50%).
  51. Татаренко И.В. Основные направления изучения орхидных природной флоры России // Охорона i культивування орхiдей. Матерiали мiжнародноi науковоi конференцii. Киев, 1999. С. 13-15. 0.2 п.л. (В соавторстве с М.Г. Вахрамеевой, Т.И. Варлыгиной, личное участие 20%).
  52. Тatarenko I.V. Orchids with moss habitats in Russia // Conservation and Propagation of Endangered Wild Orchids of the World. Proceedings of the International Orchid Wave in Shimanami’99. 2000. P. 63-68. 0.5 п.л.
  53. Татаренко И.В. О популяционной биологии Goodyera repens (Orchidaceae) //Труды Международной конференции по фитоценологии и систематике высших растений, посвященной 100-летию со дня рождения А. А. Уранова. Под ред.  А. Г. Еленевского. Москва: МПГУ, 2001. С. 40-41. 0.1 п.л. (В соавторстве с М.Г. Вахрамеевой, личное участие 20%).
  54. Tatarenko I.V. Orchid Cryopreservation and its promising and generalizing method // Proceedings of 7-th Asia Pacific Orchid Conference. Nagoya, 15-17 March, 2001. P. 89-90. 0.2 п.л. (В соавторстве с K. Kondo, S.B. Varghese, Y. Iwai, K. Matsumoto, личное участие 5%).
  55. Tatarenko, I.V. Vegetative morphology of Habenaria radiata (Orchidaceae) in nature and axenic culture //Труды II международной конференции по анатомии и морфологии растений, Санкт-Петербург, 14-18 октября 2002. P. 326-327. 0.2 п.л. (В соавторстве с K. Kondo, личное участие 90%).
  56. Tatarenko I.V. Reproductive strategies of Habenaria radiata in nature and tissure culture //  Abstracts of lectures and posters of 17th World Orchid Conference and Show, Shah Alam, Malaysia 24th April – 2nd May, 2002. P. 25. 0.1 п.л. (В соавторстве с K. Kondo, личное участие 90%).
  57. Татаренко И.В. Особенности прорастания семян и начальные фазы онтогенеза некоторых наземных орхидных // Охрана и культивирование орхидей. Материалы Международной конференции 6-8 октября 2003 года. Харьков. 2003. С. 56-58. 0.3 п.л.
  58. Татаренко И.В. Интенсивность микоризной инфекции у орхидных разных жизненных форм // Физиология растений и экология на рубеже веков. Материалы научно-практической конференции, Ярославль, 26-28 мая 2003 года. Ярославль, Яросл. гос. ун-т. 2003. С. 177-178. 0.2 п.л.
  59. Tatarenko I.V. A list of herbarium specimens collected from Russia in the expeditions of 2002, 2003 and 2005 //Annals of the Tsukuba Bot. Gard. 2005. V. 24. P. 71-98. 2.7 п.л. (В соавторстве с G. Kokubugata, K. Kondo, личное участие 10%).
  60. Татаренко И.В. Столонообразование у орхидных // Вопросы общей ботаники. Традиции и перспективы. Материалы международной научной конф. посвященной 200-летию Казанской ботанической школы. 23-27 января 2006. Казань. 2006. С. 103-105. 0.2 п.л.



1 Многие орхидные, не имеющие зеленой окраски в надземных органах, и не образующие зеленые листья называют бесхлорофилльными (Татаренко, 1996). Однако, этот термин можно применять к ним весьма условно. В специальных исследованиях было показано наличие хлорофиллов, находящихся в неактивной форме, у Neottia nidus-avis (Montfort, Ksters, 1940). Neottia camtschatea, Corallorhiza trifida, имеют зеленые цветоносы, брактеи и завязи, способные к фотосинтезу, но роль их в питании растений незначительна по сравнению с микотрофией.






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.