Izvestiya of Saratov University.

Chemistry. Biology. Ecology

ISSN 1816-9775 (Print)
ISSN 2541-8971 (Online)

For citation:

Kashin A. S. Agamic Complex Evolution in Flowering Plants . Izvestiya of Saratov University. Chemistry. Biology. Ecology, 2009, vol. 9, iss. 1, pp. 41-50. DOI: 10.18500/1816-9775-2009-9-1-41-50

This is an open access article distributed under the terms of Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC-BY 4.0).
Full text:
download
(downloads: 26)
Language: 
Russian
Heading: 
Biology
Article type: 
Article
UDC: 
582.5 : 581.163 : 575.8
DOI: 
10.18500/1816-9775-2009-9-1-41-50

Agamic Complex Evolution in Flowering Plants

Autors: 
Kashin Alexandr Stepanovich, Saratov State University
Abstract: 

Possible pathways of the agamic complex evolution in flowering plants are under consideration. Arguments are addused that gametophytic apomixis as the mode of reproduction in flowering plants existed in all the times of their evolution and that agamic complex transformated in sexual polyploid complexes. It is affirmed that hybridogenesis, polyploidy and gametophytic apomixes, which is a destabilized system of seed reproduction, are so interconnected and interconditioned that the evolution of agamic complexes can not be examined irrespective of the character of their caryotypical variety. It is supposed that there are some stages in the agamic complex evolution which manifests, first of all, as the successive stabilization of chromosomally unbalanced genomes and the return to obligate sexual reproduction.  

Key words: 
apomixes
agamic complex
evolution
Angiospermae
Reference: 
  1. Carman J.G. Gametophytic angiosperm apomicts and the occurrence of polyspory and polyembryony among their relatives // Apomixis Newsletter. 1995. №8. P.39−53.
  2. Carman J.G. Asynchronous expression of duplicate genes in angiosperms may cause apomixes, bispory, tetraspory and polyembryony // Biol. J. Linn. Soc. 1997. Vol.61. P.51−94.
  3. Carman J.G. The evolution of gametophytic apomixis // Эмбриология цветковых растений: терминология и концепции: В 3 т. Т.3: Системы репродукции. СПб., 2000. С.218−245.
  4. Кашин А.С., Юдакова О.И., Кочанова И.С. и др. Распространение гаметофитного апомиксиса в семействах Asteraceae и Poaceae (на примере видов флоры Саратовской области) // Ботан. журн. 2008 (в печати).
  5. Grant V. Plant speciation. N.Y.: Columbia Univ. Press, 1981. 563 p.
  6. Darlington C.D. Apomixis: the escape // The evolution of genetic systems. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1939. P.108−113.
  7. Gustafsson A. Apomixis in higher plants. Pt. I−III // Lunds. univ. Arsskrift. 1946. Bd.42. S.1−68; 1947. Bd.43. S.69−370.
  8. Завадский К.М. Вид и видообразование. Л.: Наука, 1968. 404 с.
  9. Рубцова З.М. Эволюционное значение апомиксиса. Л.: Наука, 1989. 154 с.
  10. Петров Д.Ф. Апомиксис в природе и опыте. Новосибирск: Наука, 1988. 214 с.
  11. Clausen J., Keck D.D., Hiesey W.M. Experimental studies on the nature of species. I. Effect of varied environments on western American plants // Carnegia Inst. Wash. Publ. 1940. Vol.520. Р.1−452.
  12. Babcock E.B., Stebbins G.L. The American species of Crepis. Their interrelationships and distribution as affected by polyploidy and apomixis. Washington, 1938. Carnegie Inst. Publ. №504. 199 p.
  13. Леонова Т.Г. Род Хондрила – Chondrilla L. // Флора СССР. М.; Л.: Наука, 1964. С.560−586.
  14. Леонова Т.Г. Хондрила – Chondrilla L. // Флора Европейской части СССР. Л.: Наука, 1989. Т.8. С.57–61.
  15. Dijk P.J. van. Ecological and evolutionary opportunities of apomixes: insights from Taraxacum and Chondrilla // Phil. R. Soc. Lond. B. 2003. Vol.358. P.1113−1121.
  16. Ильин М.М. Chondrilla L. // Бюл. отделения каучуконосов. 1930. №3. С.1−61.
  17. Bergman B. Chondrilla chondrilloides, a new sexual Chondrilla species // Hereditas. 1952. Vol.38, №3. P.367−369.
  18. Поддубная-Арнольди В.А. Цитоэмбриология покрытосеменных растений. М.: Наука, 1976. 507 с.
  19. Poddubnaja-Arnoldy W.A. Geschlechtliche und ungeschlechtliche Fortpflanzung bei einigen Chondrilla-Arten // Planta. 1933. Bd.19, h.1. S.46−86.
  20. Хромосомные числа цветковых растений. Л.: Наука, 1969. 926 с.
  21. Числа хромосом цветковых растений флоры СССР. Семейства Aceraceae – Menyanthaceae. Л.: Наука, 1990. 509 с.
  22. Талиев В.И. Определитель высших растений Европейской части СССР. М.; Л.: Госиздат, 1928. 630 с.
  23. Поддубная-Арнольди В.А. Общая эмбриология покрытосеменных растений. М.: Наука, 1964. 482 с.
  24. Хохлов С.С., Зайцева М.И., Куприянов П.Г. Выявление апомиктичных растений во флоре цветковых растений СССР. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1978. 224 с.
  25. Nogler G.A. Gametophytic apomixis // Embryology of Angiosperms. Berlin, 1984. P.475−518.
  26. Bremer K. Asteraceae cladistics and classification. Portland: Timber Press, 1994. 112 с.
  27. Кашин А.С. Геномная изменчивость, гибридогенез и возможности хромосомного видообразования при гаметофитном апомиксисе // Успехи соврем. биол. 2000. Т.120, №5. С.501−511.
  28. Nelson-Jones B., Briggs D., Smith G. The origin of intermediate species of the genus Sorbus // Theor. Appl. Genet. 2002. Vol.105. P.953−963.
  29. Gadella T.W.J. Variation, hybridization and reproductive biology of Hieraci-um pilozela L. // Proc. Kon. Ned. Akad. v. Wetensch. 1991. Vol.94, №4. P.455−488.
  30. Кашин А.С. Гаметофитный апомиксис как неустойчивая система семенного размножения у цветковых. Саратов: Научная книга, 2006. 310 с.
  31. Цвелёв Н.Н. Гибридизация как один из факторов увеличения биологического разнообразия и геномный критерий родов у высших растений // Биологическое разнообразие: подходы к изучению и сохранению. СПб.: Наука, 1992. С.193−201.
  32. Цвелёв Н.Н. О значении гибридизации в эволюции высших растений // Эмбриология цветковых растений (терминология и концепции). СПб.: Мир и семья, 2000. Т.3. С.137−141.
  33. Камелин Р.В. Биологическое разнообразие и интродукция растений // Растительные ресурсы. 1997. Т.33, вып.3. С.1−10.
  34. Аnderson E. Origin of the Angiosperms // Nature. 1934. Vol.139. P.462.
  35. Stebbins G.L. Variation and evolution in plants. N.Y., 1950. 643 p.
  36. Stebbins G.L. The role of hybriization in evolution. Proc. Amer. Phil. Soc. 1959. Vol.103. P.231−251.
  37. Попов М.Г. Филогения, флорогенетика, флорография, систематика: Избр. тр.: В 2 ч. Киев: Наук. думка, 1983. Ч. 1, 2. 478 с.
  38. Ramsey Ju., Schemske D.W. Pathweys, mechanisms, and rates of polyploid formation in flowering plants // Ann. Rev. Ecol. Syst. 1998. Vol.29, №1. P.467−501.
  39. Soltis D.E., Soltis P.S. Polyploidy: recurrent formation and genome evolution // Trends Ecol. Evol. 1999. Vol.14, №9. P.348−352.
  40. Soltis P.S., Soltis D.E. The role of genetic and genomic attributes in the success of polyploids // PNAS. 2000. Vol.97, №13. P.7051−7057.
  41. Harlan J.R., de Wet J.M.J. On O. Winge and a prayer: the origins of polyploidy // Bot. Rev. 1975. Vol.41. P.361−390.
  42. Кашин А.С. Половое размножение, агамоспермия и видообразование у цветковых // Журн. общ. биол. 1998. Т.59, №2. С.171−191.
  43. Roche D., Hanna W.W., Ozias-Akins P. Is supernumerary chromatin involved in gametophytic apomixes of polyploid plants? // Sex Plant Reprod. 2001. Vol.13. P.343−349.
  44. Боркин Л.Я., Даревский И.С. Сетчатое (гибридогенное) видообразование у позвоночных // Журн. общ. биол. 1980. Т.41, №4. C.485−506.
  45. Comai L. Genetic and epigenetic interactions in allopolyploid plants // Plant Mol. Biol. 2000. Vol.43. P.387−399.
  46. Wendel J.F. Genome evolution in polyploids // Plant Mol. Biol. 2000. Vol.42. P.225−249.
  47. Leitch I.J., Bennet M.D. Polyploidy in angiosperms // Trends Plant Sci. 1997. Vol.2. P.270−476.
  48. Otto S. P., Whitton J. Polyploid incidence and evolution // Annu. Rev. Genet. 2000. Vol.34. P.401−437.
  49. Стеббинс Дж.Л., Айала Ф.Х. Эволюция дарвинизма // В мире науки. 1985. №9. С.13−39.
  50. Голубовский М.Д. Век генетики: эволюция идей и понятий. СПб.: Борей арт, 2000. 156 с.
  51. Averett J.E. Polyploidy in Plant taxa: Summary // Polyploidy in Plant, biological relevance. N.Y., 1980. P.269−273.
  52. Готшлак В. Полиплоидия в эволюции высших растений // Современные достижения молекулярной биологии хромосом и клеток. Алма-Ата: Наука КазССР, 1989. С.7−45.
  53. Masterson J. Stomatal sice in fossil plants: evidence for polyploidy in majority of angiosperms // Science. 1994. Vol.264. P.421−423.
  54. Кашин А.С. Проблема вида и видообразования при гаметофитном апомиксисе как неустойчивой системе семенного размножения // Ботан. журн. 2004. Т.89, №4. С.521−542.
  55. Grossniclaus U., Nogler A.G., van Dijk P.J. How to avoid sex. The Genetic Control of Gametophytic Apomixis // The Plant Cell. 2001. Vol.13. P.1491−1498.
  56. Clausen J. Partial apomixis as an equilibrium system in evolution // Caryologia. 1954. Vol.6, №1−3. P.469−479.
  57. Skalinska M. Experimental and embryological studies in Hieracium aurantiacum L. // Acta biol. crac. Ser. bot. 1971. Vol.14, №2. P.139−152.
  58. Asker S. Progress in apomixis research // Hereditas. 1979. Bd.66, h.2. S.231−240.
  59. Asker S.E., Jerling L. Apomixis in Plants. Boca Raton: CRC Press, 1992. 298 p.
  60. Mazzucato A., Falcinelli M., Veronesi F. Evolution and adaptedness in a facultatively apomictic grass, Poa pratensis L. // Euphytica. 1996. Vol.92. P.13–19.
  61. Кашин А.С. Генетический контроль гаметофитного апомиксиса и проблема хромосомной нестабильности геномов у покрытосеменных // Генетика. 1999. Т.35, №8. P.1041−1053.
  62. Ellestrum S., Zagorcheva L. Sterility and apomictic embryo sac formation in Raphanobrassica // Hereditas. 1977. Vol.87. P.107.
  63. Kashin A.S. Discussing the role of determination of apomixis monogenic heredity // Apomixis Newsletter. 1992. №6. P.27−29.
  64. Willemse M.T.M., Naumova T. Apomictic genes and seed plant reproduction // Apomixis Newsletter. 1992. №5. P.19−32.
  65. Кашин А.С., Куприянов П.Г. Апомиксис в эволюции цветковых растений. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1993. 196 с.
  66. Dickinson H.G. The regulation of alternation of generation in flovering plants // Biol. Rev. Cambridge Phil. Soc. 1994. Vol.69, №3. P.419−442.
  67. Grimanelli D., Leblanc O., Perotti E., Grossniclaus U. Developmental genetics of gametophytic apomixes // Trends in genetics. 2001. Vol.17, №10. P.597−604.
  68. Koltunow A.M., Grossniklaus U. Apomixis: A Developmental Perspective // Annual Review of Plant Biology. 2003. Vol.54. P.547−574.
  69. Rosenzweig M.L. Species Diversity in Space and Time. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1995.
  70. Stebbins G.L. Chromosomal Evolution in Higher Plants. L.: Arnold Press, 1971. 216 p.
  71. Bayer R.J. Evolution of polyploid agamic complexes with examples from Antennaria (Asteraceae) // Opera Bot. 1996. Vol.132. P.53−65.
  72. Nygren A. The genesis of some Scandinavian species of Calamagrostis // Hereditas. 1946. Vol.32. P.131−262.
  73. Richards A. The origin of Taraxacum agamospecies // Bot. J. Linn. Soc. 1973. Vol.66. P.189−211.
  74. Kellogg E.A. Variation and species limits in agamospermous grasses // Syst. Bot. 1990. Vol.15, №1. P.112−123.
  75. Cambbel C.S., Dickinson T.A. Apomixis, patterns of morphological variation, and specien concepts in subfam. Maloideae (Rosaceae) // Syst. Bot. 1990. Vol.15, №1. P.124−135.
  76. Bierzychudek P. Patterns in plant parthenogenesis // Experientia. 1985. Vol.41. P.1255−1264.
  77. Dynesius M., Jansson R. Evolutionary consequences of changes in species geographical distributions driven by Milankovitch climate oscillations // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2000. Vol.97, №16. P.9115−9120.
  78. Taylor D.W., Hickey L.J. Flowering plant origin, evolution and phylogeny. N.Y.: Chapman, Hall, 1996. 403 p.
  79. Красилов В.А. Происхождение и ранняя эволюция цветковых растений. M.: Наука, 1989. 263 с.
  80. Тахтаджян А.Л. Система магнолиофитов. Л.: Наука, 1987. 439 с.
  81. Raven P.H., Axelrod D.I. Angiosperm biogeography and past continental movements // Ann. Missuori Bot. Gard. 1974. Vol.61. P.539−673.
  82. Frakes L.A., Francis J.E., Syktus J.I. Climate Modes of the phanerozoic. Cambridge: Cambridge Univ. press, 1992. 274 p.
  83. Webb T. Eastern Nort America // Vegetation history. T.III. Kluwer Acad. Publ., 1988. P.385−414.
  84. Кашин А.С., Демочко Ю.А., Мартынова В.С. Кариотипическая изменчивость в популяциях апомиктичных и половых видов агамных комплексов Asteraceae // Ботан. журн. 2003. Т.88, №9. С.35−54.
  85. Кашин А.С., Березуцкий М.А., Кочанова И.С. и др. Основные параметры системы семенного размножения в популяциях некоторых видов Asteraceae в связи с действием антропогенных факторов // Ботан. журн. 2007. Т.92, №9. С.1408−1427.
Received: 
20.10.2008
Accepted: 
20.03.2009
Published: 
20.04.2009
Short text (in English):
download
(downloads: 16)