Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Журнал общей биологии. Резюме статей


Том 77, 2016. № 6, Ноябрь-декабрь, Стр. 409–422


Траектории эволюции в пространстве параметров секционной модели кроны ели. Появление "проторастения"

В. В. Галицкий

Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН
142290 Московская обл., Пущино, Институтская, 2
e-mail: galvv@rambler.ru

Поступила в редакцию 29.07.2015 г.

Секционная модель динамики системы регулярных ветвей дерева с субмоделями начального торможения роста и межмутовочных ветвей распространена на диапазон (0, 3) фрактального параметра µ, связывающего зеленую биомассу и размер ели обыкновенной, В ~ Hµ. Показано, что ветви первых трех порядков протоели появляются в поддиапазоне (0, 1): ветвь 1-го порядка - при µ ≈ 0.25, межмутовочные ветви - при достижении значения µ ≈ 1.4, что, по-видимому, служит элементом механизма адаптации ели к нестабильности световых условий. Наличие зеленой биомассы при µ < 1.0 указывает на то, что она может быть представлена как множество размещенных в пространстве фотосинтезирующих точек (гипотетических цианобактерий), и потому в качестве модели рассматриваются фрактальные свойства множества точек на линейном отрезке. Показано, что µ < 1.0 может быть только при групповом размещении точек, причем µ практически не зависит от размещения групп, а зависит от их числа и от числа и характера размещения точек в группах. При фиксированном числе точек в группе (например, ng = 2), распределенных случайно и равномерно, с ростом числа групп Ng параметр µ уменьшается от 1 до ≈ 0.25, и наоборот, при фиксированном большом числе Ng групп с ростом числа точек ng в группе свыше 2 параметр µ, возрастая, стремится к 1. На основании этих фрактальных свойств группового размещения точек на отрезке и гипотезы о трофическом характере начала симбиогенеза органелл эукариотической клетки сформулировано представление о двухэтапном механизме возникновения прото-растения. Механизм проявляется в движении по траектории эндосимбиоза сначала при фиксированном числе точек в группе и росте числа групп, пока организм-хозяин не создаст в ходе эволюции инфраструктуру снабжения и межгруппового взаимодействия цианобактерий. На этом этапе µ уменьшается от 1 до ≈ 0.25. Когда инфраструктура создана и становится возможным рост числа точек в группе, наступает второй этап, где движение по траектории происходит с удвоением числа цианобактерий в группе, причем µ растет к 1. Движение по такой составной траектории дает заторможенный начальный рост размера фотосинтезирующей системы даже при экспоненциальном росте числа групп цианобактерий, а на втором этапе - быстрый рост размера. Подобное начальное торможение роста наблюдается у современных деревьев и выражается также в начальном замедлении роста числа порядков ветвей.

Abstract

Синопсис: Сколько веток у ели?


Еще по темам: Моделирование, Ботаника
А. А. Маслов, Д. О. Логофет
Анализ мелкомасштабной динамики двух видов-доминантов в сосняке чернично-бруснично-долгомошном. I. Однородная марковская цепь и показатели цикличности
Стр. 423–433
Резюме. Abstract
Синопсис: Черника против брусники: марковская модель сосуществования в бореальном лесу
Л. А. Сёмкина, С. А. Шавнин
О физиологической роли постоянного и временного накопления антоциановых пигментов в листьях древесных растений
Стр. 434–441
Резюме. Abstract
Синопсис: Чувствительные растения тоже краснеют
Н. А. Проворов, О. Ю. Штарк, Е. А. Долгих
Эволюция азотфиксирующих симбиозов, основанная на миграции бактерий из микоризных грибов и почвы в ткани растений
Стр. 329–345
Резюме. Abstract
Синопсис: Как это было: эволюционные пути формирования азотфиксирующих симбиозов
С. Н. Шереметьев, Ю. В. Гамалей, Н. Н. Слемнев, А. В. Степанова, К. Е. Чеботарева
Вариации ширины колец прироста деревьев на широтном и палеоширотном градиентах
Стр. 359–378
Резюме. Abstract
Синопсис: Свидетели истории – годичные кольца деревьев
Д. О. Логофет, Н. Г. Уланова, И. П. Белова
От неопределенности к числу: развитие метода оценки приспособленности клонального вида с поливариантным онтогенезом
Стр. 379–396
Резюме. Abstract
А.В. Королёв
Полёт птерозавров
Стр. 182–238
Резюме. Abstract
Синопсис: О «Полёте птерозавров» или Как тихони смогли стать владыками неба
Д. О. Логофет, И. Н. Белова, Е. С. Казанцева, В. Г. Онипченко
Ценопопуляция незабудочника кавказского (Eritrichium caucasicum) как объект математического моделирования. I. Граф жизненного цикла и неавтономная матричная модель
Стр. 106–121
Резюме. Abstract
С.В. Дудов
Моделирование распространения видов по данным рельефа и дистанционного зондирования на примере сосудистых растений нижнего горного пояса хр. Тукурингра (Зейский заповедник, Амурская область)
Стр. 122–134
Резюме. Abstract
Синопсис: Моделирование распространения видов по данным рельефа и дистанционного зондирования на примере сосудистых растений нижнего горного пояса хр. Тукурингра (Зейский заповедник, Амурская область)
Ш. Р. Абдуллин, В. Б. Багмет
Миксотрофия цианобактерий и водорослей в условиях пещер
Стр. 54–62
Резюме. Abstract
Синопсис: Диета цианобактерий и водорослей в условиях пещер
Д. О. Логофет, Н. Г. Уланова, И. Н. Белова
Поливариантный онтогенез у вейников: новые модели и новые открытия
Стр. 438–460
Резюме. Abstract
С. Н. Санников, Н. С. Санникова
Пути и темпы реколонизации Pinus sylvestris L. и видов Picea в Скандинавии в голоцене
Стр. 475–481
Резюме. Abstract
Синопсис: Пути и темпы реколонизации Pinus sylvestris L. и видов Picea в Скандинавии в голоцене
Е. В. Романенко, С. Г. Пушков, В. Н. Лопатин
Хвостовая лопасть дельфина: математическая модель жесткого крыла
Стр. 482–492
Резюме. Abstract
Синопсис: Хвостовая лопасть дельфина: математическая модель жесткого крыла
Л. В. Недорезов
О зависимости числа столкновений особей от плотности популяции: есть ли основания для классических моделей популяционной динамики?
Стр. 369–376
Резюме. Abstract
B. Р. Алексеев, Т. И. Казанцева
Роль хеморецепции в формировании устойчивой популяции Daphnia longispina (модельные эксперименты)
Стр. 377–389
Резюме. Abstract
Синопсис: Поведение дафний оценили математически
C. П. Васфилов
Влияние параметров фотосинтеза на продолжительность жизни листа
Стр. 225–243
Резюме. Abstract
Синопсис: Продолжительность жизни листа, как следствие функционирования фотосинтеза
Д. Д. Соколов
Корреляции между типом гинецея и положением завязи в цветках покрытосеменных растений: роль морфогенетических и терминологических запретов
Стр. 146–160
Резюме. Abstract
Синопсис: Пестики и тычинки: запрещенные темы
А. А. Лисовский, Е. В. Оболенская
Исследование ареалов мелких млекопитающих юго-восточного Забайкалья методом моделирования экологической ниши
Стр. 353–371
Резюме. Abstract
Синопсис: Ареалы млекопитающих можно оценить по спутниковым данным
М. П. Мошкин, Д. В. Петровский, А. Е. Акулов, А. В. Ромащенко, Л. А. Герлинская, М. И. Мучная, В. Л. Ганимедов, А. С. Садовский, А. А. Савелов, И. В. Коптюг, С. Ю. Троицкий, В. И. Бухтияров, Н. А. Колчанов, Р. 3. Сагдеев, В. М. Фомин
Осаждение аэрозолей в носовых ходах норных и наземных грызунов при дыхании в запыленной среде
Стр. 214–225
Резюме. Abstract
Синопсис: Осаждение аэрозолей в носовых ходах норных и наземных грызунов при дыхании в запыленной среде
М. С. Пермогорский
Нетранзитивность конкурентных отношений видов в биотических сообществах
Стр. 226–233
Резюме. Abstract
Синопсис: «Камень-ножницы-бумага» или еще раз о логике и математике в экологии
Д. О. Логофет, О. И. Евстигнеев, А. А. Алейников, А. О. Морозова
Сукцессия, вызванная жизнедеятельностью бобра (Castor fiber L.): I. Уроки калибровки простой марковской модели
Стр. 95–103
Резюме. Abstract
А. К. Тимонин, Л. В. Озерова, И. А. Шанцер
Становление суккулентной организации у южноафриканских Senecioneae (Asteraceae)
Стр. 25–37
Резюме. Abstract
Синопсис: Суккулентность африканских сложноцветных приобреталась в ходе параллельной эволюции
В. Г. Суховольский, Т. М. Овчинникова, С. Д. Бабой
Высотно-поясная зональность древесных пород в горных условиях Саян: модель экологических фазовых переходов второго рода
Стр. 38–47
Резюме. Abstract
В. В. Акатов, С. Г. Чефранов
Эффект компенсации плотностью в сообществах деревьев Западного Кавказа
Стр. 48–61
Резюме. Abstract
Синопсис: Фитоценоз восполняет нехватку видов повышенной численностью оставшихся
Л. В. Недорезов
Временная изменчивость в коэффициентах модели: пример Bupalus piniarius
Стр. 34–42
Резюме. Abstract
В. В. Галицкий
Динамика биомассы ветвей высших порядков дерева. Модельный анализ
Стр. 442–452
Резюме. Abstract
Л. В. Недорезов
Анализ экспериментальных временных рядов Г. Ф. Гаузе с помощью моделей с непрерывным временем
Стр. 114–124
Резюме. Abstract
В. И. Грабовский
Модель ранней эволюции предостерегающей окраски
Стр. 37–48
Резюме. Abstract
Синопсис: Трудный путь от камуфляжа к боевой раскраске: математический подход
И. С. Мажейка, О. А. Кудрявцева, О. В. Камзолкина
Контроль продолжительности жизни у грибов и других организмов. Концепция весов
Стр. 243–268
Резюме. Abstract
Синопсис: Старение и антистарение - грузы на весах жизни
Л. В. Недорезов
Анализ циклических колебаний серой лиственничной листовертки с помощью дискретных динамических моделей
Стр. 83–92
Резюме. Abstract
Е.В. Будилова, А.Т. Терехин
Математическое моделирование эволюции жизненного цикла: краткая история и основные направления
Стр. 275–286
Резюме. Abstract
Синопсис: Как изучать жизненный цикл: дедукция и индукция
Н.И. Габараева, А.Р. Хемсли
Формирование паттерна в микрокосме: роль самоорганизации в развитии сложных оболочек биологических объектов
Стр. 310–226
Резюме. Abstract
О.И. Волков
Влияние корневых выделений прорастающих семян ячменя (Hordeum vulgare L.) на качественный и количественный состав органических компонентов почвы
Стр. 359–368
Резюме. Abstract
Синопсис: Корневые выделения меняют почву
Ю.В.Гамалей
Эволюционная основа экологического разнообразия двудольных
Стр. 219–243
Резюме. Abstract
М.П. Солнцева, К.П. Глазунова
Влияние промышленного и транспортного загрязнения среды на репродукцию семенных растений
Стр. 163–175
Резюме. Abstract
Синопсис: Загрязняющие вещества снижают продуктивность растений
В.П. Пасеков
Популяционная изменчивость и биометрические модели координации признаков организма
Стр. 7–18
Резюме. Abstract
Синопсис: Согласованное изменение признаков организма
В.В. Галицкий
Секционная структура дерева. Модельный анализ вертикального распределения биомассы
Стр. 19–29
Резюме. Abstract
Д.О. Логофет
Свирежевский принцип замещения и матричные модели динамики популяций со сложной структурой
Стр. 30–40
Резюме. Abstract
Синопсис: Как оценить потенциал роста популяции?
Л.В. Недорезов, A.M. Садыков, Д.Л. Садыкова
Динамика численности зеленой дубовой листовертки: применение дискретно-непрерывных моделей с плотностно-зависимой немонотонной рождаемостью
Стр. 41–51
Резюме. Abstract
Синопсис: В поисках аппарата
Ю.В. Тютюнов, Л.И. Титова, Ф.А. Сурков, Е.Н. Бакаева
Трофическая функция коловраток-фитофагов (Rotatoria). Эксперимент и моделирование
Стр. 52–62
Резюме. Abstract
Синопсис: Мешают ли хищники друг другу?
В.Г. Ильичев
Эволюционная устойчивость биологических сообществ
Стр. 63–74
Резюме. Abstract
Синопсис: Движение параметров как форма существования популяций
В.Н. Разжевайкин
Принцип эволюционной оптимальности как инструмент моделирования структурированных биологических систем
Стр. 75–84
Резюме. Abstract
Л.Л. Голубятников, Е.А. Денисенко
Термодинамический подход к оценке влияния климатических изменений на растительный покров
Стр. 85–96
Резюме. Abstract
Синопсис: Изменения климата: придет ли хаос в растительное царство?
А.M. Тарко
Математическая модель глобального цикла углерода в биосфере
Стр. 97–100
Резюме. Abstract
Синопсис: Погода: от математики до политики
А.С. Исаев, В.Г. Суховольский, А.И. Бузыкин, Т.М. Овчинникова
Сукцессии в лесных ценозах: модель фазового перехода второго рода
Стр. 451–458
Резюме. Abstract
Синопсис: Когда в лесу меняются деревья
С.Н. Шереметьев, Ю.В. Гамалей
Тренды экологической эволюции трав
Стр. 459–483
Резюме. Abstract
Синопсис: Климат формирует водный обмен растений – навсегда?
В. Г. Ильичев
Структура обратных связей с запаздыванием и устойчивость экологических систем
Стр. 341–348
Резюме. Abstract
Синопсис: Разнообразие обратных связей повышает устойчивость водных экосистем
П. Ю. Жмылев, Е. А. Карпухина, А. П. Жмылева
Вторичное цветение: индукция и нарушения развития
Стр. 262–273
Резюме. Abstract
Синопсис: Цветы запоздалые
М. Г. Садовский, М. Ю. Сенашова, К. А. Куришкова
Простейшая модель пространственного поведения особей, реализующих рефлексивные стратегии
Стр. 99–109
Резюме. Abstract
Синопсис: Судьба сообщества зависит от способности особей предвидеть чужие поступки
Н. А. Проворов
Растительно-микробные симбиозы как эволюционный континуум
Стр. 10–34
Резюме. Abstract
Синопсис: Симбиоз – основа растительной жизни
Н. Г. Уланова, И. Н. Белова, Д. О. Логофет
О конкуренции среди популяций с дискретной структурой: матричная модель динамики популяций вейника и березы, растущих совместно
Стр. 441–457
Резюме. Abstract
Синопсис: Когда березы были еще маленькие...
Е. С. Лобакова, И. А. Смирнов
Экспериментальная лихенология
Стр. 364–378
Резюме. Abstract
Синопсис: Эксперименты над лишайниками
A. В. Бабоша
Лектины и проблема распознавания фитопатогенов растением-хозяином
Стр. 379–396
Резюме. Abstract
Синопсис: Лектины заменяют растениям иммунную систему
Е. Б. Федосеева
Технологический подход в изучении строения и эволюции насекомых
Стр. 264–283
Резюме. Abstract
Синопсис: Или летать, или бегать: ограничения степеней свободы морфологических преобразований на примере жалящих перепончатокрылых
С. С. Пятыгин
Стресс у растений: физиологический подход
Стр. 294–298
Резюме. Abstract
Синопсис: У растений тоже бывает стресс
A. В. Марков, А. В. Коротаев
Гиперболический рост разнообразия морской и континентальной биот фанерозоя и эволюция сообществ
Стр. 175–194
Резюме. Abstract
Синопсис: Флора и фауна континентов развивается по гиперболическому закону
Ю. В. Гамалей, М. В. Пахомова, С. Н. Шереметьев
Двудольные мела, палеогена и неогена. Адаптогенез терминальной флоэмы
Стр. 220–237
Резюме. Abstract
Синопсис: Семейства двудольных растений появлялись строго по графику
А. С. Исаев, В. Г. Суховольский, Т. М. Овчинникова
Феноменологические модели роста лесных насаждений
Стр. 3–9
Резюме. Abstract
Синопсис: Рост лесов можно прогнозировать точнее
Т. В. Нестеренко, А. А. Тихомиров, В. Н. Шихов
Индукция флуоресценции хлорофилла и оценка устойчивости растений к неблагоприятным воздействиям
Стр. 444–458
Резюме. Abstract
Синопсис: По свечению растений можно судить об их самочувствии
К. П. Глазунова, Г. М. Длусский
Связь между строением цветков и составом опылителей у некоторых ворсянковых (Dipsacaceae) и сложноцветных (Asteraceae) с внешне сходными соцветиями-антодиями
Стр. 361–378
Резюме. Abstract
Синопсис: Конкуренция среди лиловых цветов
В. Р. Алексеев, Т. И. Казанцева
Использование индивидуально-ориентированной модели для изучения роли материнского эффекта в смене типов размножения у Cladocera
Стр. 231–240
Резюме. Abstract
Синопсис: Устойчивое существование популяции обеспечивается негенетической «памятью поколений»
Д. Д. Соколов, А. К. Тимонин
Морфологические и молекулярно-генетические данные о происхождении цветка: на пути к синтезу
Стр. 83–97
Резюме. Abstract
Синопсис: Происхождение цветковых растений остается загадочным
В. Н. Годин
Половая дифференциация у растений. Термины и понятия
Стр. 98–108
Резюме. Abstract
Синопсис: Ботаники запутались в половом разнообразии растений
Ф. М. Шакирова, М. В. Безрукова
Современные представления о предполагаемых функциях лектинов растений
Стр. 109–125
Резюме. Abstract
Синопсис: Лектины – белки, специализирующиеся на распознавании углеводов
Н. П. Гончаров, С. А. Глушков, В. К. Шумный
Доместикация злаков Старого Света: поиск новых подходов для решения старой проблемы
Стр. 126–148
Резюме. Abstract
Синопсис: Происхождение культурных растений: новый взгляд на старые проблемы.
А. В. Марков, А. В. Коротаев
Динамика разнообразия фанерозойских морских животных соответствует модели гиперболического роста
Стр. 3–18
Резюме. Abstract
Синопсис: Биоразнообразие, как и народонаселение, растет по гиперболе
М. В. Олонова
Некоторые проблемы изучения и отражения биологического разнообразия сибирской флоры в связи с его охраной
Стр. 64–69
Резюме. Abstract
Синопсис: Колокольчики и бубенчики - достояние России
А. Р. Ишбирдин, М. М. Ишмуратова, Б. М. Миркин
Рецензия на книгу Жиляева Г.Г. "Жизнеспособность популяций растений" Отв. ред. Малиновский К. А. Львов: Изд-во НАН Укрраины, Ин-т Экологии Карпат, 2005. 304 с.
Стр. 74–77
Резюме.
Т. И. Казанцева
Сравнительный анализ потоков энергии в экосистеме малого эвтрофного озера за три вегетационных сезона (балансовая модель)
Стр. 423–441
Резюме. Abstract
Синопсис: Чем живет озеро Большой Окунёнок
Л. В. Хорун, В. Г. Захаров, Д. Д. Соколов
Количественная оценка динамики адвентивной флоры (на примере Тульской области)
Стр. 298–310
Резюме. Abstract
Синопсис: Вселение чужеродных видов не зависит от деятельности человека?
В. Г. Ладыгин. Г. Н. Ширшикова
Современные представления о функциональной роли каротиноидов в хлоропластах эукариот
Стр. 163–189
Резюме. Abstract
Синопсис: Каротиноиды — универсальные молекулярные устройства для работы со светом
В. В. Ефремов
Правило «один мигрант на поколение» и генетическая дифференциация в подразделенной популяции
Стр. 198–205
Резюме. Abstract
П. Ю. Жмылев
Эволюция длительности жизни растений: факты и гипотезы
Стр. 107–119
Резюме. Abstract
Синопсис: Как стареют растения
Л. В. Недорезов, Е. В. Волкова
О влиянии зимних условий на динамику численности популяции с неперекрывающимися поколениями: модельный подход
Стр. 484–490
Резюме. Abstract
Д. А. Воронов
Расчет удельной скорости роста популяции: сопоставление определения и модели
Стр. 425–430
Резюме. Abstract
Г. М. Длусский, К. П. Глазунова, К. С. Перфильева
Механизмы ограничения круга опылителей у вересковых (Ericaceae)
Стр. 224–238
Резюме. Abstract
В. Г. Ильичев
Адаптация параметров в моделях популяций
Стр. 171–179
Резюме. Abstract
Г. М. Длусский, К. П. Глазунова, Н. В. Лаврова
Связь между строением цветков и соцветий сложноцветных (Asteraceae) и составом их опылителей
Стр. 490–499
Резюме. Abstract
Ю. В. Гамалей
Транспортная зависимость эволюции листа двудольных
Стр. 389–408
Резюме. Abstract
П. Ю. Жмылев
Эволюция жизненных форм растений: суждения и предположения
Стр. 232–249
Резюме. Abstract
С. И. Малецкий
Эпигенетические и синергические формы наследования репродуктивных признаков у покрытосеменных растений
Стр. 116–135
Резюме. Abstract
Б. М. Миркин, В. Б. Мартыненко, Л. Г. Наумова
Значение классификации растительности для современной экологии
Стр. 167–177
Резюме. Abstract
П. А. Мартюшов, С. А. Шавнин
Структура таллома лишайника Hypogymnia Physodes (L.) NYL.
Стр. 178–186
Резюме. Abstract

ПОСЛЕДНИЕ ВЫПУСКИ     IN ENGLISH

ПОИСК  

 

ПОПУЛЯРНЫЕ СИНОПСИСЫ

Том 77 № 6, Ноябрь-декабрь, 2016
Сколько веток у ели?
В статье развивается предложенное ранее представление о вертикальной секционной (метамерной, с периодическим ростом) структуре дерева, которое позволило распределить известную динамику (зависимость от возраста) зеленой биомассы всего дерева по его секциям (т. е. по высоте). Таким образом, удалось получить из одномерной динамики (зависимости от возраста) трехмерную секционную модель динамики биомассы дерева. Биомасса каждой секции состоит из зеленых биомасс существующих на данный момент ветвей всех порядков этой секции. Эти представления вместе с известными фактами – модель пропорционального (изометрического) роста и её несоответствие реальному начальному торможению роста высоты дерева, наличие межмутовочных ветвей у ели и фрактальная (степенная) связь зеленой биомассы и размера (высоты) дерева позволили найти параметры комбинированной модели и получить почти идеальное соответствие натурным данным – временам жизни ветвей всех порядков ели обыкновенной из Подмосковья. Распространение этой комбинированной модели на весь реальный в нашем трехмерном мире диапазон фрактального параметра демонстрирует некоторые особенности траекторий в пространстве параметров модели дерева, которые могут иметь фундаментальное значение для понимания закономерностей эндосимбиотического происхождения и дальнейшей эволюции растений.
Том 77 № 6, Ноябрь-декабрь, 2016
Черника против брусники: марковская модель сосуществования в бореальном лесу
Построена и проанализирована модель изменений распространения двух доминантных видов вересковых (брусники и черники) в сосняке чернично-бруснично-долгомошном. Для моделирования использовали данные 25-летних наблюдений за состоянием стационарных площадок. Фиксировали четыре возможных варианта распределения этих видов на площадках: 1) есть только брусника, 2) есть только черника, 3) присутствуют оба вида, 4) оба вида отсутствуют. С помощью откалиброванной модели провели анализ устойчивого состояния и времени, необходимого для его достижения. Устойчивый результат сукцессии был определен как соотношение площадок с разными вариантами: 30 % - на площадке произрастает только черника, 11% - только брусника, 18% - оба вида, 41 % - нет обоих видов. По предсказанию построенной модели такое устойчивое состояние достигается после низового пожара через 45 лет.
Том 77 № 6, Ноябрь-декабрь, 2016
Чувствительные растения тоже краснеют
Ученые сравнили некоторые биологические показатели пурпурнолистных и зеленолистных форм барбариса обыкновенного. Оказалось, что разные формы растений не отличаются по качественному составу пигментов, но различаются по количественному. Оценка физиологической реакции разных форм растений на освещенность показала, что пурпурнолистный барбарис более чувствителен к изменениям освещенности и менее эффективно использует световую энергию при низком уровне освещения. На взрослых растениях различий в продуктивности разных форм барбариса не обнаружено, но сеянцы с зелеными листьями демонстрируют большую интенсивность прироста и накопления массы.


МАТЕРИАЛЫ ПО ТЕМАМ


 
 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия