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.

Популярный cинопсис:
Элементы

© 2005-2017 «Элементы»