В работе сибирских биоинформатиков проведен анализ текста ДНК хлоропластов и цианобактерий методом, ранее использованным для исследования бактериальной ДНК. Метод основан на выявлении структуры текста генома по матрице часот встречаемости триплетов, составляющих геном. Другими авторами ранее было показано наличие семикластерной структуры геномов бактерий – шесть из них содержат триплеты из кодирующих последовательностей, а седьмой из некодирующей. Вопреки ожиданиям, структура геномов хлоропластов имеет значительные отличия от таковой у бактерий, например, структура генома не семи-, а восьмикластерная, нет зависимости структуры генома от GC-состава. Такие отличия структуры геномов хлоропластов, по-видимому, объясняются значительно большим по отношению к бактериальному геному количеством участков, кодирующих 16S и 23S рРНК (хлоропласты имеют 5 % от длины ДНК, бактерии - 0,5 %). Применяемый метод не выявил структурных кластеров у цианобактерий, что кардинально отличает их геном от такового хлоропластов и бактерий.

Во второй части статьи получена и проанализирована осредненная модель изменений распространения двух доминантных видов вересковых (брусники и черники) в сосняке чернично-бруснично-долгомошном. Для моделирования использовали данные по пяти переходным матрицам, полученные в ходе 25 лет наблюдений. 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. Геометрическое среднее пяти переходных матриц обеспечивает пространственные и временны́ е характеристики процесса на всем периоде наблюдений. Показано, что в качестве терминального и устойчивого результата динамики видов ожидается распределение площадок по состояниям, где 37% площадок занято только черникой, 11% – только брусникой; на 38% площадок будут присутствовать оба вида, а 14% площадок будет “свободно”. Показано, что черника не вытесняет бруснику в ходе послепожарной сукцессии в заболоченном бореальном лесу.

В существующих моделях воздействия загрязняющих агентов на экосистему принято связывать состояние биоценоза с локальной концентрацией загрязняющего агента или с расстоянием до его источника. В статье предложен новый подход к построению модели. Для оценки восприимчивости растений к воздействию поллютантов предлагается использовать модель фазовых переходов второго рода, широко используемую при анализе качественных в физических системах. Вводятся две фазы, характеризующие состояние растений, и в качестве параметров порядка, описывающего состояние растительных сообществ, используют величину относительного изменения таких показателей как биомассы, доли живых растений и т.п, на разных расстояниях от источника. Для анализа и проверки предложенной модели использовали данные о состоянии лесных экосистем вблизи медеплавильных заводов. Полученная модель позволяет оценить критические расстояния до источника, при которых воздействие загрязнения приводит к деградации биоценоза.

Статья ботаников из МГУ имени М.В. Ломоносова посвящена обзору опубликованных данных о гибридизационных процессах у мхов. Историю изучения гибридизации у мхов можно поделить на три этапа согласно методам исследования. Первые два этапа – морфологический и кариологический – выявили ряд сложностей изучения гибридов, связанных с преобладанием в жизненном цикле мхов гаплоидного поколения над диплоидным, большой вариабельностью гаметофита и, наоборот, консервативностью спорофита, а также с мелкими размерами хромосом. Действительно продуктивными стали исследования третьего этапа благодаря широкому применению молекулярных методов. Было обнаружено довольно большое число случаев отдаленной гибридизации мхов. Повышенная способность мхов к отдаленной гибридизации и несклонность к близкородственной гибридизации требуют дальнейшего изучения.

Пространственная неоднородность среды обитания может приводить в одних случаях к дивергенции популяции и появлению специализации, т.е. выработке односторонних адаптаций и сужению экологической ниши, а в других – к появлению адаптаций широкого профиля, т.е. к генерализации. В эксперименте, проведенном авторами статьи, показано, что если начальные этапы эволюции популяции плодовых мушек проходят в пространственно гетерогенной среде, то новые адаптации возникают без ущерба для старых. Более того, разнообразие предлагаемого корма позволило мухам лучше адаптироваться к новым условиям, чем мухам без возможности выбора среды.

Исследования микро- и макроэволюционных преобразований в группах близкородственных организмов очень интересны с точки зрения теоретической биологии. Эволюционные преобразования осуществляются на основе наследственности, изменчивости, естественного отбора и репродуктивной изоляции. Изоляция видов может реализовываться возникновением прекопуляционной, либо посткопуляционной несовместимости. Мухи рода Meromyza являются хорошим модельным объектом для исследований возникновения межвидовой изоляции, поскольку основные различия между видами определяются формой генитального аппарата самцов. Изменчивость генитального аппарата самцов Meromyza сопоставима с паттерном филогении группы, построенной на основе молекулярно-генетических маркеров. В данной работе проанализированы типы преобразований формы парных частей генитального аппарата самцов – постгонитов, вносящие основной вклад в репродуктивную изоляцию исследуемых видов мух.

Анализ мел-кайнозойской истории изменения числа таксонов разного уровня (виды, роды, семейства) покрытосеменных растений проведен по эмпирическим данным и с помощью математического моделирования. Фактические данные таксономического разнообразия хорошо описываются степенным законом, однако данные по малочисленным таксонам не соответствуют этим закономерностям. Исследование соответствия фактических данных и математических функций показывает, что в эволюции биоразнообразия играет важную роль дифференцированное (не случайное) вымирание видов. Скорость вымирания зависит от объема таксона и от жизненных форм растений, составляющих этот таксон. Распределения в рассматриваемом интервале времени численности родов и семейств покрытосеменных растений имеют разные характеристики: не синхронные даты возникновения наибольшего разнообразия и различающиеся факторы, влияющие на скорости диверсификации.

Статья содержит обзор экологических классификаций видов растений и различий характеристик, определяющих группировки (типы) растений в зависимости от выбранного подхода. Можно выделить два основных способа систематизации знаний в экологических исследованиях сообществ растений: определение групп по внешнему облику растений или по отношению видов к экологическим факторам. Авторы предполагают, что оперирование функциональными группами растений, в отличие от использования систем жизненных форм, более эффективно в геоботанических исследованиях.

Черноморская популяция паразитической трематоды Helicometra fasciata поддерживается хозяевами нескольких различных видов рыб. Ученые поставили своей целью определить репродуктивную эффективность группировок личинок паразита из разных окончательных хозяев. Исследования показали, что из 14 видов рыб-хозяев наиболее «гостеприимными» - репродуктивно эффективными для паразита – оказались морской ерш и рулена. Эти два вида хозяев ответственны за поставку 80% всех яиц хеликометры. Среди видов-хозяев есть случайные хозяева – эти восемь видов формируют всего 1.6% популяции яиц паразита. Нашелся и такой хозяин (морская собачка), который принимает незваного «гостя», но яиц не производит, т.к. личинки паразита в нем не созревают. Наиболее оптимальную среду для развития паразита представляет собой организм умеренно заражаемого хеликометрами морского ерша – очевидно, он и является истинным основным окончательным хозяином черноморских хеликометр.

Бывают ли у паразитов телохранители? Насколько мертвой должна быть хватка, чтобы остаться в палеонтологической летописи? Как манипулируют поведением хозяев «незрелые» паразиты? Есть ли Любовь после Смерти? Могут ли паразиты сделать своего хозяина привлекательным? Что заставляет бокоплавов менять свой цвет? Как паразиты влияют на экосистему в целом и конфликтуют ли они друг с другом? Об этом и о многом другом вы сможете узнать из обзора М.В. Гопко и В.Н. Михеева, посвященного паразитическим манипуляциям. Обзор рассчитан на широкий круг читателей. Здесь я привожу несколько наиболее ярких примеров манипуляций, упомянутых в работе, и их следствий для экосистемы в целом.