Расселение представителей семейства Liliaceae в связи со строением их репродуктивных органов

Семейство Liliaceae состоит из 15 родов, включающих более 700 видов, и занимает терминальное положение в порядке Liliales sensu [APG IV, 2016]. Ареал семейства включает бо́льшую часть Северного полушария, простирается на несколько природных зон – от лесотундр (виды Gagea) до тропических лесов (Tricyrtis imeldae Guthnick) – и охватывает три материка (Евразию, Северную Америку и Африку). Большинство родов представлено как в Евразии, так и в Северной Америке. Представители Liliaceae имеют сочные невскрывающиеся ягоды или сухие вскрывающиеся коробочки. В большинстве случаев многосеменные ягоды являются диаспорой, тогда как в случае коробочек диаспорой в норме являются семена. При этом коробочки играют важнейшую роль в распространении семян. Структурные адаптации плодов позволили представителям Liliaceae расселиться на территории, составляющей современный ареал семейства.

Работа посвящена определению основных паттернов развития плодов представителей Liliaceae с различными типами диссеминации на основании изучения морфолого-анатомического строения плодов, а также его соотнесения с географией, экологией и биологией диссеминации представителей родов семейства.

В результате исследования было выявлено, что наиболее типичным и распространенным агентом диссеминации у исследованных представителей Liliaceae является ветер, при этом наиболее специализированные к анемохории коробочки характерны для представителей подсемейства Lilioideae, обеспечивающие автоанемохорное, в том числе (преимущественно у представителей травяного яруса листопадных лесов умеренной и субтропической климатических зон Голарктического царства) и анемохионохорное, распространение семян; предполагается, что в отличие от коробочек, обеспечивающих анемохорию и активно участвующих в диссеминации, важнейшей задачей коробочек баромирмекохорных представителей является продуцирование семян, а не их распространение, что подтверждается особенностями их анатомического строения – большое количество межклетников и почти полное отсутствие лигнификации перикарпия; эндозоохорное распространение плодов Liliaceae эффективно для расселения дальним транспортом, в первую очередь птицами, но препятствует расселению среди большого количества экосистем, что отражается на ареалах родов Clintonia, Prosartes и Streptopus, являющихся представителями травяных ярусов хвойных и широколиственных лесов Голарктического царства.

1. Баранова М.В. Лилии. Л.: Агропромиздат, 1990. 384 с.

2. Бобров А.В., Юрманов А.А., Романов М.С. Реконструкция формирования ареала растений семейства Монимиевые: молекулярно-генетический и морфологический анализ // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. Геогр. 2016. № 5. С. 47–53.

3. Ильинский А.П. Расселение растений (основные понятия и термины) // Природа. 1945. № 5. С. 45–55.

4. Кожевников А.В. Весна и осень в жизни растений. М.: Изд-во МОИП, 1950. 239 с.

5. Комар Г.А. Liliaceae // Сравнительная анатомия семян. Т. 1 / под ред. А.Л. Тахтаджян. Л.: Наука, 1985. С. 71–77.

6. Комаров В.Л. Флора СССР. Л.: Изд-во АН СССР, 1935. T. 4. 760 с.

7. Левина Р.Е. Морфология и экология плодов. Л.: Наука, 1987. 160 c.

8. Левина Р.Е. Способы распространения плодов и семян. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1957. 361 c.

9. Прозина М.Н. Ботаническая микротехника. М.: Высшая школа, 1960. 207 с.

10. Allen G.A., Soltis D.E., Soltis P.S. Phylogeny and biogeography of Erythronium (Liliaceae) inferred from chloroplast matK and Nuclear rDNA ITS sequences, Systematic Botany, 2003, vol. 28, p. 512–523.

11. APG IV. An update of the Angiosperm Phylogeny Group classification for the orders and families of flowering plants: APG IV, Botanical Journal of the Linnean Society, 2016, vol. 181, p. 1–20.

12. Bobrov A.V.F.Ch., Romanov M.S. Morphogenesis of fruits and types of fruit of angiosperms, Botany letters, 2019, vol. 166, p. 366–399.

13. Bolt Ph. The genus Cardiocrinum: its identification and cultivation, 2016. 73 p.

14. Christenhusz M.J.M., Govaerts R., David J.C. et al. Tiptoe through the tulips – cultural history, molecular phylogenetics and classification of Tulipa (Liliaceae), Botanical Journal of the Linnean Society, 2013, vol. 172, p. 280–328.

15. Clennett J.C.B., Chase M.W., Forest F. et al. Phylogenetic systematics of Erythronium (Liliaceae): morphological and molecular analyses, Botanical Journal of the Linnean Society, 2012, vol. 170, p. 504–528.

16. Dahlgren R.M.T., Clifford H.T., Yeo P.F. Order Lilialeas, The families of the Monocotyledons, Berlin, New York, Tokio, Springer, 1985, р. 220–374.

17. Li P., Lu R.S., Xu W.Q. et al. Comparative genomics and phylogenomics of east Asian Tulips (Amana, Liliaceae), Frontiers in Plant Science, 2017, vol. 8, p. 451.

18. Li S.F., Chang Z.Y., Yuan Y.M. The origin and dispersal of the genus Clintonia Raf. (Liliaceae): evidence from its cytogeography and morphology, Caryologia, 1996, vol. 49, p. 125–135.

19. Mathew B. A taxonomic and horticultural review of Erythronium L. (Liliaceae), Botanical Journal of the Linnean Society, 1992, vol. 109, p. 453–471.

20. O’Brien T.P., McCully M.E. The study of plant structure principles and selected methods, Melbourne, Termarcarphi Pty. Ltd., 1981, 358 p.

21. Ohwi J. Flora of Japan (in English). Washington, Smithsonian Institution, 1965, 1067 p.

22. Persson H.A., Lundquist K., Nybom H. RAPD analysis of genetic variation within and among populations of Turk’scap lily (Lilium martagon L.), Hereditas, 1998, vol. 128, p. 213–220.

23. Pijl L. Principles of dispersal in higher plants, Berlin, Heidelberg, New York, Springer, 1982, 161 p.

24. Ridley H.N. The Dispersal of Plants throughout the World. Ashford, Kent, L. Reeve & Company, 1930, 744 p.

25. Roth I. Fruits of Angiosperms, Berlin, Stuttgart, Gebrüder Borntraeger, 1977, 675 p.

26. Si-Feng L., Zhao-Yang Ch. A cytogeographical study on Clintonia udensis (Liliaceae), Acta Phytotaxonomica Sinica, 1996, vol. 34, p. 33–37.

27. Takahashi H. Distribution of Tricyrtis and its phytogeographical problems, Acta Phytotaxonomica et Geobotanica, 1987, vol. 38, p. 123–132.

28. Tamura M.N. Liliaceae, The Families and Genera of Vascular Plants, vol. 3, Lilianae (except Orchidaceae), Monocotyledons, K. Kubitzki (еd.), Berlin, Springer, 1998, p. 343–353.

29. Utech F.H. Liliaceae Jussieu, Flora of North America, vol. 26, Magnoliophyta, Liliidae, Liliales and Orchidales, OUP USA, 2003, p. 11–21.

30. Utech F.H., Shinwari Z.K., Kawano S. Biosystematic studies in Disporum (Liliaceae-Asparagoideae-Polygonateae) (VI): recognition of the North American section Prosartes as an autonomous genus, Memoirs of the Faculty of Science, Kyoto University, Series of biology, New series, 1995, vol. 16, p. 1–41.

31. Wang M., Fan X., Zhang Y. et al. Phylogenomics and integrative taxonomy reveal two new species of Amana (Liliaceae), Plant Diversity, 2023, vol. 45, p. 54–68.

32. Wang Y., Li X., Guo J. et al. Chloroplast DNA phylogeography of Clintonia udensis Trautv. & Mey. (Liliaceae) in East Asia, Molecular Phylogenetics and Evolution, 2010, vol. 55, p. 721–732.

33. Wilczek Z., Zarzycki W., Pasko I. Distribution and phytocenotic characteristics of Streptopus amplexifolius (L.) DC (Liliaceae) natural habitats in the Żywiec Basin (Western Carpathians), Acta Geographica Silesiana, 2016, vol. 22, p. 83–94.

34. Woodcock H.B.D., Stearn W.T. Lilies of the World. Their Cultivation and Classification, London, Country Life Limited, 1950, 431 p.

35. Wu Z.Y., Raven P.H. Liliaceae, Flora of China, vol. 24 (Flagellariaceae through Marantaceae). Beijing, Science Press, 2000, p. 73–264.

36. Zhang W., Zhao J., Xue L. et al. Seed morphology and germination of native Tulipa species, Agriculture, 2023, vol. 13, no. 2, p. 466, DOI: 10.3390/agriculture13020466.