Влияние климатических и географических факторов на радиацию таксономически значимых признаков в семействе Apiaceae и их сопоставление с молекулярными данными на примере клады CachrysНИР

Radiation of taxonomically significant features in Cachrys clade (Apiaceae): coordination with molecular, geographical and climatic data

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Влияние климатических и географических факторов на радиацию таксономически значимых признаков в семействе Apiaceae и их сопоставление с молекулярными данными на примере клады Cachrys
Результаты этапа: В первый год реализации проекта основная работа была сосредоточена на получении фактических результатов. Для молекулярного анализа были выбраны ядерные маркеры nrITS/ETS и хлоропластный маркер psbD-trnT. В ходе проекта были получены последовательности ядерных и хлоропластных участков 150 образцов 103 видов. Все изученные виды образуют единую кладу за исключением иранского эндемика Seseli elbursense, который по данным молекулярного исследования должен быть перенесен в род Semenovia. Занимающие базальное положение в Cachrys кладе виды Seseli olivieri и S. ghafoorianum по данным морфологического и молекулярного исследований предложены к описанию в качестве самостоятельного эндемичного рода. По результатам молекулярного анализа род Ferulago следует признать не монофилетическим таксоном, разделяющимся на три хорошо очерченные группы. На группе видов рода Prangos с "ferulacea" типом плодов была апробирована методика анализа корреляции морфологических признаков с климатическими и экологическими условиями. Полученная модель обладает высоким прогнозным качеством, наибольший вклад в нее вносят следующие факторы: (1) количество осадков наиболее влажного квартала, (2) средняя температура наиболее холодного квартала и (3) минимальная температура наиболее холодного месяца. Кроме того, данная модель хорошо описывает распространение группы видов Prangos с "pabularia" типом плодов, что указывает на экологический параллелизм в этих, по сути, викарных группах. Морфологические описания рода Ferulago показали, что при разграничении видов большую роль играют морфологические характеристики соцветия и листа. Также таксономически важными являются признаки обертки. По данным морфологии четко выделяются несколько групп близких видов, идентичные делению рода, которое было предложено еще в работе Томкович и Пименова. Кроме того данные группы хорошо разграничиваются молекулярными методами.
2 1 января 2020 г.-26 декабря 2020 г. Влияние климатических и географических факторов на радиацию таксономически значимых признаков в семействе Apiaceae и их сопоставление с молекулярными данными на примере клады Cachrys
Результаты этапа: Во второй год реализации проекта основная работа была сосредоточена на геопривязке представителей исследуемой клады и публикации результатов исследования. В результате работы за год было сделано более 4000 геопривязок. Полностью привязаны к координатам все возможные образцы базальных таксонов клады (Seseli olivieri, S. ghafoorianum, Azilia eryngioides), образцы 5 видов рода Diplotaenia, 50 видов рода Ferulago, 25 видов рода Prangos, частично привязаны 4 вида родов Cachrys и Bilacunaria. В молекулярный анализ было добавлено 23 образца 12 видов (для этих видов молекулярные данные были получены впервые). Разработана новая система клады на родовом уровне. Род Ferulago подтвердил свою парафилетичность в финальном молекулярном и морфологическом исследование и должен быть разделен на три независимых рода. По результатам работы были опубликованы 3 статьи.
3 1 января 2021 г.-28 декабря 2021 г. Влияние климатических и географических факторов на радиацию таксономически значимых признаков в семействе Apiaceae и их сопоставление с молекулярными данными на примере клады Cachrys
Результаты этапа: В ходе организованных по проекту экспедиций был получен материал для анализа многих редких и не исследованных видов из Исламской республики Иран и Турции. Всего в экспедициях было собрано более 570 листов гербария зонтичных, в том числе редких и эндемичных представителей Cachrys клады. Были построены молекулярно-филогенетические деревья клады Cachrys, включающие максимально возможное количество видов клады. В итоге в анализ были включены 105 из 115 видов клады. Итоговые молекулярно-филогенетические деревья содержат секвенсы участков ITS, ETS, psbD-trnT. Большая часть родов клады монофилетические, кроме рода Ferulago - он распадается на 4 мелких рода. Для исследуемых видов были составлены таблицы морфологических признаков. За время реализации проекта рабочим коллективом были выполнены сбор и обработка информации о местах произрастания видов Cachrys клады. По итогам работы было получен массив, насчитывающий более 7700 геопривязок для всей группы. Виды клады были поделены на морфологические группы, для них построены модели ареалов. Для разных групп видов наибольший вес в модели имели разные переменные. Для базальной группы клады (рода Azilia, Seseli, Diplotaenia), рода Bilacunaria и Ferulago sect. Anisotaenia это факторы увлажнения, менее значимы факторы температуры. Для рода Cachrys и Ferulago subgen. Galbanifera наоборот более важны факторы температуры, меньше - увлажнения. Наиболее разнообразен в этом плане род Prangos: в нем присутствуют и группы, для которых важно увлажнение, и группы больше зависящие от температурных факторов. Также на примере рода Prangos удалось показать, что виды со сходной морфологией плодов, но принадлежащие к разным группам на молекулярно-филогенетическом дереве, имеют модели распространения, в которые основной вклад вносят сходные переменные. Иными словами на распространение таких видов могут влиять одинаковые признаки среды, что в свою очередь может формировать специфические адаптационные морфологические черты. Это в свою очередь объясняет возникновение сходной морфологии в неродственных группах.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".