1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Экология
  4. № 3, 2023

Экология, 2023, № 3, стр. 163-178

Роль эконов как элементарных популяционно-ценотических групп в интеграции эволюционно-экологических процессов

А. Г. Васильев *

Институт экологии растений и животных УрО РАН
620144 Екатеринбург, ул. 8 Марта, 202, Россия

* E-mail: vag@ipae.uran.ru

Поступила в редакцию 31.10.2022
После доработки 21.11.2022
Принята к публикации 09.01.2023

Аннотация

Предложена популяционно-ценотическая концепция экона – элементарной структурно-функциональной группы (СФГ) в ценопопуляции. Экон обладает бинарными свойствами, поскольку в реальном масштабе времени одновременно проявляется как часть ценопопуляции и как часть локального сообщества, т.е. выступает в роли элементарной популяционно-ценотической структуры, особи которой фенотипически однородны и параллельно выполняют определенные популяционные и ценотические функции. Рассмотрена роль эконов в микро-, мезо- и макроэволюционных процессах, и на этой основе оценены возможные эволюционно-экологические интегративные механизмы быстрых микро- и макроэволюционных процессов в Антропоцене. Новая концепция экона позволяет интегрировать процессы микро-, мезо- и макроэволюции на основе недавно выявленных механизмов трансгенерационного наследования стресс-индуцированных эпигенетических изменений, параметризующих определенные перестройки морфогенеза. Поскольку все процессы (микро-, мезо- и макроэволюция) изменения эконов в ценопопуляциях протекают в реальном времени, но с разной эффективностью, теоретически возможно приблизиться к прогнозированию наступления региональных биоценотических кризисов, сопоставляя морфогенетические реакции эконов симпатрических видов сообществ на благоприятные и неблагоприятные условия развития, вызванные сочетанием климатогенных, антропогенных и биотических факторов.

Ключевые слова: экон, ценопопуляция, таксоцен, эпигенетика, морфогенез, микроэволюция, макроэволюция

Список литературы

  1. Северцов С.А. Проблемы экологии животных. М.: Изд-во АН СССР, 1951. Т. 1. 171 с.

  2. Lack D.J. Evolutionary ecology // Anim. Ecol. 1965. V. 53. № 2. P. 237–245.

  3. Шварц С.С. Эволюционная экология животных. Экологические механизмы эволюционного процесса. Свердловск: УФАН СССР, 1969. 198 с.

  4. Шварц С.С. Экологические закономерности эволюции. М.: Наука, 1980. 277 с.

  5. Read A.F., Clark J.S. The next 20 years of ecology and evolution // Trends in Ecology and Evolution. 2006. V. 21. № 7. P. 354–355.

  6. Чернов Ю.И. Экология и биогеография. Избранные работы. М.: Тов-во научн. изд. КМК, 2008. 580 с.

  7. Schoener T.W. The newest synthesis: understanding the interplay of evolutionary and ecological dynamics // Science. 2011. V. 331. P. 426–429.

  8. Saul W.-C., Jeschke J.M. Eco-evolutionary experience in novel species interactions // Ecol. Letters. 2015. V. 18. P. 236–245.

  9. Васильев А.Г. Эволюционная экология в XXI веке: новые концепции и перспективы развития // Экология. 2019. № 2. С. 88–100. [Vasil’ev A.G. Evolutionary Ecology in the 21st Century: New concepts and development prospects // Russ. J. of Ecology. 2019. V. 50. № 2. P. 102–114.]

  10. Thompson J.N. Rapid evolution as an ecological process // Trends in Ecol. and Evol. 1998. V. 13. P. 329–332.

  11. Salamin N., Wüest R.O., Lavergne S. et al. Assessing rapid evolution in a changing environment // Trends in Ecol. and Evol. 2010. V. 25. № 12. P. 692–698.

  12. Duncan E.J., Gluckman P.D., Dearden P.K. Epigenetics, plasticity and evolution: How do we link epigenetic change to phenotype? // J. Exp. Zool. Part B. Molecular and Developmental Evolution. 2014. V. 322. P. 208–220.

  13. Parmesan C. Ecological and evolutionary responses to recent climate change // The Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics. 2006. V. 37. P. 637–669.

  14. Alberti M. Eco-evolutionary dynamics in an urbanizing planet // Trends in Ecol. and Evol. 2015. V. 30. № 2. P. 114–126.

  15. Jablonka E., Raz G. Transgenerational epigenetic inheritance: prevalence, mechanisms, and implications for the study of heredity and evolution // Qvart. Rev. Biol. 2009. V. 84. P. 131–176.

  16. Burggren W. Epigenetic inheritance and its role in evolutionary biology: re-evaluation and new perspectives // Biology. 2016. V. 5. № 24. P. 2–22.

  17. Pigliucci M. Do we need an extended evolutionary synthesis? // Evolution. 2007. V. 61. № 2. P. 2743–2749.

  18. Dickins T.E., Rahman Q. The extended evolutionary synthesis and the role of soft inheritance in evolution // Rroceedings of The Royal Society. B. 2012. V. 279. P. 2913–2921.

  19. Laland K.N., Uller T., Feldman M.W. et al. The extended evolutionary synthesis: its structure, assumptions and predictions // Philos. Trans. R. Soc. B.: Biol. Sci. 2015. V. 282. P. 1–14. https://doi.org/10.1098/rspb.2015.10

  20. Dupont C., Armant D.R., Brenner C.A. Epigenetics: definition, mechanisms and clinical perspective // Semin. Reprod. Med. 2009. V. 27. P. 403–408.

  21. Becker C., Weigel D. Epigenetic variation: Origin and transgenerational inheritance // Curr. Opin. Plant. Biol. 2012. V. 15. P. 562–567.

  22. Donelan S.C., Hellmann J.K., Bell A.M. et al. Transgenerational plasticity in human-altered environments // Trends in Ecology and Evolution. 2020. V. 35. № 2. P. 115–124.

  23. Северцов А.Н. Этюды по теории эволюции. Индивидуальное развитие и эволюция. Берлин: Государственное изд-во РСФСР, 1921. 312 с.

  24. Филипченко Ю.А. Изменчивость и методы ее изучения. Петроград, 1923. 240 с.

  25. Филипченко Ю.А. Изменчивость и методы ее изучения. 5-е изд. М.: Наука, 1978. 240 с.

  26. Timofeeff-Ressovsky N.W. Experimentalle Mutationforschung in der Vererbungslehre. Dresden und Leipzig: Steinkopf. 1937; цит. по Тимофеев-Ресовский и др., 1977.

  27. Тимофеев-Ресовский Н.В., Воронцов Н.Н., Яблоков А.В. Краткий очерк теории эволюции. М.: Наука, 1977. 297 с.

  28. Мирзоян Э.Н. Теория макроэволюции и экология // Журн. общей биол. 1998. Т. 49. С.18–26.

  29. Мирзоян Э.Н. К истории глобальной экологии. Концепция Геомериды В.Н. Беклемишева. М.: Экологический центр ИИЭТ РАН, 2007. Вып. 1. 128 с.

  30. Minelli A. Morphological misfits and the architecture of development // Macroevolution. Explanation, interpretation and evidence / Eds. Serrelli E., Gontier N. Heidelberg: Springer International Publishing, 2015. P. 329–343.

  31. Dobzhansky T. Evolution as a creative process // Caryologica. 1954. V. 6. P. 435–449.

  32. Майр Э. Зоологический вид и эволюция. М.: Мир, 1968. 597 с.

  33. Lande R. Microevolution in relation to macroevolution // Paleobiology. 1980. V. 6. P. 233–238.

  34. Maynard Smith J. Macroevolution // Nature. 1981. V. 289. P. 13–14.

  35. Mayr E. Speciation and macroevolution // Evolution. 1982. V. 36. P. 1119–1132.

  36. Северцов А.С. Теория эволюции: Учеб. пособие. М.: Гуманитар. изд. центр “ВЛАДОС”, 2005. 380 с.

  37. McPeek M.A. The macroevolutionary consequences of ecological differences among species // Palaeontology. 2007. V. 50. P. 111–129.

  38. Stigall A.L. Speciation: expanding the role of biogeography and niche breadth in macroevolutionary theory // Macroevolution. Explanation, interpretation and evidence / Eds. Serrelli E., Gontier N. Heidelberg: Springer Internat. Publishing, 2015. P. 301–328.

  39. Miller W. III. Unification of macroevolutionary theory. Biologichier archies, consonance, and the possibility of connecting the dots // Evolutionary theory: A hierarchical perspective / Eds. Eldredge N., Pievani T., Serrelli E.M., Tëmkin I. Chicago: University of Chicago Press, 2016. P. 243–259.

  40. Иорданский Н.Н. Эволюция жизни: Учеб. пособие. М.: Изд. центр “Академия”, 2001. 432 с.

  41. Жерихин В.В. Избранные труды по палеоэкологии и филоценогенетике. М.: Тов-во научн. изд. КМК, 2003. 542 с.

  42. Erwin D.H. Microevolution and macroevolution are not governed by the same processes // Contemporary Debates in Philosophy of Biology / Eds. Ayala F.J., Arp R. Massachussetts: Wiley-Blackwell, 2010. P. 180–193.

  43. Северцов А.С. Эволюционная экология позвоночных животных. М.: Тов-во научн. изд. КМК, 2013. 347 с.

  44. Futuyma D.J. Can modern evolutionary theory explain macroevolution? // Macroevolution. Explanation, interpretation and evidence / Eds. Serrelli E., Gontier N. Heidelberg: Springer Internat. Publishing, 2015. P. 29–85.

  45. Abouheif E. Parallelism as the pattern and process of mesoevolution // Evolution and Development. 2008. V.10. P. 3–5.

  46. Wray G.A. Peering ahead (cautiously) // Evol. Dev. 2000. V. 2. P. 125–126.

  47. Moore F.B.-G., Woods R. Tempo and constraint of adaptive evolution in Escherichia coli (Enterobacteriaceae, Enterobacteriales) // Biol. J. Linn. Soc. 2006. V. 88. P. 403–411.

  48. Haloin J.R., Strauss Sh.Y. Interplay between ecological communities and evolution review of feedbacks from microevolutionary to macroevolutionary scales // Annals of the New York Academy of Sciences. 2008. V. 1133. P.87–125.

  49. Букварёва Е.Н., Алещенко Г.М. Принцип оптимального разнообразия биосистем. М.: Тов-во научн. изд. КМК, 2013. 522 с.

  50. Работнов Т.А. Некоторые вопросы изучения ценотических популяций // Бюл. МОИП. Отд. биол. 1969. Т. 74. Вып. 1. С. 41–149.

  51. Любарский Е.Л. Ценопопуляция и фитоценоз. Казань: Изд-во Казан. ун-та, 1976.157 с.

  52. Уранов А.А. Возрастной спектр фитоценопопуляций как функция времени и энергетических волновых процессов // Биол. науки. 1975. № 2. С. 7–34.

  53. Vasil'ev A.G., Vasil’eva I.A., Kourova T.P. Analysis of coupled geographic variation of three shrew species from southern and northern Ural taxocenes // Russ. J. of Ecology. 2015. V. 46. № 6. P. 552–558.

  54. Васильев А.Г., Васильева И.А., Городилова Ю.В., Чибиряк М.В. Сопряженная хронографическая изменчивость морфофункциональных признаков в ценопопуляциях двух симпатрических видов грызунов // Экология. 2020. № 4. С. 284–297. [Vasil’ev A.G., Vasil’eva I.A., GorodilovaYu.V., Chibiryak M.V. Coupled chronographic variation of morphofunctional traits in cenopopulations of two sympatric rodent species // Russ. J. Ecology. 2020. V. 51. № 4. P. 363–375.]

  55. Heatwole H. The concept of the econe, a fundamental ecological unit // Trop. Ecol. 1989. V. 30. № 1. P. 13–19.

  56. Озерский П.В. К формализации концепции экологической ниши Элтона-Одума. Ниши сложно организованных популяций // Функциональная морфология, экология и жизненные циклы животных. 2015. Т. 15. № 1. С. 4–73

  57. Озерский П.В. Обзор подходов к описанию внутренней структуры популяций // Функциональная морфология, экология и жизненные циклы животных. 2016. Т. 16. № 2. С. 3–39.

  58. Вислобокова И.А. О новых подходах изучения эволюции макротаксонов и концепции экона // Палеонтол. журн. 2019. № 1. С. 5–14.

  59. Zalasiewicz J., Williams M., Steffen W., Crutzen P. The new world of the Anthropocene // Environ. Sci. Technol. 2010. V. 44. P. 2228–2231.

  60. Steffen W., Grinevald J., Crutzen P., McNeil J. The Anthropocene: conceptual and historical perspectives // Philosophical Transactions of The R. Soc. A. 2011. V. 369. P. 842–867.

  61. Raup D.M., Sepkoski J.J. Periodicity of extinctions in the geologic past // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1984. V. 81. P. 801–805.

  62. Moyne S., Neige P. The space-time relationship of taxonomic diversity and morphological disparity in the Middle Jurassic ammonite radiation // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2007. V. 248. P. 82–95.

  63. Ceballos G., Ehrlich P.R., Barnosky A.D. et al. Accelerated modern human-induced species losses: entering the sixth mass extinction // Science Adv. 2015. V. 1. № 5. 1. P. 1–5.

  64. Schleuning M., Neuschulz E.L., Albrecht J. et al. Trait-based assessments of climate-change impacts on interacting species // Trends in Ecology and Evolution. 2020. V. 35. № 4. P. 319–328.

  65. Озерский П.В. О концепции экологической ниши Хатчинсона: противоречие и путь его устранения // Функциональная морфология, экология и жизненные циклы животных. СПб: ТЕССА, 2006. Вып. 5. С. 137–146.

  66. Озерский П.В. Метафенотип популяции как структурно-функциональное отражение ее экологической ниши // Функциональная морфология, экология и жизненные циклы животных. СПб.: ТЕССА, 2010. Вып. 10. С. 15–29.

  67. Васильев А.Г. Концепция морфониши в эволюционной экологии // Экология. 2021. № 3. С. 163—178. [Vasil’ev A.G. The concept of morphoniche in evolutionary ecology // Russ. J. of Ecology. 2021. V. 52. № 3. P. 173–187.]

  68. Grinnell J. The niche relationships of the California thrasher // Auk. 1917. V. 34. P. 427–433.

  69. Одум Ю. Экология. М.: Мир, 1986. Т. 2. 376 с.

  70. Lawton J.H. Vacant niches and unsaturated communities: a comparison of bracken herbivores at sites on two continents // Journal of Animal Ecology. 1982. V. 51. P. 573–595.

  71. Хлебосолов Е.И. Теория экологической ниши: история и современное состояние // Русский орнитолог. журн. Экспресс-выпуск. 2002. Т. 203. С. 1019–1037.

  72. Джиллер П. Структура сообществ и экологическая ниша. М.: Мир, 1988. 184 с.

  73. Левченко В.Ф. Модели в теории биологической эволюции. СПб.: Наука, 1993. 383 с.

  74. Левченко В.Ф. Эволюция биосферы до и после появления человека. СПб: Наука, 2004. 166 с.

  75. Озерский П.В. К формализации концепции экологической ниши Элтона-Одума. Векторно-объемная модель ниши и жизненные циклы животных. // Функциональная морфология, экология. 2014. Т. 14. № 1. С. 4–19.

  76. Günther K. Über Evolutionfaktoren und die Bedeutung des egriffs “ökologische Lizenz” für die Erklärung von Formenerscheinungen in Tierreichs // Ornithologie als biologische Wissenschafl. 28 Beiträge als Festschrifl zum 60 Geburtstag von Erwin Stresemann (22 November, 1949). Heidelberg: C. Winter-Universitätsverlag, 1949. P. 23–54.

  77. Старобогатов Я.И., Левченко В.Ф. Экоцентрическая концепция макроэволюции // Журн. общ. биол. 1993. № 4. С. 389–407.

  78. Johannsen W. Elemente der exakten Erblichkeitslehre. Deutsche weswntlich erweiterte Ausg. Im 25 Vorlesing. Jena: Fisher, 1909. 515 S.

  79. Johannsen W. Elemente der exakten Erblichkeitslehre. 3 Ausg. Im 30 Vorlesingen. Jena: Fisher, 1926. 736 S.

  80. Николаев И.И. Таксоцен как экологическая категория // Экология. 1977. № 5. С. 50–55.

  81. Васильев А.Г., Васильева И.А., Городилова Ю.В., Чибиряк М.В. Соотношение морфологического и таксономического разнообразия сообществ грызунов в зоне влияния Восточно-Уральского радиоактивного следа на Южном Урале // Экология. 2010. № 2. С. 119–125.

  82. Chodorowski A. Ecological differentiation of turbellarians in Harsz-Lake // Polskie Archivium Hydrobiologii. 1959. V. 6 (19). № 3. P. 33–73.

  83. Hutchinson G.E. Treatise on limnology. V. II. Introduction to lake biology and the limnoplankton. N.Y.: John Wiley and Sons, 1967.1115 p.

  84. Арнольди К.В., Арнольди Л.В. О биоценозе как одном из основных понятий экологии, его структуре и объёме // Зоол. журн. 1962. Т.42. Вып. 2. С. 161–183.

  85. Нестеренко В.А. Землеройки юга Дальнего Востока России и организация их таксоценов: Автореф. дис. … докт. биол. наук. Владивосток, 2000. 46 с.

  86. Сергеев В.Е. Эколого-эволюционные факторы организации сообществ бурозубок Северной Евразии: Автореф. дис. … докт. биол. наук. Новосибирск: Ин-т систематики и экологии животных СО РАН, 2003. 33 с.

  87. Davis B.D. The isolation of biochemically deficient mutants of bacteria by means of penicillin // Proceedings of the National Academy of Sciences. 1949. V. 35. № 1. P. 1–10.

  88. Furbank R.T., Tester M. Phenomics – technologies to relieve the phenotyping bottleneck // Trends in Plant Science. 2011. V. 16. № 12. P. 635–644.

  89. Васильев А.Г. Эпигенетические основы фенетики: на пути к популяционной мерономии. Екатеринбург: Изд-во “Академкнига”, 2005. 640 с.

  90. Johannsen W. The genotype conception of heredity // Amer. Nat. 1911.V. 45. P. 129–159.

  91. Johannsen W. Some remarks about units in heredity // Hereditas. 1923. V. 4. P. 133–141.

  92. Оленев Г.В. Альтернативные типы онтогенеза цикломорфных грызунов и их роль в популяционной динамике (экологический анализ) // Экология. 2002. № 5. С. 341–350.

  93. Wright J., Bolstad G.H., Araya-Ajoy Y.G., Dingemanse N.J. Life-history evolution under fluctuating density-dependent selection and the adaptive alignment of pace-of-life syndromes // Biological Reviews. 2019. V. 94. P. 230–247.

  94. Васильева Н.А. Синдром темпа жизни (pace-of-life syndrome, POLS): эволюция концепции // Зоол. журн. 2021. Т. 100. Вып. 9. P. 269–283.

  95. Алеев Ю.Г. Жизненная форма как система адаптаций // Успехи совр. биол. 1980. Т. 90. № 3. С. 462–477.

  96. Renaud S., Auffray J.-C. The direction of main phenotypic variance as a channel to morphological evolution: case studies in murine rodents // Hystrix, the Italian Journal of Mammalogy. 2013. V. 24. № 1. P. 85–93.

  97. Bošković A., Rando O.J. Transgenerational epigenetic inheritance // Annual Rev. Genet. 2018. V. 52. P. 21–41.

  98. Bell A.M., Hellmann J.K. An integrative framework for understanding the mechanisms and multigenerational consequences of transgenerational plasticity // Annual Rev. of Ecology Evolution and Systematics. 2019. V. 50. № 1. P. 1–22.

  99. Уоддингтон К.Х. Организаторы и гены. М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1947. 240 с.

  100. Уоддингтон К.Х. Морфогенез и генетика. М.: Мир, 1964. 267 с.

  101. Васильев А.Г. Феногенетическая изменчивость и популяционная мерономия // Журн. общ. биол. 2009. Т. 70. № 3. С. 195–209.

  102. Ricklefs R.E. Evolutionary diversification, coevolution between populations and their antagonists, and the filling of niche space // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2010. V. 107. № 4. P. 1265–1272.

  103. Шишкин М.А. Эволюция как эпигенетический процесс // Современная палеонтология. Т. 2. Ч. 7. Общие закономерности эволюции органического мира. М.: Недра, 1988. С. 142–168.

  104. Болдуинъ Д.М. Духовное развитие детского организма и человеческого рода. Методы и процессы. Ч. I. М.: Московское книгоиздательство, 1911. 338 с.

  105. Hall B.K. Organic selection: proximate environmental effects on the evolution of morphology and behaviour // Biology and Philosophy. 2001. V. 16. P. 215–237.

  106. Васильев А.Г., Большаков В.Н., Васильева И.А., Синева Н.В. Последствия интродукции ондатры в Западной Сибири: морфофункциональный аспект // Российский журн. биол. инвазий. 2016. № 4. С. 2–13.

  107. Drake A.G., Klingenberg C.P. Large-scale diversification of skull shape in domestic dogs: disparity and modularity // Amer. Nat. 2010. V. 175. № 3. P. 289–301.

  108. Mina M.V., Mironovsky A.N., Dgebuadze Yu.Yu. Lake Tana large barbs: phenetics, growth and diversification // Journal of Fish Biology. 1996. V. 48. P. 383–404.

  109. de Graaf M., Megens H.-J., Samallo J., Sibbing F. Preliminary insight into the age and origin of the Labeobarbus fish species flock from Lake Tana (Ethiopia) using the mtDNA cytochrome b gene // Molec. Phylogenetics and Evol. 2010. V. 54. P. 336–343.

  110. Мина М.В., Мироновский А.Н., Дгебуадзе Ю.Ю. Полиморфизм по пропорциям черепа у крупных африканских усачей Barbus intermedius sensu Banister (Cyprinidae) из озер Аваса и Лангано (Рифтовая Долина, Эфиопия) // Вопросы ихтиологии. 2016. Т. 56. № 4. С. 403–409.

  111. Turesson G. The species and the variety as ecological units // Hereditas. 1922. V. 3. P. 100–113.

  112. Лэк Д. Дарвиновы вьюрки. М.: Изд-во иностр. Лит-ры, 1949. 200 с.

  113. Skinner M.K., Gurerrero-Bosagna C., Haque M.M. et al. Epigenetics and the evolution of Darwin’s Finches // Genome Biol. Evol. 2014. V. 6. № 8. P. 1972–1989.

  114. Васильев А.Г., Васильева И.А., Городилова Ю.В., Добринский Н.Л. Принцип компенсации Ю.И. Чернова и влияние полноты состава сообщества грызунов на изменчивость популяции рыжей полевки (Clethrionomys glareolus) на Среднем Урале // Экология. 2017. № 2. С. 116–125. [Vasil’ev A.G., Vasil’eva I.A., Gorodilova Yu.V., Dobrinskii N.L. Chernov’s compensation principle and the effect of rodent community completeness on the variability of Bank vole (Clethrionomys glareolus) population in the Middle Urals // Russ. J. Ecology. 2017. V. 48. № 2. P. 161–169.]

  115. Bolnick D.I., Fitzpatrick B.M. Sympatric speciation: models and empirical evidence // Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics. 2007. V. 38. P. 459–487.

  116. Huxley J.S. Evolution. The modern synthesis. London: Allen and Unwin, 1945. 645 p.

  117. Maynard Smith J. Sympatric speciation // Amer. Nat. 1966. V. 100. P. 637–650.

  118. Шишкин М.А. Эволюционная теория и научное мышление // Палеонтол. журн. 2010. № 6. С. 3–17.

  119. Гродницкий Д.Л. Две теории биологической эволюции. 2-е изд., переработ. и дополн. Саратов: Изд-во “Научная книга”, 2002. 160 с.

  120. Schliewen U., Rassman K., Markmann M. et al. Genetic and ecological divergence of a monophyletic cichlid species pair under fully sympatric conditions in Lake Ejagham, Cameroon // Mol. Ecol. 2001. V. 10. P. 1471–1488.

  121. Blackburn T.M., Gaston K.J. Macroecology: concepts and consequences. Oxford: Blackwell, 2003. 442 p.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска содержание выпуска

Экология

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал