Завоевание суши покрытосеменными (цветковыми) растениями происходило в меловом периоде на фоне существенного снижения содержания в атмосфере углекислого газа, что заметно замедлило скорость фотосинтеза. Однако в ходе эволюции покрытосеменных нашлись способы противостоять этому неблагоприятному изменению среды. Прежде всего — это развитие в листьях богато разветвленной системы сосудов, способствующее более эффективному снабжению их водой и связыванию большего количества углекислого газа.

Ученые предложили комплексную модель формирования так называемых «чудесных кругов» в Намибии — регулярного узора проплешин в растительном покрове пустыни. Эта модель учитывает конкуренцию растений за влагу, что является ведущим фактором в засушливом климате, а также деятельность термитов, которые уничтожают всю растительность над своими гнездами. Гнезда термитов, как выяснилось в ходе исследования модели, могут образовываться с известной пространственной регулярностью, и, следовательно, растительный покров над гнездами тоже приобретает правильно организованную форму. Добавление конкурентных отношений между растениями придает модели еще большую реалистичность, объясняя образование новых кругов и зарастание старых, отсутствие проплешин в условиях влажного климата, а также вторичную неравномерность в распределении травянистого покрова между кругами. Это исследование обращает поиски причин образования подобных кругов в новое русло, указывая на необходимость изучения неучтенных до сих пор параметров.

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 ~ H^µ. 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.

В статье развивается предложенное ранее представление о вертикальной секционной (метамерной, с периодическим ростом) структуре дерева, которое позволило распределить известную динамику (зависимость от возраста) зеленой биомассы всего дерева по его секциям (т. е. по высоте). Таким образом, удалось получить из одномерной динамики (зависимости от возраста) трехмерную секционную модель динамики биомассы дерева. Биомасса каждой секции состоит из зеленых биомасс существующих на данный момент ветвей всех порядков этой секции. Эти представления вместе с известными фактами – модель пропорционального (изометрического) роста и её несоответствие реальному начальному торможению роста высоты дерева, наличие межмутовочных ветвей у ели и фрактальная (степенная) связь зеленой биомассы и размера (высоты) дерева позволили найти параметры комбинированной модели и получить почти идеальное соответствие натурным данным – временам жизни ветвей всех порядков ели обыкновенной из Подмосковья. Распространение этой комбинированной модели на весь реальный в нашем трехмерном мире диапазон фрактального параметра демонстрирует некоторые особенности траекторий в пространстве параметров модели дерева, которые могут иметь фундаментальное значение для понимания закономерностей эндосимбиотического происхождения и дальнейшей эволюции растений.

Появление краснолистных форм растений связано с накоплением постоянных антоциановых пигментов, временное образование которых при неблагоприятных условиях среды обычно трактуется как приспособительное свойство растений, повышающее термостойкость и способность противостоять вредителям и болезням.

Ученые сравнили некоторые биологические показатели пурпурнолистных и зеленолистных форм барбариса обыкновенного. Оказалось, что разные формы растений не отличаются по качественному составу пигментов, но различаются по количественному. Оценка физиологической реакции разных форм растений на освещенность показала, что пурпурнолистный барбарис более чувствителен к изменениям освещенности и менее эффективно использует световую энергию при низком уровне освещения. На взрослых растениях различий в продуктивности разных форм барбариса не обнаружено, но сеянцы с зелеными листьями демонстрируют большую интенсивность прироста и накопления массы.

Предложена гипотеза о возникновении N₂-фиксирующих симбионтов растений из двух источников - почвенных (ризосферных) диазотрофов и из бактерий-сателлитов грибов филы Glomeromycota, образующих арбускулярную микоризу (AM). Эта универсальная форма растительно-микробного симбиоза могла возникнуть при объединении древнейших наземных растений (риниофитов, пси- лофитов) с микробными консорциумами, которые состояли из грибов, усваивавших почвенные фосфаты, и бактерий, фиксировавших СO₂ и/или N₂. Их освобождение из гиф АМ-грибов в ткани растений, вероятно, содействовало отбору форм бактерий, способных продолжить независимое от гриба существование in planta, а также закреплению в бактериальных геномах грибных генов синтеза хитин-подобных сигнальных факторов, вызывающих развитие структур симбиоза.

Предложена гипотеза возникновения азотфиксирующих симбионтов растений двумя различными путями. Первый источник симбионтов это почвенные микроорганизмы, способные к самостоятельному усваиванию атмосферного азота, второй – это бактерии-сателлиты грибов Glomeromycota, образующих с растением-хозяином эндомикоризу. В последнем случае бактерии перешли от гриба непосредственно в ткани растения и, при этом, могли получить от гриба гены хитин-подобных сигнальных факторов, необходимых для развития симбиоза. Формирование клубеньковых структур, по-видимому, происходило путем миграции бактерий в подземные запасающие органы растения. Эволюция эффективности питания растений-хозяев могла идти двумя путями: 1. повышение азотфиксирующей активности бактерий; 2. дифференцировка и специализация клеток клубенька с изменением способа ассимиляции (усвоения) азота.

Экологи из Принстонскогого университета предложили новую гипотезу, которая объясняет возникновение «ведьминых кругов» в Намибии. По мнению ученых, необычный природный феномен объясняется жизнедеятельностью термитов и влиянием периодов засухи на растения. Исследование опубликовано в журнале Nature.