Понятие о геносистематике водорослей

До появления геносистематики подавляющее большинство диагнозов таксонов и таблиц для их определения, входящих в общеизвестные пособия для идентификации водорослей, базировались на морфологических данных, полученных на субклеточном, клеточном и индивидуальном уровнях, иногда сопровождаемых некоторыми другими сведениями и обычно не опирающихся на результаты математического анализа. При построении схем, отражающих вероятные пути исторического развития водорослей, альгологи особое значение придают данным о составе пигментов фотосинтетического аппарата водорослей, представлениям об основных формах строения их тела, явлениям параллелизма, особенностям онтоморфогенеза, т. е. рядам морфологического прогресса и др. Этот подход (при посильном учёте экологических и палеоальгологических сведений) используется и сейчас.

Однако в наши дни в процессе классифицирования и построения филогенетических схем водорослей исследователи все чаще стремятся к использованию новейшей информации о водорослях, полученной разными методами и, прежде всего, – в результате электронно-микроскопических и биохимических исследований.

При классифицировании диатомовых и динофитовых водорослей всё чаще используют методы сканирующей микроскопии; при классифицировании и построении филогенетических схем зелёных водорослей стремятся к учёту сведений о тонком строении подвижных стадий, а также клеток в состоянии деления и в интерфазе; при исследовании генетических связей прокариотических водорослей учитывают сведения о гомологической последовательности РНК; в ряде случаев основываются на результатах электрофоретического анализа и др. Филогения водорослей уже изучается на молекулярном уровне.

Внедрение новых методов исследования, в первую очередь электронной микроскопии, цитофотометрии, авторадиографии, микрохимии, спектроскопии, иммунохимии и особенно методов молекулярной биологии, способствовало прогрессу в области систематики и филогении водорослей. Полагают, что наиболее надёжными являются молекулярно-генетические методы, позволяющие познать генетические особенности видов и сформировать естественные группы водорослей независимо от их морфологии. Сейчас появился термин «геносистематика».

Однако не все так гладко в данной области. Результаты исследований на молекулярном уровне в значительной степени зависят от состава и количества исследованных объектов, выбора эволюционного маркера и аутгруппы, метода селекции и анализа дендрограмм. Нередко дендрограммы, полученные при исследовании разных молекул или генов, бывают противоречивыми. Тем не менее, было доказано эндосимбиотическое происхождение эукариот. Считается, что клетки эукариот содержат, по меньшей мере, три неродственных генома: ядерный, пластидный и митохондриальный. Сейчас в качестве основного маркера для идентификации водорослей используется рибосомальная РНК пластид или митохондрий, которые оказались наиболее перспективными.

Все современные системы водорослей в той или другой степени отражают филогению пластид, а отделы объединяют водоросли, родственные по эндосимбионту. Согласно данным филогенетического анализа сиквенсов малой субъединицы рРНК цианобактерии и производные от них органеллы (пластиды эукариотических растений) хотя и имеют общее с бактериями происхождение, но составляют отдельную монофилетическую группу оксигенных фототрофов.

А вот хлорофилл b в процессе эволюции возникал неоднократно. Современная классификация основывается на интегральном подходе к данным, полученным с помощью молекулярно-генетических методов (эволюция пластид, митохондрий жгутиков и т.д.). Вместе с тем в систематических и филогенетических исследованиях водорослей продолжают использовать и традиционные методы, прежде всего – морфологические.

Систематики все более осознают необходимость комплексности критериев и установления корреляционных связей между признаками при классификации водорослей, что может содействовать созданию филогенетической системы этих организмов. Современные исследования позволяют построить новое филогенетическое древо на основе молекулярно-генетических данных.