SEXUAL POLYMORPHISM OF RANUNCULUS CASSUBICUS (RANUNCULACEAE) IN MOSCOW REGION

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

For the first time, gynodioecy is described in a perennial herbaceous polycarpic plant Ranunculus cassubicus L. (Kashubian buttercup) in the Moscow Region. It was revealed that R. cassubicus forms three types of flowers differing in the androecium structure: perfect (with fertile stamens and carpels), partially male-sterile (the number of stamens varies greatly and is much less than in perfect flowers), and pistillate ones (stamens completely missing). The sizes of flowers and their parts decrease in many studied parameters in the following row: perfect – partially male-sterile – pistillate. The studied 12 populations included six types of individuals forming: 1) only perfect flowers (83.1–89.2% of the total number of generative plants); 2) perfect and partially male-sterile flowers (4.0–6.5%); 3) only partially male-sterile flowers (2.8–3.9%); 4) perfect and pistillate flowers (1.4–2.6%); 5) pistillate and partially male-sterile flowers (1.2–2.9%); 6) only pistillate flowers (0.6–1.5%). It is established that over three years of observations (2020–2022), individuals of different sexual forms did not change the sex of flowers, and the sexual structure of populations remained stable, without sharp fluctuations.

About the authors

V. N. Godin

Central Siberian Botanical Garden SB RAS

Email: vn.godin@mpgu.su
Russia, 630090, Novosibirsk, Zolotodolinskaya Str., 101

References

  1. Akemine T. 1935. On the sex expression of Coptis japonica Makino. – J. Fac. Sсi. Hokkaido Imp. Univ. Ser. 5. Bot. 5 (1): 1–7.
  2. Andreas C.H. 1954. Notes on Ranunculus ficaria L. in the Netherlands. I. Introduction. – reductional trends as a possible interpretation of flower types. – Acta Bot. Neerlandica. 3 (4): 446–453. https://doi.org/10.1111/j.1438-8677.1954.tb00309.x
  3. Barykina R.P., Chubatova N.V. Ranunculus cassubicus. – In: Biologicheskaya flora Moskovskoy oblasti. Vol. 15. Moscow. P. 78–97 (In Russ.).
  4. Carrive L., Domenech B., Sauquet H., Jabbour F., Damerval C., Nadot S. 2020. Insights into the ancestral flowers of Ranunculales. – Bot. J. Linn. Soc. 194 (1): P. 23–46. https://doi.org/10.1093/botlinnean/boaa031
  5. Chugaynova E.G. 1999. Rod lyutik (Ranunculus L.) Vyatsko-Kamskogo kraya [The genus buttercup (Ranunculus L.) of the Vyatka-Kama region]: Abstr. … Diss. Kand. Sci.]. Perm. 16 p. (In Russ.).
  6. Cunnell G.J. 1961. The morphology of the inflorescence in Ranunculus bulbosus L. – Ann. Bot. 25 (2): 224–240. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.aob.a083744
  7. Deistfeldt L.A. 1994. Composition of Ranunculus cassubicus morphotypes in different plant communities. – Byulleten’ glavnogo botanicheskogo sada. 169: 59–68 (In Russ.).
  8. Delannay X. 1978. La gynodioécie chez les Angiosperms. – Naturalistes Belges. 59: 223–237.
  9. Delph L.F., Galloway L.F., Stanton M.L. 1996. Sexual dimorphism in flower size. – Amer. Nat. 148 (2): 299–320. https://doi.org/10.1086/285926
  10. Demyanova E.I. 1985. Distribution of gynodioecy in flowering plants. – Bot. Zhurn. 70 (10): 1289–1301 (In Russ.).
  11. Demyanova E.I. 2011. The spectrum of sexual types and forms in the local floras of the Urals (Cis- and Trans-Urals). – Bot. Zhurn. 96 (10): 1297–1315 (In Russ.).
  12. Demyanova E.I. 2013. On the sexual polymorphism of some androdioecious plants. – Bot. Zhurn. 98 (9): 1139–1146 (In Russ.).
  13. Demyanova E.I. 2019. Concerning sexual polymorphism in Nepeta L. – Bulletin of Perm University. Biology. 1: 12–20 (In Russ.). https://doi.org/10.17072/1994-9952-2019-1-12-20
  14. Endress P.K. 1994. Diversity and evolutionary biology of tropical flowers. Cambridge. 511 p.
  15. Endress P.K. 1995. Floral structure and evolution in Ranunculanae. – In: Systematics and Evolution of the Ranunculiflorae. Springer. Vol. 9. P. 47–61. https://doi.org/10.1007/978-3-7091-6612-3_5
  16. Fedorov Al.A., Artyushenko Z.T. 1975. Organographia illustrata plantarum vascularum. Flos. Leningrad. 351 p. (In Russ.).
  17. Godin V.N. 2009. Flower morphology of Schizonepeta multifida (Lamiaceae) in the context of their sex differentiation. – Bot. Zhurn. 94 (12): 1784–1790 (In Russ.).
  18. Godin V.N. 2018. Gynodioecy in Valeriana officinalis (Valerianaceae) in Moscow region. – Bot. Zhurn. 103 (10): 1265–1279 (In Russ.). https://doi.org/10.7868/S0006813618100058
  19. Godin V.N. 2019. Distribution of gynodioecy in APG IV system. – Bot. Zhurn. 104 (5): 345–356 (In Russ.). https://doi.org/10.1134/S0006813619050053
  20. Godin V.N. 2020. Distribution of gynodioecy in flowering plants. – Bot. Zhurn. 105 (3): 236–252 (In Russ.). https://doi.org/10.31857/S0006813620030023
  21. Godin V.N. 2023. Sexual polymorphism of Ranunculus acris (Ranunculaceae) in the Moscow region. – Bot. Zhurn. 108 (1): 13–22 (In Russ.). https://doi.org/10.31857/S0006813622120031
  22. Godin V.N., Akhmetgarieva L.R. 2019. Gynodioecy of Ajuga reptans (Lamiaceae) in Moscow region. – Bot. Zhurn. 104 (8): 1211–1227 (In Russ.). https://doi.org/10.1134/S0006813619080027
  23. Izmaiłow R. 1973. Cyto-embryological studies in experimental hybrids of the apomictic species Ranunculus cassubicus L. – Acta Biol. Cracov. Ser. Bot. 16 (1): 99–120.
  24. Jankun A., Izmaiłow R. 1965. Cytotaxonomical studies in the polymorphic species Ranunculus cassubicus L. – Acta Biol. Cracov. Ser. Bot. 7 (2): 131–152.
  25. Kinderova N.N. 1990. Biologiya i ekologiya tsveteniya i opyleniya nekotorykh predstaviteley semeystva Ranunculaceae [Biology and ecology flowering and pollination of some species in the Ranunculaeae family]: Abstr. … Diss. Kand. Sci.]. Moscow. 16 p. (In Russ.).
  26. Knuth P. 1898. Handbuch der Blütenbiologie. Bd. II. T. I. Leipzig. 697 S.
  27. Koch W. 1933. Schweizerische Arten aus der Verwandtschaft des Ranunculus auricomus L. – Ber. Schweiz. bot. Ges. 42 (2): 740–753.
  28. Kučera J., Svitok M., Gbúrová Štubňová E., Mártonfiová L., Lafon Placette C., Slovák M. 2021. Eunuchs or females? Causes and consequences of gynodioecy on morphology, ploidy, and ecology of Stellaria graminea L. (Caryophyllaceae). – Front. Plant Sci. 12: 589093. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.589093
  29. Kurlovich L.E. 1982a. On the morphological diversity of the Kashubian buttercup in the Moscow and Tula regions. – Byulleten’ glavnogo botanicheskogo sada. 123: 41–44 (In Russ.).
  30. Kurlovich L.E. 1982b. Study of correlations between environmental factors and morphological features of buttercup. – Byulleten’ glavnogo botanicheskogo sada. 125: 40–44 (In Russ.).
  31. Nogler C.A. 1971. Genetik der Aposporie bei Ranunculus auricomus s. 1. W. Koch. I. Embryologie. – Ber. Schweiz. bot. Ges. 81 (4): 139–179. http://doi.org/10.5169/seals-57130
  32. Nogler C.A. 1972. Genetik der Aposporie bei Ranunculus auricomus. II. Endospermzytologie. – Ber. Schweiz. bot. Ges. 82 (I): 54–63. http://doi.org/10.5169/seals-57659
  33. Oak M.K., Song J.H., Hong S.P. 2018. Sexual dimorphism in a gynodioecious species, Aruncus aethusifolius (Rosaceae). – Plant Syst. Evol. 304 (4): 473–484. https://doi.org/10.1007/s00606-018-1493-4
  34. Ovczinnikov P.N. 1937. Ranunculus. – In: Flora USSR. Vol. 7. Moscow, Leningrad. P. 351–509 (In Russ.).
  35. Pellmyr O. 1987. Multiple sex expressions in Cimicifuga simplex: dichogamy destabilizes hermaphroditism. – Biol. J. Linn. Soc. 31 (2): 161–174. https://doi.org/10.1111/j.1095-8312.1987.tb01987.x
  36. Putrament A. 1962. Some observations on male-sterility in Geranium sylvaticum L. var. alpestre Schur. – Acta Soc. Bot. Poloniae. 31 (4): 723–736. https://doi.org/10.5586/asbp.1962.050
  37. Ronse de Craene L.P. 2010. Floral Diagrams. An aid to understanding flower morphology and evolution. Cambridge. 441 p.
  38. Rozanova M.A. 1922. On the issue of transitional forms between Ranunculus cassubicus L. and Ranunculus auricomus L. – J. Soc. Bot. Russ. 7: 31–45 (In Russ.).
  39. Rozanova M.A. 1925. Variation in Ranunculus auricomus and R. cassubicus. – J. Soc. Bot. Russ. 10 (1–2): 95–104 (In Russ.).
  40. Rutishauser A. 1954a. Die Entwicklungserregung des Endosperms bei pseudogamen Ranunculus-arten. – Mitt. Naturforsch. Ges. Schaffhausen. 25: 1–45.
  41. Rutishauser A. 1954b. Entwicklungserregung der Eizelle bei pseudogamen Arten der Gattung Ranunculus. – Bull. Schweiz. Akad. Med. Wiss. 10: 491–512.
  42. Schulz A. 1890. Beitrage zur Kenntnis der Bestaubungseinrichtungen und Geschlechtsverteilung bei den Pflanzen. – Bibliotheca Botanica. 3 (17): 1–224.
  43. Sokal R.R., Rohlf F.J. 2012. Biometry: the principles and practice of statistics in biological research. 4th Edition. New York. 937 p.
  44. Tamura M. 1993. Ranunculaceae. – In: The families and genera of vascular plants. Vol. II. P. 563–583. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-662-02899-5_67
  45. Troll W. 1969. Die Infloreszenzen, Typologie und Stellung im Aufbau des Vegetationskorpers. Bd. II. Jena. 630 S.
  46. Tsubasa Toji, Takao Itino. 2020. Differences in sex expression and mating systems in three pollination morphs of Cimicifuga simplex. – Plant Species Biol. 35 (2): 112–119. https://doi.org/10.1111/1442-1984.12265
  47. Tzvelev N.N. 2001. Ranunculus L. – In: Flora Europae Orientalis. Vol. 10. Petropoli. P. 100–158 (In Russ.).
  48. Zhao L., Bachelier J.B., Chang Hl., Tian Xh., Ren Y. 2012. Inflorescence and floral development in Ranunculus and three allied genera in Ranunculeae (Ranunculoideae, Ranunculaceae). – Plant Syst. Evol. 298 (6): 1057–1071. https://doi.org/10.1007/s00606-012-0616-6
  49. Ziman S.N. 1985. Morfologiya i filogeniya semeystva lyutikovykh [Morphology and phylogeny of the buttercup family]. Kyiv. 248 p. (In Russ.).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 В.Н. Годин

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».