Дагестанское отделение ОФР

Дагестан – самый южный регион РФ, где исследования в области физиологии растений оказались ограничены временем и учреждениями. До 40-х годов XX в. они вообще не проводились и лишь в послевоенные годы появляются отдельные публикации, касающиеся изучения жизнедеятельности растений. Некоторое их оживление стало возможным после организации Дагестанского государственного университета (1957 г.), особенно с созданием на биологическом факультете кафедры физиологии растений и теории эволюции (1969 г.). Название кафедры отражает заветы К. А. Тимирязева о необходимости изучения жизнедеятельности растений, опираясь на учение Ч. Дарвина. Ее коллектив в последующем стал ядром исследований в области физиологии растений и организации отделения ОФР в Дагестане.

Современный коллектив кафедры

На первых порах

Первоначально в состав вновь созданной кафедры входили такие дисциплины, как физиология растений, микробиология, генетика и теория эволюции. Они читались учеными, защитившими диссертации в учебных и научных заведениях Санкт-Петербурга, Казани и Махачкалы. Поэтому сразу пришлось решать трудную задачу объединения коллектива вокруг общей проблемы регуляции процессов морфогенеза изолированных органов и тканей. Этому способствовали и наличие определенного задела исследований в коллективе, и приглашение для чтения лекций в университет ряда ведущих ученых (Турецкая Р. Х., Кефели В. И., Бутенко Р. Г., Школьник М. Я. и Фадеева Т. С.), которые вносили методические и теоретические изменения в тематику кафедры. Значительную роль в организации исследований сыграла также стажировка студентов и преподавателей в Институте физиологии растений (Москва), Санкт-Петербургском университете, в ряде лабораторий краснодарских научно-исследовательских институтов. Полезным было также проведение в университете региональных конференций по теоретическим вопросам регенерации растений с участием представителей из Вильнюса, Москвы, Санкт-Петербурга, Тбилиси, Днепропетровска и Баку.

Результаты исследования сотрудников кафедры докладывались на международных конференциях (г. София и Прага) и конгрессах (Санкт-Петербург, Москва), опубликованы в журналах «Доклады АН СССР», «Общая биология», «Ботанический журнал», «Физиология растений», «Успехи современной биологии», «Известия АН СССР», серия биологическая, «Физиология и биохимия растений» и др.

Неоднократно автору доводилось выступать с сообщениями на семинарах лаборатории роста и развития растений ИФР РАН, руководимой акад. М. Х. Чайлахяном. Эти выступления приводили к внесению изменений в направления исследований кафедры и улучшению ее работы, чему способствовали благожелательные отношения сотрудников лаборатории к полученным результатам.

Научная деятельность кафедры

Тематика научных исследований сотрудников кафедры, в основном, базируется на изучении процессов морфогенеза изолированных органов и тканей в связи с механизмами организации регуляторной системы онтогенеза растений. При этом обращается внимание на использование подходов морфологии, физиологии и генетики для выяснения роли целостности, полярности и уровня организации в реализации процессов морфогенеза исследуемых моделей в контролируемых условиях с предобработкой регуляторами и ингибиторами роста.

В период перехода к широкому использованию метода культивирования клеток и тканей in vitro для познания механизмов морфогенеза при регенерации на второстепенный план переходят классические подходы их изучения у черенков. Специфика работы кафедры состояла в использовании взаимодополняющих друг друга указанных подходов при изучении механизмов и условий реализации процессов регенерации. Работа проводилась на культурных и дикорастущих видах путем сравнения потенции к регенерации аналогичных и гомологичных структур для оценки эволюционных последствий характера специализации и организации органов.

В лаборатории физиологии и биотехнологии растений

Потенции к регенерации у разных органов и видов растений реализуются различными способами и активностью. Они отличаются у органов и структур даже одного и того же индивидуума. Поэтому в принципе трудно найти среди цветковых виды без потенции к ре генерации, хотя их отличия бывают выражены количественно по реализации форм и темпов указанных процессов. С учетом этого эти потенции давно отнесены к универсальным свойствам жизни с признанием возрастной изменчивости, зависимости от условий культивирования, гормонального статуса и особенностей структурной организации тканей и органов.

Не прослеживаются эволюционные тенденции изменения в реализации процессов регенерации у растений одного класса, семейства и рода. Даже генетически близкие виды и сорта, а также органы и структуры индивидуума отличаются между собой. Поэтому до сих пор не удалось обобщить разнородный материал созданием теории регенерации растений.

Основой широкого распространения процессов регенерации у цветковых считается тотипотентность клеток, что способствует их дедифференцировке и делению. Тем не менее, цветковые обнаруживают различия между собой в их реализации, что видно при сравнении трав, кустарников и деревьев. На их примере видна тенденция повышения активности к регенерации в случае паренхиматизации в онто- и филогенезе. При этом следует различать активность и способность процессов регенерации у видов. Способность – наследственно обусловленная специфика видов по формам и способам проявления процессов регенерации, тогда как активность – динамичное онтогенетическое свойство, определяемое физиологическим состоянием растений, органов и тканей.

Эти явления подвергались изменениям в связи с особенностями экологического приспособления видов, роста и развития индивидуума, специализации структур и способов естественного размножения, что свидетельствует о сложном характере их соотбора с другими признаками.

Несмотря на разнообразие способов реализации процессов регенерации цветковые характеризуются единством происхождения, имеют общность организации, функционирования, преобразований тканей, а также гормональную регуляцию морфогенеза при регенерации (Юсуфов, 1982).

В последние годы коллектив кафедры при изучении процессов регенерации разных структур поставил задачи отбора адекватных по реакции на стрессы моделей, соответствующих норме реагирования генотипа (Алиева, Юсуфов, 2013). В этом отношении при действии стрессов реакции целого растения, оцениваемой по комплексу показателей учета, наиболее соответствует реакция стеблевых черенков.

В целом по чувствительности любой изолированной модели индивидуума представляется возможным судить о его реакции на конкретные стрессы. Однако не все они в этом отношении равноценны. Причина этого состоит в том, что в процессе отбора складываются индивидуумы, у которых целостность формируется на основе сочетания особенностей органов и структур, отличающихся по пороговой реакции чувствительности к стрессам (И. И.Шмальгаузен, 1982). При этом достигается наибольшая гомеостатичность индивидуума, что подтверждается богатым материалом по разным объектам.

Изменения каждой структуры в продолжительности жизни и темпов старения на воздействия выступают в пределах, допустимых нормой реакции генотипа. Индивидуумы и отдельные их структуры отличаются спецификой эндогенного контроля старения и пороговой их чувствительности к стрессам. Этим путем удалось моделировать пороговую реакцию чувствительности эксплантов разных сортов зеленого побега сортов винограда на типы засоления среды.

В задачи кафедры входит также разработка методов микроклонального размножения редких и исчезающих растений Дагестана, которые начаты на примере катрана бугорчатого, копеечника дагестанского и др.

Изучена роль салициловой кислоты в устойчивости огурцов, фасоли и пшеницы к засолению среды NaCl, Na₂SO₄, солями цинка и свинца по показателям содержания пролина и хлорофилла а и b, активности супероксиддисмутазы, пероксидазы, аланин- и аспартатаминотрансферазы, а также по выживаемости (Г. А. Абилова).

Кафедра сегодня

За годы работы кафедры более 50 ее выпускников стали кандидатами наук, из них по ее тематике защитили 16 кандидатских и 4 докторских диссертации. Выпускники кафедры работают в научных учреждениях Москвы и Санкт-Петербурга, Новосибирска, Дагестана, а также по всему Северному Кавказу. Кроме этого, выпускники кафедры работают за рубежом – в Сирии, Израиле и Йемене.

Ныне в состав кафедры входят 7 преподавателей и 2 аспиранта, также создана лаборатория физиологии и биотехнологии  растений. Заметим, что в других учреждениях Дагестана исследования в этой области науки пока проводятся редко.

Техническая оснащенность кафедры оставляет желать лучшего, хотя медленно улучшается. Было время, когда кафедра осуществляла отдельную специализацию студентов и подготовку магистров. Ныне кафедра вступает в новый этап своего развития. С сокращением приема студентов на факультет сейчас проводится объединенная специализация вместе с кафедрой ботаники в эколого-функциональном направлении. Такая же ситуация сложилась по ряду других кафедр.

Дипломники и аспиранты кафедры за работой

Отделение ОФР

Дагестанское отделение ОФР было организовано в 1994 году. Оно, в основном, состояло из сотрудников кафедры физиологии растений и теории эволюции, а также ее выпускников. (Юсуфов А. Г., Абдурахманов А. А., Гаджиева И. Х., Гаврилова О. Б., Магомедова М. А., Абдуллаева Т. М.). Этот список был дополнен в последующем новыми членами, часть из старых выбыла (Гаврилова О. Б., Мусаев И. А.). В других учреждениях Дагестана имеются отдельные люди, занятые вопросами физиологии растений (Педагогический институт, Аграрный университет, НИИ сельского хозяйства), однако они не ведут самостоятельно научных тем, а участвуют в работе других научных групп.

Члены отделения 2-3 раза в году собираются вместе для обсуждения насущных для ученых тем и задач. Не все из них принимают непосредственное участие в Съездах, Годичных собраниях и других мероприятиях ОФР, а также в международных конференциях. Наиболее активными являются 2-3 человека. Другие ограничиваются публикациями тезисов и статей.

Всего в настоящее время членами отделения являются 16 человек, основной его костяк все так же составляют сотрудники и выпускники кафедры университета. Научная деятельность членов отделения, в связи с этим, сосредоточена вокруг тематики работы кафедры физиологии растений и теории эволюции Дагестанского университета.

Наиболее значимые публикации

1. Юсуфов А.Г. Механизмы регенерации растений. Ростов-на-Дону, РГУ, 1982. 172 с.

2. Юсуфов А.Г. Культура изолированных листьев. М., Наука, 1988. 103 с.

3. Юсуфов А.Г. Биология старения цветковых. Махачкала, ДГУ, 1993. 203 с.

4. Алиева З.М., Юсуфов А.Г. Индивидуальность и солеустойчивость растений и органов (Экологические аспекты). Махачкала, ДГУ, 2013.196 с.

5. Юсуфов А.Г. Регенерация высших растений. М., Знание, 1981. 63 с.

6. Юсуфов А.Г. Лекции по эволюционной физиологии растений. Учебное пособие, 3-е изд. М., «Высшая школа», 2009. 242с.

7. Юсуфов А.Г., Магомедова М.А. Происхождение, эволюция и роль процессов регенерации у растений//Научная мысль Кавказа, 2009, « 2. С.55-65.

8. Юсуфов А.Г., Магомедова М.А. Индивидуальность у цветковых растений. Формы проявления и эволюция. Изв. вузов С-К региона, ест. науки, 1998, № 2. С. 66-78.

9. Магомедова М.А., Юсуфов А.Г., Алиева З.М. Системный контроль в регуляции жизнеспособности растений и накопления ионов натрия у структур при засолении среды (к проблеме эволюции онтогенеза растений). Вест. ДНЦ РАН, 2003, № 4. С. 46-53.

10. Абилова Г.А. Руководство к практическим занятиям по генетике. Махачкала, ДГУ, Рекомендовано УМО РФ, 2012. 152 с.

11. Юсуфов А.Г. Исследования по физиологии растений в ДГУ//Вест. ДГУ, ест. науки, 2007, вып. 7. С. 44-48.

12. Юсуфов А.Г., Магомедова М.А. История и методология биологии. Учебное пособие. М., Высшая школа, 2003. 238 с.

А.Г. Юсуфов

Дагестанский государственный университет