На основании движущих сил эволюции объясните механизм возникновения черт приспособленности сосны обыкновенной и черёмухи.

Если разложить на «эволюционные шестерёнки», то появление и закрепление приспособительных черт у сосны обыкновенной (Pinus sylvestris) и черёмухи (Prunus padus) объясняется стандартным набором движущих сил эволюции — наследственной изменчивостью (мутации + рекомбинация), естественным отбором, дрейфом генов и потоком генов — но «направляющими» у них разные факторы среды.

Откуда берётся материал для отбора.
У обоих видов новые варианты признаков сначала возникают как мутации и их комбинации при мейозе. Пыльца, семена и перекрёстное опыление обеспечивают рекомбинацию. У лесных деревьев огромные популяции и много поколений пыльцы/семян → постоянно есть вариации по толщине кутикулы, глубине устьиц, времени цветения, химической защите, форме крон и т. п. Этот сырьевой «шум» дальше просеивает отбор.

Сосна обыкновенная: отбор под давлением холода, засухи, бедных почв и огня

Ключевые её «адаптивы» логично выходят из того, что вид массово живёт на сухих, холодных и часто бедных почвах, где опылители не гарантированы.

• Хвоя, вечнозелёность, мощная кутикула и утопленные устьица. Мутации, увеличивающие толщину кутикулы и заглубление устьиц, снижали транспирацию и обледенение; такие деревья переживали зимы/засухи лучше, давали больше шишек — шёл направленный отбор к водосбережению и морозостойкости. Вечнозелёность экономит ресурсы на ежегодную «сборку» листьев и позволяет фотосинтезировать в оттепели — стабилизирующий отбор удерживает этот комплекс.

• Смоляные ходы и смола. Любые варианты с более активной смолоотдачей лучше подавляли грибы/насекомых и залечивали повреждения от мороза/огня → естественный отбор на химическую защиту и герметизацию.

• Трахеиды вместо сосудов, ранняя/поздняя древесина. В холодном климате узкие проводящие элементы менее уязвимы к кавитации; деревья с такой древесиной реже «воздушились» зимой → отбор на устойчивость гидравлики.

• Крона и архитектура. Моноподиальный рост, конусовидная крона и самоочищающиеся нижние ветви уменьшают снеголом и ветровал; особи с «правильной» геометрией чаще доживали до репродукции → стабилизирующий отбор формы.

• Корневая система и микориза. Комбинации генов, дававшие более глубокий стержневой корень + эффективную эктомикоризу, лучше доставали воду и фосфор на бедных песках → отбор на симбиоз и добычу ресурсов.

• Ветровое опыление и крылатые семена. В холоде/редкой фауне опылителей выигрывают варианты, полагающиеся на ветер: лёгкая пыльца в огромном количестве, длинные мужские микростробилы, отсутствие «дорогих» нектаров. Семена получают «крылышки» — анемофилия и анемохория закрепляются отбором, потому что повышают шанс оплодотворения и расселения.

• Огне- и морозоустойчивость коры/шишек. Более толстая кора и шишки, раскрывающиеся в сухую жаркую погоду, повышали выживание при низовых пожарах и способствовали заселению минерализованной почвы → локальный направленный отбор в пожароопасных местообитаниях.

• Популяционная мозаика. После ледников дрейф генов и локальная адаптация создали клайны: на севере — сильнее выражена морозостойкость и раннее прекращение роста; на юге — лучшая засухоустойчивость. Поток генов через дальний перенос пыльцы поддерживает вариабельность, но сильные местные условия «перетягивают» её отбором.

Черёмуха: отбор под давлением опылителей, плодоядных птиц, травоядных и сыроватых местообитаний

Это уже не хвойное «выживание любой ценой», а стратегия привлечения животных и химической обороны.

• Нектарные, пахучие кисти и насекомоопыление. Варианты с более заметными белыми соцветиями, богатым нектаром и ароматическими профилями лучше привлекали пчёл/мух/жуков → больше перекрёстного опыления и семян. Здесь работает положительный отбор на сигналы опылителям. Временна́я настройка цветения под погоду и активность опылителей закрепляется стабилизирующим отбором фенологии.

• Сочные чёрные плоды (костянки) и «птичья» дисперсия. Мутации, увеличивающие сахар/пигменты и уменьшающие терпкость к моменту созревания, делали ягоды привлекательнее для дроздов, скворцов и т. п.; птицы разносят косточки далеко и «удобряют» их → коэволюция с орнитофагами, эндоозоохория. Чёрная окраска — сигнал зрелости/видимость на фоне листвы.

• Астрингенты и цианогенные гликозиды. В листьях, коре и незрелых плодах много дубильных веществ и цианогенных соединений; варианты с более высокой концентрацией лучше сдерживали насекомых и млекопитающих-объедателей. По мере созревания плодов экспрессия «ядовитости» снижается именно в мякоти — балансирующий отбор: листья защищены, а зрелая мякоть безопасна для диспергаторов, при этом яд остаётся в косточке (защита зародыша).

• Листопадность, широкая листовая пластинка. В тёплый сезон широкие листья быстро наращивают углерод на богатых и влажных пойменных почвах; на зиму листопад экономит воду и снижает риск морозного повреждения тканей → отбор на сезонную эффективность в умеренном климате.

• Корневая система и перенос затоплений. На сырых почвах выигрывали генотипы с широкой поверхностной сетью корней и аэрационными тканями; это повышает устойчивость к переувлажнению и кратковременным подтоплениям → направленный отбор на толерантность к воде.

• Пластичность тени/света. Сеянцы черёмухи терпят полутень под пологом, а взрослые особи используют просветы; такая онтогенетическая смена стратегий поддерживается стабилизирующим отбором на фенотипическую пластичность, что важно в динамичном пойменном лесу.

• Генетические процессы популяций. Вдоль рек и оврагов популяции черёмухи «цепочечные»; дрейф на изолированных участках может фиксировать локальные варианты запаха/времени цветения, а поток генов через птиц, разносящих косточки, периодически «смешивает колоду», поддерживая высокое разнообразие.

Суммируя по силам эволюции

• Наследственная изменчивость создаёт варианты признаков.

• Естественный отбор в сосновых местообитаниях (холод, сухость, бедность, огонь, ветер) закрепляет «водосберегающий, защищающийся, ветрозависимый» комплекс; в черёмуховых (влажные ленты, масса насекомых и птиц, травоядные) — «привлекай союзников, отпугивай врагов, используй сезон».

• Поток генов через пыльцу/семена поддерживает вариабельность и помогает адаптироваться к меняющимся условиям;

• Дрейф генов иногда закрепляет нейтральные/слабополезные варианты в мелких или изолированных очагах, создавая мозаичность.

Итог: у сосны черты приспособленности — это в первую очередь сооружения против воды/мороза и зависимость от ветра (хвоя, кутикула, устьица, смола, трахеиды, крон- и корнеархитектура, анемофилия/анемохория). У черёмухи — комплекс взаимодействия с животными плюс химическая оборона (цветки и нектар для насекомых, тёмные сладкие плоды для птиц, токсичность листьев/косточек, листопадность и корневая толерантность к сырости). Все они появились и закрепились потому, что повышали среднюю приспособленность носителей в конкретных экологических нишах, а эволюционные силы многократно «прокручивали» этот отбор по поколениям.