Samooploditev živali, rastlin in primeri



The samooploditev je zveza moških in ženskih spolnih celic istega posameznika. Pojavlja se v organizmih, ki so hermafroditi - bitja, ki združujejo moške in ženske funkcije v enem samem posamezniku, bodisi zaporedno ali istočasno.

Ko se proizvodnja gamet obeh tipov prekriva v času (vsaj v času), so hermafroditi istočasni. Ta način ponuja možnost samooploditve.

V večceličnih organizmih, zlasti pri rastlinah in živalih, se zdi, da je hermafrodit široko razširjen pojav.

Samooploditev je optimalna strategija za stalna okolja in z malo razpoložljivosti para. Vendar pa prinaša nekatere negativne posledice, kot je depresija zaradi krvnega sorodstva.

V tem pojavu se zmanjša genetska variabilnost prebivalstva, kar zmanjšuje njegovo sposobnost prilagajanja na okoljske spremembe, odpornost na patogene ali rastlinojedce. Videti je, da so ti vidiki pomembni za rastline in živali.

Indeks

  • 1 V rastlinah
  • 2 Pri živalih
  • 3 Prednosti samooploditve
  • 4 Slabosti samooploditve
  • 5 Mehanizmi, ki preprečujejo samo-gnojenje v rastlinah
  • 6 Reference

V rastlinah

Pri rastlinah je običajno, da je isti posameznik "oče in mati" svojih semen. Čeprav je glavna vloga cvetja - najverjetneje - spodbujanje navzkrižne oploditve, lahko pride do samooploditve v hermaproditskih vrstah..

Nekateri primeri rastlin, kjer se ta pojav pojavlja, so grah (organizem, ki ga je uporabil Gregor Mendel za razvoj osnovnih zakonov dednosti, kjer je bil samooplodni dogodek ključen za predelavo) in nekaj stročnic.

V primeru sojinih cvetov se lahko cvetovi na primer odpirajo, da omogočajo navzkrižno opraševanje žuželk ali pa ostanejo zaprti in samooplodni.

Pri živalih

Jarne et al. (2006), razen žuželk, približno tretjina živalskih vrst predstavlja pojav hermafroditizma. To dejstvo je olajšalo razvoj samooploditve pri številnih živalskih vrstah.

Porazdelitev stopenj samooploditve je podobna kot pri rastlinah, kar kaže, da so podobni postopki delovali v obeh rodovih v korist razvoja samooploditve..

Za Jarne et al. (2006), hermafroditizem je redko na robovih večjih živali, predvsem v členonožcih. To je pogost pojav v manjših robovih, vključno s morskimi spužvami, meduzami, ravnimi črvi, mehkužci, morskimi brizgami ali morskimi brizgi in anelidi..

Ti avtorji so ugotovili, da se dogodek samooploditve pojavi v taksonomih, kjer se gamete (tako moške kot ženske) pojavljajo v enem samem mestu ali v žlezi, kot pri pulmonatnih polžih..

Pojavijo se lahko tudi v situacijah, ko se gamete pojavljajo na različnih mestih ali ko so izločene v vodo, kot pri morskih vrstah..

V nekaterih trematodah in oligoheteh se samooploditev pojavi po nujni kopulaciji pri istem posamezniku.

Prednosti samooploditve

Kratkoročno obstaja nekaj prednosti samooploditve. Prvič, obe moški in ženski spolni postelji prihajajo iz istega starševskega posameznika.

Zato imajo organizmi korist od dodatnega 50% prenosa svojih genov - v primerjavi s samo 50% tipičnega prispevka spolnega razmnoževanja, saj preostalih 50% ustreza prispevku spolnega partnerja..

Samopraševanje se lahko daje tudi prednost, če je za regijo, ki naseljuje zadevno vrsto, značilno majhno število potencialnih partnerjev ali, v primeru rastlin, na območjih, kjer je na voljo malo opraševalcev..

Poleg tega bi samoopraševanje pri rastlinskih vrstah pripeljalo do prihrankov energije, saj so lahko cvetovi teh rastlin majhni (ne smejo biti večji in vidni, da bi pritegnili opraševalce) z omejeno količino cvetnega prahu.

Tako samooploditev zagotavlja razmnoževanje in povečuje kolonizacijo območja. Najbolj sprejeta ekološka hipoteza, ki pojasnjuje razvoj samooploditve, je povezana z zagotavljanjem reprodukcije.

Slabosti samooploditve

Glavna pomanjkljivost selfing se šteje za depresijo s krvnim sorodstvom. Ta pojav pomeni zmanjšanje fitnes ali biološki odnos krvnih potomcev v zvezi s križanim potomstvom.

Zato obstajajo vrste, ki imajo, čeprav so hermafroditske, mehanizme, ki preprečujejo samooploditev. Glavni mehanizmi bodo obravnavani v naslednjem razdelku.

Trenutna vizija razvoja samooploditve vključuje ekološke in evolucijske sile. Iz Fisherjeve perspektive se predvideva interakcija med očitnimi prednostmi samooploditve in depresije s sorodstvom.

Ta model napoveduje nastanek samopraševanja ali čistih križev, kot rezultat moteče izbire (ko daje prednost ekstremom karakterja), kar ne daje prednosti povečanju pogostosti vmesnih variant..

Na ta način modeli predlagajo razvoj tega sistema kot interakcijo med njegovimi koristmi in slabostmi.

Po drugi strani pa ekološki modeli predlagajo vmesne stopnje samooploditve.

Mehanizmi, ki preprečujejo samooploditev v rastlinah

Splošno znano je, da spolno razmnoževanje daje ogromne prednosti. Seks povečuje genetsko raznolikost potomcev, kar pomeni večjo verjetnost, da se bodo lahko nasledniki med drugim soočali z večjimi izzivi, kot so okoljske spremembe, patogeni organizmi..

V nasprotju s tem se samooploditev pojavlja v nekaterih rastlinskih pridelkih in živalih. Predlaga se, da bo ta proces zagotovil, da bo novi posameznik popolnoma razvit in da bo tudi izvedljiva strategija - čeprav je odvisna od vrste in okoljskih pogojev..

Ugotovljeno je bilo, da pri različnih kritosemenkah obstajajo mehanizmi, ki preprečujejo samooploditev v hermafroditskih organizmih, kar na različne načine otežuje nastanek cvetja..

Te ovire povečujejo genetsko raznolikost populacije, saj poskušajo zagotoviti, da moške in ženske spolne celice prihajajo iz različnih staršev.

Rastline, ki predstavljajo rože s prašniki in funkcionalne kepice, se izogibajo samooploditvi z odstopanjem časa zorenja struktur. Druga oblika je strukturna ureditev, ki preprečuje prenos cvetnega prahu.

Najpogostejši mehanizem je samo-nezdružljivost. V tem primeru rastline nagibajo k zavrnitvi lastnega cvetnega prahu.

Reference

  1. Jarne, P., & Auld, J.R. (2006). Živali ga mešajo tudi: porazdelitev samooploditve med hermafroditskimi živalmi. Evolucija, 60(9), 1816-1824.
  2. Jiménez-Durán, K., in Cruz-García, F. (2011). Spolna nezdružljivost, genetski mehanizem, ki preprečuje samooploditev in prispeva k raznolikosti rastlin. Mehiški rejski dnevnik, 34(1), 1-9.
  3. Lande, R., & Schemske, D.W. (1985). Razvoj samooplodne in inbriding depresije v rastlinah. I. Genetski modeli. Evolucija, 39(1), 24-40.
  4. Schärer, L., Janicke, T., & Ramm, S.A. (2015). Spolni konflikti v hermafroditih. Cold Spring Harbor perspektive v biologiji, 7(1), a017673.
  5. Slotte, T., Hazzouri, K.M., Ågren, J.A., Koenig, D., Maumus, F., Guo, Y.L., ... & Wang, W. (2013). Genom Capsella rubella in genomske posledice evolucije hitrega parjenja. Naravna genetika, 45(7), 831.
  6. Wright, S. I., Kalisz, S., & Slotte, T. (2013). Evolucijske posledice samooploditve v rastlinah. Postopki. Biološke znanosti, 280(1760), 20130133.