Zdieľam:
Samoopelenie zvierat, rastlín a príkladov
self-fertilizácia je spojenie mužských a ženských gamét rovnakého jedinca. Vyskytuje sa v organizmoch, ktoré sú hermafrodity - bytosti, ktoré kombinujú mužské a ženské funkcie v jedinom jedincovi, buď postupne alebo súčasne.
Keď sa tvorba gamét oboch typov časom (aspoň v čase) prekrýva, hermafrodity sú simultánne. Táto modalita ponúka možnosť samoopelenia.
V mnohobunkových organizmoch, najmä v rastlinách a zvieratách, sa hermafrodit javí ako široko rozšírený jav.
Samoopelenie je optimálnou stratégiou pre konštantné prostredie as malou dostupnosťou páru. Prináša však niektoré negatívne následky, ako je napríklad depresia v dôsledku príbuznosti.
V tomto fenoméne sa znižuje genetická variabilita populácie, čo znižuje jej schopnosť adaptovať sa na zmeny prostredia, odolnosť voči patogénom alebo bylinožravcom. Tieto aspekty sa zdajú byť dôležité pre líniu rastlín a zvierat.
index
- 1 V rastlinách
- 2 U zvierat
- 3 Výhody samoopelenia
- 4 Nevýhody samoopelenia
- 5 Mechanizmy, ktoré zabraňujú samoopeleniu v rastlinách
- 6 Referencie
V rastlinách
V rastlinách je bežné, že ten istý jedinec je "otcom a matkou" ich semien. Hoci hlavnou úlohou kvetov je - s najväčšou pravdepodobnosťou - podporovať krížové oplodnenie, u hermafroditických druhov sa môže vyskytnúť samoopelenie..
Niektoré príklady rastlín, kde sa tento fenomén vyskytuje, sú hrach (organizmus, ktorý Gregor Mendel použil na vývoj základných zákonov dedičnosti, kde bola samoplodná udalosť rozhodujúca pre spracovanie) a niektoré strukoviny..
Napríklad v prípade sójových kvetov možno kvety otvoriť, aby umožnili krížové opelenie hmyzom, alebo môžu zostať uzavreté a samoopelené..
U zvierat
Podľa Jarne a kol. (2006), okrem hmyzu, približne jedna tretina živočíšnych druhov predstavuje fenomén hermafroditizmu. Táto skutočnosť uľahčila vývoj samoopelenia u mnohých živočíšnych druhov.
Distribúcia miery samo fertilizácie je podobná ako v rastlinách, čo naznačuje, že podobné procesy fungovali v oboch líniách v prospech vývoja samoopelenia..
Pre Jarne a kol. (2006), hermafroditizmus je zriedkavý na okrajoch väčších zvierat, predovšetkým v článkonožcoch. Je to bežný jav na menších hranách, vrátane morských špongií, medúzy, plochých červov, mäkkýšov, morských striekačiek alebo morských striekačiek a annelids..
Títo autori zistili, že samo-oplodnenie sa vyskytuje v taxónoch, kde sa vyskytujú gamety (samce aj samice) v jednom mieste alebo v žľaze, ako u pľúcnych slimákov..
Môže sa vyskytovať aj v situáciách, keď sa gamety vyskytujú na rôznych miestach, alebo keď sú vypudené do vody, ako v morských druhoch..
V niektorých trematódach a oligochaetoch dochádza k samoopeleniu po nevyhnutnej kopulácii u rovnakého jedinca.
Výhody samoopelenia
V krátkodobom horizonte existujú určité výhody samoopelenia. Po prvé, mužské aj ženské gaméty pochádzajú z rovnakého rodičovského jedinca.
Preto organizmy profitujú z 50% prenosu ich génov - v porovnaní s iba 50% typického príspevku sexuálnej reprodukcie, pretože zvyšných 50% zodpovedá množstvu, ktoré prispieva sexuálny partner..
Samoopelenie sa môže uprednostniť aj vtedy, keď sa región obývajúci daný druh rýb vyznačuje malým počtom potenciálnych partnerov alebo v prípade rastlín v oblastiach, kde je málo opeľovačov..
Okrem toho, v rastlinných druhoch by samoopelenie viedlo k úsporám energie, pretože kvety týchto rastlín môžu byť malé (už nemusia byť veľké a viditeľné na prilákanie opeľovačov) s obmedzeným množstvom peľu..
Samoopelenie teda zabezpečuje reprodukciu a zvyšuje kolonizáciu oblasti. Najviac akceptovaná ekologická hypotéza na vysvetlenie vývoja samoopelenia je spojená s garantovaním reprodukcie.
Nevýhody samoopelenia
Hlavnou nevýhodou selfing je považovaná depresia consanguinity. Tento jav znamená redukciu vhodnosť alebo biologický postoj konsenzuálneho potomstva vo vzťahu k skríženému potomstvu.
Z tohto dôvodu existujú druhy, ktoré, hoci sú hermafroditické, majú mechanizmy na zabránenie samoopelenia. Hlavné mechanizmy sa budú riešiť v nasledujúcej časti.
Súčasná vízia vývoja samoopelenia zahŕňa ekologické a evolučné sily. Z Fisherovej perspektívy sa predpokladá interakcia medzi zrejmými výhodami samoopelenia a depresiou inbreedáciou.
Tento model predpovedá tvorbu samoopelenia alebo čistých krížení, ako výsledok rušivého výberu (keď uprednostňuje extrémy charakteru), čo nezvyšuje frekvenciu prechodných variantov..
Týmto spôsobom modely navrhujú vývoj tohto systému ako interakciu jeho výhod s nevýhodami.
Ekologické modely na druhej strane navrhujú prechodné miery samoopelenia.
Mechanizmy, ktoré zabraňujú samoopeleniu rastlín
Je všeobecne známe, že sexuálna reprodukcia prináša obrovské výhody. Pohlavie zvyšuje genetickú rozmanitosť potomkov, čo sa premieta do väčšej pravdepodobnosti, že nástupcovia môžu čeliť väčším výzvam, ako sú napríklad environmentálne zmeny, patogénne organizmy, medzi inými..
Naproti tomu, samoopelenie sa vyskytuje v niektorých plodinách a zvieratách. Navrhuje sa, aby tento proces zabezpečil, že nový jednotlivec bude plne rozvinutý a bude tiež životaschopnou stratégiou - aj keď to závisí od druhu a environmentálnych podmienok.
Bolo zistené, že v rôznych angiospermách existujú mechanizmy, ktoré zabraňujú samoopeleniu v hermafroditických organizmoch, čo komplikuje rôzne spôsoby, ako sa kvetina môže samo plodiť..
Tieto bariéry zvyšujú genetickú rozmanitosť populácie, pretože sa snažia zabezpečiť, aby mužské a ženské pohlavie pochádzali z rôznych rodičov.
Rastliny, ktoré prezentujú kvety s tyčinkami a funkčnými karpelmi, sa vyhnú samoopeleniu s rozporom času dozrievania štruktúr. Ďalším modelom je konštrukčné usporiadanie, ktoré zabraňuje prenosu peľu.
Najbežnejším mechanizmom je samokompatibilita. V tomto prípade majú rastliny tendenciu odmietať svoj vlastný peľ.
referencie
- Jarne, P., & Auld, J. R. (2006). Zvieratá si to rozmiešajú: rozloženie samooplodnenia medzi hermafroditickými zvieratami. vývoj, 60(9), 1816-1824.
- Jiménez-Durán, K., & Cruz-García, F. (2011). Sexuálna nekompatibilita, genetický mechanizmus, ktorý zabraňuje samoopeleniu a prispieva k rozmanitosti rastlín. Mexický chovný žurnál, 34(1), 1-9.
- Lande, R., & Schemske, D. W. (1985). Vývoj samo fertilizácie a inbreednej depresie v rastlinách. I. Genetické modely. vývoj, 39(1), 24-40.
- Schärer, L., Janicke, T., & Ramm, S.A. (2015). Sexuálny konflikt v hermafroditoch. Cold Spring Harbor perspektívy v biológii, 7(1), a017673.
- Slotte, T., Hazzouri, K.M., Ågren, J.A., Koenig, D., Maumus, F., Guo, Y. L., ... & Wang, W. (2013). Genóm Capsella rubella a genómové dôsledky rýchleho vývoja párenia. Prírodná genetika, 45(7), 831.
- Wright, S. I., Kalisz, S., & Slotte, T. (2013). Evolučné dôsledky samoopelenia v rastlinách. Riadenie. Biologické vedy, 280(1760), 20130133.