Samozapłodnienie u zwierząt, roślin i przykładów

The samozapłodnienie jest związkiem męskich i żeńskich gamet tej samej osoby. Występuje w organizmach, które są hermafrodytami - istotami, które łączą funkcje męskie i żeńskie w pojedynczej jednostce, kolejno lub jednocześnie.

Gdy produkcja gamet obu typów pokrywa się w czasie (przynajmniej w czasie), hermafrodyty są równoczesne. Ta modalność daje możliwość samozapłodnienia.

W organizmach wielokomórkowych, zwłaszcza u roślin i zwierząt, bycie hermafrodytą wydaje się być zjawiskiem szeroko rozpowszechnionym.

Samozapłodnienie to optymalna strategia dla stałych środowisk i niewielkiej dostępności pary. Przynosi jednak pewne negatywne konsekwencje, takie jak depresja przez pokrewieństwo.

W tym zjawisku zmniejsza się zmienność genetyczna populacji, co zmniejsza jego zdolność do przystosowywania się do zmian środowiskowych, odporności na patogeny lub roślinożerców. Te aspekty wydają się być ważne dla linii roślin i zwierząt.

Indeks

• 1 W roślinach
• 2 U zwierząt
• 3 Zalety samozapłodnienia
• 4 Wady samozapłodnienia
• 5 Mechanizmy zapobiegające samozapłodnieniu u roślin
• 6 referencji

W roślinach

W roślinach często ta sama osoba jest „ojcem i matką” swoich nasion. Chociaż główna rola kwiatów jest - najprawdopodobniej - w celu promowania krzyżowego zapłodnienia, w gatunkach hermafrodytycznych może wystąpić samozapłodnienie.

Niektóre przykłady roślin, w których występuje zjawisko to groch (jednostka używana przez Gregor Mendel rozwijać podstawowe prawa dziedziczenia, w którym zdarzenie miało kluczowe znaczenie dla procesu samozapylania) oraz niektóre warzywa.

Na przykład w przypadku kwiatów sojowych kwiaty można otwierać, aby umożliwić zapylanie krzyżowe przez owady lub mogą pozostać zamknięte i samozapylone.

U zwierząt

Według Jarne i in. (2006), z wyjątkiem owadów, około jedna trzecia gatunków zwierząt przedstawia zjawisko hermafrodytyzmu. Fakt ten ułatwił ewolucję samozapłodnienia u wielu gatunków zwierząt.

Rozkład współczynników samozapłodnienia jest podobny do rozkładu w roślinach, co sugeruje, że podobne procesy działały w obu liniach na rzecz ewolucji samozapłodnienia.

Dla Jarne i in. (2006) hermafrodytyzm występuje rzadko na obrzeżach większych zwierząt, głównie u stawonogów. Jest to powszechne zjawisko na mniejszych krawędziach, w tym gąbki morskie, meduzy, robaki płaskie, mięczaki, strzykawki morskie lub strzykawki morskie i pierścienie..

Autorzy stwierdzili, że zdarzenie w samozapylania taksonomicznych gdzie gamety (męskiej i żeńskiej) jest wytwarzany w jednym miejscu lub dławik, tak jak w ślimaki pulmonate.

Może także wystąpić w sytuacjach, gdy gamety występują w różnych miejscach lub gdy są wydalane do wody, jak w przypadku gatunków morskich..

W niektórych przywrach i niedowładach samo-zapłodnienie następuje po niezbędnej kopulacji u tej samej osoby.

Zalety samozapłodnienia

Istnieją pewne zalety samozapłodnienia w krótkim okresie. Po pierwsze, zarówno gamety męskie, jak i żeńskie pochodzą od tej samej osoby rodzicielskiej.

Dlatego organizmy czerpią korzyści z dodatkowej 50% transmisji swoich genów - w porównaniu z zaledwie 50% typowego wkładu rozmnażania płciowego, ponieważ pozostałe 50% odpowiada temu, który otrzymał partner seksualny.

Samozapylenie można również faworyzować, gdy region zamieszkujący dany gatunek charakteryzuje się małą liczbą potencjalnych partnerów lub, w przypadku roślin, na obszarach, na których dostępność zapylaczy jest niewielka.

Ponadto w gatunkach roślin samozapylenie prowadziłoby do oszczędności energii, ponieważ kwiaty tych roślin mogą być małe (nie muszą już być duże i widoczne, aby przyciągać zapylacze) z ograniczoną ilością pyłku.

Zatem samozapłodnienie zapewnia reprodukcję i zwiększa kolonizację obszaru. Najbardziej akceptowana hipoteza ekologiczna wyjaśniająca ewolucję samozapłodnienia jest związana z zagwarantowaniem reprodukcji.

Wady samozapłodnienia

Główną wadą samozaparcia jest depresja przez pokrewieństwo. Zjawisko to oznacza zmniejszenie fitness lub postawa biologiczna pokrewnego potomstwa w stosunku do skrzyżowanego potomstwa.

Z tego powodu istnieją gatunki, które chociaż są hermafrodyczne, mają mechanizmy, które pozwalają uniknąć samozapłodnienia. Główne mechanizmy zostaną omówione w następnej sekcji.

Obecna wizja ewolucji samozapłodnienia obejmuje siły ekologiczne i ewolucyjne. Z perspektywy Fishera zakłada się interakcję między oczywistymi korzyściami samozapłodnienia a depresją poprzez chów wsobny.

Model ten przewiduje powstawanie samozapylenia lub czystych krzyży w wyniku selekcji destrukcyjnej (faworyzującej skrajności postaci), co nie sprzyja zwiększaniu częstotliwości wariantów pośrednich.

W ten sposób modele proponują ewolucję tego systemu jako interakcję jego korzyści z wadami.

Z drugiej strony modele ekologiczne proponują pośrednie wskaźniki samozapłodnienia.

Mechanizmy zapobiegające samozapłodnieniu u roślin

Powszechnie wiadomo, że rozmnażanie płciowe daje ogromne korzyści. Seks zwiększa różnorodność genetyczną potomków, co przekłada się na większe prawdopodobieństwo, że następcy mogą stawić czoła większym wyzwaniom, takim jak zmiany środowiskowe, organizmy chorobotwórcze, między innymi..

W przeciwieństwie do tego, samozapłodnienie występuje u niektórych roślin uprawnych i zwierząt. Sugeruje się, że ten proces zapewni, że nowy osobnik zostanie w pełni rozwinięty, co również stanowi realną strategię - choć zależy to od gatunku i warunków środowiskowych.

Stwierdzono, że u różnych roślin okrytozalążkowych istnieją mechanizmy, które zapobiegają samozapłodnieniu w organizmach hermafrodytycznych, komplikując na różne sposoby, że kwiat może się zapłodnić.

Bariery te zwiększają różnorodność genetyczną populacji, ponieważ starają się zapewnić, aby gamety męskie i żeńskie pochodziły od różnych rodziców.

Rośliny, które przedstawiają kwiaty z pręcikami i funkcjonalnymi stolarzami, unikają samozapylenia z rozbieżnością w czasie dojrzewania struktur. Inną modalnością jest układ strukturalny, który zapobiega przenoszeniu pyłku.

Najpowszechniejszym mechanizmem jest samozgodność. W tym przypadku rośliny mają tendencję do odrzucania własnego pyłku.

Referencje

1. Jarne, P., i Auld, J. R. (2006). Zwierzęta też to mieszają: rozkład samozapłodnienia wśród zwierząt hermafrodycznych. Ewolucja, 60(9), 1816-1824.
2. Jiménez-Durán, K. i Cruz-García, F. (2011). Niezgodność seksualna, mechanizm genetyczny, który zapobiega samozapłodnieniu i przyczynia się do różnorodności roślin. Meksykańskie czasopismo hodowlane, 34(1), 1-9.
3. Lande, R. i Schemske, D. W. (1985). Ewolucja samo zapłodnienia i depresji wsobnej u roślin. I. Modele genetyczne. Ewolucja, 39(1), 24-40.
4. Schärer, L., Janicke, T. i Ramm, S.A. (2015). Konflikt seksualny w hermafrodytach. Perspektywy Cold Spring Harbor w biologii, 7(1), a017673.
5. Slotte T. Hazzouri, K. M., Agren, J. A., Koenig, D. Maumus, F. Guo, Y. L. ... i Wang, W. (2013). Genom różyczka Capsella i genomowe Następstwa ewolucji systemu szybkiego kojarzenia. Genetyka przyrody, 45(7), 831.
6. Wright, S. I., Kalisz, S. i Slotte, T. (2013). Ewolucyjne konsekwencje samozapłodnienia u roślin. Postępowanie. Nauki biologiczne, 280(1760), 20130133.