Самозапліднення у тварин, рослин і приклади



The самозапліднення є об'єднанням чоловічих і жіночих гамет однієї особи. Зустрічається в організмах, які є гермафродітами - істотами, які поєднують чоловічі і жіночі функції в одній людині, або послідовно, або одночасно.

Коли виробництво гамет обох типів перекривається в часі (принаймні в часі), гермафродити є одночасними. Ця модальність дає можливість самозапліднення.

У багатоклітинних організмах, особливо у рослин і тварин, буття гермафродіт представляється широко поширеним явищем.

Самозапилення є оптимальною стратегією для постійних середовищ і з невеликою доступністю пари. Однак, це призводить до деяких негативних наслідків, таких як депресія через кровну спорідненість.

У цьому явищі знижується генетична мінливість населення, що знижує його здатність адаптуватися до змін навколишнього середовища, стійкості до патогенів або травоїдних тварин. Ці аспекти, здається, важливі для лінії рослин і тварин.

Індекс

  • 1 У рослинах
  • 2 У тварин
  • 3 Переваги самозапліднення
  • 4 Недоліки самозапліднення
  • 5 Механізми, що перешкоджають самозаплідненню рослин
  • 6 Посилання

У рослинах

У рослинах є спільним для тієї самої особи, яка є «батьком і матір'ю» їх насіння. Незважаючи на те, що головна роль квіток - швидше за все, - для сприяння перехресному заплідненню, самоосвіта може відбуватися у гермафродитних видів.

Деякі приклади рослин, де відбувається це явище, - це горох (організм, який використовував Грегор Мендель для розробки основних законів спадковості, де подія самопідготовки була вирішальною для обробки) і деякі бобові культури.

У випадку соєвих квітів, наприклад, квіти можуть бути відкриті, щоб дозволити перехресне запилення комахами або вони можуть залишатися закритими і самозапилюватися.

У тварин

Згідно Jarne et al. (2006), за винятком комах, приблизно одна третина видів тварин представляють феномен гермафродитизму. Цей факт сприяв еволюції самозапилення у численних видах тварин.

Розподіл частот самозапліднення подібний до показників у рослин, що свідчить про те, що подібні процеси функціонували в обох лініях на користь еволюції самозапліднення.

Для Jarne et al. (2006), гермафродитизм рідкісний у краях великих тварин, насамперед у членистоногих. Це поширене явище в менших краях, включаючи морські губки, медузи, плоскі черв'яки, молюски, морські шприци або морські брили і анеліди..

Ці автори виявили, що подія самозапліднення відбувається в таксонах, де гамети (як чоловічі, так і жіночі) зустрічаються в одному місці або залозі, як у легеневих равликів..

Це також може відбуватися в ситуаціях, коли гамети зустрічаються в різних місцях, або коли вони викидаються у воду, як у морських видів..

У деяких трематодах і олігохетах самооплодотворение відбувається після необхідного копуляції у однієї особини.

Переваги самозапліднення

У короткостроковій перспективі існує ряд переваг самозапліднення. По-перше, як чоловічі, так і жіночі гамети походять від однієї батьківської особи.

Таким чином, організми отримують додаткові 50% передачі своїх генів - порівняно з лише 50% типового внеску статевого розмноження, оскільки решта 50% відповідає тому, що надає сексуальний партнер..

Самозапилення також може бути сприятливим, коли регіон, що населяє даний вид, характеризується невеликою кількістю потенційних партнерів або, у випадку рослин, у районах, де мало доступних запилювачів.

Крім того, у видах рослин самозапилення призведе до економії енергії, оскільки квіти цих рослин можуть бути невеликими (вони більше не повинні бути великими і видимими для залучення запилювачів) з обмеженою кількістю пилку..

Таким чином, самозапліднення забезпечує відтворення і збільшує колонізацію території. Найбільш прийнята екологічна гіпотеза, яка пояснює еволюцію самозапліднення, пов'язана з гарантією відтворення.

Недоліки самозапліднення

Основним недоліком самозапису вважається депресія через кровну спорідненість. Це явище передбачає скорочення фітнес або біологічне відношення кровно-потомства по відношенню до схрещеного потомства.

З цієї причини існують види, які, хоча і є гермафродитними, мають механізми, щоб уникнути самозапліднення. Основні механізми будуть розглянуті в наступному розділі.

Нинішнє бачення еволюції самозапліднення включає екологічні та еволюційні сили. З точки зору Фішера передбачається взаємодія між очевидними перевагами самозапліднення та депресії шляхом інбридингу.

Ця модель передбачає формування самозапилення або чистих хрестів, як результат деструктивного відбору (при наданні переваги крайнім характерам), що не сприяє збільшенню частоти проміжних варіантів..

Таким чином, моделі пропонують еволюцію цієї системи як взаємодію її переваг з недоліками.

Екологічні моделі, з іншого боку, пропонують проміжні темпи самозапліднення.

Механізми, що перешкоджають самозаплідненню рослин

Широко відомо, що статеве розмноження дає величезні переваги. Секс збільшує генетичну різноманітність нащадків, що призводить до більшої ймовірності того, що наступники можуть зіткнутися з більшими проблемами, такими як зміни навколишнього середовища, патогенні організми та інші..

Навпаки, самозапилення відбувається в деяких рослинних і тваринних культурах. Запропоновано, що цей процес гарантує, що нова особа буде повністю розвинена, а також є життєздатною стратегією, хоча вона залежить від виду та умов навколишнього середовища..

Встановлено, що в різних покритонасінних рослинах існують механізми, що перешкоджають самозаплідненню в гермафродитних організмах, ускладнюючи різними способами, що квітка може самозароджуватися..

Ці бар'єри збільшують генетичну різноманітність населення, оскільки вони прагнуть забезпечити, щоб чоловічі і жіночі гамети походили від різних батьків.

Рослини, які представляють квіти з тичинками і функціональними плодолистками, уникають самозапилення з невідповідністю часу дозрівання структур. Інша модальність - це структурна структура, яка запобігає передачі пилку.

Найбільш поширеним механізмом є самостійна несумісність. У цьому випадку рослини схильні відкидати власний пилок.

Список літератури

  1. Jarne, P., & Auld, J.R. (2006). Тварини теж змішують його: розподіл самозапліднення серед гермафродитних тварин. Еволюція, 60(9), 1816-1824.
  2. Jiménez-Durán, K., & Cruz-García, F. (2011). Статева несумісність, генетичний механізм, що перешкоджає самозаплідненню і сприяє різноманітності рослин. Мексиканський журнал розмноження, 34(1), 1-9.
  3. Lande, R., & Schemske, D. W. (1985). Еволюція самозапліднення і инбридинга депресії в рослинах. I. Генетичні моделі. Еволюція, 39(1), 24-40.
  4. Schärer, L., Janicke, T., & Ramm, S.A. (2015). Сексуальний конфлікт у гермафродітах. Перспективи Cold Spring Harbor в біології, 7(1), a017673.
  5. Slotte, T., Hazzouri, K.M., Ågren, J.A., Koenig, D., Maumus, F., Guo, Y.L., ... & Wang, W. (2013). Геном Capsella rubella і геномні наслідки еволюції швидкої системи спарювання. Генетика природи, 45(7), 831.
  6. Wright, S. I., Kalisz, S., & Slotte, T. (2013). Еволюційні наслідки самозапилення рослин. Праці. Біологічні науки, 280(1760), 20130133.