Del:
Selvbefrugtning i dyr, planter og eksempler
den selvbefrugtning er foreningen af mandlige og kvindelige gameter af samme person. Forekommer i organismer, der er hermafroditter - væsener, der kombinerer mandlige og kvindelige funktioner i et enkelt individ, enten sekventielt eller samtidigt.
Når produktionen af gameter af begge typer overlapper i tid (i det mindste i tid), er hermafroditterne samtidige. Denne modalitet giver mulighed for selvbefrugtning.
I multicellulære organismer, især i planter og dyr, synes at være hermafrodit at være et bredt udbredt fænomen.
Selvbefrugtning er en optimal strategi for konstante miljøer og med ringe tilgængelighed af et par. Men det bringer nogle negative konsekvenser, såsom depression af konsanguinitet.
I dette fænomen reduceres befolkningens genetiske variabilitet, hvilket reducerer dets evne til at tilpasse sig miljømæssige ændringer, resistens over for patogener eller plantelevende dyr. Disse aspekter synes at være vigtige for afstamning af planter og dyr.
indeks
- 1 I planter
- 2 hos dyr
- 3 Fordele ved selvbefrugtning
- 4 Ulemper ved selvbefrugtning
- 5 Mekanismer, der forhindrer selvbefrugtning i planter
- 6 referencer
I planter
I planter er det fælles for samme person at være "faderen og moderen" af deres frø. Selvom blomsterens vigtigste rolle er - sandsynligvis - for at fremme krydbefrugtning, kan selvbefrugtning forekomme i hermafroditiske arter.
Nogle eksempler på planter, hvor dette fænomen forekommer, er ærter (den organisme, som Gregor Mendel benyttede til at udvikle de grundlæggende love om arvelighed, hvor selvbefrugtningsbegivenheden var afgørende for forarbejdning) og nogle bælgplanter.
I tilfælde af sojabønner kan blomsterne for eksempel åbnes for at muliggøre krydsbestøvning af insekter, eller de kan forblive lukkede og selvbestøvede.
Hos dyr
Ifølge Jarne et al. (2006), eksklusive insekter, udgør ca. en tredjedel af dyrearterne fænomenet hermafroditisme. Denne kendsgerning har lettet udviklingen af selvbefrugtning i mange dyrearter.
Fordelingen af selvbefrugtningshastigheder svarer til den i planter, hvilket tyder på, at lignende processer har fungeret i begge linjer til fordel for udviklingen af selvbefrugtning.
For Jarne et al. (2006) er hermafroditisme sjælden i kanterne af større dyr, primært i leddyr. Det er et almindeligt fænomen i mindre kanter, herunder havsvampe, vandmænd, flade orme, bløddyr, søsprøjter eller havskamp og annelider..
Disse forfattere fandt ud af, at selve befrugtningsbegivenheden forekommer i taxa, hvor gameter (både mandlige og kvindelige) forekommer i et enkelt sted eller kirtel, som i pulmonatiske snegle..
Det kan også forekomme i situationer hvor gameter forekommer på forskellige steder, eller når de uddrives i vandet, som i marine arter..
I nogle trematoder og oligochaeter sker selvbefrugtning efter en nødvendig kopiering i samme individ.
Fordele ved selvbefrugtning
Der er nogle fordele ved selvbefrugtning på kort sigt. For det første kommer både mandlige og kvindelige gameter fra samme forældre individ.
Derfor drager organismerne en ekstra 50% overførsel af deres gener - sammenlignet med kun 50% af det typiske bidrag fra seksuel reproduktion, da de resterende 50% svarer til det, der bidrager af den seksuelle partner.
Selvbestøvning kan også begunstiges, når den region, der befinder sig i den pågældende art, er kendetegnet ved et lille antal potentielle partnere eller, når det drejer sig om planter, i områder, hvor der er ringe tilgængelighed af pollinatorer.
Desuden vil selvbestøvning i plantearter medføre energibesparelser, da blomster af disse planter kan være små (de skal ikke længere være store og synlige for at tiltrække pollinatorer) med en begrænset mængde pollen.
Selvgødning sikrer således reproduktion og øger koloniseringen af området. Den mest accepterede økologiske hypotese til at forklare udviklingen af selvbefrugtning er relateret til garanti for reproduktionen.
Ulemper ved selvbefrugtning
Den største ulempe ved selvbevægelse betragtes som depression af konsanguinitet. Dette fænomen indebærer reduktion af fitness eller biologisk holdning af konsanguineous afkom i forhold til krydsede afkom.
Af denne grund er der arter, der selvom de er hermafroditiske, har mekanismer til at undgå selvbefrugtning. De vigtigste mekanismer vil blive behandlet i næste afsnit.
Den nuværende vision om udviklingen af selvbefrugtning indebærer økologiske og evolutionære kræfter. Fra Fishers perspektiv antages en interaktion mellem de åbenlyse fordele ved selvbefrugtning og depression ved indavl.
Denne model forudsiger dannelsen af selvbestøvning eller rene kryds, som følge af forstyrrende udvælgelse (når favoriserer ekstrenserne), hvilket ikke favoriserer stigningen i frekvensen af mellemvarianter.
På denne måde foreslår modellerne udviklingen af dette system som samspillet mellem dets fordele og ulemperne.
De økologiske modeller på den anden side foreslår de mellemliggende satser for selvbefrugtning.
Mekanismer, der forhindrer selvbefrugtning i planter
Det er almindeligt kendt, at seksuel reproduktion giver enorme fordele. Køn øger efterkommernes genetiske mangfoldighed, hvilket medfører større sandsynlighed for, at efterfølgerne kan imødegå større udfordringer, som f.eks. Miljøforandringer, patogene organismer..
I modsætning hertil forekommer selvbefrugtning i visse afgrødeplanter og dyr. Det foreslås, at denne proces sikrer, at det nye individ vil blive fuldt udviklet og også være en levedygtig strategi - selvom det afhænger af arten og miljøforholdene.
Det har vist sig, at der i forskellige angiospermer er mekanismer, der forhindrer selvbefrugtning i hermafroditiske organismer, og komplicerer på forskellige måder, at blomsten kan befrugte sig selv.
Disse barrierer øger befolkningens genetiske variation, da de søger at sikre, at mænd og kvinder kommer fra forskellige forældre.
Planterne, der præsenterer blomster med stammerne og funktionelle carpels, undgår selvbefrugtning med uoverensstemmelsen af modningstidspunktet af strukturerne. En anden modalitet er et strukturelt arrangement, der forhindrer overførsel af pollen.
Den mest almindelige mekanisme er selvkompatibilitet. I dette tilfælde plejer planter at afvise deres egen pollen.
referencer
- Jarne, P., & Auld, J.R. (2006). Dyr blander det også op: fordelingen af selvbefrugtning blandt hermafroditiske dyr. Evolution, 60(9), 1816-1824.
- Jiménez-Durán, K., & Cruz-García, F. (2011). Seksuel uforenelighed, en genetisk mekanisme, som forhindrer selvbefrugtning og bidrager til plantediversitet. Mexicansk avlskatalog, 34(1), 1-9.
- Lande, R., & Schemske, D. W. (1985). Udviklingen af selvbefrugtning og indavlsdepression i planter. I. Genetiske modeller. Evolution, 39(1), 24-40.
- Schærer, L., Janicke, T. & Ramm, S. A. (2015). Seksuel konflikt i hermafroditter. Cold Spring Harbor perspektiver i biologi, 7(1), a017673.
- Slotte, T., Hazzouri, K.M., Ågren, J.A., Koenig, D., Maumus, F., Guo, Y. L., ... & Wang, W. (2013). Capsella rubella genomet og de genomiske konsekvenser af hurtig parring system evolution. Naturgenetik, 45(7), 831.
- Wright, S. I., Kalisz, S., & Slotte, T. (2013). Evolutionære konsekvenser af selvbefrugtning i planter. Proceedings. Biovidenskab, 280(1760), 20130133.