Samooplodnění u zvířat, rostlin a příklady

The selfing Je to spojení mužských a ženských gamet stejného jedince. Vyskytuje se v organismech, které jsou hermafrodity - bytosti, které kombinují mužské a ženské funkce v jediném jedinci, buď postupně nebo současně.

Když se produkce gamet obou typů časově překrývá (alespoň v čase), jsou hermafroditi současně. Tato modalita nabízí možnost samooplodnění.

U mnohobuněčných organismů, zejména rostlin a živočichů, se bytí hermafrodit jeví jako široce rozšířený jev..

Vlastní hnojení je optimální strategií pro stálé prostředí s malou dostupností partnerů. Přináší však některé negativní důsledky, jako je deprese způsobená příbuzností.

V tomto jevu se snižuje genetická variabilita populace, což snižuje její schopnost přizpůsobit se změnám prostředí, odolnost vůči patogenům nebo býložravcům. Tyto aspekty se zdají být důležité pro linii rostlin a živočichů..

Rejstřík článků

• 1 V rostlinách
• 2 U zvířat
• 3 Výhody samooplodnění
• 4 Nevýhody samooplodnění
• 5 Mechanismy, které zabraňují samooplodnění v rostlinách
• 6 Reference

V rostlinách

V rostlinách je běžné, že stejný jedinec je „otcem a matkou“ jejich semen. Ačkoli hlavní rolí květin je - s největší pravděpodobností - podpora vzájemného hnojení, u hermafroditních druhů může existovat samooplodnění.

Některé příklady rostlin, kde k tomuto jevu dochází, jsou hrách (organismus, který Gregor Mendel použil k vývoji základních zákonů dědičnosti, kde byla pro proces klíčová událost samooplodnění) a některé luštěniny..

Například v případě květů sóji se mohou květiny otevřít, aby umožnily křížové opylování hmyzem, nebo mohou zůstat uzavřené a samy se opylovat..

U zvířat

Podle Jarne et al. (2006), s výjimkou hmyzu, přibližně jedna třetina druhů zvířat představuje fenomén hermafroditismu. Tato skutečnost usnadnila vývoj samooplodnění u mnoha druhů zvířat.

Distribuce míry samooplodnění je podobná distribuci v rostlinách, což naznačuje, že podobné procesy fungovaly v obou liniích ve prospěch vývoje samooplodnění..

Pro Jarne a kol. (2006), hermafroditismus je u kmenů větších zvířat, zejména členovců, vzácný. Je to běžný jev u menších kmenů, včetně mořských hub, medúz, plochých červů, měkkýšů, mořských stříkance a kroužkovců..

Tito autoři zjistili, že událost samooplodnění se vyskytuje u taxonů, kde se gamety (samčí i samičí) produkují na jednom místě nebo žláze, jak se vyskytuje u plicních hlemýžďů..

Může se také vyskytnout v situacích, kdy se gamety produkují na různých místech, nebo když jsou vypuzovány do vody, jak se to vyskytuje u mořských druhů..

U některých motolic a oligochaet dochází k samooplodnění po nezbytné kopulaci u stejného jedince..

Výhody samooplodnění

Krátkodobě existují některé výhody samooplodnění. Za prvé, jak ženské, tak mužské gamety pocházejí od stejného rodičovského jedince..

Organismy tedy těží z přenosu svých genů dalších 50% - ve srovnání s pouze typickým 50% příspěvkem sexuální reprodukce, protože zbývajících 50% odpovídá příspěvku sexuálního partnera..

Samooplodnění lze rovněž upřednostnit, pokud se region obývaný daným druhem vyznačuje nízkým počtem potenciálních kamarádů nebo v případě rostlin v oblastech s nízkou dostupností opylovačů..

Kromě toho by u rostlinných druhů samooplodnění vedlo k úsporám energie, protože květy těchto rostlin mohou být malé (již nemusí být velké a viditelné, aby přilákaly opylovače) s omezeným množstvím pylu.

Samooplodnění tedy zajišťuje reprodukci a zvyšuje kolonizaci oblasti. Nejuznávanější ekologická hypotéza, která vysvětluje vývoj samooplodnění, souvisí se zárukou reprodukce.

Nevýhody sebepoznání

Hlavní nevýhodou samooplodnění je považována inbrední deprese. Tento jev znamená snížení o zdatnost o biologický postoj pokrvných potomků ve vztahu ke kříženému potomstvu.

Z tohoto důvodu existují druhy, které, i když jsou hermafrodity, mají mechanismy, aby se vyhnuly samooplodnění. Hlavní mechanismy budou probrány v další části..

Současný pohled na vývoj sebeoplodnění zahrnuje ekologické a evoluční síly. Z pohledu Fishera se předpokládá interakce mezi zjevnými výhodami samooplodnění a depresí v důsledku pokrevní příbuznosti..

Tento model předpovídá tvorbu samooplodnění nebo čistých křížení v důsledku rušivé selekce (jsou-li upřednostňovány extrémy znaku), což nezvýhodňuje zvýšení frekvence přechodných variant..

Tímto způsobem modely navrhují vývoj tohoto systému jako interakci jeho výhod s jeho nevýhodami..

Ekologické modely zase navrhují střední míru samooplodnění.

Mechanismy, které zabraňují samooplodnění v rostlinách

Je všeobecně známo, že sexuální reprodukce poskytuje obrovské výhody. Pohlaví zvyšuje genetickou rozmanitost potomků, což se projevuje větší pravděpodobností, že nástupci mohou čelit větším výzvám, jako jsou změny prostředí, patogenní organismy, mimo jiné.

Naproti tomu u některých plodin a zvířat dochází k samooplodnění. Navrhuje se, aby tento proces zajišťoval, že se nový jedinec plně rozvine, a že je také životaschopnou strategií - i když záleží na druhu a podmínkách prostředí..

Bylo zjištěno, že v různých krytosemenných rostlinách existují mechanismy, které zabraňují samooplodnění v hermafroditických organismech, což různými způsoby komplikuje, že se květina může sama oplodnit..

Tyto bariéry zvyšují genetickou rozmanitost populace, protože se snaží zajistit, aby mužské a ženské gamety pocházely od různých rodičů..

Rostliny, které představují květiny s funkčními tyčinkami a plodolistami, se vyhnou samooplodnění s odchylkou doby zrání struktur. Další modalitou je strukturální uspořádání, které brání přenosu pylu..

Nejběžnějším mechanismem je vlastní nekompatibilita. V tomto případě mají rostliny sklon odmítat svůj vlastní pyl..

Reference

1. Jarne, P., a Auld, J. R. (2006). Smíchají to i zvířata: distribuce samooplodnění mezi hermafroditická zvířata. Vývoj, 60(9), 1816-1824.
2. Jiménez-Durán, K., a Cruz-García, F. (2011). Sexuální nekompatibilita, genetický mechanismus, který brání samooplodnění a přispívá k rozmanitosti rostlin. Mexický časopis Fitotecnia, 3. 4(1), 1-9.
3. Lande, R. a Schemske, D. W. (1985). Vývoj samoplodnění a inbrední deprese u rostlin. I. Genetické modely. Vývoj, 39(1), 24-40.
4. Schärer, L., Janicke, T., & Ramm, S.A. (2015). Sexuální konflikt u hermafroditů. Perspektivy Cold Spring Harbor v biologii, 7(1), a017673.
5. Slotte, T., Hazzouri, K. M., Ågren, J. A., Koenig, D., Maumus, F., Guo, Y. L.,… & Wang, W. (2013). Genom Capella rubeoly a genomické důsledky rychlého vývoje systému páření. Přírodní genetika, Čtyři pět(7), 831.
6. Wright, S.I., Kalisz, S., & Slotte, T. (2013). Evoluční důsledky samooplodnění v rostlinách. Řízení. Biologické vědy, 280(1760), 20130133.