Auto-fertilizarea la animale, plante și exemple

976
David Holt

selfing Este uniunea gametilor masculini și feminini ai aceluiași individ. Apare în organisme care sunt hermafrodite - ființe care combină funcțiile masculine și feminine într-un singur individ, fie secvențial, fie simultan.

Când producția de gameți de ambele tipuri se suprapune în timp (cel puțin în timp), hermafroditele sunt simultane. Această modalitate oferă posibilitatea autofecundării.

Auto-fertilizarea are loc la mai multe specii de plante
Sursa: pixabay.com

La organismele multicelulare, în special la plante și animale, a fi hermafrodit pare a fi un fenomen larg distribuit..

Autofertilizarea este o strategie optimă pentru medii constante cu disponibilitate redusă a partenerilor. Cu toate acestea, aduce unele consecințe negative, cum ar fi depresia datorată consanguinității.

În acest fenomen, variabilitatea genetică a populației este redusă, ceea ce îi reduce capacitatea de adaptare la schimbările de mediu, rezistența la agenți patogeni sau erbivore. Aceste aspecte par a fi importante pentru descendența plantelor și a animalelor..

Indice articol

  • 1 La plante
  • 2 La animale
  • 3 Avantajele autofecundării
  • 4 Dezavantaje ale autofertilizării
  • 5 Mecanisme care previn auto-fertilizarea la plante
  • 6 Referințe

La plante

La plante este obișnuit ca același individ să fie „tatăl și mama” semințelor lor. Deși rolul principal al florilor este - cel mai probabil - de a promova fertilizarea încrucișată, auto-fertilizarea poate exista la speciile hermafrodite.

Câteva exemple de plante în care apare acest fenomen sunt mazărea (organismul folosit de Gregor Mendel pentru a dezvolta legile de bază ale moștenirii, unde evenimentul de auto-fertilizare a fost crucial pentru proces) și unele leguminoase..

În cazul florilor de soia, de exemplu, florile se pot deschide pentru a permite polenizarea încrucișată de către insecte sau pot rămâne închise și auto-polenizate..

La animale

Potrivit lui Jarne și colab. (2006), excluzând insectele, aproximativ o treime din speciile animale prezintă fenomenul hermafroditismului. Acest fapt a facilitat evoluția auto-fertilizării la numeroase specii de animale.

Distribuția ratelor de auto-fertilizare este similară cu cea din plante, sugerând că procese similare au funcționat în ambele linii în favoarea evoluției auto-fertilizării..

Pentru Jarne și colab. (2006), hermafroditismul este rar la filele animalelor mai mari, în primul rând artropode. Este un fenomen comun în filele mai mici, inclusiv bureții de mare, meduzele, viermii plati, moluștele, stropile de mare și anelidele..

Acești autori au descoperit că evenimentul de auto-fertilizare apare la taxoni în care gametii (atât masculi, cât și femele) sunt produși într-un singur loc sau glandă, așa cum se întâmplă la melcii pulmonari..

Poate apărea și în situații în care gametii sunt produși în diferite locuri sau când sunt expulzați în apă, așa cum se întâmplă la speciile marine..

La unele lovituri și oligochaete, auto-fertilizarea are loc după o copulare necesară la același individ..

Avantajele autofecundării

Există câteva avantaje ale autofecundării pe termen scurt. În primul rând, atât gametele feminini, cât și masculii provin de la același individ părinte..

Astfel, organismele beneficiază de 50% în plus din transmiterea genelor lor - în comparație cu doar contribuția tipică de 50% a reproducerii sexuale, deoarece restul de 50% corespunde cu cea contribuită de partenerul sexual..

Autofertilizarea poate fi, de asemenea, favorizată atunci când regiunea locuită de speciile în cauză este caracterizată de un număr redus de potențiali colegi sau, în cazul plantelor, în zone în care există o disponibilitate redusă a polenizatorilor..

În plus, la speciile de plante, autofertilizarea ar duce la economii de energie, deoarece florile acestor plante pot fi mici (nu mai trebuie să fie mari și vizibile pentru a atrage polenizatori) cu o cantitate limitată de polen.

Astfel, auto-fertilizarea asigură reproducerea și crește colonizarea zonei. Cea mai acceptată ipoteză ecologică pentru a explica evoluția autofecundării este legată de garantarea reproducerii.

Dezavantaje ale selfing-ului

Principalul dezavantaj al auto-fertilizării este considerat depresie consangvinizantă. Acest fenomen implică reducerea fitness o atitudine biologică a descendenței consanguine în raport cu descendența încrucișată.

Din acest motiv, există specii care, deși sunt hermafrodite, au mecanisme pentru a evita autofertilizarea. Principalele mecanisme vor fi discutate în secțiunea următoare..

Viziunea actuală asupra evoluției autofertilizării implică forțe ecologice și evolutive. Din perspectiva lui Fisher, se presupune o interacțiune între avantajele evidente ale autofecundării și depresia datorită consanguinității..

Acest model prezice formarea autofecundării sau a încrucișărilor pure, ca urmare a selecției perturbatoare (când sunt favorizate extremele unei trăsături), ceea ce nu favorizează o creștere a frecvenței variantelor intermediare..

În acest fel, modelele propun evoluția acestui sistem ca interacțiune dintre beneficiile sale și dezavantajele sale..

Modelele ecologice propun, la rândul lor, că ratele intermediare de auto-fertilizare.

Mecanisme care previn auto-fertilizarea la plante

Este cunoscut faptul că reproducerea sexuală oferă beneficii imense. Sexul crește diversitatea genetică a descendenților, ceea ce se traduce într-o probabilitate mai mare ca succesorii să se confrunte cu provocări mai mari, cum ar fi schimbările de mediu, organismele patogene, printre altele..

În schimb, auto-fertilizarea are loc la anumite plante și animale de cultură. Se sugerează că acest proces se asigură că noul individ se va dezvolta pe deplin și este, de asemenea, o strategie viabilă - deși depinde de specie și de condițiile de mediu..

S-a constatat că în diverse angiosperme există mecanisme care împiedică autofertilizarea în organismele hermafrodite, complicând în diferite moduri că floarea se poate fertiliza singură.

Aceste bariere cresc varietatea genetică a populației, deoarece încearcă să se asigure că gametii masculi și feminini provin de la diferiți părinți..

Plantele care prezintă flori cu stamine funcționale și carpele evită autofertilizarea cu discrepanța timpului de maturare a structurilor. O altă modalitate este un aranjament structural care împiedică transferul polenului..

Cel mai comun mecanism este auto-incompatibilitatea. În acest caz, plantele tind să-și respingă propriul polen..

Referințe

  1. Jarne, P. și Auld, J. R. (2006). Animalele o amestecă și ele: distribuția auto-fertilizării între animalele hermafrodite. Evoluţie60(9), 1816-1824.
  2. Jiménez-Durán, K. și Cruz-García, F. (2011). Incompatibilitatea sexuală, un mecanism genetic care previne autofertilizarea și contribuie la diversitatea plantelor. Revista mexicană Fitotecnia3. 4(1), 1-9.
  3. Lande, R. și Schemske, D. W. (1985). Evoluția auto-fertilizării și depresiei consangvinizate la plante. I. Modele genetice. Evoluţie39(1), 24-40.
  4. Schärer, L., Janicke, T. și Ramm, S. A. (2015). Conflict sexual la hermafroditi. Perspectivele Cold Spring Harbor în biologie7(1), a017673.
  5. Slotte, T., Hazzouri, K. M., Ågren, J. A., Koenig, D., Maumus, F., Guo, Y. L., ... & Wang, W. (2013). Genomul Capsella rubeolei și consecințele genomice ale evoluției rapide a sistemului de împerechere. Genetica naturiiPatru cinci(7), 831.
  6. Wright, S. I., Kalisz, S. și Slotte, T. (2013). Consecințele evolutive ale autofertilizării la plante. Proceduri. Științe biologice280(1760), 20130133.

Nimeni nu a comentat acest articol încă.