PAŠAPAUGĻOŠANĀS: DZĪVNIEKIEM, AUGIEM UN PIEMĒRIEM - BIOLOĢIJA - 2025

Sevis apaugļošana ir savienība vīriešu un sieviešu gametas no paša indivīda. Tas rodas organismos, kas ir hermafrodīti - būtnes, kas apvieno vīriešu un sieviešu funkcijas vienā indivīdā, secīgi vai vienlaikus.

Ja abu veidu gametu veidošanās pārklājas laikā (vismaz laikā), hermafrodīti notiek vienlaicīgi. Šī modalitāte piedāvā iespēju pašapmācīties.

Pašapaugļošanās notiek vairākām augu sugām Avots: pixabay.com

Daudzšūnu organismos, īpaši augos un dzīvniekos, hermafrodīts šķiet plaši izplatīta parādība.

Pašapaugļošanās ir optimāla stratēģija pastāvīgai videi ar nelielu partneru pieejamību. Tomēr tas rada dažas negatīvas sekas, piemēram, depresiju, kas rodas līdzjūtības dēļ.

Šajā parādībā tiek samazināta populācijas ģenētiskā mainība, kas samazina tās spēju pielāgoties vides izmaiņām, izturību pret patogēniem vai zālēdājiem. Šie aspekti, šķiet, ir svarīgi augu un dzīvnieku ciltsrakstam.

Augos

Augos parasti tas pats indivīds ir viņu sēklu "tēvs un māte". Kaut arī ziedu galvenā loma, visticamāk, ir savstarpējas apaugļošanas veicināšana, hermafrodītu sugās var pastāvēt pašapaugļošanās.

Daži augu piemēri, kur notiek šī parādība, ir zirņi (organisms, ko Gregors Mendels izmantoja, lai izstrādātu mantojuma pamatlikumus, kur procesam bija izšķiroša nozīme pašapaugļošanās) un daži pākšaugi.

Piemēram, sojas puķu ziedi var atvērties, lai kukaiņi varētu veikt savstarpēju apputeksnēšanos, vai arī tie var palikt aizvērti un pašapputes.

Dzīvniekiem

Saskaņā ar Jarne et al. (2006), izņemot kukaiņus, aptuveni viena trešdaļa dzīvnieku sugu ir hermafroditisma parādība. Šis fakts ir veicinājis daudzu dzīvnieku sugu pašapaugļošanās attīstību.

Pašnodarbināšanās ātruma sadalījums ir līdzīgs tam, kāds ir augos, kas liek domāt, ka līdzīgi procesi ir darbojušies abās līnijās par labu pašnodarbinātības evolūcijai.

Attiecībā uz Jarne et al. (2006), hermafroditisms ir reti sastopams lielāku dzīvnieku, galvenokārt posmkāju, fylās. Tā ir izplatīta parādība mazākos fīlos, ieskaitot jūras sūkļus, medūzas, plakanās tārpus, gliemjus, jūras gliemenes un annelīdus.

Šie autori atklāja, ka pašapaugļošanās notiek taksonos, kur gametas (gan vīriešu, gan sieviešu dzimuma) tiek ražotas vienā vietā vai dziedzerī, kā tas notiek plaušu gliemežos.

Tas var notikt arī situācijās, kad gametas tiek ražotas dažādās vietās vai kad tās tiek izvadītas ūdenī, kā tas notiek jūras sugās.

Dažos trematodes un oligochetes selfing notiek pēc nepieciešamās kopulācijas tajā pašā indivīdā.

Pašapaugļošanās priekšrocības

Ir dažas pašapaugļošanās priekšrocības īstermiņā. Pirmkārt, gan sieviešu, gan vīriešu gametas nāk no viena un tā paša vecāka indivīda.

Tādējādi organismi iegūst papildu 50% no viņu gēnu pārnešanas - salīdzinot tikai ar tipisko seksuālās reprodukcijas 50% ieguldījumu, jo atlikušie 50% atbilst seksuālā partnera ieguldījumiem.

Pašmēslošanu var dot priekšroku arī tad, ja reģionam, kurā apdzīvo attiecīgās sugas, ir raksturīgs mazs potenciālo palīgu skaits vai, augiem, apgabalos, kur apputeksnētāju ir maz.

Turklāt augu sugās pašmēslošana novestu pie enerģijas ietaupījumiem, jo ​​šo augu ziediem var būt mazi (tiem vairs nav jābūt lieliem un redzamiem, lai piesaistītu apputeksnētājus) ar ierobežotu daudzumu ziedputekšņu.

Tādējādi pašapaugļošanās nodrošina reprodukciju un palielina teritorijas kolonizāciju. Vispieņemtākā ekoloģiskā hipotēze, lai izskaidrotu pašapaugļošanās attīstību, ir saistīta ar reprodukcijas garantēšanu.

Pašsajūtas trūkumi

Galvenais selfing trūkums tiek uzskatīts par selekcijas depresiju. Šī parādība nozīmē, ka tiek samazināta sātīgu pēcnācēju piemērotība vai bioloģiskā attieksme attiecībā pret šķērsotajiem pēcnācējiem.

Šī iemesla dēļ ir sugas, kurām, kaut arī tie ir hermafrodīti, ir mehānismi, lai novērstu pašaugļošanos. Galvenie mehānismi tiks apskatīti nākamajā sadaļā.

Pašreizējais skatījums uz pašapaugļošanās evolūciju ietver ekoloģiskos un evolūcijas spēkus. No Fišera viedokļa tiek pieņemts, ka mijiedarbība starp acīmredzamām pašapaugļošanās priekšrocībām un depresijas dēļ, kas rodas līdzjūtības dēļ.

Šis modelis paredz, ka traucējošas atlases rezultātā (kad priekšroka tiek dota kādas pazīmes galējībām) rodas pašaugļošanās vai tīri krusti, kas neatbalsta starpposma variantu biežuma palielināšanos.

Tādā veidā modeļi piedāvā šīs sistēmas attīstību kā tās ieguvumu mijiedarbību ar trūkumiem.

Ekoloģiskie modeļi savukārt piedāvā starpposma pašapaugļošanās likmes.

Mehānismi, kas novērš pašapaugļošanos augos

Plaši zināms, ka seksuālā reprodukcija sniedz milzīgas priekšrocības. Sekss palielina pēcnācēju ģenētisko daudzveidību, kas nozīmē lielāku varbūtību, ka pēcteči cita starpā var saskarties ar lielākām problēmām, piemēram, vides izmaiņām, patogēniem organismiem.

Turpretī pašmēslošana notiek noteiktiem kultūraugiem un dzīvniekiem. Tiek ierosināts, ka šis process nodrošina jaunā indivīda pilnīgu attīstību, un tā ir arī dzīvotspējīga stratēģija - lai arī tas ir atkarīgs no sugas un vides apstākļiem.

Konstatēts, ka dažādos angiospermos ir mehānismi, kas novērš pašmaugļošanos hermafroditiskos organismos, dažādos veidos sarežģījot to, ka zieds var sevi apaugļot.

Šie šķēršļi palielina populācijas ģenētisko daudzveidību, jo tie cenšas nodrošināt, lai sieviešu dzimuma un vīriešu dzimuma gametas nāktu no dažādiem vecākiem.

Augi, kas pasniedz ziedus ar funkcionāliem putekšņlapām un paklājiem, izvairās no tā, ka struktūras nobriešanas laiks neatbilst. Vēl viena modalitāte ir strukturāls izkārtojums, kas novērš ziedputekšņu pārnešanu.

Visizplatītākais mehānisms ir nesaderība ar sevi. Šajā gadījumā augi mēdz noraidīt paši savus ziedputekšņus.

Atsauces

1. Jarne, P., & Auld, JR (2006). Arī dzīvnieki to sajauc: sevis apaugļošanas sadalījums starp hermafroditiskiem dzīvniekiem. Evolution, 60 (9), 1816-1824.
2. Jiménez-Durán, K., un Cruz-García, F. (2011). Seksuālā nesaderība - ģenētiskais mehānisms, kas novērš pašaugļošanos un veicina augu daudzveidību. Meksikas žurnāls Fitotecnia, 34 (1), 1-9.
3. Lande, R., un Schemske, DW (1985). Pašapaugļošanās un selekcijas depresijas attīstība augos. I. Ģenētiskie modeļi. Evolūcija, 39 (1), 24–40.
4. Schärer, L., Janicke, T., un Ramm, SA (2015). Seksuāls konflikts hermafrodītos. Cold Spring Harbor perspektīvas bioloģijā, 7 (1), a017673.
5. Slotte, T., Hazzouri, KM, Ågren, JA, Koenig, D., Maumus, F., Guo, YL,… & Wang, W. (2013). Kapsella masaliņu genoms un ātras pārošanās sistēmas evolūcijas genomiskās sekas. Dabas ģenētika, 45 (7), 831.
6. Wright, SI, Kalisz, S., & Slotte, T. (2013). Pašapaugļošanās evolūcijas sekas augos. Tiesvedība. Bioloģijas zinātnes, 280 (1760), 20130133.