SELVBEFRUGTNING: HOS DYR, I PLANTER OG EKSEMPLER - BIOLOGI - 2025

Selv- befrugtning er foreningen af de mandlige og kvindelige mælke af samme person. Det forekommer i organismer, der er hermafroditter - væsener, der kombinerer mandlige og kvindelige funktioner i et enkelt individ, enten i rækkefølge eller samtidig.

Når produktionen af ​​gameterne fra begge typer overlapper hinanden i det mindste i tiden, er hermafroditerne samtidige. Denne modalitet giver mulighed for selvbefrugtning.

Selvbefrugtning forekommer i flere plantearter Kilde: pixabay.com

I multicellulære organismer, især planter og dyr, synes hermafrodit at være et vidt udbredt fænomen.

Selvbefrugtning er en optimal strategi for konstante miljøer med lidt partnertilgængelighed. Det medfører dog nogle negative konsekvenser, såsom depression på grund af consanguinity.

I dette fænomen reduceres befolkningens genetiske variation, hvilket reducerer dens evne til at tilpasse sig miljøændringer, modstand mod patogener eller planteetere. Disse aspekter synes at være vigtige for afstamning af planter og dyr.

I planter

I planter er det almindeligt, at den samme person er "far og mor" til deres frø. Selvom blomsteres vigtigste rolle - mest sandsynligt - er at fremme krydsbefrugtning, kan der findes selvbefrugtning i hermafroditiske arter.

Nogle eksempler på planter, hvor dette fænomen forekommer, er ærter (den organisme, der blev brugt af Gregor Mendel til at udvikle de grundlæggende arverelove, hvor selvbefrugtningsbegivenheden var afgørende for processen) og nogle bælgplanter.

I tilfælde af sojabønne blomster kan for eksempel blomsterne åbne for at tillade krydsbestøvning af insekter, eller de kan forblive lukkede og selvbestøve.

Hos dyr

Ifølge Jarne et al. (2006), ekskl. Insekter, udgør cirka en tredjedel af dyrearterne fænomenet hermaphroditism. Denne kendsgerning har lettet udviklingen af ​​selvbefrugtning hos mange dyrearter.

Fordelingen af ​​graden af ​​selfing svarer til dem i planter, hvilket antyder, at lignende processer har fungeret i begge linjer til fordel for udviklingen af ​​selfing.

For Jarne et al. (2006) er hermafroditisme sjældent i phylaen hos større dyr, primært leddyr. Det er et almindeligt fænomen i mindre phyla, herunder havsvampe, vandmænd, fladorm, bløddyr, havspænd og annelider.

Disse forfattere fandt, at begivenheden med selvbefruktning forekommer i taxa, hvor gameter (både mandlige og kvindelige) produceres på et enkelt sted eller kirtel, som forekommer i lungesnegle.

Det kan også forekomme i situationer, hvor gameter produceres forskellige steder, eller når de udvises i vandet, som forekommer i marine arter.

I nogle trematoder og oligochaeter forekommer selfing efter en nødvendig copulation hos det samme individ.

Fordele ved selvbefrugtning

Der er nogle fordele ved selvbefrugtning på kort sigt. For det første kommer både kvindelige og mandlige gameter fra det samme forældreindivid.

Således drager organismer fordel 50% ekstra ved transmission af deres gener - sammenlignet med kun det typiske 50% bidrag til seksuel reproduktion, da de resterende 50% svarer til det bidrag, som den seksuelle partner bidrager med.

Selvbefrugtning kan også foretrækkes, når den region, der er beboet af den pågældende art, er kendetegnet ved et lavt antal potentielle kammerater eller, for så vidt angår planter, i områder, hvor der kun er lidt disponible pollinatorer.

Desuden vil selvbefrugtning i plantearter føre til energibesparelser, da blomsterne på disse planter kan være små (de behøver ikke længere at være store og synlige for at tiltrække pollinatorer) med en begrænset mængde pollen.

Således sikrer selvbefrugtning reproduktion og øger koloniseringen af ​​området. Den mest accepterede økologiske hypotese til at forklare udviklingen af ​​selvbefrugtning er relateret til at garantere reproduktion.

Ulemper ved selfing

Den største ulempe ved selfing betragtes som indavlsdepression. Dette fænomen indebærer reduktion af egnetheten afkommes kondition eller biologiske holdning i forhold til den krydsede afkom.

Af denne grund er der arter, som, selv om de er hermafroditter, har mekanismer til at forhindre selvbefrugtning. De vigtigste mekanismer vil blive dækket i det næste afsnit.

Det aktuelle syn på udviklingen af ​​selvbefrugtning involverer økologiske og evolutionære kræfter. Fra Fishers perspektiv antages et samspil mellem de åbenlyse fordele ved selvbefrugtning og depression på grund af sammensværgelse.

Denne model forudsiger dannelse af selvbefrugtning eller rene krydser som et resultat af forstyrrende selektion (når ekstreme egenskaber foretrækkes), hvilket ikke favoriserer en stigning i hyppigheden af ​​mellemvarianter.

På denne måde foreslår modellerne udviklingen af ​​dette system som interaktion mellem dets fordele og dets ulemper.

Økologiske modeller foreslår på sin side mellemliggende grader af selvbefrugtning.

Mekanismer, der forhindrer selvbefrugtning i planter

Det er almindeligt kendt, at seksuel reproduktion giver enorme fordele. Sex øger efterkommernes genetiske mangfoldighed, hvilket betyder en større sandsynlighed for, at efterfølgerne kan møde større udfordringer, såsom miljøændringer, patogene organismer, blandt andre.

I modsætning hertil forekommer selvbefrugtning i visse afgrødeplanter og dyr. Det foreslås, at denne proces sikrer, at den nye person udvikler sig fuldt ud, og at den også er en levedygtig strategi - selvom den afhænger af arten og miljøforholdene.

Det har vist sig, at der i forskellige angiospermer er mekanismer, der forhindrer selvbefrugtning i hermafroditiske organismer, hvilket komplicerer på forskellige måder, at blomsten kan befrugte sig selv.

Disse barrierer øger den genetiske variation i befolkningen, da de søger at sikre, at de kvindelige og mandlige gameter kommer fra forskellige forældre.

Planter, der præsenterer blomster med funktionelle kondensatorer og tæpper, undgår selfing med uoverensstemmelsen mellem strukturernes modningstid. En anden modalitet er et strukturelt arrangement, der forhindrer overførsel af pollen.

Den mest almindelige mekanisme er selvkompatibilitet. I dette tilfælde har planterne en tendens til at afvise deres egen pollen.

Referencer

1. Jarne, P., & Auld, JR (2006). Dyr blander det også op: fordelingen af ​​selvbefrugtning blandt hermafroditiske dyr. Evolution, 60 (9), 1816-1824.
2. Jiménez-Durán, K., & Cruz-García, F. (2011). Seksuel inkompatibilitet, en genetisk mekanisme, der forhindrer selvbefrugtning og bidrager til plantediversiteten. Mexicansk Fitotecnia Magazine, 34 (1), 1-9.
3. Lande, R., & Schemske, DW (1985). Udviklingen af ​​selvbefrugtning og indavlsdepression hos planter. I. Genetiske modeller. Evolution, 39 (1), 24-40.
4. Schärer, L., Janicke, T., & Ramm, SA (2015). Seksuel konflikt i hermafroditer. Cold Spring Harbour-perspektiver i biologi, 7 (1), a017673.
5. Slotte, T., Hazzouri, KM, Ågren, JA, Koenig, D., Maumus, F., Guo, YL,… & Wang, W. (2013). Capsella rubella genomet og de genomiske konsekvenser af hurtig parringssystemudvikling. Naturgenetik, 45 (7), 831.
6. Wright, SI, Kalisz, S., & Slotte, T. (2013). Evolutionsmæssige konsekvenser af selvbefrugtning i planter. Proceedings. Biologiske videnskaber, 280 (1760), 20130133.