SJÄLVBEFRUKTNING: HOS DJUR, I VÄXTER OCH EXEMPEL - BIOLOGI - 2025

Själv befruktning är föreningen av de manliga och kvinnliga könsceller från samma individ. Det förekommer i organismer som är hermafroditer - varelser som kombinerar manliga och kvinnliga funktioner i en enda individ, antingen i följd eller samtidigt.

När produktionen av båda typer av gameter överlappar varandra i tiden (åtminstone i tid) är hermafroditerna samtidigt. Denna modalitet erbjuder möjligheten till självbefruktning.

Självgödsling förekommer i flera växter.
Källa: pixabay.com

I multicellulära organismer, särskilt växter och djur, verkar hermaphrodite vara ett vidsträckt fenomen.

Självgödsling är en optimal strategi för ständiga miljöer med liten partners tillgänglighet. Men det ger några negativa konsekvenser, till exempel depression på grund av consanguinity.

I detta fenomen minskar den genetiska variationen i populationen, vilket minskar dess förmåga att anpassa sig till miljöförändringar, resistens mot patogener eller växtätare. Dessa aspekter verkar vara viktiga för avgränsning av växter och djur.

I växter

I växter är det vanligt att samma individ är "fader och mor" till sina frön. Även om blommornas huvudroll är - troligen - att främja korsbefruktning, kan självbefruktning förekomma hos hermafrodite arter.

Några exempel på växter där detta fenomen förekommer är ärter (den organisme som Gregor Mendel använde för att utveckla de grundläggande arvslagarna, där självgödslingshändelsen var avgörande för processen) och vissa baljväxter.

När det gäller sojabönblommor, till exempel, kan blommorna öppna för att tillåta korsbestøvning av insekter, eller de kan förbli stängda och självbestöva.

Hos djur

Enligt Jarne et al. (2006), exklusive insekter, utgör ungefär en tredjedel av djurarter fenomenet hermafroditism. Detta faktum har underlättat utvecklingen av självbefruktning hos många djurarter.

Fördelningen av hastigheterna för selfing liknar de i växter, vilket antyder att liknande processer har fungerat i båda linjerna till förmån för utvecklingen av selfing.

För Jarne et al. (2006) är hermafroditism sällsynt i filerna hos större djur, främst leddjur. Det är ett vanligt fenomen i mindre phyla, inklusive havssvampar, maneter, flatmaskar, blötdjur, havsprutor och annelider.

Dessa författare fann att självbefruktningshändelsen inträffar i taxa där gameter (både manliga och kvinnliga) produceras på ett enda ställe eller en körtlar, som förekommer i lung sniglar.

Det kan också förekomma i situationer där gameter produceras på olika platser, eller när de släpps ut i vattnet, som förekommer i marina arter.

I vissa trematoder och oligochaeter inträffar selfing efter en nödvändig kopulation hos samma individ.

Fördelar med självbefruktning

Det finns vissa fördelar med självgödsling på kort sikt. För det första kommer både kvinnliga och manliga spel från samma föräldraindivid.

Således drar organismer fördelar med ytterligare 50% av överföringen av generna - jämfört med endast det typiska 50% bidraget till sexuell reproduktion, eftersom de återstående 50% motsvarar det som bidragit av sexpartnern.

Självgödsling kan också gynnas när den region som är bebodd av den aktuella arten kännetecknas av ett lågt antal potentiella kamrater eller, i fallet med växter, i områden där det finns liten tillgänglighet av pollinerare.

Dessutom skulle självgödsling i växtarter leda till energibesparingar, eftersom blommorna på dessa växter kan vara små (de behöver inte längre vara stora och synliga för att locka pollinatorer) med en begränsad mängd pollen.

Således garanterar självbefruktning reproduktion och ökar koloniseringen av området. Den mest accepterade ekologiska hypotesen för att förklara utvecklingen av självbefruktning är relaterad till att garantera reproduktion.

Nackdelar med selfing

Den största nackdelen med självförsörjning betraktas som inavelsdepression. Detta fenomen innebär en minskning av konditionen eller den biologiska inställningen hos den besvärliga avkomman i förhållande till den korsade avkomman.

Av denna anledning finns det arter som, även om de är hermafroditer, har mekanismer för att förhindra självbefruktning. Huvudmekanismerna kommer att behandlas i nästa avsnitt.

Den aktuella uppfattningen om utvecklingen av självbefruktning involverar ekologiska och evolutionära krafter. Från Fishers perspektiv antas en interaktion mellan de uppenbara fördelarna med självbefruktning och depression på grund av konsanguinitet.

Denna modell förutsäger bildandet av självbefruktning eller rena kors, som ett resultat av störande urval (när ytterligheterna av ett drag föredras), vilket inte föredrar en ökning av frekvensen hos mellanvarianter.

På detta sätt föreslår modellerna utvecklingen av detta system som en interaktion mellan dess fördelar och dess nackdelar.

Ekologiska modeller föreslår för sin del mellanhastigheter av självgödsling.

Mekanismer som förhindrar självbefruktning hos växter

Det är allmänt känt att sexuell reproduktion ger enorma fördelar. Kön ökar den genetiska mångfalden till efterkommande, vilket innebär en större sannolikhet för att efterträdarna kan möta större utmaningar, såsom miljöförändringar, patogena organismer, bland andra.

Däremot sker självgödsling i vissa grödor och djur. Det föreslås att denna process säkerställer att den nya individen kommer att utvecklas fullt ut och också är en livskraftig strategi - även om den beror på arten och miljöförhållandena.

Det har visat sig att det i olika angiospermer finns mekanismer som förhindrar självbefruktning i hermafroditiska organismer, vilket på olika sätt komplicerar att blomman kan befrukta sig själv.

Dessa barriärer ökar den genetiska variationen i befolkningen, eftersom de försöker säkerställa att kvinnliga och manliga gamet kommer från olika föräldrar.

Växter som presenterar blommor med funktionella stamens och karpeller undviker att kärna med avvikelserna mellan strukturernas mognadstid. En annan modalitet är ett strukturellt arrangemang som förhindrar överföring av pollen.

Den vanligaste mekanismen är självkompatibilitet. I detta fall tenderar växterna att avvisa sitt eget pollen.

referenser

1. Jarne, P., & Auld, JR (2006). Djur blandar det också: fördelningen av självbefruktning bland hermafroditiska djur. Evolution, 60 (9), 1816-1824.
2. Jiménez-Durán, K., & Cruz-García, F. (2011). Sexuell inkompatibilitet, en genetisk mekanism som förhindrar självbefruktning och bidrar till växtdiversiteten. Mexikanska Fitotecnia Magazine, 34 (1), 1-9.
3. Lande, R., & Schemske, DW (1985). Utvecklingen av självbefruktning och förädlingsdepression hos växter. I. Genetiska modeller. Evolution, 39 (1), 24-40.
4. Schärer, L., Janicke, T., & Ramm, SA (2015). Sexuell konflikt i hermafroditer. Cold Spring Harbor-perspektiv i biologi, 7 (1), a017673.
5. Slotte, T., Hazzouri, KM, Ågren, JA, Koenig, D., Maumus, F., Guo, YL, … & Wang, W. (2013). Capsella rubella genomet och de genomiska konsekvenserna av en snabb parningssystemutveckling. Naturgenetik, 45 (7), 831.
6. Wright, SI, Kalisz, S., & Slotte, T. (2013). Evolutionära konsekvenser av självgödsling i växter. Förfaranden. Biologiska vetenskaper, 280 (1760), 20130133.