Tự thụ tinh ở động vật, thực vật và ví dụ



các tự thụ tinh là sự kết hợp của các giao tử đực và cái của cùng một cá thể. Xảy ra ở các sinh vật lưỡng tính - những sinh vật kết hợp chức năng nam và nữ trong một cá thể, theo tuần tự hoặc đồng thời.

Khi việc tạo ra các giao tử của cả hai loại trùng lặp về thời gian (ít nhất là theo thời gian), các lưỡng tính đồng thời. Phương thức này cung cấp khả năng tự thụ tinh.

Ở các sinh vật đa bào, đặc biệt là ở thực vật và động vật, bị lưỡng tính dường như là một hiện tượng phân bố rộng rãi.

Tự thụ tinh là một chiến lược tối ưu cho môi trường không đổi và ít có sẵn một cặp vợ chồng. Tuy nhiên, nó mang lại một số hậu quả tiêu cực, chẳng hạn như trầm cảm.

Trong hiện tượng này, sự biến đổi di truyền của quần thể bị giảm, làm giảm khả năng thích ứng với những thay đổi của môi trường, khả năng chống lại mầm bệnh hoặc động vật ăn cỏ. Những khía cạnh này dường như rất quan trọng đối với dòng dõi của thực vật và động vật.

Chỉ số

  • 1 Ở thực vật
  • 2 Ở động vật
  • 3 Ưu điểm của việc tự thụ tinh
  • 4 Nhược điểm của quá trình tự thụ tinh
  • 5 Cơ chế ngăn ngừa tự thụ tinh ở thực vật
  • 6 tài liệu tham khảo

Trong thực vật

Ở thực vật, thông thường, cùng một cá thể là "cha và mẹ" của hạt giống của chúng. Mặc dù vai trò chính của hoa là - rất có thể - để thúc đẩy thụ tinh chéo, tự thụ tinh có thể xảy ra ở các loài lưỡng tính.

Một số ví dụ về thực vật có hiện tượng này là đậu Hà Lan (sinh vật được Gregor Mendel sử dụng để phát triển các định luật cơ bản về di truyền, trong đó sự kiện tự thụ tinh là rất quan trọng để xử lý) và một số cây họ đậu.

Ví dụ, trong trường hợp hoa đậu nành, hoa có thể được mở để cho phép thụ phấn chéo bởi côn trùng hoặc chúng có thể vẫn đóng và tự thụ phấn.

Ở động vật

Theo Jarne et al. (2006), ngoại trừ côn trùng, khoảng một phần ba các loài động vật có hiện tượng lưỡng tính. Thực tế này đã tạo điều kiện cho sự tiến hóa tự thụ tinh ở nhiều loài động vật.

Sự phân bố tỷ lệ tự thụ tinh tương tự như ở thực vật, cho thấy các quá trình tương tự đã hoạt động ở cả hai dòng có lợi cho sự tiến hóa của tự thụ tinh.

Đối với Jarne và cộng sự. (2006), lưỡng tính rất hiếm ở rìa của động vật lớn hơn, chủ yếu ở động vật chân đốt. Đây là một hiện tượng phổ biến ở các cạnh nhỏ hơn, bao gồm bọt biển, sứa, giun dẹp, động vật thân mềm, ống tiêm biển hoặc mực biển và annelids..

Các tác giả này phát hiện ra rằng sự kiện tự thụ tinh xảy ra ở loài taxi nơi giao tử (cả nam và nữ) xảy ra ở một vị trí hoặc một tuyến, như trong ốc sên..

Nó cũng có thể xảy ra trong các tình huống giao tử xảy ra ở những nơi khác nhau, hoặc khi chúng bị trục xuất xuống nước, như ở các loài sinh vật biển..

Ở một số loài giun tròn và oligochaetes tự thụ tinh xảy ra sau khi giao hợp cần thiết trong cùng một cá thể.

Ưu điểm của việc tự thụ tinh

Có một số lợi thế của việc tự thụ tinh trong thời gian ngắn. Đầu tiên, cả giao tử đực và cái đều đến từ cùng một cá thể bố mẹ.

Do đó, các sinh vật được hưởng lợi từ việc truyền thêm 50% gen của họ - so với chỉ 50% đóng góp điển hình của sinh sản hữu tính, vì 50% còn lại tương ứng với sự đóng góp của bạn tình.

Tự thụ phấn cũng có thể được ưa chuộng khi khu vực sinh sống của loài được đề cập được đặc trưng bởi một số lượng nhỏ các đối tác tiềm năng hoặc, trong trường hợp thực vật, trong các khu vực có ít thụ phấn.

Ngoài ra, ở các loài thực vật, tự thụ phấn sẽ dẫn đến tiết kiệm năng lượng, vì hoa của những cây này có thể nhỏ (chúng không còn phải lớn và có thể nhìn thấy để thu hút thụ phấn) với một lượng phấn hoa hạn chế.

Do đó, tự thụ tinh đảm bảo sinh sản và làm tăng sự xâm chiếm của khu vực. Giả thuyết sinh thái được chấp nhận nhất để giải thích sự tiến hóa của quá trình tự thụ tinh có liên quan đến việc đảm bảo sự sinh sản.

Nhược điểm của việc tự thụ tinh

Nhược điểm chính của bản thân được coi là trầm cảm. Hiện tượng này ngụ ý giảm thể dục hoặc thái độ sinh học của thế hệ con cháu liên quan đến con cháu lai.

Vì lý do này, có những loài, mặc dù chúng là lưỡng tính, có cơ chế để tránh tự thụ tinh. Các cơ chế chính sẽ được giải quyết trong phần tiếp theo.

Tầm nhìn hiện tại về sự tiến hóa của tự thụ tinh liên quan đến các lực lượng sinh thái và tiến hóa. Từ quan điểm của Fisher, một sự tương tác được giả định giữa những lợi thế rõ ràng của việc tự thụ tinh và trầm cảm bằng cách giao phối cận huyết.

Mô hình này dự đoán sự hình thành tự thụ phấn hoặc lai chéo thuần túy, là kết quả của việc chọn lọc đột phá (khi thiên về các thái cực của một ký tự), không ủng hộ việc tăng tần số của các biến thể trung gian.

Theo cách này, các mô hình đề xuất sự phát triển của hệ thống này là sự tương tác giữa lợi ích của nó với những bất lợi.

Các mô hình sinh thái, mặt khác, đề xuất rằng tỷ lệ tự thụ tinh trung gian.

Cơ chế ngăn ngừa tự thụ tinh ở thực vật

Nó được biết đến rộng rãi rằng sinh sản hữu tính mang lại lợi thế to lớn. Giới tính làm tăng sự đa dạng di truyền của con cháu, điều này dẫn đến xác suất lớn hơn là những người kế nhiệm có thể đối mặt với những thách thức lớn hơn, chẳng hạn như thay đổi môi trường, sinh vật gây bệnh, trong số những người khác..

Ngược lại, tự thụ tinh xảy ra ở một số cây trồng và động vật. Có ý kiến ​​cho rằng quy trình này đảm bảo rằng cá thể mới sẽ được phát triển đầy đủ, cũng là một chiến lược khả thi - mặc dù nó phụ thuộc vào loài và điều kiện môi trường.

Người ta đã phát hiện ra rằng trong các thực vật hạt kín khác nhau, có các cơ chế ngăn chặn sự tự thụ tinh ở các sinh vật lưỡng tính, làm phức tạp theo nhiều cách khác nhau mà hoa có thể tự phát triển.

Những rào cản này làm tăng sự đa dạng di truyền của quần thể, vì chúng tìm cách đảm bảo rằng các giao tử đực và cái đến từ các bố mẹ khác nhau.

Các nhà máy trình bày hoa với nhị hoa và mộc chức năng tránh sự tự thụ tinh với sự khác biệt về thời gian trưởng thành của các cấu trúc. Một phương thức khác là sự sắp xếp cấu trúc ngăn cản sự chuyển phấn hoa.

Cơ chế phổ biến nhất là không tương thích. Trong trường hợp này, thực vật có xu hướng từ chối phấn hoa của riêng mình.

Tài liệu tham khảo

  1. Jarne, P., & Auld, J. R. (2006). Động vật cũng trộn nó lên: sự phân bố tự thụ tinh giữa các động vật lưỡng tính. Sự tiến hóa, 60(9), 1816-1824.
  2. Jiménez-Durán, K., & Cruz-García, F. (2011). Không tương thích giới tính, một cơ chế di truyền ngăn cản sự tự thụ tinh và góp phần vào sự đa dạng thực vật. Tạp chí chăn nuôi Mexico, 34(1), 1-9.
  3. Lande, R., & Schemske, D. W. (1985). Sự phát triển của tự thụ tinh và trầm cảm cận huyết ở thực vật. I. Mô hình di truyền. Sự tiến hóa, 39(1), 24-40.
  4. Schärer, L., Janicke, T., & Ramm, S.A. (2015). Xung đột tình dục ở lưỡng tính. Quan điểm của Cold Spring Harbor trong sinh học, 7(1), a017673.
  5. Slotte, T., Hazzouri, K.M., gren, J.A., Koenig, D., Maumus, F., Guo, Y. L., ... & Wang, W. (2013). Bộ gen của Capsella rubella và hậu quả bộ gen của sự tiến hóa hệ thống giao phối nhanh chóng. Di truyền tự nhiên, 45(7), 831.
  6. Wright, S. I., Kalisz, S., & Slotte, T. (2013). Hậu quả tiến hóa của quá trình tự thụ tinh ở thực vật. Kỷ yếu. Khoa học sinh học, 280(1760), 20130133.