Reprodukční jistota - Reproductive assurance

Reprodukční jistota (zajištění plodnosti) nastává, protože rostliny mají mechanismy k zajištění úplného usazení osiva samoopelivostí, když je limitovaný pyl. Předpokládá se, že samoopylení je prospěšné, navzdory potenciálním nákladům na kondici, když není k dispozici dostatek služeb opylovačů nebo přesahují pyl od jiných jedinců, aby bylo možné dosáhnout úplného setí semen. Tento jev byl pozorován od 19. století, kdy Darwin poznamenal, že samoopylení bylo u některých rostlin běžné.[1] Konstantní omezení pylu může způsobit vývoj automatického samoopalování, známého také jako autogamie. K tomu dochází v rostlinách, jako jsou plevele, a je to forma reprodukční jistoty.[2] Jelikož rostliny usilují o reprodukční jistotu prostřednictvím samooplodnění, dochází ke zvýšení homozygotnosti a inbrední deprese, kvůli genetická zátěž, což má za následek sníženou zdatnost soběstačných potomků.[3] Jediné křížení rostlin nemusí být úspěšnými kolonizátory nových regionů kvůli nedostatku jiných rostlin, s nimiž by se křížilo, takže se od kolonizujících druhů očekává mechanismus zajištění reprodukce - myšlenka, kterou nejprve navrhl Herbert Baker a označoval se jako Baker's Law.[4] Bakerův zákon předpovídá, že reprodukční ujištění by mělo být běžné u plevelných rostlin, které přetrvávají kolonizací nových webů.[5] Jak se rostliny vyvíjejí směrem ke zvýšení samooplodnění, energie se přesměruje spíše na produkci semen než na vlastnosti, které zvýšily křížení, jako jsou květinové atraktanty, což je stav známý jako selfing syndrom.[2]

Vývoj

Reprodukční jistota je považována za hnací sílu pro vývoj sebepojetí, protože by podporovala očištění genetická zátěž [4][2] a přispívá k výskytu smíšené spojovací systémy. Existuje celá řada mechanismů, které mají za následek reprodukční jistotu, ale nejvíce studované bylo opožděné samoopalování. Když je opylování neúspěšné, lze získat úplnou sadu semen prostřednictvím zpožděného samoopalování. Většina rostlin hermafroditů je vzájemně kompatibilní, což znamená, že jsou schopna se sama oplodnit. Když opylovači rutinně nedodávají adekvátní pyl napříč k zajištění reprodukce, samoopalování se může zvýšit pomocí mechanismů reprodukčního ujištění, což povede k vývoji úplného oplodnění.[2]

Mechanismy

Mechanismy reprodukčního ujištění zahrnují:

Zpožděné samoopalování

Běžný mechanismus zajištění reprodukce, který se vyskytuje u rostlin, které jsou schopné se samovolným oplodněním rozmnožovat změnou polohy prašníků a stigmat v květu, aby se podpořilo samoopylení.

Kryptická autokompatibilita (CSI)

Kryptická autokompatibilita upřednostňuje oplodnění křížením pylu, když je křížení i samoopyl přítomno na stejném stigmatu.[6] CSI podporuje oplodnění přesahujícím pyl kvůli rychlejšímu tempu růstu přesahujících pylových zkumavek. K zajištění reprodukce dochází, když není k dispozici dostatečné množství pylů k dosažení oplodnění všech vajíček.

Autogamie

Podobně jako opožděné oplodnění, oplodnění pomocí autogamie nastává, když je nedostatek opylovačů a vyvinul se jako forma reprodukční jistoty k zajištění úspěšné reprodukce.[7]

Cleistogamy

Cleistogamous květiny jsou vyráběny spolu s chasmogamous květiny na stejné rostlině, což má za následek smíšený systém páření který zajišťuje reprodukční úspěch prostřednictvím autogamie.[8]

Reference

  1. ^ Darwin C (2009). Účinky křížení a oplodnění v rostlinné říši. Cambridge: Cambridge University Press. doi:10.1017 / cbo9780511694202.001. ISBN  978-0-511-69420-2.
  2. ^ A b C d Lloyd DG (1979). „Některé reprodukční faktory ovlivňující výběr samooplodnění u rostlin“. Americký přírodovědec. 113 (1): 67–79. doi:10.1086/283365.
  3. ^ Busch JW, Delph LF (únor 2012). „Relativní důležitost reprodukčního ujištění a automatického výběru jako hypotéz pro vývoj sebeoplodnění“. Annals of Botany. 109 (3): 553–62. doi:10.1093 / aob / mcr219. PMC  3278291. PMID  21937484.
  4. ^ A b Evans ME, Hearn DJ, Theiss KE, Cranston K, Holsinger KE, Donoghue MJ (červenec 2011). „Extrémní prostředí pro reprodukční jistotu: důkazy z večerních petrklíčů (Oenothera)“. Nový fytolog. 191 (2): 555–63. doi:10.1111 / j.1469-8137.2011.03697.x. PMID  21449951.
  5. ^ Cheptou PO (únor 2012). „Objasnění Bakerova zákona“. Annals of Botany. 109 (3): 633–41. doi:10.1093 / aob / mcr127. PMC  3278284. PMID  21685434.
  6. ^ Kruszewski LJ, Galloway LF (2006). „Explaining Outcrossing Rate in Campanulastrum americanum (Campanulaceae): Geitonogamy and Cryptic Self-Incompatibility“. International Journal of Plant Sciences. 167 (3): 455–461. doi:10.1086/501051. ISSN  1058-5893.
  7. ^ Asande LK, Omwoyo RO, Oduor RO, Nyaboga E (2020-05-12). „Jednoduchý a rychlý transformační systém zprostředkovaný Agrobacterium pro hybridní mučenky (Passiflora edulis f. Edulis × Passiflora edulis f. Flavicarpa)“. Rostlinné metody. doi:10.21203 / rs.3.rs-27621 / v1.
  8. ^ Veena V, Nampy S (2019). „Induced cleistogamy: A strategy for reproductive assurance in Murdannia nudiflora (Commelinaceae)“. Botanika. 97 (10): 547–557. doi:10.1139 / cjb-2019-0007. ISSN  1916-2790.