Τι είναι η πολυπυελία; Τι ρόλο παίζει στην αναπαραγωγή και στη φύση

Αφού διαβάσετε αυτό το άρθρο, θα μάθετε ποια είναι η πολυπυελία. Θα εξετάσουμε το ρόλο που παίζει. Θα μάθετε επίσης ποια είδη πολυπλοειδών υπάρχουν.

Σχηματισμός πολυπλοειδών

Πρώτα απ 'όλα, ας μιλήσουμε για το τισημαίνει αυτή η μυστηριώδης λέξη. Τα κύτταρα ή τα άτομα με περισσότερα από δύο σύνολα χρωμοσωμάτων ονομάζονται πολυπλοειδή. Πολυπλοειδή κύτταρα με μικρή συχνότητα προκύπτουν ως αποτέλεσμα «σφαλμάτων» της μίτωσης. Αυτό συμβαίνει όταν τα χρωμοσώματα διαιρούνται και η κυτοκίνη δεν συμβαίνει. Με αυτόν τον τρόπο, μπορούν να σχηματιστούν κύτταρα με διπλό αριθμό χρωμοσωμάτων (διπλοειδή). Αν αυτά είναι που διέρχεται από την ενδιάμεση φάση, θα μοιραστούν, μπορεί να προκαλέσει (σεξουαλικά ή αγενή) νέα άτομα των οποίων τα κύτταρα θα έχουν διπλάσιο αριθμό χρωμοσωμάτων από τους γονείς τους. Κατά συνέπεια, η διαδικασία του σχηματισμού τους είναι η πολυπυελία. Πολυπλοειδών φυτά μπορούν να παραχθούν τεχνητά χρησιμοποιώντας κολχικίνη - αλκαλοειδές καταστολή του σχηματισμού της μιτωτικής ατράκτου από παραβίαση του σχηματισμού μικροσωληνίσκων.

Ιδιότητες των πολυπλοειδών

Η μεταβλητότητα στα φυτά αυτά είναι συχνάσημαντικά στενότερο από τις σχετικές διπλοειδή, δεδομένου ότι κάθε περιέχει το γονίδιο έχει τουλάχιστον δύο φορές τον αριθμό. Μετά την διάσπαση του ομόζυγη απογόνους σε ορισμένα υπολειπόμενο γονίδιο άτομα αποτελούν μόνο το 1/16 αντί για 1/4 σε διπλοειδή. (Και στις δύο περιπτώσεις υποθέτουμε ότι η συχνότητα των υπολειπόμενα αλληλόμορφα είναι 0,50.) Πολυπλοειδία ιδιόμορφο αυτογονιμοποίηση, μειώνοντας περαιτέρω μεταβλητότητά τους, παρά το γεγονός ότι η συνδεδεμένη διπλοειδή τους πλεονεκτικά σταυρό γονιμοποιήσεως.

Όπου πληρούν τα πολυπλοειδάκια

Έτσι, απαντήσαμε στην ερώτηση, ποια είναι η πολυπλασιότητα. Και πού συμβαίνουν αυτά τα φυτά;

Ορισμένα πολυπλοειδή είναι καλύτερα προσαρμοσμένα για να στεγνώσουνθέσεις ή χαμηλότερες θερμοκρασίες από τις αρχικές διπλοειδείς μορφές, ενώ άλλες είναι πιο κατάλληλες για συγκεκριμένους τύπους εδαφών. Εξαιτίας αυτού, μπορούν να κατοικήσουν τόπους με ακραίες συνθήκες ύπαρξης, στις οποίες οι διπλοειδείς προγόνες τους, πιθανότατα, θα είχαν χαθεί. Με μικρή συχνότητα εμφανίζονται σε πολλούς φυσικούς πληθυσμούς. Είναι ελαφρύτερα από τα αντίστοιχα διπλοειδή, εισέρχονται σε μη σχετικές διασταυρώσεις. Σε αυτή την περίπτωση, μπορούν να ληφθούν άμεσα παραγωγικά υβρίδια. Λιγότερο συχνά, τα πολυπλοειδή υβριδικής προέλευσης σχηματίζονται διπλασιάζοντας τον αριθμό των χρωμοσωμάτων σε αποστειρωμένα διπλοειδή υβρίδια. Αυτός είναι ένας από τους τρόπους για την αποκατάσταση της γονιμότητας.

Η πρώτη τεκμηριωμένη περίπτωση πολυπολιδίας

Είναι ακριβώς ένας τέτοιος λιγότερο κοινός τρόπος που διαμορφώθηκεπολλαπλών υβριδίων μεταξύ ραπανάκι και λάχανο. Αυτή ήταν η πρώτη καλά τεκμηριωμένη περίπτωση πολυπλοειδίας. Και τα δύο γένη ανήκουν στην οικογένεια των σταυροφόρων και είναι στενά συνδεδεμένα. Στα σωματικά κύτταρα αμφοτέρων των τύπων υπάρχουν 18 χρωμοσώματα και 9 ζεύγη χρωμοσωμάτων βρίσκονται πάντοτε στην πρώτη μεταφάση της μείωσης. Με κάποια δυσκολία, αποκτήθηκε ένα υβρίδιο μεταξύ αυτών των φυτών. Στην μεΐωση είχε 18 μη συζευγμένα χρωμοσώματα (9 από ραπανάκι και 9 από λάχανο) και ήταν απολύτως αποστειρωμένο. Μεταξύ αυτών των υβριδικών φυτών δημιουργήθηκε αυθόρμητα πολυπλοειδές, στο οποίο σε σωματικά κύτταρα υπήρχαν 36 χρωμοσώματα και 18 ζεύγη σχηματίσθηκαν κανονικά κατά τη διάρκεια της μείωσης. Με άλλα λόγια, το πολυπλοειδές υβρίδιο είχε όλα τα 18 χρωμοσώματα, και τα ραπάνια και τα λάχανα, και λειτουργούσαν κανονικά. Αυτό το υβρίδιο ήταν αρκετά παραγωγικό.

Πολυπολίδια-ζιζάνια

Ορισμένα πολυπλοειδή αναπτύχθηκαν ως ζιζάνιαχώρους που συνδέονται με ανθρώπινες δραστηριότητες, και μερικές φορές πέτυχαν εκπληκτική ευημερία. Ένα από τα γνωστά παραδείγματα είναι οι κάτοικοι αλμυρών ελών από το γένος Spartina. Ένα είδος, S. maritima (απεικονίζεται παρακάτω), εμφανίζεται σε έλη κατά μήκος των ακτών της Ευρώπης και της Αφρικής. Ένα άλλο είδος, S. alterniflora, εισήχθη στη Μεγάλη Βρετανία από την ανατολή της Βόρειας Αμερικής γύρω στο 1800 και στη συνέχεια εξαπλώθηκε ευρέως, σχηματίζοντας μεγάλες τοπικές αποικίες.

Σιτάρι

Μία από τις πιο σημαντικές πολυφλοειδείς ομάδες φυτώνΜπορεί να θεωρηθεί ένα είδος Triticum σιταριού (που απεικονίζεται παρακάτω). Η πιο συνηθισμένη στην καλλιέργεια σιτηρών παγκοσμίως - μαλακό σιτάρι (T. aestivum) - έχει 2n = 42. μαλακό σιτάρι προήλθε τουλάχιστον πριν από 8.000 χρόνια, κατά πάσα πιθανότητα στην Κεντρική Ευρώπη, ως αποτέλεσμα της φυσικής υβριδισμού των καλλιεργούμενων σιτάρι, το οποίο έχει 2n = 28, με μια άγρια ​​δημητριακά το ίδιο είδος που έχουν 2n = 14. άγρια ​​χόρτα, ίσως μεγάλωσε σαν τα ζιζάνια ανάμεσα στο σιτάρι. Ο υβριδισμός, οδήγησε σε μαλακό σιτάρι, θα μπορούσε να συμβεί μεταξύ πολυπλοειδισμός Από καιρό σε καιρό στους πληθυσμούς των δύο γονικών ειδών.

Είναι πιθανό ότι μόλις το 42-χρωμοσωματικότο σιτάρι με τις χρήσιμες ιδιότητές του εμφανίστηκε στο περιθώριο των πρώτων αγροτών, αμέσως το παρατήρησαν και το επέλεξαν για περαιτέρω καλλιέργεια. Μία από τις γονικές μορφές της, 28-χρωμόσωμα σίτου που καλλιεργείται, προέκυψε ως αποτέλεσμα του υβριδισμού δύο άγριων ειδών 14 χρωμοσωμάτων από τη Μέση Ανατολή. Είδη σίτου που έχουν 2n = 28, και τώρα συνεχίζουν να καλλιεργούνται μαζί με 42-χρωμόσωμα. Αυτός ο 28-χρωμοσωματικός σίτος είναι η κύρια πηγή σιτηρών για την παραγωγή μακαρονιών λόγω της υψηλής κολλώδους στιβάδας της πρωτεΐνης τους. Αυτός είναι ο ρόλος της πολυπλασιότητας.

Triticosecale

Μελέτες τα τελευταία χρόνια έχουν δείξει ότι είναι καινούργιαοι γραμμές που λαμβάνονται με υβριδισμό μπορούν να βελτιώσουν τη γεωργική παραγωγή. Η πολυπλαμιότητα στην αναπαραγωγή χρησιμοποιείται πολύ ευρέως. Ιδιαίτερα ελπιδοφόρα είναι η Triticosecale, μια ομάδα ανθρωπογενών υβριδίων μεταξύ του σιταριού (Triticum) και της σίκαλης (Secale). Ορισμένα από αυτά, που συνδυάζουν την παραγωγικότητα του σιταριού με την ανεπιτήδευτη σίκαλη, είναι πιο ανθεκτικά στη γραμμική σκουριά - μια ασθένεια που προκαλεί μεγάλες ζημιές στη γεωργία. Αυτές οι ιδιότητες είναι ιδιαίτερα σημαντικές στις ορεινές περιοχές των τροπικών και των υποτροπικών, όπου η σκουριά είναι ο κύριος παράγοντας που περιορίζει την καλλιέργεια του σιταριού. Η Triticosecale αναπτύσσεται τώρα σε μεγάλη κλίμακα και έχει αποκτήσει μεγάλη δημοτικότητα στη Γαλλία και σε άλλες χώρες. Η γραμμή 42-χρωμοσώματος αυτής της καλλιέργειας σιτηρών είναι πιο γνωστή. Λήφθηκε διπλασιάζοντας τον αριθμό των χρωμοσωμάτων μετά την υβριδοποίηση του 28-χρωμοσωματικού σίτου με σίκαλη 14 χρωμοσωμάτων.

Η ποικιλία των πολυπλοειδών

Στη φύση, επιλέγονται υπό την επίδραση εξωτερικώνσυνθήκες, και όχι λόγω των ανθρώπινων δραστηριοτήτων. Η εμφάνισή τους είναι ένας από τους σημαντικότερους εξελικτικούς μηχανισμούς. Στην εποχή μας, πολλά πολυπλοειδή αντιπροσωπεύονται στη χλωρίδα του κόσμου (περισσότερο από το ήμισυ όλων των φυτικών ειδών). Μεταξύ αυτών, πολλές από τις σημαντικότερες καλλιέργειες - όχι μόνο σιτάρι, αλλά και βαμβάκι, ζαχαροκάλαμο, μπανάνα, πατάτες και ηλίανθος. Σε αυτή τη λίστα μπορείτε να προσθέσετε τα πιο όμορφα λουλούδια κήπων - χρυσάνθεμα, κολοκύθες, ντάλιες.

Τώρα ξέρετε τι είναι η πολυπυελία. Ο ρόλος της στη γεωργία, όπως μπορείτε να δείτε, είναι πολύ μεγάλος.