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Vantaggi e svantaggi dell'autoimpollinazione: quali sono le profonde implicazioni per le strategie di sopravvivenza delle piante?
L'autoimpollinazione è una forma speciale di impollinazione in cui il polline raggiunge il pistillo o l'ovulo della stessa pianta. Questo metodo di impollinazione è l’opposto dell’impollinazione incrociata, che è il trasferimento di polline da piante diverse.
Due tipi di autoimpollinazione includono l'impollinazione autolitica, che si riferisce ai pistilli dello stesso fiore che ricevono il proprio polline, e l'autoimpollinazione, che è il trasferimento del polline tra fiori diversi della stessa pianta. Alcune piante hanno un meccanismo per l'impollinazione autolitica, come le piante i cui fiori non si aprono (cleistopollinazione) o le piante le cui antere contattano attivamente il pistillo.
Cosa è successo
La maggior parte delle piante autoimpollinanti ha relativamente poco bisogno di altri trasportatori di polline, come il vento o gli insetti. Esempi comuni includono alcuni legumi come le arachidi. Piante come la soia i cui fiori sono aperti durante il giorno per l'impollinazione degli insetti si autoimpollinano quando sono chiusi se l'impollinazione incrociata non ha successo.
Le piante autoimpollinanti di solito hanno fiori piccoli e poco appariscenti e il polline viene rilasciato direttamente sul pistillo, a volte anche prima che i boccioli si aprano.
Le piante autoimpollinanti non devono spendere tanta energia per attirare gli impollinatori e possono crescere in aree prive di visitatori, come le regioni artiche o le alte quote.
Vantaggi
Le piante autoimpollinanti presentano numerosi vantaggi. In primo luogo, se un genotipo è particolarmente adatto al suo ambiente, l’autoimpollinazione può mantenere la stabilità di quel tratto. In secondo luogo, l’autoimpollinazione non si basa sugli impollinatori e può essere impollinata con successo anche in assenza di api o vento.
Nei campioni autoimpollinati, il polline non viene trasferito da un fiore all'altro, quindi viene sprecato meno polline. Le piante autoimpollinate non hanno bisogno di fare affidamento su trasportatori esterni e possono mantenere la purezza della specie.
Inoltre, l'autoimpollinazione aiuta a mantenere le caratteristiche dei suoi genitori perché i gameti di questi fiori provengono dallo stesso fiore.
Svantaggi
Tuttavia, gli svantaggi dell'autoimpollinazione sono altrettanto significativi, dovuti principalmente alla mancanza di diversità genetica, che impedisce alle piante di adattarsi ai cambiamenti ambientali o alla necessità di resistenza alle malattie. L’autoimpollinazione può portare alla soppressione della consanguineità, che può influire sulla salute delle piante.
Molti fiori potenzialmente autoimpollinati dispongono spesso di meccanismi per evitare l'autoimpollinazione o trattarla come un'opzione secondaria.
Le piante autoimpollinate non possono eliminare i difetti genetici attraverso la ricombinazione genetica. L'unico modo per la prole di evitare geni cattivi è attraverso mutazioni casuali nei gameti.
Sistema di accoppiamento misto
Circa il 42% delle piante da fiore presenta naturalmente sistemi di accoppiamento misti. Nei sistemi più comuni, una singola pianta può produrre un singolo tipo di fiore e i risultati possono includere l’autoimpollinazione, l’impollinazione incrociata o tipi di prole mista.
Specie di esempio
La transizione evolutiva verso l'autoimpollinazione è una delle transizioni più comuni nell'evoluzione delle piante. Circa il 10-15% delle piante da fiore sono prevalentemente autoimpollinanti. Ecco alcuni esempi di specie autoimpollinanti:
Orchidea
Il processo di autoimpollinazione di Slippery Orchid prevede che le antere si trasformino in uno stato liquido e entrino in contatto direttamente con il pistillo, garantendo il successo della riproduzione durante il periodo in cui mancano gli impollinatori.
Anhui Melaleuca
Il polline di questa pianta viene trasportato ai singoli pistilli tramite un'emulsione oleosa, un adattamento che riflette un adattamento a un ambiente in cui gli impollinatori sono scarsi.
Pomodori
L'autoimpollinazione dei pomodori è promossa dai cambiamenti nella struttura dei fiori, formando una struttura che circonda i fiori per ottenere il risultato dell'autoimpollinazione.
Possibili benefici a lungo termine
Sebbene l'autoimpollinazione produca una minore variazione genetica, ciò solleva interrogativi sul motivo per cui le piante autoimpollinate mantengono il processo di riproduzione sessuale. La ricerca suggerisce che ciò potrebbe essere correlato alla riparazione del genoma, un beneficio adattivo di lunga durata.
Di fronte alla pressione della selezione naturale, le piante sceglieranno una strategia di autoriproduzione e alla fine porteranno nella direzione dell'evoluzione?
