Language
Country/Area
No result found
Преимущества и недостатки самоопыления: каковы основные последствия для стратегий выживания растений?
Самоопыление — это особая форма опыления, при которой пыльца попадает на пестик или семяпочку одного и того же растения. Этот метод опыления противоположен перекрестному опылению, при котором происходит перенос пыльцы с разных растений.
Два типа самоопыления включают автоопыление, при котором пестик одного и того же цветка получает свою собственную пыльцу, и самоопыление, при котором пыльца переносится между разными цветками одного и того же растения. У некоторых растений есть механизмы автолитического опыления, например, у растений, цветки которых не раскрываются (закрытое опыление), или у растений, пыльники которых могут активно контактировать с пестиком.
Что случилось
Большинство самоопыляющихся растений относительно мало нуждаются в других переносчиках пыльцы, таких как ветер или насекомые. Распространенными примерами являются некоторые бобовые растения, такие как арахис. У таких растений, как соя, цветки открыты в течение дня для опыления насекомыми, но закрываются для самоопыления, если перекрестное опыление не удается.
Самоопыляющиеся растения обычно имеют небольшие, неприметные цветки, пыльца которых попадает прямо в пестик, иногда даже до распускания бутона.
Самоопыляющимся растениям не приходится тратить много энергии на привлечение опылителей, и они могут расти в районах, где мало посетителей, например, в Арктике или на больших высотах. Преимущества
Самоопыляющиеся растения имеют ряд преимуществ. Во-первых, если генотип особенно адаптирован к окружающей среде, самоопыление может поддерживать стабильность этого признака. Во-вторых, самоопыление не зависит от опылителей и может успешно происходить даже при отсутствии пчел или ветра.
В самоопыляющихся образцах пыльца не переносится с одного цветка на другой, поэтому меньше пыльцы теряется, самоопыляющимся растениям не нужно полагаться на внешние переносчики, и они могут поддерживать чистоту сорта.
Кроме того, самоопыление помогает сохранить характеристики родительских растений, поскольку гаметы этих цветов происходят из одного и того же цветка.
Недостатки
Однако самоопыление имеет существенные недостатки, в первую очередь из-за отсутствия генетического разнообразия, что не позволяет растениям адаптироваться к изменениям окружающей среды или в случае необходимости повышать устойчивость к болезням. Самоопыление может привести к подавлению инбридинга, что может повлиять на здоровье растения.
Многие цветы, способные к самоопылению, часто имеют механизмы, позволяющие избежать самоопыления или считают его второстепенным вариантом.
Самоопыляющиеся растения не могут устранить генетические дефекты посредством генетической рекомбинации. Единственный способ для потомства избежать плохих генов — это случайные мутации в гаметах.
Гибридная система спаривания
Около 42% цветковых растений в природе демонстрируют смешанные системы спаривания. В наиболее распространенной системе одно растение может производить цветы одного типа, и результаты могут включать самоопыление, перекрестное опыление или смешанные типы потомства.
Примеры видов
Эволюционный переход к самоопылению — один из наиболее распространенных переходов в эволюции растений. Около 10–15 % цветковых растений являются преимущественно самоопыляющимися. Вот несколько примеров видов, которые самоопыляются:
Орхидея
Процесс самоопыления скользкой орхидеи заключается в том, что пыльники становятся жидкими и напрямую контактируют с пестиком, что обеспечивает успешность размножения в период отсутствия опылителей.
Аньхой Мелалеука
Пыльца у этого растения переносится на пестики отдельных цветков с помощью маслянистой эмульсии, что является адаптацией, отражающей реакцию на среду, в которой опылителей мало.
Помидоры
Самоопылению хурмы способствуют изменения в структуре цветка, в результате которых формируется структура, окружающая цветок, обеспечивающая самоопыление.
Потенциальные долгосрочные выгоды
Хотя самоопыление приводит к меньшему генетическому разнообразию, возникает вопрос, почему самоопыляющиеся растения все еще сохраняют процесс полового размножения. Исследование предполагает, что это может быть связано с восстановлением генома — давним адаптивным преимуществом.
Столкнувшись с давлением естественного отбора, выберут ли растения стратегию самовоспроизведения и в конечном итоге придут к эволюции?
