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Gynodioecie
echter Thymian ist ein Beispiel für eine Art mit einem gynodioecinen Fortpflanzungssystem.
schmaler Wegerich ist eine stabile gynodioecine Art, die in Europa verbreitet ist.

Gynodiözie ist ein seltener Weg sexuelle Fortpflanzung wo weiblich und Zwitter Pflanzen koexistieren innerhalb einer Population. Gynodioezie ist das evolutionäre Zwischenstadium zwischen Ambiguität (bei weiblichen und männlichen Pflanzen) und Diözese (mit zwei unterschiedlichen Erscheinungsformen: männlich und weiblich). Gynodioezie ist das Gegenteil von Androdiözie, die eine sexuelle Fortpflanzung mit männlichen und hermaphroditischen Pflanzen in einer Population ist. Gynodioezie tritt als Folge einer genetischen Mutation damit eine hermaphroditische Pflanze nicht Pollen kann mehr produzieren, während die weiblichen Fortpflanzungsteile intakt bleiben.

Gynodioezie wurde diagnostiziert von Charles Darwin entdeckt und 1877 in seinem Buch Die verschiedenen Blütenformen bei Pflanzen derselben Art beschrieben. Ebenfalls Carl Correns war damit beschäftigt. Im späteren zwanzigsten Jahrhundert wurde Gynodioezie im Zusammenhang mit seiner Verwendung in der Planzenzucht.

Gynodioezie tritt hauptsächlich in Gebieten mit a . auf gemäßigtes Klima. In Europa wird es geschätzt, dass es doppelt so häufig vorkommt wie Diözese. Hier wurde sie in 223 Pflanzenarten, in 89 Pflanzengattungen in 25 Familien beobachtet. In Belgien sind 7,5% der Arten Gynodioecinen. Auf Inseln ist sie weniger verbreitet als die Zweihäusigkeit, und in tropischen Wäldern, wo die Zweihäusigkeit weit verbreitet ist, ist sie praktisch nicht vorhanden.

Formen

Man unterscheidet zwischen stabiler und instabiler Gynodioezie.

  • Stabile Gynodioezie wird normalerweise durch zwei ungepaarte Allele, einer davon ist normalerweise zytoplasmatisch ist. Innerhalb einer Art ist die stabile Gynodioezie weit verbreitet, das Verhältnis zwischen weiblichen und zwittrigen Pflanzen bleibt über die Zeit stabil. Sie tritt hauptsächlich in Familien auf, in denen eine Zweihäusigkeit selten ist: Lippenblumenfamilie (Lippenblütler), zusammengesetzte Familie (asteraceae) und Karde Familie (Dipsacaceae).
  • Die instabile Gynodioezie wird durch ein einzelnes männliches Sterilitätsallel kontrolliert, das entweder im Kern oder im Zytoplasma. Befindet sich der Faktor im Zellkern, kann Gynodioezie eine Vorstufe der Diözese sein. Eine instabile Gynodioezie ist selten. Ein Grund dafür ist, dass die Besiedelung neuer Standorte durch einzelne Samen nur möglich ist, wenn es zu einer selbstbefruchtenden zwittrigen Pflanze ohne männliche Sterilität kommt.

Genetischer Hintergrund

Es sind jetzt viele Ort bekanntermaßen männliche Unfruchtbarkeit verursachen. Männliche Sterilität, auch Pollensterilität genannt, ist ein wichtiges Hilfsmittel bei der Planzenzucht. bei vielen Kulturpflanzen heute existiert der Samen von F.1-Hybriden aus einer männlich sterilen Mutterpflanze und einer zwittrigen Vaterpflanze. Bei der zytoplasmatischen Vererbung sind alle Nachkommen der männlich-sterilen Mutter auch männlich-steril. Biene chromosomal (Zellkern) Vererbung ist immer die Mutter heterozygot: mit dominanter männlicher Sterilität sind ihre Nachkommen halb hermaphroditisch oder weiblich. Biene rezessiv Vererbung, die Nachkommen sind halb zwittrig und halb weiblich oder alle zwittrig, je nachdem, ob der Vater homozygot oder heterozygot ist.

Bei stabiler Gynodioezie wird angenommen, dass die häufigste genetische Variante die der schmaler Wegerich ist: Es gibt ein zytoplasmatisch kontrolliertes Gen für männliche Sterilität (C) und zwei nicht verknüpfte chromosomale Gene (A und B), deren dominantes Allel die Sterilität umkehrt. Das Ergebnis ist dann wie folgt, wobei - für Großbuchstaben (dominant) oder Kleinbuchstaben (rezessiv) steht:

  • A-B- sind immer hermaphroditisch, unabhängig von C
  • A-bb mit C: Zwischenprodukte der teilweisen männlichen Fertilität.
  • aaB- oder aabb, mit C: feminin

Somit dominieren A und B die Expression von C. Wenn die dominanten Formen von A und B fehlen, d. h. a und b, sind Pflanzen mit C männlich steril, Pflanzen ohne Mehrdeutigkeit.

Bei Schmalwegerich ergibt sich ein hermaphroditisches/weibliches Verhältnis von 15 : 1 für die 16 möglichen Kombinationen. Die Häufigkeit weiblicher Pflanzen hängt aber auch von der Dichte ab: In dichten Populationen ist genügend Pollen vorhanden, sodass der Anteil reiner weiblicher Pflanzen höher ist als in Streupopulationen. Populationen in Großbritannien hatten zwischen 0 und 32% weibliche Pflanzen.

Evolution

Gynodioecia wird bevorzugt, wenn die rein weiblichen Pflanzen eine größere Fitness aufweisen als die hermaphroditischen.Das Verhältnis von weiblich zu hermaphroditisch wird durch die folgenden zwei Faktoren bestimmt:

  • Der Nachteil rein weiblicher Pflanzen ist, dass bei vielen weiblichen Pflanzen wenig Pollen zur Verfügung steht.
  • Nachteilig für Zwitter wegen der Selbstbefruchtung (Inzucht Depression) von zwittrigen Pflanzen und durch die Aufnahme von Nährstoffen für die Pollenproduktion.

Die höhere Fitness der weiblichen Pflanzen wird durch folgende Faktoren bestimmt:

  • Ihre Nachkommen sind das Ergebnis von Fremdbestäubung, mit dem resultierenden Heterosis sie sollten mehr Fitness haben.
  • Anstelle von Pollen können Nährstoffe in Früchte und Samen investiert werden.

Gynodioezie kann sich jedoch in Populationen, die sich hauptsächlich durch Selbstbefruchtung fortpflanzen, nicht stabilisieren. Theoretische Überlegungen führen zu der Annahme, dass Gynodioezie hauptsächlich in Populationen auftritt, die sich teilweise durch Selbstbefruchtung fortpflanzen und bei denen der Anteil der Fremdbefruchtung mehr als 50% beträgt.

Arten, bei denen Gynodioezie auftritt