- Polyploidie
- Wie kommt es zur Autopolyploidie?
- Was ist Autotriploidie?
- Alopolipolide und Autopolyploide
- Verweise
Die Autopoliploidie ist eine Art von Polyploidie (Zellen mit mehr als zwei Chromosomensätzen im Kern), bei der ein Organismus oder eine Spezies zwei oder mehr identische Chromosomensätze aufweist. Daher ist es das Ergebnis der Verdoppelung einer Gruppe von Chromosomen derselben Spezies.
Basierend auf Studien, die mit Pflanzen durchgeführt wurden, wurde entschieden, dass die Kriterien, die zur Klassifizierung von Polyploiden verwendet werden sollten, von ihrer Herkunftsart ausgehen sollten. Die Vielfalt der Mechanismen, die sowohl bei Pflanzen als auch bei Tieren auftreten, ermöglicht es uns, zwei große Klassen von Polyploidie zu strukturieren: Autopolyploidie und Allopolyploidie.
Tigridia pavonia. Von Rjcastillo aus Wikimedia Commons
Im Falle einer Autopolyploidie werden mehr als zwei Gruppen identischer Chromosomen kombiniert, so dass die Zelle mehr als zwei Gruppen haploider Chromosomen aufweist, die von den Eltern geerbt wurden. Diese beiden Chromosomensätze der Eltern werden bei den Kindern dupliziert, wodurch eine neue Art entstehen kann.
Es gibt verschiedene Arten von Chromosomen: haploide (einfach), diploide (doppelt), triploide (dreifach) und tetraploide (vierfach). Dreifache und Vierfache sind also Beispiele für Polyploidie.
Lebewesen mit Zellen mit Kernen (Eukaryoten) sind diploid, was bedeutet, dass sie zwei Gruppen von Chromosomen haben, wobei jede Gruppe von einem Elternteil stammt. Bei einigen Lebewesen (hauptsächlich Pflanzen) ist es jedoch üblich, Polyploidie zu finden.
Polyploidie
Polyploidie ist der Zustand von Zellen, die mehr als zwei Chromosomensätze in ihrem Kern haben, die Paare bilden, die als Homologe bezeichnet werden.
Polyploidie kann aufgrund einer Abnormalität in der Zellteilung auftreten. Dies kann während der Mitose (Zellteilung somatischer Zellen) oder während der Metaphase I der Meiose (Zellteilung von Geschlechtszellen) geschehen.
Dieser Zustand kann auch in Zellkulturen und Pflanzen unter Verwendung chemischer Induktoren stimuliert werden. Am bekanntesten ist Colchicin, das wie Oryzalin eine Chromosomenduplikation hervorrufen kann.
Darüber hinaus ist Polyploidie ein Mechanismus der sympatrischen Speziation, dh die Bildung einer Art ohne vorherige Schaffung einer geografischen Barriere zwischen zwei Populationen. Dies liegt daran, dass sich polyploide Organismen die meiste Zeit nicht mit anderen diploiden Mitgliedern ihrer Spezies kreuzen können.
Ein Beispiel für Polyploidie ist die Erythranthe peregrina-Pflanze: Die chromosomale Sequenz dieser Pflanze bestätigte, dass die Art aus Erythranthe robertsii stammt, einem sterilen triploiden Hybrid aus der Kreuzung zwischen Erythranthe guttata und E. Erythranthe lutea. Diese Arten wurden aus einem anderen Lebensraum nach Großbritannien gebracht.
Bei der Einbürgerung in das neue Ökosystem traten in Schottland und auf den Orkney-Inseln neue Populationen von Erythranthe peregrina auf, da das Genom der lokalen Populationen von Erythranthe robertsii doppelt vorhanden war.
Wie kommt es zur Autopolyploidie?
Autopolyploidie kann als Ergebnis verschiedener Prozesse auftreten, die eine Art erlebt:
- Einfache genomische Duplikation aufgrund von Defekten in der Keimzellteilung nach mitotischer Teilung
- Produktion und Befruchtung von Gameten, die nicht durch Fehler bei der Zellteilung nach Meiose reduziert wurden (bei Tieren tritt sie grundsätzlich in Eiern auf)
- Polyspermie, bei der eine Eizelle von mehr als einem Sperma befruchtet wird
Darüber hinaus gibt es externe Faktoren wie die Art der Reproduktion und die Umgebungstemperatur, die die Häufigkeit und Menge der autopolyploiden Produktion erhöhen können.
Manchmal treten Autopolyploide durch spontane Verdoppelung des somatischen Genoms auf, wie im Fall von Apfelsprossen (Malus domesticus).
Dies ist die häufigste Form der künstlich induzierten Polyploidie, bei der Methoden wie die Protoplastenfusion oder die Behandlung mit Colchicin, Oryzalin oder mitotischen Inhibitoren angewendet werden, um die normale mitotische Teilung zu stören.
Dieser Prozess aktiviert die Produktion von polyploiden Zellen und kann bei der Verbesserung von Pflanzen sehr nützlich sein, insbesondere wenn Sie bei Eichen und Birken in Pflanzen eine Introgression (Bewegung von Genen von einer Art zur anderen durch Hybridisierung und anschließende Rückkreuzung) anwenden möchten. und Fall von Wölfen und Kojoten bei Tieren.
Was ist Autotriploidie?
Autotriploidie ist ein Zustand, bei dem Zellen eine dreifache Anzahl von Chromosomen derselben Spezies enthalten, die drei identische Genome aufweisen. Bei Pflanzen hängt die Autotriploidie mit der apomiktischen Paarung zusammen (Vermehrung mittels Samen).
In der Landwirtschaft kann Autotriploidie zu Samenmangel führen, wie bei Bananen und Wassermelonen. Triploidie wird auch in Lachs- und Forellenkulturen angewendet, um Sterilität zu induzieren.
Triploide Welpen sind steril ("Triploid Block" -Phänomen), können jedoch gelegentlich zur Bildung von Tetraploiden beitragen. Dieser Weg zur Tetraploidie ist als "triploide Brücke" bekannt.
Alopolipolide und Autopolyploide
Allopolyploide sind Arten, die mehr als drei Chromosomensätze in ihren Zellen haben und häufiger als Autopolyploide sind, aber Autopolyploide erhalten eine größere Relevanz
Autopolyploide sind Polyploide mit mehreren Gruppen von Chromosomen, die von demselben Taxon abgeleitet sind (wissenschaftliche Klassifikationsgruppe). Beispiele für natürliche Autopolyploide sind die Huckepackpflanze (Tolmiea menzisii) und der Weißstör (Acipenser transmontanum).
Autopolyploide haben mindestens drei Gruppen homologer Chromosomen. Dies führt zu einem hohen Prozentsatz der Paarung während der Meiose und zu einer verminderten Fruchtbarkeit durch Assoziation.
Bei natürlichen Autopolyploiden verursacht die Paarung unregelmäßiger Chromosomen während der Meiose Sterilität, da eine multivalente Bildung stattfindet.
Eine Art entsteht durch Autopolyploidie, wenn die Eier und Spermien der Organismen in der Population eine versehentlich verdoppelte Anzahl von Chromosomen aufweisen und wenn sie sich miteinander vermehren, tetraploide Nachkommen entstehen.
Wenn sich diese Nachkommen miteinander paaren, wird eine fruchtbare tetraploide Nachkommenschaft erzeugt, die genetisch vom Rest der Population isoliert ist. Somit schafft die Autopolyploidie einer Generation eine Barriere für den Genfluss zwischen reifenden Spezies und ihren Elternspezies.
Verweise
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- Gregory, T. (2005). Die Evolution des Genoms. San Diego: Elservier Academic Press.
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- Jenkins, J. (1986). Genetik. Barcelona: Editorial Reverté.
- Niklas, K. (1997). Die Evolutionsbiologie der Pflanzen. Chicago: Die University of Chicago Press.