Что такое автополиплоидия?
Автополиплоидия — это состояние, при котором организм получает несколько наборов хромосом из одного и того же типа генома или одного вида. Автополиплоидия чаще всего приводит к четному количеству хромосом. Из-за сходства хромосом они подвергаются многовариантному спариванию в процессе мейоза.
Автополиплоиды можно разделить на две категории на основании сходства генома, используемого при создании гибридной полиплоидной разновидности. Таким образом, автополиплоиды делятся на строгие автополиплоиды и межрасовые автополиплоиды. Строгая автополиплоидия относится к явлению, при котором гибрид образуется в результате удвоения хромосом одного и того же организма. Межрасовая автополиплоидия это явление, при котором гибрид образуется в результате скрещивания между разными организмами, имеющими один и тот же генотип.
В искусственных условиях автополиплоидия может быть вызвана колхицином. Колхицин представляет собой алкалоид, синтезируемый луговым шафраном. Колхицин обладает способностью препятствовать развитию ядерного веретена. Митоз, который следует за лечением колхицином, называется С-митозом, и он приводит к образованию бивалентов. Многие культурные растения являются автополиплоидами. Примеры включают тетраплоидный картофель и люцерну.
Возникновение полиплоидии
Причиной возникновения является нерасхождение хромосом в мейозе. В таком случае у половой клетки оказывается полный набор соматической клетки. Если такая гамета сливается с обычной, то получается триплоидная зигота, дающая начало триплоиду. При условии, что две гаметы содержат диплоидный набор, их слияние ведет к образованию тетраплоида.
Также полиплоидные организмы могут появиться при неоконченном митозе. Так, если после удвоения клетки не происходит ее деления, то получается тетраплоид. Тетраплоидные зиготы являются предшественниками тетраплоидных побегов, причем в цветках будут формироваться диплоидные гаметы вместо гаплоидных. При самоопылении может образоваться тетраплоид, а при обычном опылении гаметой – триплоид. Если растение размножается вегетативным путем, то исходная плоидность сохраняется.В дикой природе полиплоидия широко распространена, однако представлена неравномерно среди различных сообществ растительных и животных организмов. Данная разновидность мутаций играет важную роль в эволюционных преобразованиях диких и культурных покрытосеменных растений, среди которых около 50% видов являются полиплоидами.
Так как полиплоидные растения характеризуются ценными хозяйственными свойствами, то искусственную полиплоидизацию используют в растениеводстве с целью получения селекционного материала. Для этого в селекции применяются особые мутагены, к примеру, колхицин, который нарушает расхождение хромосом в мейозе и митозе.
Примерно 80% существующих ныне сортов разных видов культурных растений являются полиплоидами. К ним относятся овощные и плодово-ягодные культуры, злаковые, цитрусовые, технические, декоративные и лекарственные растения. Ярким примером результата полиплоидии служит триплоидная сахарная свекла, которая в отличие от обычной, имеет большую урожайность вегетативной массы и более крупные размеры корнеплодов в сочетании с их повышенной сахаристостью и устойчивостью к различным болезням. Но триплоидные растения не дают потомства. Поэтому селекционеры могут получать гибридные семена только при скрещивании тетраплоидной и диплоидной форм. Вследствие доказанной стерильности триплоидных гибридов были получены бессеменные плоды арбуза, винограда, банана, которые пользуются большим спросом.
Существуют такие виды полиплоидии: автополиплоидия и аллополиплоидия.
Первый вид описан выше. При аллополиплоидии ученые объединили метод искусственной полиплоидии с отдаленной гидридизацией. Так, были получены плодовитые гибриды растений, например, редьки и капусты, пшеницы и ржи, пшеницы и пырея. Эти гибриды обладают высокой урожайностью, холодостойкостью, неприхотливостью, устойчивостью к болезням.
Триплоиды
Прежде чем разбираться с полиплоидией, нужно немного понять, как тела создают новые клетки. Все человеческие клетки диплоидные, поэтому, когда создаются гаметы, они должны быть гаплоидными, или иметь только один набор хромосом, чтобы новый организм снова мог быть диплоидным. Однако во время этого процесса иногда что-то идет не так. Наиболее распространенным явлением является то, что иногда одна новая гамета получает две копии хромосом. Это может произойти, когда самки производят яйцеклетки. Когда яйцо с двумя наборами хромосом сливается с нормальным гаплоидным сперматозоидом, результирующая клетка имеет три набора хромосом, то есть она триплоидная.
Теперь каждая клетка в этом новом организме будет триплоидной. Для большинства животных это крайне вредно, и организм не выживет. Растения, как правило, лучше переносят полиплоидию и даже процветают с такими интенсивными генетическими изменениями.
Первый документированный случай полиплоидии
Именно таким, менее обычным, путем образовались полиплоидные гибриды между редькой и капустой. Это был первый хорошо задокументированный случай полиплоидии. Оба рода принадлежат к семейству крестоцветных и находятся в близком родстве. В и того и другого вида находится 18 хромосом, и в первой метафазе мейоза всегда обнаруживается 9 пар хромосом. С некоторым трудом был получен гибрид между этими растениями. В мейозе он имел 18 непарных хромосом (9 от редьки и 9 от капусты) и был совершенно бесплоден. Среди этих гибридных растений спонтанно образовался полиплоид, у которого в соматических клетках было 36 хромосом и в процессе мейоза регулярно образовывались 18 пар. Иными словами, полиплоидный гибрид имел все 18 хромосом как редьки, так и капусты, и они функционировали нормально. Этот гибрид был довольно плодовитым.
Образование полиплоидов
Прежде всего, расскажем о том, что подразумевается под этим загадочным словом. Клетки или особи, имеющие более двух наборов хромосом, называются полиплоидами. Полиплоидные клетки с небольшой частотой возникают в результате «ошибок» митоза. Это происходит, когда хромосомы делятся, а цитокинез не происходит. Таким образом могут образоваться клетки с удвоенным числом хромосом (диплоиды). Если они, пройдя через интерфазу, будут делиться, то смогут дать начало (половым или бесполым путем) новым особям, клетки которых будут иметь вдвое больше хромосом, чем у родителей. Соответственно, процесс их образования — вот что такое полиплоидия. Полиплоидные растения могут быть получены искусственно с помощью колхицина — алкалоида, подавляющего образование митотического веретена в результате нарушения образования микротрубочек.
Преимущества полиплоидии
В большом числе полиплоидных клеток растений, рыб и лягушек, очевидно, должны быть некоторые преимущества. Общим примером в растениях является наблюдение гибридной энергии, или гетерозиса, в результате чего полиплоидное потомство двоих диплоидных предшественников, является более энергичным и здоровым, чем любой из двух диплоидных родителей. Существует несколько возможных объяснений этого наблюдения. Первый заключается в том, что принудительное спаривание гомологичных хромосом предотвращает рекомбинацию между геномами исходных предшественников, эффективно поддерживая гетерозиготность в течение поколений.
Эта гетерозиготность предотвращает накопление рецессивных мутаций в геномах последующих поколений, тем самым поддерживая гибридную энергию. Другим важным фактором является избыточность генов в клетках растений. Поскольку у полиплоидного потомства в два раза больше копий какого-либо конкретного гена, потомство защищено от пагубных последствий рецессивных мутаций
Это особенно важно во время стадии гаметофита
Другим преимуществом, обеспечиваемым избыточным положением генов, является способность диверсифицировать функцию генов с течением времени. Другими словами, дополнительные копии генов, которые не требуются для нормальной функции организма, могут в конечном итоге использоваться по-новому и совершенно по-разному, что приводит к новым возможностям. В эволюционном выборе они играют чуть ли не решающую роль. Полиплоиды важны в происхождении новых видов растений.
Полиплоидные предки
Существует гораздо меньше видов полиплоидных животных, чем растений. Точная причина этого не совсем известна. Некоторые ученые считают, что это может быть связано с увеличением сложности строения организмов животных по сравнению с растениями. Другие предполагают, что полиплоидия может препятствовать образованию гамет, делению клеток или регуляции генома. Однако есть некоторые исключения. Примерами полиплоидии в животном мире являются рыбы, рептилии и насекомые.
Фактически недавние результаты исследований генома показывают, что многие виды, которые в настоящее время являются диплоидами, включая людей, были получены из полиплоидных предков. Эти виды, которые пережили древние генотипические дупликации, а затем редукцию генома, называются палеополиплоидами.
Триплоиды
Прежде чем разбираться с полиплоидией, нужно немного понять, как тела создают новые клетки. Все человеческие клетки диплоидные, поэтому, когда создаются гаметы, они должны быть гаплоидными, или иметь только один набор хромосом, чтобы новый организм снова мог быть диплоидным. Однако во время этого процесса иногда что-то идет не так. Наиболее распространенным явлением является то, что иногда одна новая гамета получает две копии хромосом. Это может произойти, когда самки производят яйцеклетки. Когда яйцо с двумя наборами хромосом сливается с нормальным гаплоидным сперматозоидом, результирующая клетка имеет три набора хромосом, то есть она триплоидная.
Теперь каждая клетка в этом новом организме будет триплоидной. Для большинства животных это крайне вредно, и организм не выживет. Растения, как правило, лучше переносят полиплоидию и даже процветают с такими интенсивными генетическими изменениями.
Еще примеры
Вот некоторые примеры полиплоидии у растений и животных. Ученые предположили, что две трети цветущих растений являются полиплоидами. Большинство папоротников и трав – это полиплоиды, а также картофель, яблоки, клубника. Бананы представляют собой интересный пример. Бананы являются триплоидами, и обычно триплоидные организмы не могут воспроизводить себя, то есть они стерильны. Это означает, что вы не можете получить семена бананов, чтобы посеять больше бананов. Фермеры отрезают побеги со стороны растения, прежде чем они производят фрукты и заканчивают свой цикл, и высаживают новое поколение.
Что такое полиплоидия? Это наследуемое состояние, обладающее более чем двумя полными наборами хромосом. Полиплоиды распространены среди растений, а также среди определенных групп рыб и амфибий. Например, некоторые саламандры, лягушки и пиявки являются полиплоидами. Многие из этих полиплоидных организмов хорошо адаптированы к окружающей среде.
Триплоиды
Прежде чем разбираться с полиплоидией, нужно немного понять, как тела создают новые клетки. Все человеческие клетки диплоидные, поэтому, когда создаются гаметы, они должны быть гаплоидными, или иметь только один набор хромосом, чтобы новый организм снова мог быть диплоидным. Однако во время этого процесса иногда что-то идет не так. Наиболее распространенным явлением является то, что иногда одна новая гамета получает две копии хромосом. Это может произойти, когда самки производят яйцеклетки. Когда яйцо с двумя наборами хромосом сливается с нормальным гаплоидным сперматозоидом, результирующая клетка имеет три набора хромосом, то есть она триплоидная.
Теперь каждая клетка в этом новом организме будет триплоидной. Для большинства животных это крайне вредно, и организм не выживет. Растения, как правило, лучше переносят полиплоидию и даже процветают с такими интенсивными генетическими изменениями.
Резюме — Автополиплоидия против аллополиплоидии
Полиплоиды образуются в результате нерасхождения, происходящего в фазе митоза, что приводит либо к бивалентам, либо к поливалентным. Автополиплоидия — это явление, при котором организм получает три или более набора хромосом от организмов, которые имеют похожие геномы, тогда как аллополиплоидия — это явление, при котором гибридный организм получает три или более набора хромосом от организмов, у которых нет аналогичных геномов. Получение этих двух типов полиплоидов оказалось полезным для селекции растений и выращивания сельскохозяйственных культур. В этом разница между автополиплоидией и аллополиплоидией.
Скачать PDF-версию Autopolyploidy vs Allopolyploidy
Вы можете загрузить PDF-версию этой статьи и использовать ее в автономных целях в соответствии с примечанием к цитированию. Пожалуйста, скачайте PDF-версию здесь. Разница между автополиплоидией и аллополиплоидией.
Где встречаются полиплоиды
Итак, мы ответили на вопрос, что такое полиплоидия. А где же встречаются такие растения?
Одни полиплоиды лучше приспособлены к сухим местам или более низким температурам, чем исходные диплоидные формы, в то время как другие лучше приспособлены к особым типам почв. Благодаря этому они могут заселять места с экстремальными условиями существования, в которых их диплоидные предки, скорее всего, погибли бы. С небольшой частотой они встречаются во многих естественных популяциях. Они легче, чем соответствующие им диплоиды, вступают в неродственные скрещивания. При этом сразу же могут получаться плодовитые гибриды. Реже полиплоиды гибридного происхождения образуются путем удвоения числа хромосом у стерильных диплоидных гибридов. Это один из путей восстановления плодовистости.
Полиплоидные предки
Существует гораздо меньше видов полиплоидных животных, чем растений. Точная причина этого не совсем известна. Некоторые ученые считают, что это может быть связано с увеличением сложности строения организмов животных по сравнению с растениями. Другие предполагают, что полиплоидия может препятствовать образованию гамет, делению клеток или регуляции генома. Однако есть некоторые исключения. Примерами полиплоидии в животном мире являются рыбы, рептилии и насекомые.
Фактически недавние результаты исследований генома показывают, что многие виды, которые в настоящее время являются диплоидами, включая людей, были получены из полиплоидных предков. Эти виды, которые пережили древние генотипические дупликации, а затем редукцию генома, называются палеополиплоидами.
Ключевое отличие — автополиплоидия против аллополиплоидии
Полиплоидия относится к типу хромосомной аберрации, которая приводит к появлению в организме трех или более наборов хромосом вместо нормального диплоидного состояния. В большинстве случаев полиплоидия используется в селекции растений и дала положительные результаты при создании гибридных сортов. Таким образом, полиплоидные разновидности в основном объясняются в биологии растений. Полиплоиды в основном образуются в результате нерасхождения сестринских хроматид во время митоза. Есть два основных типа полиплоидии; Автополиплоидия и аллополиплоидия. Автополиплоидия — это состояние, при котором организм состоит из трех или более наборов хромосом, полученных от одного и того же вида со сходными геномами. Аллоплоидия — это состояние, при котором организм состоит из трех или более наборов хромосом, полученных от разных видов с разными геномами. В ключевое отличие между автополиплоидией и аллополиплоидией — это тип организмов, которые вносят вклад в соответствующее состояние полиплоидии..ВПри автополиплоидии полученные наборы хромосом принадлежат к одному типу генома, тогда как при аллополиплоидии организмы состоят из трех или более наборов хромосом, полученных организмами с разными типами генома.
1. Обзор и основные отличия 2. Что такое автополиплоидия 3. Что такое аллополиплоидия 4. Сходства между автополиплоидией и аллополиплоидией. 5. Сравнение бок о бок — автополиплоидия против аллополиплоидии в табличной форме 6. Резюме
Аллополиполиды и автополиплоиды
Аллополиплоиды — это виды, в клетках которых имеется более трех наборов хромосом, и они встречаются чаще, чем автополиплоиды, но автополиплоиды имеют большее значение.
Автополиплоиды — это полиплоиды с несколькими группами хромосом, происходящими от одного и того же таксона (группа научной классификации). Примерами природных автополиплоидов являются контрейлерное растение (Tolmiea menzisii) и белый осетр (Acipenser transmontanum).
Автополиплоиды имеют по крайней мере три группы гомологичных хромосом, что вызывает высокий процент спариваний во время мейоза и снижение фертильности за счет ассоциации.
В естественных автополиплоидах спаривание неправильных хромосом во время мейоза вызывает бесплодие, потому что имеет место поливалентное образование.
Вид происходит от автополиплоидии, если яйца и сперма организмов в популяции имеют случайно удвоенное количество хромосом и когда они воспроизводятся друг с другом, они производят тетраплоидное потомство.
Если эти потомки спариваются друг с другом, создается фертильное тетраплоидное потомство, генетически изолированное от остальной популяции. Таким образом, автополиплоидия одного поколения создает барьер для потока генов между созревающими видами и их родительскими видами.
Как возникает автополиплоидия?
- Невыровненное деление хромосом: Автополиплоидия может возникнуть при невыровненном делении хромосом в процессе мейоза или митоза. Это может привести к образованию гамет с дополнительными наборами хромосом, что в свою очередь может привести к образованию автополиплоидных особей.
- Автогамия: Автополиплоидия может возникнуть также в результате самоопыления (автогамия) особей, у которых происходит удвоение гаплоидного набора хромосом. Это может привести к образованию гамет с двойным набором хромосом, что в свою очередь может привести к образованию автополиплоидных особей.
- Неправильное оплодотворение: Автополиплоидия также может возникнуть в результате неправильного оплодотворения, когда сперма оплодотворяет две яйцеклетки, или две сперматозоида оплодотворяют одну яйцеклетку. Это может привести к образованию зигот с дополнительными наборами хромосом, что в свою очередь может привести к образованию автополиплоидных особей.
Эти механизмы могут приводить к возникновению автополиплоидных особей в растениях и некоторых животных.
Полиплоидия у растений
Термин полиплоидия был предложен в 1916 году немецким ученым Винклером, изучавшим образцы аномальных (химерных) тканей у паслена.
Естественная полиплоидность в природе распространена достаточно широко. До 75% арктический флоры – полиплоиды, так же велик процент полиплоидов в пустынных и высокогорных регионах, где выживают растения, устойчивые к экстремальным условиям обитания.
Человеком полиплоидия используется издавна. Сначала просто размножали самые крупные экземпляры, дающие много зерна или же хорошие плоды. С развитием генетики выяснилось, что такие гиганты – отобранные природные полиплоиды. В настоящее время на основе искусственной автополиплоидии синтезированы высокоурожайные формы и сорта пшеницы, ржи, гречихи, кукурузы, картофеля, хлопчатника, сахарной свеклы, сахарного тростника и других культурных растений. Растения-полиплоиды как правило характеризуются более крупными размерами, повышенным содержанием ряда веществ, устойчивостью к неблагоприятным факторам внешней среды, отличными от исходных форм сроками цветения и плодоношения. Искусственная полиплоидия вызывается ядами, разрушающими веретено деления, такими как алкалоид колхицин .
Аллополиплоидия (межвидовое скрещивание) обычно возникает от удвоения хромосом гибрида двух видов, что приводит к его плодовитости (амфиплоидия). Пример природной аллополиплоидии – алыча, гибрид терна и дикой сливы, полученный тысячелетия назад в результате естественной гибридизации. Искусственный гибрид получен в 1928 году русским цитогенетиком Карпеченко, который скрестил редьку с капустой. Полученый «амфидиплоид» получил научное название Paphanobrassica. У этого растения листья были как у редьки, а корни напоминали капустные. Хотя экономической ценностью полученный гибрид не обладает, зато позиционируется эволюционистами в качестве доказательства реальности биологической эволюции. В этом случае стоит отметить, что Paphanobrassica имела признаки обеих видов-прародителей, но не обладало принципиально новыми признаками, которые бы указывали на возможность прогрессивных макроэволюционных изменений.
Полиплоидные предки
Существует гораздо меньше видов полиплоидных животных, чем растений. Точная причина этого не совсем известна. Некоторые ученые считают, что это может быть связано с увеличением сложности строения организмов животных по сравнению с растениями. Другие предполагают, что полиплоидия может препятствовать образованию гамет, делению клеток или регуляции генома. Однако есть некоторые исключения. Примерами полиплоидии в животном мире являются рыбы, рептилии и насекомые.
Фактически недавние результаты исследований генома показывают, что многие виды, которые в настоящее время являются диплоидами, включая людей, были получены из полиплоидных предков. Эти виды, которые пережили древние генотипические дупликации, а затем редукцию генома, называются палеополиплоидами.
Пшеница
Одной из важнейших полиплоидных групп растений можно считать род Triticum пшеницы (на фото далее). Самая распространенная в мире хлебная культура — мягкая пшеница (Т. aestivum) — имеет 2n = 42. возникла как минимум 8000 лет назад, вероятно, в Центральной Европе, в результате естественной гибридизации возделываемой пшеницы, имеющей 2n = 28, с диким злаком того же рода, имеющим 2n = 14. Дикий злак, вероятно, рос как сорняк среди посевов пшеницы. Гибридизация, давшая начало мягкой пшенице, могла произойти между полиплоидами, появлявшимися время от времени в популяциях обоих родительских видов.
Вполне вероятно, что как только 42-хромосомная пшеница с ее полезными признаками появилась на полях первых земледельцев, они сразу ее заметили и отобрали для дальнейшего культивирования. Одна из ее родительских форм, 28-хромосомная возделываемая пшеница, произошла в результате гибридизации двух диких 14-хромосомных видов с Ближнего Востока. имеющие 2n = 28, и теперь продолжают возделываться наряду с 42-хромосомными. Такие 28-хромосомные пшеницы представляют собой главный источник зерна для производства макарон благодаря высокой клейкости их белка. Вот какую роль играет полиплоидия.
Нарушения плоидности у человека
У человека большая часть клеток диплоидны. Гаплоидны только зрелые половые клетки (гаметы). Другие варианты плоидности — несут лишь отрицательное воздействие.
Примеры анеуплоидии у человека: синдром Дауна (21-я хромосома представлена тремя копиями), синдром Кляйнфельтера — избыточная X хромосома (XXY), синдром Тернера — отсутствие одной из половых хромосом (X0). Описаны также примеры утроения X хромосомы и некоторые другие аномалии.
Примерами полиплоидии являются абортивные триплоидные зародыши и триплоидные новорождённые (срок их жизни при этом не превышает нескольких дней), а также диплоидно-триплоидные мозаики.
полиплоидия
Полиплоидия — это состояние клеток, которые имеют более двух групп хромосом в своем ядре, которые образуют пары, называемые гомологами.
Полиплоидия может появиться из-за нарушения клеточного деления. Это может происходить во время митоза (деления клеток соматических клеток) или во время метафазы I мейоза (деления клеток половых клеток)..
Это состояние также можно стимулировать в клеточных культурах и растениях с использованием химических индукторов. Самые известные из них колхицин, что может привести к хромосомному дублированию, как оризалин.
Кроме того, полиплоидия представляет собой механизм симпатрического видообразования, то есть образование вида без предварительного установления географического барьера между двумя популяциями. Это происходит потому, что полиплоидные организмы не могут скрещиваться с другими представителями своего вида, которые являются диплоидными, большую часть времени.
Примером полиплоидии является растение Erythranthe peregrina: хромосомная последовательность этого растения подтвердила, что этот вид происходит из Erythranthe robertsii, стерильного триплоидного гибрида из скрещивания Erythranthe guttata и E. Erythranthe lutea. Эти виды были завезены в Великобританию из другого места обитания..
При натурализации в новой экосистеме новые популяции Erythranthe peregrina появились в Шотландии и на Оркнейских островах путем дублирования генома местных популяций Erythranthe robertsii..
Еще примеры
Вот некоторые примеры полиплоидии у растений и животных. Ученые предположили, что две трети цветущих растений являются полиплоидами. Большинство папоротников и трав – это полиплоиды, а также картофель, яблоки, клубника. Бананы представляют собой интересный пример. Бананы являются триплоидами, и обычно триплоидные организмы не могут воспроизводить себя, то есть они стерильны. Это означает, что вы не можете получить семена бананов, чтобы посеять больше бананов. Фермеры отрезают побеги со стороны растения, прежде чем они производят фрукты и заканчивают свой цикл, и высаживают новое поколение.
Что такое полиплоидия? Это наследуемое состояние, обладающее более чем двумя полными наборами хромосом. Полиплоиды распространены среди растений, а также среди определенных групп рыб и амфибий. Например, некоторые саламандры, лягушки и пиявки являются полиплоидами. Многие из этих полиплоидных организмов хорошо адаптированы к окружающей среде.
Как возникает полиплоидия
Полиплоидия — одна из форм изменчивости. Обеспечивает видовое разнообразие, когда потомство приобретает новые черты, отличаясь фенотипически от родителей.
Основное условие — отсутствие расхождения хромосом в мейозе. При этом половая клетка будет иметь диплоидный хромосомный набор. Если ее скрестить с гаплоидной клеткой получится триплоид, если же произойдет слияние между клетками с одинаковым количеством хромосомных наборов – образуется тетраплоидная зигота.
У каких организмов встречается полиплоидия?
Среди диких видов растений, особенно цветковых, полиплоидия наблюдается часто (полиплоидов примерно половина). Поскольку растения могут размножаться вегетативно, полиплоидность не мешает им давать потомство, в отличие от животных.
В животном мире такое явление редкое, поскольку нерасхождение хромосом в мейозе приводит к генетическим ошибкам. Полиплоидия у животных характерна для некоторых гермафродитов (представители типа Черви) и особей, которые размножаются без оплодотворения. Плоидность простейших отличается колоссальным количеством наборов хромосом (около ста).
Пшеница
Одной из важнейших полиплоидных групп растений можно считать род Triticum пшеницы (на фото далее). Самая распространенная в мире хлебная культура — мягкая пшеница (Т. aestivum) — имеет 2n = 42. возникла как минимум 8000 лет назад, вероятно, в Центральной Европе, в результате естественной гибридизации возделываемой пшеницы, имеющей 2n = 28, с диким злаком того же рода, имеющим 2n = 14. Дикий злак, вероятно, рос как сорняк среди посевов пшеницы. Гибридизация, давшая начало мягкой пшенице, могла произойти между полиплоидами, появлявшимися время от времени в популяциях обоих родительских видов.
Вполне вероятно, что как только 42-хромосомная пшеница с ее полезными признаками появилась на полях первых земледельцев, они сразу ее заметили и отобрали для дальнейшего культивирования. Одна из ее родительских форм, 28-хромосомная возделываемая пшеница, произошла в результате гибридизации двух диких 14-хромосомных видов с Ближнего Востока. имеющие 2n = 28, и теперь продолжают возделываться наряду с 42-хромосомными. Такие 28-хромосомные пшеницы представляют собой главный источник зерна для производства макарон благодаря высокой клейкости их белка. Вот какую роль играет полиплоидия.
Ключевая разница — автополиплоидия против аллополиплоидии
Полиплоидия относится к типу хромосомной аберрации, которая приводит к образованию организма с тремя или более наборами хромосом вместо нормального диплоидного состояния. В большинстве случаев полиплоидия используется в селекции растений, и она показала положительные результаты в развитии гибридных сортов. Поэтому полиплоидные сорта в основном объясняются в биологии растений. Полиплоиды в основном образуются в результате нерасщепления между сестринскими хроматидами во время митоза. Существует два основных типа полиплоидии; Аутополиплоиды и аллополиплоиды. Аутополиплоидия — это состояние, при котором организм состоит из трех или более наборов хромосом, полученных от одного и того же вида со сходными геномами. Аллоплоидия — это состояние, при котором организм состоит из трех или более наборов хромосом, полученных от разных видов с разными геномами. ключевое отличие между Autopolyploidy и Allopolyploidy — тип организмов, которые способствуют соответствующему условию полиплоидии. В Аутополиплоидия, наборы полученных хромосом имеют один и тот же тип генома, тогда как в аллополиплоидии организмы состоят из трех или более наборов хромосом, полученных организмами разных типов геномов..
1. Обзор и основные отличия2. Что такое автополиплоидия3. Что такое аллополиплоидия4. Сходство между аутополиплоидией и аллополиплоидией5. Сравнение бок о бок — аутополиплоидия против аллополиплоидии в табличной форме6. Резюме
Где встречаются полиплоиды
Итак, мы ответили на вопрос, что такое полиплоидия. А где же встречаются такие растения?
Одни полиплоиды лучше приспособлены к сухим местам или более низким температурам, чем исходные диплоидные формы, в то время как другие лучше приспособлены к особым типам почв. Благодаря этому они могут заселять места с экстремальными условиями существования, в которых их диплоидные предки, скорее всего, погибли бы. С небольшой частотой они встречаются во многих естественных популяциях. Они легче, чем соответствующие им диплоиды, вступают в неродственные скрещивания. При этом сразу же могут получаться плодовитые гибриды. Реже полиплоиды гибридного происхождения образуются путем удвоения числа хромосом у стерильных диплоидных гибридов. Это один из путей восстановления плодовистости.
Полиплоидные предки
Существует гораздо меньше видов полиплоидных животных, чем растений. Точная причина этого не совсем известна. Некоторые ученые считают, что это может быть связано с увеличением сложности строения организмов животных по сравнению с растениями. Другие предполагают, что полиплоидия может препятствовать образованию гамет, делению клеток или регуляции генома. Однако есть некоторые исключения. Примерами полиплоидии в животном мире являются рыбы, рептилии и насекомые.
Фактически недавние результаты исследований генома показывают, что многие виды, которые в настоящее время являются диплоидами, включая людей, были получены из полиплоидных предков. Эти виды, которые пережили древние генотипические дупликации, а затем редукцию генома, называются палеополиплоидами.