ПОЛИПЛОИДИЯ
Смотреть что такое «ПОЛИПЛОИДИЯ» в других словарях:
ПОЛИПЛОИДИЯ — (от греч. polyploos многократный и eidos вид), эуплоидия, наследств, изменение, заключающееся в кратном увеличении числа наборов хромосом в клетках организма. Наиб, часто встречается у растений и простейших, а из многоклеточных животных у… … Биологический энциклопедический словарь
ПОЛИПЛОИДИЯ — (от греч. polyploos многократный и eidos вид) наследственное изменение, заключающееся в кратном увеличении числа наборов хромосом в клетках организма. Широко распространена у растений (большинство культурных растений полиплоиды), среди… … Большой Энциклопедический словарь
ПОЛИПЛОИДИЯ — ПОЛИПЛОИДИЯ, наследственное изменение, заключающееся в кратном увеличении числа наборов ХРОМОСОМ в клетках или ядрах организма. Наиболее часто встречается у растений, в частности у злаковых, а из многоклеточных животных у дождевых червей.… … Научно-технический энциклопедический словарь
полиплоидия — сущ., кол во синонимов: 2 • автополиплоидия (1) • аутополиплоидия (1) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
полиплоидия — Кратно увеличенное по отношению к диплоидному набору число хромосом; различают аутополиплоидию (см. autopolyploid) и аллополиплоидию, некратное диплоидному набору число хромосом называют анеуплоидией. [Арефьев В.А., Лисовенко Л.А. Англо русский… … Справочник технического переводчика
Полиплоидия — (от греческого polyploos многократный и eidos вид), наследственное изменение, заключающееся в кратном увеличении числа наборов хромосом в клетках организма. Распространена у растений (большинство культурных растений полиплоиды), среди… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
Полиплоидия — Плоидность характеристика клетки или многоклеточного организма в отношении состава хромосом, находящихся в ядре клетки. Различают клетки гаплоидные (с одинарным набором непарных хромосом), диплоидные (с парными хромосомами), полиплоидные (их… … Википедия
Полиплоидия — (от греч. polýploos многопутный, здесь многократный и éidos вид) кратное увеличение числа хромосом (См. Хромосомы) в клетках растений или животных. П. широко распространена в мире растений. Среди раздельнополых животных встречается редко … Большая советская энциклопедия
полиплоидия — и; ж. Биол. Кратное увеличение числа хромосом в клетке. Экспериментальная п. П. в растительном мире. * * * полиплоидия (от греч. polýploos многократный и éidos вид), наследственное изменение,… … Энциклопедический словарь
Отличия полиплоидных сортов от обычных
Полиплоидия — это состояние, когда у растений количество хромосом больше, чем у нормальных особей того же вида. Полиплоидные сорта, соответственно, имеют больше хромосом, чем их родители. На практике это может выражаться в увеличении размеров растений, их фруктов и ягод, а также улучшении эстетических свойств.
Кроме того, полиплоидные растения не всегда могут быть получены естественным путем и часто нуждаются в специальных методах разведения, чтобы сохранить их стабильность и ценность. Однако, благодаря своим уникальным свойствам, полиплоидные сорта популярны среди садоводов и занимают почетное место в садоводстве и ландшафтном дизайне.
Кроме того, полиплоидия может негативно влиять на способность растений к воспроизведению и гибридизации, что может приводить к ограничению разведения новых сортов на основе полиплоидных растений. Однако, с другой стороны, полиплоидия может также увеличивать устойчивость к некоторым заболеваниям и вредителям, что повышает их коммерческую ценность и популярность среди садоводов и фермеров.
В целом, полиплоидные сорта отличаются от обычных растений уникальными свойствами и характеристиками, которые могут использоваться в разных областях сельского хозяйства и ландшафтного дизайна. Однако, необходимо учитывать некоторые ограничения и особенности их разведения и использования, чтобы обеспечить стабильность и долговечность этих растений.
Ненаследственная изменчивость, понятие нормы реакции, использование ее в сельскохозяйственном производстве.
Изменчивость – способность живых организмов приобретать новые признаки и свойства. Благодаря изменчивости организмы могут приспосабливаться к изменяющимся условиям среды обитания.
Ненаследственная изменчивость не вызывает изменений генотипа, она связана с реакцией данного, одного и того же генотипа на изменение внешней среды: в оптимальных условиях выявляется максимум возможностей, присущих данному генотипу. Так, продуктивность беспородных животных в условиях улучшенного содержания и ухода повышается (надои молока, нагул мяса). В этом случае все особи с одинаковым генотипом отвечают на внешние условия одинаково. Однако другой признак – жирность молока – слабо подвержен изменениям условий среды, а масть животного – еще более устойчивый признак. Ненаследственная изменчивость обычно колеблется в определенных пределах. Степень варьирования признака у организма, то есть пределы ненаследственной изменчивости, называется нормой реакции. Фенотипические признаки не передаются от родителей потомкам, наследуется лишь норма реакции, то есть характер реагирования на изменение окружающих условий. У гетерозиготных организмов при изменении условий среды можно вызвать различные проявления данного признака.
Свойства ненаследственной изменчивости:
1) ненаследуемость;
2) групповой характер изменений;
3) соотнесение изменений действию определенного фактора среды;
4) обусловленность пределов изменчивости генотипом.
В сельском хозяйстве используют такие приемы, как создание оптимальной густоты стояния, внесение удобрений, полив и другие способы ухода за растениями. В этих случаях пользуются ненаследственной изменчивостью – улучшая условия выращивания, добиваются повышение урожайности, улучшение его качества.
В характеристиках многих сортов встречается понятие «отзывчив на полив», «отзывчив на удобрение», «обладает относительной устойчивостью», «урожайность 30-40 ц/га», в этом случае подразумевают норму реакции.
Понятие полиплоидии в ботанике
Что такое полиплоидия?
Полиплоидия — это генетическое отклонение, при котором у клеток и организмов встречается более двух комплектов хромосом.
Это отклонение может быть спонтанным (например, в результате неудачной мейотической деления) или полученным на практике (например, в результате кроссинга, создания гибридов или изменения условий среды).
Полиплоидия в ботанике является обычным явлением и встречается у большинства растений.
Растения, отличающиеся полиплоидией, имеют большее количество генетической информации и, как следствие, могут иметь измененные фенотипические характеристики.
Например, у полиплоидных растений может быть более крупный размер, улучшенная устойчивость к заболеваниям и стрессам, а также более насыщенная окраска цветов.
Некоторые полиплоидные сорта используются в садоводстве и сельском хозяйстве для улучшения качества и урожайности урожая.
Почему в результате митоза возникают дочерние клетки с идентичными наборами хромосом.
Центральное место в митозе занимает процесс репликации ДНК.
Репликация ДНК — процесс синтеза дочерней молекулы ДНК, который происходит в процессе деления клетки на матрице родительской молекулы ДНК. При этом цепи молекулы ДНК расходятся и каждая из них становится матрицей, на которой синтезируется новая комплементарная цепь. В результате образуются новые двуспиральные молекулы ДНК, идентичные родительской молекуле.
Частота ошибок при ДНК-репликации не превышает 1 на 109–1010 нуклеотидов. Столь высокая степень точности воспроизведения информации определяется не только комплементарностью нуклеотидов, но и действием ДНК-полимераз, которые способны распознать ошибку в образующемся коде и исправить её.
Таким образом, при митозе генетический материал, зашифрованный в ДНК, удваивается и делится между дочерними клетками.
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.
Значение полиплоидии
Полиплоидия сыграла огромную роль в эволюции диких и окультуренных растений (предполагают, что 30% растений появились благодаря полиплоидии). Свидетельством роли полиплоидии в эволюционном становлении растительного мира служат полиплоидные ряды. В таком случае представители одного рода формируют эуплоидный ряд с увеличением количества хромосомных наборов.
Усовершенствованная морфология и физиология полиплоидных растений дает им возможность заселять новые места, которые недоступны другим видам из-за нeблагоприятные внешние условия.
Многие века человек неосознанно вел отбор полиплоидных видов, которые приносили большие урожаи, были выносливы к плохим погодным условиям и действию патогенных микроорганизмов. Овладение методом экспериментального образования полиплоидов дало возможность внедрить высокопродуктивные виды, например, триплоидную сахарную свеклу, или перечную мяту.
Полиплоидия также встречается при патологическом разрастании ткани, образовании злокачественных опухолей.
Значение полиплоидии
Полиплоидия сыграла огромную роль в эволюции диких и окультуренных растений (предполагают, что 30% растений появились благодаря полиплоидии). Свидетельством роли полиплоидии в эволюционном становлении растительного мира служат полиплоидные ряды. В таком случае представители одного рода формируют эуплоидный ряд с увеличением количества хромосомных наборов.
Усовершенствованная морфология и физиология полиплоидных растений дает им возможность заселять новые места, которые недоступны другим видам из-за неблагоприятные внешние условия.
Многие века человек неосознанно вел отбор полиплоидных видов, которые приносили большие урожаи, были выносливы к плохим погодным условиям и действию патогенных микроорганизмов. Овладение методом экспериментального образования полиплоидов дало возможность внедрить высокопродуктивные виды, например, триплоидную сахарную свеклу, или перечную мяту.
Полиплоидия также встречается при патологическом разрастании ткани, образовании злокачественных опухолей.
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.
Формы анеуплоидии
Анеуплоидия — наследственное изменение, при котором число хромосом в клетках не кратно основному набору. Может выражаться, например, в наличии добавочной хромосомы (n+ 1, 2n + 1 и т. п.) или в нехватке какой-либо хромосомы (n — 1, 2n — 1 и т. п.). Анеуплоидия может возникнуть, если в анафазе I мейоза гомологичные хромосомы одной или нескольких пар не разойдутся. В этом случае оба члена пары направляются к одному и тому же полюсу клетки, и тогда мейоз приводит к образованию гамет, содержащих на одну или несколько хромосом больше или меньше, чем в норме.
Это явление известно под названием нерасхождение.
Когда гамета с недостающей или лишней хромосомой сливается с нормальной гаплоидной гаметой, образуется зигота с нечетным числом хромосом: вместо каких-либо двух гомологов в такой зиготе их может быть три или только один.
Зигота, в которой количество аутосом меньше нормального диплоидного, обычно не развивается, но зиготы с лишними хромосомами иногда способны к развитию.
Однако из таких зигот в большинстве случаев развиваются особи с резко выраженными аномалиями.
Значимость полиплоидных сортов для растений
Полиплоидия — это изменение хромосомного набора растений, которое приводит к увеличению числа хромосом
Полиплоидные сорта имеют большее число хромосом, чем обычные сорта, что может оказывать важное влияние на их рост и развитие
Одним из главных преимуществ полиплоидных сортов является их повышенная устойчивость к болезням и стрессовым условиям. Это связано с тем, что увеличение числа хромосом увеличивает генетическую изменчивость, что способствует выживанию растений в сложных условиях.
Полиплоидные сорта также имеют повышенную продуктивность и качество урожая, что особенно важно в сельском хозяйстве. Например, многие сорта овощных культур получаются путем создания полиплоидных форм, которые отличаются более крупными, сочными и вкусными плодами
Также полиплоидные сорта могут использоваться для создания гибридных растений, что позволяет комбинировать различные признаки и получать новые уникальные сорта с лучшими свойствами.
- В целом, полиплоидия — это важный фактор, влияющий на фенотип растений и обладающий значительным потенциалом для улучшения агрономических свойств сельскохозяйственных культур.
- Использование полиплоидных сортов может способствовать повышению урожайности, устойчивости к болезням и стрессовым условиям, а также улучшению качества продукции.
Митохондриальная наследственность.
Суть нехромосомной, в общем, и митохондриальной, в частности, наследственности заключается в том, что в отличие от большинства признаков, которые передаются потомству от обоих родителей, некоторые признаки и свойства наследуются только от одного из родителей, а именно по материнской линии.
Поскольку у высших растений цитоплазма зиготы происходит в основном от женской гаметы (яйцеклетки), а мужская гамета (спермий) представлена главным образом хромосомным материалом, объяснение феномена материнской наследственности сводилось к тому, что некоторые наследственные факторы расположены не в ядре, а в цитоплазме. Отсюда и синонимы материнской наследственности: цитоплазматическая, нехромосомная, внеядерная, экстрахромосомная, неменделевское наследование. Впоследствии такой тип наследования был обнаружен не только у высших растений, но и у многих других организмов (бактерий, грибов, водорослей, насекомых, млекопитающих и др.), что свидетельствует об универсальности этого явления. С момента открытия цитоплазматической наследственности было ясно, что это явление не противоречит принципам менделизма и ядерной наследственности.
На современном этапе развития генетики уже на новом молекулярном уровне показано, что в клетке существуют две генетические системы, которые функционально связаны, и что носителями наследственных свойств в цитоплазме, как и в ядре, являются дискретные, самореплицирующиеся структуры, сохраняющие физическую и генетическую непрерывность в ряду клеточныx поколений.
Наиболее полно изучены три формы цитоплазматической наследственности: пластидная, митохондриальная и цитоплазматическая мужская стерильность (ЦМС).
Пластидная наследственность открыта и подробно изучена в классических опытах Корренса (1904) и Баура (1909) по скрещиванию пестролистных и зеленых растений львиного зева, ночной красавицы и пеларгонии. Итак, характерная черта пластидной наследственности — беспорядочное расщепление на различные фенотипы в потомстве, обусловленное случайным распределением пластид. Главным объектом в изучении пластид стала одноклеточная водоросль хламидомонада.
Митохондриальная наследственность впервые была изучена у дрожжей и нейроспоры.
Мужская стерильность, впервые обнаруженная в 1904 г. Корренсом у огородного растения летний чабер сейчас описана у большинства культурных растений. Различают два типа мужской стерильности: генную (ГМС), или ядерную, и цитоплазматическую (ЦМС). Первая обусловлена генами ядра и наследуется в соответствии с законами Менделя, вторая — взаимодействием ядерных генов и плазмогенов, она передается только по материнской линии. Открытие ЦМС дало возможность использовать явление гетерозиса в производстве таких культур, как сорго, лук, томат, подсолнечник, рис и др., у которых ручная кастрация цветков, обязательная для получения гибридов, практически невозможна.
При реципрокных скрещиваниях каждый из двух родительских компонентов используют в одном случае в качестве материнской формы, а во втором — в качестве отцовской. К реципрокным скрещиваниям прибегают, когда хотят установить специфику взаимодействия ядра и цитоплазмы родительских форм. Если родительские сорта различаются по цитоплазме, то результат в прямых и обратных скрещиваниях может быть неодинаковым. Этот тип скрещиваний особенно важен при отдаленной гибридизации, когда в прямых и обратных комбинациях результаты могут получиться разными как по завязыванию семян, так и качеству гибрида.
Трисомия
Трисомия — это наличие трёх гомологичных хромосом вместо пары в норме.
Наиболее часто встречающейся у человека является трисомия по 16-й хромосоме (более одного процента случаев беременности).
Однако следствием этой трисомии является спонтанный выкидыш в первом триместре.
Схематическое изображение кариотипа мужчины, страдающего синдромом Дауна. G21 в одной из гамет привело к трисомии по этой хромосоме.
Среди новорождённых наиболее распространена трисомия по 21-й хромосоме, или синдром Дауна (2n + 1 = 47).
Эта аномалия, названая так по имени врача, впервые описавшего её в 1866 г., вызывается нерасхождением хромосом 21. К числу её симптомов относятся задержка умственного развития, пониженная сопротивляемость болезням, врождённые сердечные аномалии, короткое коренастое туловище и толстая шея, а также характерные складки кожи над внутренними углами глаз, что создаёт сходство с представителями монголоидной расы.
Другие случаи нерасхождения аутосом:
- Трисомия 18 (синдром Эдвардса)
- Трисомия 13 (синдром Патау)
- Трисомия 16 выкидыш
- Трисомия 9
- Трисомия 8 (синдром Варкани)
Синдром Дауна и сходные хромосомальные аномалии чаще встречаются у детей, рождённых немолодыми женщинами.
Точная причина этого неизвестна, но, по-видимому, она как-то связана с возрастом яйцеклеток матери.
Случаи нерасхождения половых хромосом:
- XXX (женщины внешне нормальны, плодовиты, но отмечается умственная отсталость)
- XXY, Синдром Клайнфельтера (мужчины, обладающие некоторыми вторичными женскими половыми признаками; бесплодны; яичники развиты слабо, волос на лице мало, иногда развиваются молочные железы; обычно низкий уровень умственного развития)
- XYY (мужчины высокого роста с различным уровнем умственного развития;)
Нарушения плоидности у человека[]
У человека, как и у подавляющего большинства многоклеточных животных, большая часть клеток диплоидны. Гаплоидны только зрелые половые клетки, или гаметы. Нарушения плоидности (как анеуплоидия, так и более редкая полиплоидия) приводят к серьёзным болезненным изменениям. Примеры анеуплоидии у человека: синдром Дауна — трисомия по 21-й хромосоме (21-я хромосома представлена тремя копиями), синдром Кляйнфельтера — избыточная X хромосома (XXY), синдром Тернера — нулисомия по одной из половых хромосом (X0). Описаны также трисомия по X хромосоме и случаи трисомии по некоторым другим аутосомам (помимо 21-й). Примеры полиплоидии редки, однако известны как абортивные триплоидные зародыши, так и триплоидные новорождённые (срок их жизни при этом не превышает нескольких дней) и диплоидно-триплоидные мозаики.
II. Роль полиплодии в видообразовании
У растений новые виды достаточно легко могут образовываться с помощью полиплоидии — мутации удвоения хромосом. Возникшая таким образом новая форма будет репродуктивно изолирована от родительского вида, но благодаря самооплодотворению сможет оставить потомство. Для животных такой способ видообразования неосуществим, так как они не способны к самооплодотворению. Среди растений есть немало примеров близкородственных видов, отличающихся друг от друга кратным числом хромосом, что указывает на их происхождение путем полиплоидии. Так, у картофеля, есть виды с числом хромосом, равным 12, 24, 48 и 72; у пшениц — с 14, 28 и 42 хромосомами.
Полиплоиды обычно устойчивы к неблагоприятным воздействиям, и в экстремальных условиях естественный отбор будет благоприятствовать их возникновению. Так, на Шпицбергене и Новой Земле около 80% видов высших растений представлены полиплоидными формами.
У растений встречается и другой, более редкий способ хромосомного видообразования — путем гибридизации с последующей полиплоидией. Близкородственные виды часто различаются своими хромосомными наборами, и гибриды между ними получаются бесплодными вследствие нарушения процесса созревания половых клеток. Гибридные растения, тем не менее, могут существовать довольно продолжительное время, размножаясь вегетативно. Мутация полиплоидии «возвращает» гибридам способность к половому размножению. Именно таким образом — путем гибридизации терна и алычи с последующей полиплоидией — возникла культурная слива (см. рис.)
Как полиплоидия влияет на способность растений к адаптации?
Полиплоидные сорта растений имеют дополнительный набор хромосом, который влияет на их способность к адаптации к экстремальным условиям. Большая генетическая изменчивость полиплоидных растений позволяет им адаптироваться к различным видам грунтов, климатическим условиям и антропогенным воздействиям.
Кроме того, полиплоидия может улучшать устойчивость растений к болезням и вредителям. Присутствие более одного экземпляра каждого гена может компенсировать недостатки растения и повысить его степень защиты от вредных окружающих факторов.
Важно отметить, что полиплоидные растения имеют более развитую систему корней и листьев, что позволяет им эффективно заниматься фотосинтезом и защитой от повреждений. Данный фактор также играет важную роль в способности растений к адаптации к условиям окружающей среды
В целом, полиплоидные сорта растений имеют большие возможности для адаптации, чем обычные сорта. Это делает их привлекательными для использования в сельском хозяйстве, особенно в условиях меняющегося климата и повышенной нагрузки на экосистемы.
Анеуплоидия или гетероплоидия
У анеуплоидов нормальное число хромосом увеличивается или уменьшается менее чем на целый набор. Анеуплоиды возникают тогда, когда не расходятся хроматиды отдельных хромосом в митозе или отдельные гомологичные хромосомы в мейозе. В результате нерасхождения хромосом при гаметогенезе могут возникать половые клетки с лишними хромосомами, и тогда при последующем слиянии с нормальными гаплоидными гаметами они образуют зиготу 2n + 1 (трисомик) по определенной хромосоме.
Если в гамете оказалось меньше на одну хромосому, то последующее оплодотворение приводит к образованию зиготы 2n — 1 (моносомик) по какой-либо из хромосом.
Кроме того, встречаются формы 2n — 2 или нуллисомики, так как отсутствует пара гомологичных хромосом, и 2n + n или полисомики.
Анеуплоиды встречаются как у растений и животных, так и у человека. Анеуплоидные растения обладают низкой жизнеспособностью и плодовитостью, а у человека это явление нередко приводит к бесплодию и в этих случаях не наследуется. У детей от матерей старше 38 лет частота анеуплоидии повышена (до 2,5 %).
Кроме того, случаи анеуплоидии у человека вызывают хромосомные болезни.
Анеуплоидные формы часто используются в селекции растений. Скрещивая растения с нуллисомиками и моносомиками, в геном можно вводить определенную хромосому с желательными генами. Таким путем получены новые формы пшеницы, устойчивые к ряду заболеваний.
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).
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 пoлoвая 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 хаpaктерна для некоторых гермафродитов (представители типа Черви) и особей, которые размножаются без оплодотворения. Плоидность простейших отличается колоссальным количеством наборов хромосом (около ста).
Полиплоидия. Полиплоидные ряды
Для каждого вида живых организмов характерно определенное число хромосом. Например, у шимпанзе соматические клетки содержат 48 хромосом, а половые — в два раза меньше (24).
Полиплоидия и ансуплоидия представляют собой результат изменений числа хромосом и относятся к геномным мутациям, т. е. изменениям генома — гаплоидного набора хромосом с локализованными в них генами.
Полиплоидия — это кратное увеличение гаплоидного набора хромосом.
Клетки с разным числом гаплоидных наборов хромосом называют триплоидными (Зn), тетраплоидными (4n), гексаплоидными (6n), октаплоидными (8n) и т д.
Чаще всего полиплоиды образуются при нарушении расхождения хромосом к полюсам клетки при мейоэе или митозе. Это может быть вызвано действием физических (высокая и низкая температура, радиоактивное излучение) и химических (колхицин, винбластин, аценафтен, хлороформ, эфир, хлоргидрид) факторов.
В результате возникает клетка с удвоенным числом хромосом, которая может стать началом будущего полиплоидного организма.
Для многих растений известны так называемые полиплоидные ряды.
Они включают формы от 2 до 10n и более. Например, полиплоидный ряд из наборов в 12, 24, 36, 48, 60, 72, 96, 108 и 144 хромосомы составляют представители рода паслен (Solanum); род пшеница (Trilicum) представляет ряд, члены которого имеют 14, 28 и 42 хромосомы.
Известно, что при отдаленной гибридизации наблюдается бесплодие, поскольку их генеративные клетки не имеют гомологичных хромосом для конъюгации и образуют нежизнеспособные гаметы, которые гибнут при первом же делении.
Для преодоления бесплодия гибридов в этом случае используют полиплоидию. При кратном увеличении числа хромосом каждая хромосома имеет гомолога. Гаметы такого полиплоидного гибрида образуют тетраплоидные зиготы (2n хромосом от одного и 2n хромосом от другого вида). Такие формы называются аллотетраплоидами.
Полиплоидия приводит к изменению признаков организма, поэтому является важным источником изменчивости в эволюции и селекции, особенно у растений. Это связано с тем, что у них весьма широко распространены гермафродитизм (самоопыление), партеногенез и вегетативное размножение.
Поэтому около трети видов растений, произрастающих на нашей планете, — полиплоиды, а в резко континентальных условиях высокогорного Памира произрастает до 85 % полиплоидов. Почти все культурные растения тоже полиплоиды, у которых, в отличие от их диких сородичей, более крупные цветки, плоды и семена, в запасающих органах (стебель, клубни) накапливается больше питательных веществ.
Полиплоиды легче приспосабливаются к неблагоприятным условиям жизни, легче переносят низкие температуры и засуху. Именно поэтому они очень распространены в северных и высокогорных районах.
В основе резкого увеличения продуктивности полиплоидных форм культурных растений лежит явление полимерии.
У раздельнополых животных как в естественных, так и в искусственных условиях полиплоидия встречается крайне редко.