АВТОПОЛІПЛОЇДІЯ: ПОЛІПЛОЇДІЯ, АЛОПОЛІПЛОЇДИ ТА АВТОПОЛІПЛОЇДИ - БІОЛОГІЯ - 2025

Autopoliploidía є тип полиплоидии (клітини , що мають більше двох наборів хромосом в ядрі), в якому організм або вид має два або більше однакових наборів хромосом. Тому це результат дублювання групи хромосом одного виду.

На основі досліджень, проведених із рослинами, було вирішено, що критерії, які слід використовувати для класифікації поліплоїдів, повинні починатись із способу їх походження. Різноманітність механізмів, що виникають як у рослин, так і у тварин, дозволяє нам структурувати два великі класи поліплоїдії: автополіплоїдії та алополіплоїдії.

Тигридія павонія. Автор Rjcastillo, з Wikimedia Commons

У разі аутополіплоїдії поєднуються більше двох груп однакових хромосом, тому клітина має більше двох груп гаплоїдних хромосом, успадкованих від батьків. Ці два набори хромосом батьків дублюються у дітей, маючи можливість породжувати новий вид.

Існує кілька типів хромосом: гаплоїдні (поодинокі), диплоїдні (подвійні), триплоїдні (потрійні) та тетраплоїдні (чотириразові). Трійки і чотирилітні - це, наприклад, приклади поліплоїдії.

Живі істоти, які мають клітини з ядрами (еукаріоти), є диплоїдними, це означає, що вони мають дві групи хромосом, кожна група походить від батьків. Однак у деяких живих істот (переважно рослин) часто зустрічається поліплоїдія.

Поліплоїдія

Поліплоїдія - це стан клітин, що мають у своєму ядрі більше двох наборів хромосом, які утворюють пари, що називаються гомологами.

Поліплоїдія може з’явитися через порушення клітинного поділу. Це може статися під час мітозу (клітинний поділ соматичних клітин) або під час метафази I мейозу (клітинний поділ статевих клітин).

Цей стан можна стимулювати також у клітинних культурах та рослинах, використовуючи хімічні індуктори. Найбільш відомими є колхіцин, який може виробляти дублювання хромосом, як орізалін.

Крім того, поліплоїдія - це механізм симпатичної специфікації, тобто формування виду без попереднього встановлення географічного бар'єру між двома популяціями. Це відбувається тому, що поліплоїдні організми не можуть схрещуватися з іншими членами їх видів, які є диплоїдними, більшу частину часу.

Прикладом поліплоїдії є рослина Erythranthe peregrina: хромосомна послідовність цієї рослини підтвердила, що вид походить від Erythranthe robertsii, стерильного триплоїдного гібриду від схрещування між Erythranthe guttata та E. Erythranthe lutea. Ці види були завезені до Великобританії з іншого середовища проживання.

Після натуралізації в новій екосистемі в Шотландії та Оркнейських островах з'явилися нові популяції Ерінтранте перегріни через дублювання геному місцевих популяцій Ерінтранта Робертсії.

Як відбувається аутополіплоїдія?

Автополіплоїдія може виникнути в результаті різних процесів, переживаних видом:

• Просте дублювання геном через дефекти поділу зародкових клітин, після мітотичного поділу
• Виробництво і запліднення гамет, не знижених помилково при поділі клітин, після мейозу (у тварин це в основному відбувається в яйцях)
• Поліспермія, яка виникає, коли яйцеклітина запліднюється більш ніж однією спермою

Крім того, існують такі зовнішні фактори, як спосіб розмноження та температура навколишнього середовища, які можуть збільшувати частоту та кількість вироблення автополіплоїдів.

Іноді аутополіплоїди з’являються при спонтанному дублюванні соматичного геному, як у випадку з паростками яблуні (Malus domesticus).

Це найпоширеніша форма штучно індукованої поліплоїдії, де такі методи, як синтез протопластів або лікування колхіцином, орізаліном або мітотичними інгібіторами, застосовуються для порушення нормального мітотичного поділу.

Цей процес активізує вироблення поліплоїдних клітин і може бути дуже корисним для поліпшення рослин, особливо коли потрібно застосувати інтрогресію (переміщення генів від одного виду до іншого шляхом гібридизації з подальшим зворотним схрещуванням) у разі дуба та берези у рослин. і, у випадку з вовками та койотами у тварин.

Що таке аутотриплоїдія?

Автотриплоїдія - це стан, при якому клітини містять потрійне число хромосом одного і того ж виду, представляючи три однакові геноми. У рослин аутотриплоїдія пов'язана з апоміктичним спаровуванням (розмноження за допомогою насіння).

У сільському господарстві автотриплоїдія може призвести до нестачі насіння, як у випадку з бананами та кавунами. Триплоїдія також застосовується в культурі лосося та форелі, щоб викликати стерильність.

Тріплоїдні щенята є стерильними (явище "триплоїдного блоку"), але іноді можуть сприяти утворенню тетраплоїдів. Цей шлях до тетраплоїдії відомий як "триплоїдний міст".

Алополіполіди та автополіплоїди

Аллополіплоїди - це види, які мають у своїх клітинах більше трьох наборів хромосом і є більш поширеними, ніж автополіплоїди, але автополіплоїди надають більшої актуальності

Автополіплоїди - це поліплоїди з кількома групами хромосом, похідними від одного і того ж таксону (наукова класифікаційна група). Прикладами природних автополіплоїдів є рослина порося (Tolmiea menzisii) та осетра білого кольору (Acipenser transmontanum).

Автополіплоїди мають щонайменше три групи гомологічних хромосом, це викликає високий відсоток спаровування під час мейозу та зниження фертильності за асоціацією.

У природних аутополіплоїдах спарювання неправильних хромосом під час мейозу викликає стерильність, оскільки відбувається багатовалентне утворення.

Вид походить від автополіплоїдії, якщо яйця та сперма організмів у популяції випадково збільшилась удвічі кількість хромосом, і коли вони розмножуються між собою, вони утворюють тетраплоїдні потомство.

Якщо ці потомства спаровуються один з одним, утворюється родюче тетраплоїдне потомство, генетично виділене від решти популяції. Таким чином, автополіплоїдія одиночного покоління створює бар'єр для потоку генів між визрілими видами та їх материнськими видами.

Список літератури

1. Кемпбелл, Н. А. та Різ, Дж. Б. (2007). Біологія. Мадрид: Редакція Médica Panamericana.
2. Григорій, Т. (2005). Еволюція геному. Сан-Дієго: Ельсер'є академічна преса.
3. Хассан Дар, Т. та Реман, Р. (2017). Поліплоїдія: тенденції перегляду та перспективи на майбутнє. Нью-Делі: Спрінгер.
4. Дженкінс, Дж. (1986). Генетика. Барселона: Редакційна реверте.
5. Ніклас, К. (1997). Еволюційна біологія рослин. Чикаго: Університет Чикаго Прес.