Što je poliploidnost? Uloga poliploidije u prirodi

Što je poliploidnost? Vjerojatno svatko zna da osoba dobiva 23 kromosoma od oca i majke začeća. Ljudi se mogu nazivati ​​diploidi ("di" znači "dva", a "ploid" znači "sredstva" koja se odnose na kromosome, ili dijelove DNA), budući da dobivaju samo dva skupa. Svaki organizam s više od dva seta kromosoma zove se poliploid. Koji su neki primjeri poliploidnosti u biljkama, životinjama i ljudima? Koje su vrste?

Što je poliploidnost?

Sam pojam "poliploidija" znači prisutnost mnogih kompletnih skupova genetskih informacija. Većina bića sa seksualnom reprodukcijom ima paran broj kromosoma: jedan set od mame i jedan set od tate. Važno je zapamtiti da su ovi setovi slični, ali nisu identični.

Stanice koriste sve genetske informacije pohranjene u njima. Zbog toga, poliploidna živa bića imaju više razine "doze" svakog proizvedenog gena, što obično dovodi do povećanja stanica, većih veličina i povećanja potomstva.

Poliploidne vrste

Budući da znanstvenici vole određeni jezik, stvorili su mnoge pojmove za opis ploidnosti ili broj skupova genetskih informacija. Možete koristiti izraz "poliploidija" kao imenica, a "poliploidna" - kao pridjevni oblik. Usput, ovo pravilo vrijedi za sve pojmove za različite vrste ploidnosti.

Ovdje su neke od najčešćih vrsta:

• Haploid znači da postoji samo jedan skup kromosoma, ali tijelo se još uvijek može reproducirati. Bakterije i drugi jednostanični organizmi su obično haploidni. Ponekad postoje višestanična haploidna stvorenja koja su obično insekti ili drugi beskralježnjaci.
• Monoploid znači kriterij koji bi trebao imati dva skupa kromosoma, ali slučajno primio samo jedan. Monoploidi su obično sterilni, tj. Nisu sposobni za reprodukciju.
  
• Delfid znači da stvorenje ima dva seta kromosoma. To je najčešći tip za stvorenja koja koriste seksualni način reprodukcije. Ljudi, životinje, biljke i gljive mogu biti diploidne. Diploidija se može pojaviti samo dio vremena. Na primjer, stanice kvasca su obično haploidne, ali se seksualno mogu kombinirati kako bi postale diploidne. Sisavci su obično diploidni, ali mogu imati određene stanice ili tipove tkiva koji su poliploidni, kao što su stanice jetre ili mišićne stanice.
• Triploid znači prisustvo tri skupine kromosoma, a tetraploid znači četiri skupine kromosoma. U teoriji, ova konvencija imenovanja traje neograničeno.
• Aneuploidija, s druge strane, opisuje pogrešan broj kromosoma. To je kao knjiga s dodatnim poglavljima ili, još gore, s nestalim poglavljima.

Poliploidija u biljkama

Koji organizmi ima poliploidija? Najčešće se to promatra u biljnom kraljevstvu. Tisuće godina selektivnog uzgoja i oplemenjivanja biljaka dovelo je do stvaranja plodnih biljaka hrane, koje su obično tetraploidne i heksaploidne.

Usporedimo li diploidne i tetraploidne sorte istog tipa biljaka, često tetraploidne biljke rastu sve produktivnije. Poliploidija u uzgoju ima vrlo važnu ulogu u našem vremenu.

Poliploidija kod životinja

Među životinjama to se često vidi kod riba i vodozemaca. Općenito, postoji genetska pristranost za ploidne brojeve u životinjama. Trska s nejednakim brojem kromosoma ili kromosomi koji sadrže abnormalne kromosome obično ne mogu proizvesti potomstvo.

Što je poliploidnost? Koji se konkretni primjeri mogu odrediti u biljkama i životinjama?

triploids

Prije no što se bavimo poliploidijom, trebate malo razumjeti kako tijela stvaraju nove stanice. Sve ljudske stanice su diploidne, pa kad se stvaraju gamete, one moraju biti haploidne, ili imaju samo jedan set kromosoma, tako da novi organizam može opet biti diploidan. Međutim, tijekom tog procesa, ponekad nešto pođe po zlu. Najčešća pojava je da ponekad jedna nova gameta dobije dvije kopije kromosoma. To se može dogoditi kada ženke proizvode jaja. Kada se jaje s dva seta kromosoma spoji s normalnim haploidnim spermatozoonom, rezultirajuća stanica ima tri skupine kromosoma, to jest, ona je triploidna.

Sada će svaka stanica u ovom novom organizmu biti triploidna. Za većinu životinja to je iznimno štetno i tijelo neće preživjeti. Biljke imaju tendenciju bolje tolerirati poliploidiju, pa čak i napredovati s tako intenzivnim genetskim promjenama.

Više primjera

Ovdje su neki primjeri poliploidnosti u biljkama i životinjama. Znanstvenici su sugerirali da su dvije trećine cvjetnih biljaka poliploidi. Većina paprati i biljaka su poliploidi, kao i krumpir, jabuke, jagode. Banane su zanimljiv primjer. Banane su triploidi, a obično se triploidni organizmi ne mogu reproducirati, to jest, oni su sterilni. To znači da sjemenke banana ne mogu zasijati više banana. Poljoprivrednici odrezali izbojke iz biljke, prije nego što su proizvodili voće i završili svoj ciklus, i zasadili novu generaciju.

Što je poliploidnost? To je nasljedno stanje koje ima više od dva kompletna seta kromosoma. Poliploidi su česti među biljkama, kao i među određenim skupinama riba i vodozemaca. Na primjer, neki salamanderi, žabe i pijavice su poliploidi. Mnogi od tih poliploidnih organizama su dobro prilagođeni okolišu.

Poliploidni preci

Postoji mnogo manje vrsta poliploidnih životinja nego biljke. Točan razlog za to nije u potpunosti poznat. Neki znanstvenici vjeruju da to može biti posljedica povećanja složenosti strukture životinjskih organizama u usporedbi s biljkama. Drugi sugeriraju da poliploidija može utjecati na stvaranje gameta, diobu stanica ili regulaciju genoma. Međutim, postoje neke iznimke. Primjeri poliploidije u životinjskom carstvu su ribe, gmazovi i insekti.

Zapravo, nedavni rezultati istraživanja genoma pokazuju da su mnoge vrste koje su trenutno diploidi, uključujući i ljude, dobivene od poliploidnih predaka. Ove vrste koje su preživjele drevna genotipska dupliciranja, a zatim i smanjenje genoma, nazivaju se paleopolyploidi.

Prednosti poliploidnosti

U velikom broju poliploidnih stanica biljaka, riba i žaba, očito, trebaju postojati neke prednosti. Uobičajeni primjer u biljkama je promatranje hibridne energije ili heterozisa, što rezultira time da je poliploidni potomak dvaju diploidnih prekursora energetski i zdraviji od bilo kojeg od dva diploidna roditelja. Postoji nekoliko mogućih objašnjenja za ovo zapažanje. Prvi je da prisilno uparivanje homolognih kromosoma sprječava rekombinaciju između genoma izvornih prekursora, učinkovito održavajući heterozigotnost generacijama.

Ta heterozigotnost sprječava nakupljanje recesivnih mutacija u genomima sljedećih generacija, čime se podržava hibridna energija. Drugi važan čimbenik je redundancija gena u biljnim stanicama. Budući da poliploidno potomstvo ima dvostruko više kopija određenog gena, potomstvo je zaštićeno od štetnih učinaka recesivnih mutacija. To je osobito važno tijekom faze gametofita.

Još jedna prednost koju pruža prekomjerna pozicija gena je sposobnost diverzifikacije funkcije gena tijekom vremena. Drugim riječima, dodatne kopije gena koje nisu potrebne za normalnu tjelesnu funkciju mogu završiti na nov i potpuno drugačiji način, što dovodi do novih mogućnosti. U evolucijskom izboru igraju gotovo odlučujuću ulogu. Poliploidi su važni za nastanak novih biljnih vrsta.