Kaj je poliploidija? Vloga poliploidnosti v naravi

19. 5. 2019

Kaj je poliploidija? Verjetno vsi vedo, da oseba prejme 23 kromosomov od očeta in matere ob spočetju. Ljudje se lahko imenujejo diploidi ("di" pomeni "dva", "ploid" pa pomeni "sredstva", ki se nanašajo na kromosome ali dele DNK), saj dobijo le dva niza. Vsak organizem, ki ima več kot dva niza kromosomov, se imenuje poliploid. Kateri so nekateri primeri poliploidnosti pri rastlinah, živalih in ljudeh? Kakšne so vrste?

Kaj je poliploidija?

Sam izraz "poliploidija" pomeni prisotnost številnih popolnih nizov genetskih informacij. Večina bitja s spolnim razmnoževanjem ima celo število kromosomov: en komplet mame in en komplet iz očeta. Pomembno je vedeti, da so ti kompleti podobni, vendar niso enaki.

primeri poliploidnosti

Celice uporabljajo vse genetske informacije, ki so shranjene v njih. Zaradi tega imajo poliploidna živa bitja višjo raven "odmerka" vsakega proizvedenega gena, kar običajno vodi do povečanja celic, večjih velikosti in povečanja potomstva.

Poliploidne vrste

Ker znanstveniki obožujejo določen jezik, so ustvarili številne izraze za opis ploidnosti ali število nizov genetskih informacij. Izraz "poliploidija" lahko uporabite kot samostalnik in "poliploidno" - kot pridevnik. Mimogrede, to pravilo velja za vse izraze za različne vrste ploidnosti.

Nekaj ​​najpogostejših tipov:

  • Haploid pomeni, da obstaja samo en sklop kromosomov, vendar se lahko telo še vedno reproducira. Bakterije in drugi enocelični organizmi so ponavadi haploidni. Včasih obstajajo večcelična haploidna bitja, ki so ponavadi žuželke ali drugi nevretenčarji.
  • Monoploid pomeni merilo, ki bi moralo imeti dva niza kromosomov, vendar je po nesreči prejelo le enega. Monoploidi so ponavadi sterilni, t.j. ne morejo se razmnoževati.
    rastlinske celice
  • Диплоид означава, da ima bitje dva niza kromosomov. To je najpogostejši tip za bitja, ki uporabljajo spolni način razmnoževanja. Ljudje, živali, rastline in gobe so lahko diploidne. Dipididija se lahko zgodi le del časa. Na primer, celice kvasovk so običajno haploidne, vendar jih je mogoče spolno združiti, da postanejo diploidne. Sesalci so ponavadi diploidni, vendar lahko imajo določene celice ali vrste tkiv, ki so poliploidne, kot so jetrne celice ali mišične celice.
  • Triploid pomeni prisotnost treh sklopov kromosomov, tetraploid pa štiri sklope kromosomov. Teoretično se ta konvencija poimenovanja nadaljuje neomejeno.
  • Aneuploidija pa opisuje napačno število kromosomov. To je kot knjiga z dodatnimi poglavji ali, kar je še huje, z manjkajočimi poglavji.

Poliploidija v rastlinah

Kateri organizmi imajo poliploidijo? Najpogosteje ga opazimo v rastlinskem svetu. Na tisoče let selektivnega gojenja in gojenja rastlin je privedlo do ustvarjanja rodovitnih živilskih rastlin, ki so ponavadi tetraploidne in heksaploidne.

vrste poliploidnosti

Če primerjamo diploidne in tetraploidne sorte iste vrste rastlin, pogosto pogosteje rastejo in bolj produktivno tetraploidne rastline. Poliploidija v vzreji ima v našem času zelo pomembno vlogo.

Poliploidija pri živalih

Med živalmi se pogosto pojavlja pri ribah in dvoživkah. Na splošno obstaja genetska pristranskost za plošidne številke pri živalih. Trst z neenakim številom kromosomov ali kromosomov, ki vsebujejo nenormalne kromosome, ponavadi ne more ustvariti potomcev.

vlogo poliploidnosti

Kaj je poliploidija? Kateri posebni primeri speciacije se lahko navedejo v rastlinah in živalih?

Triploidi

Preden se lotite poliploidije, morate malo razumeti, kako telesa ustvarjajo nove celice. Vse človeške celice so diploidne, zato, ko nastanejo gamete, morajo biti haploidne ali pa imajo samo en sklop kromosomov, tako da je lahko novi organizem spet diploiden. Vendar pa je v tem procesu včasih nekaj narobe. Najpogostejši pojav je, da včasih ena nova gameta dobi dve kopiji kromosomov. To se lahko zgodi, ko samice proizvajajo jajca. Ko se jajce z dvema nizoma kromosomov združi z normalnim haploidnim semenčkom, nastane celica ima tri sklope kromosomov, to je triploid.

polipropidija v ribah

Zdaj bo vsaka celica v tem novem organizmu triploidna. Za večino živali je to zelo škodljivo in telo ne bo preživelo. Rastline bolje prenašajo poliploidijo in celo uspevajo s tako intenzivnimi genetskimi spremembami.

Več primerov

Tukaj je nekaj primerov poliploidnosti pri rastlinah in živalih. Znanstveniki so predlagali, da sta dve tretjini cvetočih rastlin poliploidi. Večina praproti in zelišč so poliploidi, pa tudi krompir, jabolka, jagode. Banane so zanimiv primer. Banane so triploidi in ponavadi se triploidni organizmi ne morejo razmnoževati, torej so sterilni. To pomeni, da ne morete dobiti semena banan, ki bi sejali več banan. Kmetje so odrezali poganjke iz rastline, preden so pridelali sadje in končali svoj cikel ter posadili novo generacijo.

Kaj je poliploidija? To je podedovano stanje, ki ima več kot dva kompletna sklopa kromosomov. Poliploidi so pogosti med rastlinami, pa tudi med nekaterimi skupinami rib in dvoživk. Na primer, nekateri salamandri, žabe in pijavke so poliploidi. Mnogi od teh poliploidnih organizmov so dobro prilagojeni okolju.

Poliploidni predniki

Obstaja veliko manj vrst poliploidnih živali kot rastline. Natančen razlog za to ni povsem znan. Nekateri znanstveniki menijo, da je to lahko posledica večje kompleksnosti strukture živalskih organizmov v primerjavi z rastlinami. Drugi kažejo, da lahko poliploidija ovira nastanek gamet, delitve celic ali uravnavanje genoma. Vendar pa obstajajo nekatere izjeme. Primeri poliploidije v živalskem kraljestvu so ribe, plazilci in žuželke.

v kateri se pojavljajo poliploidnost organizmov

Nedavni rezultati raziskav genoma kažejo, da so mnoge vrste, ki so trenutno diploidi, vključno z ljudmi, pridobljene iz poliploidnih prednikov. Te vrste, ki so preživele starodavna genotipska podvajanja, in nato zmanjšanje genoma, se imenujejo paleopolyploidi.

Prednosti poliploidnosti

Pri velikem številu poliploidnih celic rastlin, rib in žab, je očitno treba priti do nekaterih prednosti. Običajen primer v rastlinah je opazovanje hibridne energije ali heterozisa, tako da je poliploidno potomstvo dveh diploidnih prekurzorjev bolj energično in zdravo kot katerokoli od dveh diploidnih staršev. Obstaja več možnih razlag za to opažanje. Prva je, da prisilno parjenje homolognih kromosomov preprečuje rekombinacijo med genomi prvotnih predhodnikov, kar generacijam učinkovito ohranja heterozigotnost.

v plodu

Ta heterozigotnost preprečuje kopičenje recesivnih mutacij v genomih naslednjih generacij, s čimer podpira hibridno energijo. Drug pomemben dejavnik je redundanca genov v rastlinskih celicah. Ker imajo poliploidni potomci dvakrat toliko kopij določenega gena, so potomci zaščiteni pred škodljivimi učinki recesivnih mutacij. To je še posebej pomembno v fazi gametofita.

Druga prednost, ki jo prinaša prekomerna pozicija gena, je sposobnost diverzifikacije funkcije genov skozi čas. Z drugimi besedami, dodatne kopije genov, ki niso potrebne za normalno delovanje telesa, se lahko uporabijo na nov in popolnoma drugačen način, kar vodi do novih možnosti. V evolucijski izbiri igrajo skoraj odločilno vlogo. Poliploidi so pomembni za nastanek novih rastlinskih vrst.