Apomixis τύποι, μηχανισμός, σημασία και παραδείγματα

Το apomixis είναι μια μορφή ασεξουαλικής αναπαραγωγής ορισμένων ειδών μέσω σπόρων. Το αποτέλεσμά του είναι γενετικώς γενετική πανομοιότυπη με τη μητρική. Η ετυμολογική σημασία της απομιξής προέρχεται από την ελληνική "apo"τι σημαίνει -χρωμία ή απουσία- και"mixis"που δείχνει -Μίξη ή ένωση- Στην πραγματικότητα, στην apomixis δεν εμφανίζεται η ένωση των αρσενικών και θηλυκών γαμετών για το σχηματισμό του εμβρύου.

Τα αποικιακά φυτά δεν εκφράζουν τα προσαρμοστικά πλεονεκτήματα - από την εξελικτική σκοπιά - που παρέχει η σεξουαλική αναπαραγωγή. Ωστόσο, η απομίμηση είναι ένας μηχανισμός που επιτρέπει τη διατήρηση των γονοτύπων προσαρμοσμένων σε συγκεκριμένες συνθήκες του περιβάλλοντος.

Στην απομίμηση ο μηχανισμός αναπαραγωγής παραλείπει τη σεξουαλική διαδικασία και επιτρέπει στο φυτό να πολλαπλασιάζεται μέσω των σπόρων. Σε αυτή τη διαδικασία, δεν συμβαίνει μείωση, ο σχηματισμός των εμβρύων από τη γονιμοποίηση και η δημιουργία βιώσιμου ενδοσπερμίου.

Οι σπόροι των απομικτικών φυτών σχηματίζονται από τον μητρικό ιστό των ωαρίων, αποφεύγοντας τη μείωση και τη γονιμοποίηση. Αυτός ο τύπος αναπαραγωγής είναι κοινός στα περισσότερα είδη της οικογένειας Poaceae, καθώς και στα είδη Asteraceae, Rosaceae και Rutaceae.

Αν μεταφερθεί αυτή η χωρητικότητα σε καλλιέργειες αγρονομικού ενδιαφέροντος όπως το καλαμπόκι και το σιτάρι, θα γινόταν χρήσιμο κομμάτι γενετικής βελτίωσης, καθώς η χρήση της θα ευνοούσε την ποσότητα και την ποιότητα των τροφίμων που προέρχονται από ανώτερους γονότυπους..

Ευρετήριο

• 1 Τύποι 
  • 1.1 Διπλωσσία
  • 1.2 Αποστορία
  • 1.3 Τυπική εμβρυονία
• 2 Μηχανισμός
  • 2.1 Απομεΐωση
  • 2.2 Ανάπτυξη του σάκου εμβρύου
  • 2.3 Παρθενογένεση
  • 2.4 Ψευδογαμίες
• 3 Σημασία
• 4 Παραδείγματα
• 5 Αναφορές

Τύποι 

Είναι γνωστοί τρεις διαφορετικοί μηχανισμοί μέσω των οποίων τα φυτά αναπαράγονται με απομίμηση. Η γαμετοφυτική απομίμηση από διπλωσπορία και από τα ποτάμια, και η σποροφυτική απομίμηση ή το εμβρυονικό σφάλμα.

Διπλωσσία

Η διπλωσπορία είναι ένας μηχανισμός ασεξουαλικής αναπαραγωγής ή απομίμησης, όπου το έμβρυο προέρχεται από ένα μη αναγωγικό σάκκο εμβρύου. Ως αποτέλεσμα, το νέο έμβρυο έχει τον ίδιο αριθμό χρωμοσωμάτων με το μητρικό φυτό προέλευσης.

Πρόκειται για μια διαδικασία που συμβαίνει όταν ο εμβρυϊκός σάκος ή το θηλυκό γαμετόφυτο μητρικό κύτταρο αναπτύσσεται απευθείας από το έμβρυο. Επίσης γνωστή ως διπλοειδής παρθενογένεση, χαρακτηρίζεται από την παρουσία ενός διπλοειδούς εμβρύου.

Αποστορία

Το Aposporia είναι ένας μηχανισμός απομικτικής ή ασεξουαλικής αναπαραγωγής όπου ο εμβρυϊκός ιχθυέας προέρχεται από σωματικά κύτταρα. Ο εμβρυϊκός σάκος προέρχεται από μερικά σωματικά κύτταρα που βρίσκονται στο τεγμή ή το νουκέτο που περιβάλλει το μητρικό κύτταρο εμβρυϊκού σακχάρου.

Σε αυτή την περίπτωση αναπτύσσεται ένα γαμετόφυτο, αλλά δεν εμφανίζεται μίωση. το έμβρυο είναι επίσης διπλοειδές. Σε αυτή τη διαδικασία, δεν παρατηρείται μείωση του αριθμού των χρωμοσωμάτων, η οποία συμπληρώνεται από την παρθενογένεση ή την απομιτική ανάπτυξη του ωαρίου.

Τυχαία εμβρυονία

Το εμβρυονικό νουκλερικό που ονομάζεται ή η σποροφυτική απομίμηση είναι ένας τύπος ασεξουαλικής αναπαραγωγής από σπόρους ή απομίμηση που είναι κοινά στα εσπεριδοειδή. Σε αυτή την περίπτωση, δεν παρατηρείται σχηματισμός εμβρυονικού σάκου, καθώς το έμβρυο αναπτύσσεται από ένα διπλοειδές σπορόφυτο.

Στην πραγματικότητα, το έμβρυο προέρχεται από σωματικό κύτταρο στο επίπεδο του ωαρίου του μητρικού φυτού. Αργότερα αναπτύσσεται με διαδοχικές μιτωτικές διαιρέσεις, η διαδικασία μείωσης δεν λαμβάνει χώρα ούτε σχηματίζεται το θηλυκό γαμετόφυτο.

Μηχανισμός

Η Apomixis είναι το αποτέλεσμα της τροποποίησης ορισμένων σταδίων εμβρυϊκών διεργασιών που είναι θεμελιώδους σημασίας για τη σεξουαλική αναπαραγωγή. Στην περίπτωση αυτή, η μείωση του αριθμού των χρωμοσωμάτων και της μειοτικής διαδικασίας, συμπεριλαμβανομένης της τυχαίας ένωσης και της συγχώνευσης των γαμετών.

Πράγματι, κατά τη διάρκεια της απομιμήσεως αυτές οι εμβρυϊκές αλλαγές καταφέρνουν να απενεργοποιήσουν τη μειοτική διαδικασία και τα προϊόντα της. Παρομοίως, αποφεύγουν ή αντικαθιστούν τη διαδικασία γονιμοποίησης μέσω της μεθογενετικής ανάπτυξης.

Στην απομίμηση παρουσιάζονται τέσσερις εμβρυϊκές διεργασίες που το διακρίνουν από τη σεξουαλική αναπαραγωγή:

Αποπληθυσμός

Είναι μια διαδικασία που συμβαίνει όταν οι σποριοφυτικές δομές σχηματίζονται χωρίς μειοτική αναγωγή ή τον εκφυλισμό της μακροσποράς-μεγαγκοσπόρου. Αποτελεί την απλούστευση της μειοτικής διαδικασίας και παρουσιάζεται τόσο στις διπλωσπορίες όσο και στις πορείες.

Ανάπτυξη του σάκου εμβρύου

Στην απομόνωση τα κυτταρολογικά μη αναγωγικά κύτταρα (2ⁿ) έχουν την ικανότητα να αναπτύξουν τον σάκο εμβρύου. Στην περίπτωση των αποφωσφορικών απομικτικών ειδών, ο σάκος εμβρύου αναπτύσσεται από το εσωτερικό μέρος του σπερματικού πρωτεύοντος ή του νουκελλικού.

Παρθενογένεση

Εμβρυϊκή διαδικασία που οδηγεί στον σχηματισμό του εμβρύου απευθείας από το ωάριο χωρίς προηγούμενη γονιμοποίηση. Δηλαδή, η απομικτική ανάπτυξη του ωαρίου για το σχηματισμό ενός νέου φυτού από ένα μη ωοθηκευμένο ωάριο.

Ψευδογαμία

Διαδικασία που σχετίζεται με εκείνα τα απομικτικά φυτά που απαιτούν επικονίαση, αν και αναπτύσσονται χωρίς τη γονιμοποίηση του μητρικού κυττάρου. Το ενδοσπέρμιο σχηματίζεται από τη σύντηξη του αρσενικού γαμετικού με τους πολικούς πυρήνες των κυττάρων του εμβρύου.

Στην πραγματικότητα, στις διεργασίες γαμετοφυτικής απομίμησης, η σύντηξη των θηλυκών και αρσενικών γαμετών ή ο διπλός γονιμοποίηση καταστέλλεται. Ωστόσο, παρά το γεγονός ότι η γονιμοποίηση των πολικών πυρήνων ακυρώνεται, το ενδοσπέρμιο αναπτύσσεται ανεξάρτητα.

Σημασία

Η Apomixis είναι μια αποτελεσματική τεχνική για την παραγωγή σπόρων και νέων ειδών σε σύντομο χρονικό διάστημα. Πράγματι, επιτρέπει τη δημιουργία νέων υβριδικών ποικιλιών με καλύτερες αποδόσεις και υψηλότερη φαινοτυπική ποιότητα.

Μέσω της απομίμησης αποτρέπεται η απώλεια συγκεκριμένων χαρακτήρων στα υβρίδια. Είναι λειτουργικός μηχανισμός για την παραγωγή φυτών απαλλαγμένων από ασθένειες και επιτυγχάνει υψηλότερες αποδόσεις και παραγωγικότητα των καλλιεργειών.

Παραδείγματα

Το Taraxacum officinalis (πικραλίδα) είναι ένα από τα πιο συνηθισμένα παραδείγματα αποικιακών φυτών. Από την άποψη αυτή, η απομίμηση εμφανίζεται συχνά στα φυτά των οικογενειών Poaceae - Gramineous, Rosaceous και Composite - Γρασίδι-.

Στο λιπασματοποιημένο ή αστεροειδές η απομίμηση είναι η αναπόφευκτη μορφή αναπαραγωγής της πλειοψηφίας των ειδών. Αντίθετα, στα Poaceae και Rosaceae, η apomixis εναλλάσσεται με τη σεξουαλική αναπαραγωγή -apomixis facultativa-.

Συγκεκριμένα, η apomixis εμφανίζεται σε διάφορα είδη. Achillea, Arnica, Brachycome, Crepis, Conyza, Erigeron, Eupatorium, Hieracium, Parthenium και Taraxacum.

Στα Poaceae εντοπίστηκε αρχικά η apomixis στο γένος Poa, αργότερα περιγράφηκε σε ποικίλες ποικιλίες και ανδρογόνες. Ανάμεσα στο γένος των Poaceae μπορεί να σημειωθεί Bothriochloa, Capillipedium, Cenchrus, Dichanthium, Heteropogon, Paspalum, Setaria, Sorghum και Themeda.

Το χορτάρι του κλάματος (Καμπύλες Eragrostis) είναι μια πηγή τροφής που επιτρέπει την αύξηση της παραγωγής βοδινού κρέατος. Μία από τις μορφές της αναπαραγωγής είναι μέσω της διπλωματικής απομιμήσεως, η οποία μπορεί να είναι υποχρεωτική ή προαιρετική.

Άλλα παραδείγματα απομιχικών φυτών εντοπίζονται στα γένη Sorbus -serbales- και Crataegus -βερίκοκο βερίκοκο της οικογένειας Rosaceae. Όπως και το είδος Rubus fruticosus (bramble) και το γένος των ανθισμένων φυτών Hieracium που ανήκουν στην οικογένεια Asteraceae.

Αναφορές

1. Aguilera, Ρ. Μ. (2013). Η γενετική και η θέση του τόπου απομοίωσης σε είδη της ομάδας Plicatula του Paspalum L. αποκαλύπτονται με μοριακές τεχνικές. (Πτυχιακές εργασίες) Universidad Nacional del Nordeste. Τμήμα Γεωπονικών Επιστημών. Ινστιτούτο βοτανικής στα βορειοανατολικά. (IBONE-CONICET).
2. Apomixis (2018) Wikipedia, Η ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια. Ανακτήθηκε από: en.wikipedia.org
3. Ferrari Felismino, Μαριάννα, Παγκιαρίνι, Μαρία Σουέλι, & Borges do Valle, Cacilda. (2010). Μειοτική συμπεριφορά των εξειδικευμένων υβριδίων μεταξύ τεχνητού τετραλοειδούς σεξουαλικού Brachiaria ruziziensis και τετραπλοειδούς απομικτικής B. brizantha (Poaceae). Scientia Agricola, 67 (2), 191-197.
4. Martínez, Ε. J. (2001). Κληρονομικότητα της απομικτικής αναπαραγωγής και ταυτοποίηση των μοριακών δεικτών που συνδέονται με τον χαρακτήρα στο Paspalum notatum (Πτυχιακές εργασίες) Τμήμα Ακρινών και Φυσικών Επιστημών. Πανεπιστήμιο του Μπουένος Άιρες.
5. Meier, M.S., Zappacosta, D.C., Selva, J.P., Cervigni, G., & Echenique, C.V. (2008). Η απομιξή, η μελέτη και οι πιθανές χρήσεις. AgroUNS, Έτος V, Νο. 9. σελ. 10-13.
6. Quero Carrillo, Α. R., Enriquez Quiroz, J.F., Morales Nieto, C.R., & Miranda Jiménez, L. (2010). Apomixis και η σημασία της στην επιλογή και βελτίωση τροπικών χορτονομών: αναθεώρηση. Mexican Journal of Animal Science, 1 (1), 25-42.