- en plantes
- en animals
- Avantatges de l'autofecundació
- Desavantatges de l'autofecundació
- Mecanismes que impedeixen l'autofecundació en plantes
- referències
La autofecundació és la unió dels gàmetes masculins i femenins d'un mateix individu. Ocorre en organismes que són hermafrodites - éssers que combinen les funcions masculines i femenines en un sol individu, ja sigui de manera seqüencial o simultània.
Quan la producció dels gàmetes dels dos tipus es solapen en temps (al menys en temps), els hermafrodites són simultanis. Aquesta modalitat ofereix la possibilitat de l'autofecundació.
La autofecundació ocorre en diverses espècies de plantes
Font: pixabay.com
En els organismes multicel·lulars, especialment en plantes i animals, ser hermafrodita semblés ser un fenomen àmpliament distribuït.
La autofecundació és una estratègia òptima per a ambients constants i amb poca disponibilitat de parella. No obstant això, porta algunes conseqüències negatives, com la depressió per consanguinitat.
En aquest fenomen, la variabilitat genètica de la població es redueix, el que disminueix la seva capacitat d'adaptar-se a canvis ambientals, resistències a patògens o herbívors. Aquests aspectes semblessin ser importants per al llinatge de les plantes i per als animals.
en plantes
En les plantes és comú que el mateix individu sigui "el pare i la mare" de les seves llavors. Tot i que el paper principal de les flors sigui - molt probablement - el de promoure la fertilització creuada, pot hi autofecundació en les espècies hermafrodites.
Alguns exemples de plantes on passa aquest fenomen són pèsols (l'organisme usat per Gregor Mendel per desenvolupar les lleis bàsiques de l'herència, on l'esdeveniment de autofecundació va ser crucial per a procés) i alguns llegums.
En el cas de les flors de soja, per exemple, les flors poden obrir-se per permetre la pol·linització creuades per insectes o bé poden romandre tancades i autopolinizarse.
en animals
Segons Jarne et al. (2006), excloent als insectes, aproximadament un terç de les espècies animals presenten el fenomen de l'hermafroditisme. Aquest fet ha facilitat l'evolució de la autofecundació en nombroses espècies animals.
La distribució de les taxes de autofecundació són similars que en les plantes, suggerint que processos similars han operat en tots dos llinatges en favor de l'evolució de l'autofecundació.
Per Jarne et al. (2006), el hermafroditisme és rar en els talls d'animals més grans, primordialment en els artròpodes. És un fenomen comú en talls més petits, incloent a les esponges de mar, les meduses, els cucs plans, els mol·luscs, les xeringues de mar o ascidis i els anèl·lids.
Aquests autors van trobar que l'esdeveniment de autofecundació ocorre en les taxa on els gàmetes (tant els masculins com els femenins) es produeixen en un sol lloc o glàndula, com passa en els cargols pulmonats.
També pot ocórrer en situacions on els gàmetes es produeixen en diferents llocs, o bé quan són expulsats a l'aigua, com passa en les espècies marines.
En alguns tremátodos i oligoquets ocorre la autofecundació després d'una copula necessària en el mateix individu.
Avantatges de l'autofecundació
Hi alguns avantatges de l'autofecundació a curt termini. En primer lloc, tant el gàmeta femení com el masculí provenen de el mateix individu parental.
Per això, els organismes es beneficien en un 50% extra de transmissió dels seus gens - comparat amb només el 50% de contribució típica de la reproducció sexual, ja que el 50% restant correspon a l'aportat pel company sexual.
La autofecundació també es pot veure afavorida quan la regió que habita l'espècie en qüestió es caracteritza per presentar quantitats reduïdes de parelles potencials o, en el cas de les plantes, en zones on hi ha poca disponibilitat de pol·linitzadors.
A més, en les espècies vegetals, l'autofecundació portaria a un estalvi energètic, ja que les flors d'aquestes plantes poden ser petites (ja no han de ser grans i visibles per atraure els pol·linitzadors) amb una quantitat limitada de pol·len.
Així, la autofecundació assegura la reproducció i augmenta la colonització de la zona. La hipòtesi ecològica més acceptada per explicar l'evolució de la autofecundació està relacionada amb garantir la reproducció.
Desavantatges de l'autofecundació
El desavantatge principal de la autofecundació es considera la depressió per consanguinitat. Aquest fenomen implica la reducció de l'fitness o actitud biològica de la progènie consanguínia en relació amb la progènie creuada.
Per aquesta raó, hi ha espècies que, tot i que són hermafrodites, tenen mecanismes per evitar l'autofecundació. Els mecanismes principals seran tractades en la següent secció.
La visió actual de l'evolució de la autofertilización involucra forces ecològiques i evolutives. Des de la perspectiva de Fisher, s'assumeix una interacció entre els avantatges òbvies de la autofecundació i la depressió per la consanguinitat.
Aquest model prediu la formació d'autofecundació o d'encreuaments purs, com a resultat de la selecció disruptiva (quan s'afavoreixen els extrems d'un caràcter), que no afavoreix l'augment de freqüència de variants intermèdies.
D'aquesta manera, els models proposen l'evolució d'aquest sistema com la interacció dels seus beneficis enfront de les desavantatges.
Els models ecològics, per la seva banda, proposen que taxes intermèdies de autofecundació.
Mecanismes que impedeixen l'autofecundació en plantes
És àmpliament conegut que la reproducció sexual atorga avantatges immenses. El sexe incrementa la diversitat genètica dels descendents, el que es tradueix en major probabilitat que els successors puguin afrontar grans reptes, com canvis ambientals, organismes patògens, entre d'altres.
En contrast, la autofecundació ocorre en certes de plantes de cultiu i en animals. Es suggereix que aquest procés assegura que el nou individu va a desenvolupar-se completament, sent també una estratègia viable - encara que depèn de l'espècie i de les condicions ambientals.
S'ha trobat que en diverses angiospermes existeixen mecanismes que impedeixen l'autofecundació en els organismes hermafrodites, complicant de diverses maneres que la flor pugui fecundar-se a si mateixa.
Aquestes barreres incrementen la varietat genètica de la població, ja que busquen assegurar que els gàmetes femenins i masculins vinguin de pares diferents.
Les plantes que presenten flors amb estams i carpels funcionals eviten l'autofecundació amb la discrepància de el temps de maduració de les estructures. Una altra modalitat és una ordenació estructural que impedeixi la transferència de pol·len.
El mecanisme més comú és l'autoincompatibilidad. En aquest cas, les plantes tendeixen a rebutjar el seu propi pol·len.
referències
- Jarne, P., & Auld, JR (2006). Animals mix it up too: the distribution of self-fertilization among hermaphroditic animals. Evolution, 60 (9), 1816-1824.
- Jiménez-Durán, K., & Creu-García, F. (2011). Incompatibilitat sexual, un mecanisme genètic que evita l'autofecundació i contribueix a la diversitat vegetal. Revista fitotecnia mexicana, 34 (1), 1-9.
- Lande, R., & Schemske, DW (1985). The evolution of self-fertilization and inbreeding depressió in plants. I. Genetic models. Evolution, 39 (1), 24-40.
- Schärer, L., Janicke, T., & Ramm, SA (2015). Sexual conflict in hermaphrodites. Cold Spring Harbor perspectives in biology, 7 (1), a017673.
- Slotte, T., Hazzouri, KM, Ågren, JA, Koenig, D., Maumus, F., Guo, IL,… & Wang, W. (2013). The Capsella rubella genome and the genomic consequences of rapid mating system evolution. Nature genetics, 45 (7), 831.
- Wright, SI, Kalisz, S., & Slotte, T. (2013). Evolutionary consequences of self-fertilization in plants. Proceedings. Biological sciences, 280 (1760), 20.130.133.