Що таке поліплоїдія? Роль поліплоїдії в природі

Що таке поліплоїдія? Напевно, кожен знає, що людина отримує по 23 хромосоми від батька і матері при зачатті. Люди можуть називатися диплоидов («ді» означає «два» і «плоид» означає «засоби», що мають відношення до хромосом, або до частин ДНК), так як вони отримують тільки два набору. Будь-який організм з більш ніж двома наборами хромосом називається полиплоидным. Які можна навести приклади поліплоїдії у рослин, тварин і людей. Які існують типи?

Що таке поліплоїдія?

Сам термін «поліплоїдія» означає наявність безлічі повних наборів генетичної інформації. Більшість істот з статевим способом розмноження мають парну кількість хромосом: один набір від мами і один набір від папи. Важливо пам’ятати, що ці комплекти схожі, але вони не ідентичні.

Клітини використовують всю що зберігається в них генетичну інформацію. З-за цього поліплоїдні живі істоти мають більш високі рівні «дозування» кожного виробленого гена, зазвичай призводять до збільшення клітин, великим розмірам і збільшення потомства.

Види поліплоїдії

Оскільки вчені люблять певну мову, вони створили багато термінів для опису плоїдності, або кількості наборів генетичної інформації. Ви можете використовувати термін «поліплоїдія» як іменник, і «поліплоїдний» — як прикметник форми. До речі кажучи, це правило застосовується до всіх термінів для різних типів плоїдності.

Ось деякі з найбільш поширених типів:

  • Гаплоид означає, що є тільки один набір хромосом, але організм все одно може відтворюватися. Бактерії та інші одноклітинні організми зазвичай гаплоидны. Іноді зустрічаються багатоклітинні гаплоїдні істоти, які зазвичай є комахами або іншими безхребетними.
  • Моноплоид означає критерій, який повинен мати два набори хромосом, але випадково отримав лише один. Моноплоиды зазвичай стерильні, тобто не здатні до репродукції.
  • Диплоїд означає, що істота має два набори хромосом. Це найпоширеніший тип для істот, що використовують статевий спосіб розмноження. Люди, тварини, рослини і гриби можуть бути диплоїдними. Диплоидия може відбуватися тільки частину часу. Наприклад, дріжджові клітини зазвичай гаплоїдні, але можуть поєднуватися сексуально, щоб стати диплоїдними. Ссавці, як правило, диплоидны, але можуть мати певні клітини або типи тканин, які є полиплоидными, такими як клітини печінки або м’язові клітини.
  • Триплоид означає наявність трьох наборів хромосом, а тетраплоїдні кошти – чотири набору хромосом. Теоретично це угода про імена триває до нескінченності.
  • Анеуплоїдія, з іншого боку, описує помилкове кількість хромосом. Це як книга з додатковими главами або, що ще гірше, з зниклими головами.

Поліплоїдія в рослинах

У яких організмів зустрічається поліплоїдія? Найчастіше вона спостерігається у царстві рослин. Тисячі років селективного культивування та селекції рослин призвели до створення родючих харчових рослин, які зазвичай є тетраплоидными і гексаплоидными.

Якщо порівняти диплоїдні і тетраплоїдні різновиди одного і того ж типу рослин, дуже часто тетраплоїдні рослини ростуть все більш і більш продуктивно. Поліплоїдія в селекції грає дуже важливу роль в наш час.

Поліплоїдія у тварин

Серед тварин вона часто спостерігається у риб і амфібій. Загалом, існує генетична упередженість для плоидных чисел у тварин. Очерети з нерівним кількістю хромосом, або хромосом, що містять неправильні хромосоми, зазвичай не можуть виробляти потомство.

Що таке поліплоїдія? Які конкретні приклади видоутворення можна привести у рослин і тварин?

Триплоїдом

Перш ніж розбиратися з полиплоидией, потрібно трохи зрозуміти, як тіла створюють нові клітини. Всі людські клітини диплоїдні, тому, коли створюються гамети, вони повинні бути гаплоидными, або мати тільки один набір хромосом, щоб новий організм знову міг бути диплоїдним. Однак під час цього процесу іноді щось іде не так. Найбільш поширеним явищем є те, що іноді одна нова гамета отримує дві копії хромосом. Це може статися, коли самки продукують яйцеклітини. Коли яйце з двома наборами хромосом зливається з нормальним гаплоидным сперматозоїдом, результуюча клітина має три набору хромосом, тобто вона триплоидная.

Тепер кожна клітина в цьому новому організмі буде триплоидной. Для більшості тварин це вкрай шкідливо, і організм не виживе. Рослини, як правило, краще переносять полиплоидию і навіть процвітають з такими інтенсивними генетичними змінами.

Ще приклади

Ось деякі приклади поліплоїдії у рослин і тварин. Вчені припустили, що дві третини квітучих рослин є полиплоидами. Більшість папоротей і трав – це поліплоїдії, а також картопля, яблука, полуниця. Банани являють собою цікавий приклад. Банани є триплоидами, і зазвичай триплоїдні організми не можуть відтворювати себе, тобто вони стерильні. Це означає, що ви не можете отримати насіння бананів, щоб посіяти більше бананів. Фермери відрізають пагони з боку рослини, перш ніж вони виробляють фрукти і закінчують свій цикл, і висаджують нове покоління.

Що таке поліплоїдія? Це успадковане стан, що володіє більш ніж двома повними наборами хромосом. Поліплоїдії поширені серед рослин, а також серед певних груп риб і амфібій. Наприклад, деякі саламандри, жаби і п’явки є полиплоидами. Багато з цих поліплоїдних організмів добре адаптовані до навколишнього середовища.

Поліплоїдні предки

Існує набагато менше видів поліплоїдних тварин, ніж рослин. Точна причина цього не зовсім відома. Деякі вчені вважають, що це може бути пов’язано зі збільшенням складності будови організмів тварин порівняно з рослинами. Інші припускають, що поліплоїдія може перешкоджати утворенню гамет, поділу клітин або регуляції генома. Однак є деякі винятки. Прикладами поліплоїдії в тваринному світі є риби, плазуни і комахи.

Фактично нещодавні результати досліджень генома показують, що багато видів, які в даний час є диплоидов, включаючи людей, що були отримані з поліплоїдних предків. Ці види, які пережили стародавні генотипні дуплікація, а потім редукцію генома, називаються палеополиплоидами.

Переваги поліплоїдії

У великому числі поліплоїдних клітин рослин, риб і жаб, очевидно, повинні бути деякі переваги. Загальним прикладом у рослинах є спостереження гібридної енергії, або гетерозису, в результаті чого полиплоидное потомство двох диплоїдних попередників, є більш енергійним і здоровим, ніж будь-який з двох диплоїдних батьків. Існує кілька можливих пояснень цього спостереження. Перший полягає в тому, що примусове спарювання гомологічних хромосом запобігає рекомбінацію між геномами вихідних попередників, ефективно підтримуючи гетерозиготність протягом поколінь.

Ця гетерозиготність запобігає накопиченню рецесивних мутацій в геномах наступних поколінь, тим самим підтримуючи гібридну енергію. Іншим важливим фактором є надмірність генів в клітинах рослин. Оскільки у поліплоїдних потомства в два рази більше копій якого-небудь конкретного гена, потомство захищено від згубних наслідків рецесивних мутацій. Це особливо важливо під час стадії гаметофита.

Іншою перевагою, забезпечуваним надмірною положенням генів, є здатність диверсифікувати функцію генів з плином часу. Іншими словами, додаткові копії генів, які не потрібні для нормальної функції організму, можуть в кінцевому підсумку використовуватися по-новому і абсолютно по-різному, що призводить до нових можливостей. В еволюційному виборі вони відіграють чи не вирішальну роль. Поліплоїдії важливі походження нових видів рослин.