Дводомні рослини

Не плутати з Дієція.
Суцвіття на різних рослинах верби козячої
Суцвіття маточкових квіток
Суцвіття маточкових квіток
Суцвіття тичинкових квіток
Суцвіття тичинкових квіток

Дводомні рослини — рослини, які мають одностатеві квітки; рослини, в яких одностатеві чоловічі (тичинкові) і жіночі (маточкові) квітки (або чоловічі і жіночі статеві органи в неквіткових рослин) розташовані на різних особинах.

Запилення відбувається тільки перехресним способом.[1] У верби, наприклад, плоди зав'язуються лише тоді, коли пилок з чоловічих квіток, що розміщені на одних деревах, буде перенесений на жіночі квітки інших дерев.[1] Велику роль у цьому відіграють бджоли.[1] Дводомність — це пристосування до перехресного запилення. Попри це для дводомних рослин імовірність самозапилення повністю зникає. Недоліком такого пристосування є те, що половина популяції в цьому випадку не дає насіння.

У рослинному світі станом на 1966 рік таких рослин налічували небагато: 4-6 %[1].

До дводомних належать такі рослини: верба, кропива дводомна, лавр, обліпиха, омела, осика, спаржа, тополя, коноплі, шовковиця, шпинат, щавель, деякі види суниць[1].

Дводомність у різних рослин

У мохоподібних (мохи, печіночники і антоцеротовидні) гаметофіти є повністю незалежними рослинами і виробляють спори лише одного типу (ізоспори)[2]. Насінні є різноспоровими рослинами, виробляючи спори двох різних розмірів (гетероспори)[3]. Гаметофіти насінних залежні від спорофіту і розвиваються всередині спор. У покритонасінних чоловічі гаметофіти розвивається в пилкових зернах, вироблених тичинками спорофіта, а жіночі гаметофіти розвиваються в насінних зачатках, вироблених жіночими плодолистками[4].

Чергування поколінь у рослин: спорофітове покоління виробляє спори, які дають початок гаметофітовому поколінню, яке виробляє гамети, які з'єднуються, щоби дати початок новому спорофітовому поколінню

Близько 65 % видів голонасінних є дводомними[5], але майже всі хвойні є однодомними[6]. У голонасінних дводомність і однодомність сильно корелюють зі способом розповсюдження пилку, однодомні види є здебільшого вітрозапильними, а дводомні є тваринозапильними[7].

Близько 6 % видів покритонасінних повністю дводомні і 7 % родів покритонасінних містять хоча б 1 дводомний вид[8]. Дводомність є більш поширеною в деревних рослин[9] і гетеротрофних видів[10]. У більшості дводомних рослин, утворення чоловічих чи жіночих гаметофітів визначається генетично, але в деяких випадках може визначатися навколишнів середовищем, як у видів Arisaema[11].

Певні водорості є дводомними[прояснити: ком.][12]. Дводомність поширена в бурих водоростей і, можливо, бурі водорості пішли саме від дводомних предків[13].

Еволюція дводомності

У рослин дводомні види зазвичай еволюціонують або від гермафродитних видів, або від однодомних видів з раніше неперевіреною гіпотезою, яка стверджує, що це відбувається для того, щоб уникнути інбридингу[14]. Проте було показано, що дводомність пов'язана зі збільшенням генетичного різноманіття та більшим захистом від шкідливих мутацій[15]. Незалежно від еволюційного шляху, проміжні стани повинні мати переваги у пристосуванні, щоби ці стани могли закріпитися[16].

Дводомність розвивається внаслідок чоловічого або жіночого безпліддя[17], хоча малоймовірно, що мутації, які призвели до чоловічого або жіночого безпліддя, відбувалися одночасно[18]. У покритонасінних одностатеві квітки розвиваються з двостатевих[19]. Дводомність зустрічається майже у половини родин рослин, але лише у меншості родів, що свідчить про те, що її еволюція відбулася недавно[20]. У 160 родин, які мають дводомні види, дводомність, як вважають, розвивалася більш ніж 100 разів[21].

Родина Caricaceae, імовірно, еволюціонувала від рослин, які були дводомними[22].

Від гермафродитизму

Дводомність зазвичай еволюціонує від гермафродитизму через гінодієцію, але також можн еволюціонувати через андродієцію[23], через дистилію[24] або через гетеростилію[15]. У Айстрових дводомність могла еволюціонувати з гермафродитизму незалежно від 5 до 9 разів. Зворотний перехід, від дводомності назад до гермафродитизму, був також спостережений у айстрових і мохоподібних з частотою, приблизно вдвічі меншою, ніж для переходу від гермафродитизму до дводомності[25].

У Смілок, оскільки в них немає однодомності, припускають, що дводомність розвивалася через гінодієцію[26].

Від однодомності

Дводомні рослини можуть еволюціонувати від однодомних предків, які мають квіти, що містять функціональні як тичинки, так і плодолистики[27]. Деякі автори стверджують, що однодомність і дводомність пов'язані між собою[28].

У роді Стрілиці, так як у них є розподіл систем статей, було припущено, що дводомність розвинулась від однодомності[29] через гінодієцію в основному завдяки мутаціям, які призвели до чоловічого безпліддя[30]:478. Однак, оскільки стан рослин-предків невідомий, потрібно більше досліджень, щоби прояснити еволюцію дводомності з однодомності[30]:478.

Примітки

  1. ↑ а б в г д Алєксєєнко Ф. М., Савченко Я. М. і ін. Виробнича енциклопедія бджільництва. — Київ: «Урожай», 1966. 500с. (с.:134)
  2. ↑ Mauseth, (2014), с. 487.
  3. ↑ Bateman, R. M.; DiMichele, W. A. (1994). Heterospory: The most iterative key innovation in the evolutionary history of the plant kingdom. Biological Reviews. 69 (3): 345—417. doi:10.1111/j.1469-185x.1994.tb01276.x.
  4. ↑ Mauseth, (2014), с. 204—205.
  5. ↑ Walas, Łukasz; Mandryk, Wojciech; Thomas, Peter A.; Tyrała-Wierucka, Żanna; Iszkuło, Grzegorz (1 вересня 2018). Sexual systems in gymnosperms: A review. Basic and Applied Ecology (англ.). 31: 1—9. doi:10.1016/j.baae.2018.05.009. ISSN 1439-1791. Архів оригіналу за 30 січня 2022. Процитовано 30 січня 2022.
  6. ↑ Walas Ł., Mandryk W., Thomas P. A., Tyrała-Wierucka Ż., Iszkuło G. (2018). Sexual systems in gymnosperms: A review (PDF). Basic and Applied Ecology. 31: 1—9. doi:10.1016/j.baae.2018.05.009. Архів оригіналу (PDF) за 27 січня 2022. Процитовано 30 січня 2022.
  7. ↑ Givnish, TJ (1980). Ecological constraints on the evolution of breeding systems in seed plants: dioecy and dispersal in gymnosperms. Evolution. 34 (5): 959—972. doi:10.1111/j.1558-5646.1980.tb04034.x. PMID 28581147.
  8. ↑ Renner, S. S.; R. E. Ricklefs (1995). Dioecy and its correlates in the flowering plants. American Journal of Botany. 82 (5): 596—606. doi:10.2307/2445418. JSTOR 2445418. Архів оригіналу за 30 січня 2022. Процитовано 30 січня 2022.
  9. ↑ Matallana, G.; Wendt, T.; Araujo, D.S.D.; Scarano, F.R. (2005), High abundance of dioecious plants in a tropical coastal vegetation, American Journal of Botany, 92 (9): 1513—1519, doi:10.3732/ajb.92.9.1513, PMID 21646169{{citation}}: Обслуговування CS1: Сторінки з параметром url-status, але без параметра archive-url (посилання)
  10. ↑ Nickrent D.L., Musselman L.J. (2004). Introduction to Parasitic Flowering Plants. The Plant Health Instructor. doi:10.1094/PHI-I-2004-0330-01. Архів оригіналу за 5 жовтня 2016. Процитовано 30 січня 2022.
  11. ↑ Fusco, Giuseppe; Minelli, Alessandro (10 жовтня 2019). The Biology of Reproduction (англ.). Cambridge University Press. с. 329. ISBN 978-1-108-49985-9. Архів оригіналу за 30 січня 2022. Процитовано 30 січня 2022.
  12. ↑ Maggs, C.A. and Hommersand, M.H. 1993. Seaweeds of the British Isles Volume 1 Rhodophyta Part 3A Ceramiales. The Natural History Museum, London. ISBN 0-11-310045-0
  13. ↑ Luthringer R., Cormier A., Ahmed S., Peters A. F., Cock J. M., Coelho S. M. (2014). Sexual dimorphism in the brown algae. Perspectives in Phycology. 1 (1): 11—25. doi:10.1127/2198-011X/2014/0002.
  14. ↑ Sarkar, Sutanu; Banerjee, Joydeep; Gantait, Saikat (29 травня 2017). Sex-oriented research on dioecious crops of Indian subcontinent: an updated review. 3 Biotech (англ.). 7 (2): 93. doi:10.1007/s13205-017-0723-8. ISSN 2190-5738. PMC 5447520. PMID 28555429.
  15. ↑ а б Muyle, Aline; Martin, Hélène; Zemp, Niklaus; Mollion, Maéva; Gallina, Sophie; Tavares, Raquel; Silva, Alexandre; Bataillon, Thomas; Widmer, Alex; Glémin, Sylvain; Touzet, Pascal (1 березня 2021). Dioecy Is Associated with High Genetic Diversity and Adaptation Rates in the Plant Genus Silene. Molecular Biology and Evolution. 38 (3): 805—818. doi:10.1093/molbev/msaa229. ISSN 0737-4038. PMC 7947750. PMID 32926156.
  16. ↑ Cruzan, Mitchell B. (11 вересня 2018). Evolutionary Biology: A Plant Perspective (англ.). Oxford University Press. с. 377. ISBN 978-0-19-088268-6. Архів оригіналу за 30 січня 2022. Процитовано 30 січня 2022.
  17. ↑ Atwell, Brian James; Kriedemann, Paul E.; Turnbull, Colin G. N. (1999). Plants in Action: Adaptation in Nature, Performance in Cultivation (англ.). Macmillan Education AU. с. 249. ISBN 978-0-7329-4439-1. Архів оригіналу за 30 січня 2022. Процитовано 30 січня 2022.
  18. ↑ Karasawa, Marines Marli Gniech (23 листопада 2015). Reproductive Diversity of Plants: An Evolutionary Perspective and Genetic Basis (англ.). Springer. с. 31. ISBN 978-3-319-21254-8. Архів оригіналу за 30 січня 2022. Процитовано 30 січня 2022.
  19. ↑ Núñez-Farfán, Juan; Valverde, Pedro Luis (30 липня 2020). Evolutionary Ecology of Plant-Herbivore Interaction (англ.). Springer Nature. с. 177. ISBN 978-3-030-46012-9. Архів оригіналу за 30 січня 2022. Процитовано 30 січня 2022.
  20. ↑ Reeve, Eric C. R. (14 січня 2014). Encyclopedia of Genetics (англ.). Routledge. с. 616. ISBN 978-1-134-26350-9. Архів оригіналу за 30 січня 2022. Процитовано 30 січня 2022.
  21. ↑ Ainsworth, Charles (1 серпня 2000). Boys and Girls Come Out to Play: The Molecular Biology of Dioecious Plants. Annals of Botany. 86 (2): 211—221. doi:10.1006/anbo.2000.1201. ISSN 0305-7364.
  22. ↑ Mitra, Sisir (1 вересня 2020). The Papaya: Botany, Production and Uses (англ.). CABI. с. 161. ISBN 978-1-78924-190-7. Архів оригіналу за 30 січня 2022. Процитовано 30 січня 2022.
  23. ↑ Perry, Laura E.; Pannell, John R.; Dorken, Marcel E. (19 квітня 2012). Two's Company, Three's a Crowd: Experimental Evaluation of the Evolutionary Maintenance of Trioecy in Mercurialis annua (Euphorbiaceae). PLOS ONE (англ.). 7 (4): e35597. doi:10.1371/journal.pone.0035597. ISSN 1932-6203. PMC 3330815. PMID 22532862.{{cite journal}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
  24. ↑ Leonard, Janet L. (21 травня 2019). Transitions Between Sexual Systems: Understanding the Mechanisms of, and Pathways Between, Dioecy, Hermaphroditism and Other Sexual Systems (англ.). Springer. с. 91. ISBN 978-3-319-94139-4. Архів оригіналу за 30 січня 2022. Процитовано 30 січня 2022.
  25. ↑ Landry, Christian R.; Aubin-Horth, Nadia (25 листопада 2013). Ecological Genomics: Ecology and the Evolution of Genes and Genomes (англ.). Springer Science & Business Media. с. 9. ISBN 978-94-007-7347-9. Архів оригіналу за 30 січня 2022. Процитовано 30 січня 2022.
  26. ↑ Casimiro-Soriguer, Inés; Buide, Maria L.; Narbona, Eduardo (1 січня 2015). Diversity of sexual systems within different lineages of the genus Silene. AoB PLANTS. 7 (plv037): plv037. doi:10.1093/aobpla/plv037. ISSN 2041-2851. PMC 4433491. PMID 25862920.
  27. ↑ K. S. Bawa (1980). Evolution of Dioecy in Flowering Plants. Annual Review of Ecology and Systematics. 11: 15—39. doi:10.1146/annurev.es.11.110180.000311. JSTOR 2096901.
  28. ↑ Batygina, T. B. (23 квітня 2019). Embryology of Flowering Plants: Terminology and Concepts, Vol. 3: Reproductive Systems (англ.). CRC Press. с. 43. ISBN 978-1-4398-4436-6. Архів оригіналу за 17 жовтня 2021. Процитовано 30 січня 2022.
  29. ↑ Wilson, Karen L.; Morrison, David A. (19 травня 2000). Monocots: Systematics and Evolution: Systematics and Evolution (англ.). Csiro Publishing. с. 264. ISBN 978-0-643-09929-6. Архів оригіналу за 30 січня 2022. Процитовано 30 січня 2022.
  30. ↑ а б Encyclopedia of Evolutionary Biology (англ.). Т. 2. Academic Press. 14 квітня 2016. ISBN 978-0-12-800426-5. Архів оригіналу за 30 січня 2022. Процитовано 30 січня 2022.

Джерела

Див. також

Посилання