Polyploidie oder warum Pflanzen verschiedener Arten häufiger fruchtbare Nachkommen-Hybriden hervorbringen können als Tiere?

Diese Seite sagt:

Pflanzen hybridisieren viel häufiger und erfolgreicher als Tiere. [...] Chromosomenverdopplung (Polyploidie) kommt bei Pflanzen häufiger vor und erleichtert die Fruchtbarkeit der Hybridnachkommen.

Die Ergebnisse der erfolgreichen Hybridisierung verschiedener Pflanzenarten (dh die Herbeiführung fruchtbarer Nachkommen) können in der Landwirtschaft leicht beobachtet werden - zum Beispiel ist Triticum aestivum 6n, während Triticum durum 4n ist. Letzteres stammt aus der Hybridisierung zweier Pflanzen unterschiedlicher Gattungen (!). Es scheint mir also, dass Pflanzen nicht nur leichter hybridisieren können, sondern dass auch die evolutionäre Distanz zwischen den Eltern größer sein kann als bei Tieren.

Soweit ich weiß, besteht die bevorzugte Tierstrategie, um fruchtbare Hybriden zu haben, darin, partheno/androgen zu werden (z. B. bei Phasmida).

Meine Frage ist:

Warum können Pflanzen häufiger fruchtbare Hybriden hervorbringen als Tiere? Welche Einschränkungen sind bei Tieren vorhanden und bei Pflanzen nicht vorhanden?

Meines Wissens ist die Polyploidisierung der Hauptmechanismus, durch den dies erreicht wird. Wenn dies zutrifft, kann meine vorherige Frage anders formuliert werden: Warum tritt die Polyploidisierung von Tieren seltener auf?

Ich bin mir meiner Annahmen nicht ganz sicher, also korrigiere mich gerne, natürlich mit Referenzen.

Antworten (1)

Obwohl ich nicht weiß, ob es eine endgültige Antwort auf diese Frage gibt, vermute ich, dass zumindest ein Teil der Antwort in der Tatsache zu finden ist, dass Tiere typischerweise viel komplexere und empfindlichere mechanische Wechselwirkungen in ihren Körpern haben als Pflanzen.

Aus mechanischer Sicht sind Pflanzen ziemlich einfach. Sie bewegen sich, aber im Allgemeinen ziemlich langsam und über sehr einfache mechanische Prinzipien, und die Verbindung zwischen verschiedenen Geweben und Organen erfolgt hauptsächlich über chemische und flüssige Strömungen. Viele Pflanzen sind auch in ihrer Größe sehr flexibel und verändern auch nach der Geschlechtsreife ihre Größe um Größenordnungen.

Im Gegensatz dazu sind Tiere oft äußerst komplexe und komplizierte Systeme von Gelenken und komplexen und hochgradig differenzierten Organen. Sie neigen auch dazu, eine gut definierte typische Größe ausgewachsener Individuen zu haben, die sich im Vergleich zu Pflanzen nicht allzu sehr unterscheidet.

Wenn Sie eine Änderung der Ploidie haben, besteht ein Haupteffekt darin, die Genexpressionsniveaus zu multiplizieren oder zu dividieren, basierend auf der Änderung der Anzahl der Kopien. Wo dies mit den Prozessen der Morphogenese interagiert, wird es daher oft radikale Auswirkungen auf die Größe oder Wachstumsmuster der betroffenen Gewebe oder Organe haben.

Bei einem komplizierter verbundenen und maßstabsempfindlicheren System wie einem Tier scheint es daher nicht überraschend, dass solche Änderungen viel schwieriger zu überleben sind.