Монодомия ( / mɒˈn oʊəs i / ) — половая система у гаплоидных растений (в основном мохообразных ) , при которой и сперма , и яйцеклетки производятся на одном и том же гаметофите , в отличие от двудомности , при которой каждый гаметофит производит только сперму или яйцеклетки , но никогда и то, и другое. [ 1] [2] Как однодомные ( / mɒˈn oʊəkəs / ) [ 3] так и двудомные гаметофиты производят гаметы в гаметангиях путём митоза , а не мейоза , так что сперма и яйцеклетки генетически идентичны своему родительскому гаметофиту.
Было высказано предположение, что моноидии могут иметь преимущества в засушливых местообитаниях, где способность производить спорофиты ограничена из-за недостатка воды. [4] : 292
Монойность похожа на моноэцию (и часто ее путают с ней ), которая относится к семенным растениям ( сперматофитам ) и обозначает отдельные мужские и женские шишки или цветки на одном и том же растении.
Слово monoicous и родственные ему формы mon(o)ecious происходят от греческого mόνος ( mónos ), одиночный , и οἶκος ( oîkos ) или οἰκία ( oikía ), дом . Слова dioicous и di(o)ecious происходят от οἶκος или οἰκία и δι- (di-), дважды, двойной. ( (o)e — это латинский способ транслитерации греческого οι , тогда как oi — более простой современный способ.) Как правило, термины «monoicous» и «dioicous» были ограничены описанием гаплоидной сексуальности ( гаметофитной сексуальности) и, таким образом, используются в основном для описания мохообразных , у которых гаметофит является доминирующим поколением. Между тем, термины «однодомный» и «двудомный» используются для описания диплоидного полового размножения ( спорофитного полового размножения) и, таким образом, используются для описания трахеофитов (сосудистых растений), у которых спорофит является доминирующим поколением. [5] [6] : 82 Однако это использование, хотя и точное, не является универсальным, и термины «однодомный» и «двудомный» все еще используются некоторыми бриологами для обозначения гаметофита. [7]
40% мхов являются однодомными. [8]
Мохообразные имеют жизненные циклы, в которых доминирует гаметофит . Более долгоживущее, более заметное автотрофное растение — гаметофит. Спорофит у мхов и печеночников состоит из неразветвленного стебля (щетинки), несущего один спорангий или спорообразующую капсулу. Даже когда они способны к фотосинтезу, как у мхов и роголистников, спорофитам бриофитов требуется дополнительный фотосинтез от гаметофита для поддержания роста и развития спор, и они зависят от гаметофита в плане поставок воды, минеральных веществ и азота. [9] [10]
Антеридии и архегонии часто группируются. Группа антеридиев называется андроцеем, а группа архегоний называется гинецеем. (Обратите внимание, что эти термины имеют разное значение, когда используются для обозначения структур цветка.)
Мохообразные имеют наиболее сложные гаметофиты среди всех живых наземных растений и, следовательно, имеют большое разнообразие положений гаметангиев и моделей развития.
Гаметангии обычно располагаются на верхушках побегов, но их также можно обнаружить в пазухах листьев, под слоевищами или на сложных структурах, называемых гаметангиеофорами.
Виды бриофитов могут быть:
Могут быть как селективные преимущества, так и селективные недостатки для организмов, которые являются однодомными или двудомными. Однодомные мохообразные могут легко размножаться половым путем, поскольку оба пола могут быть обнаружены в одном организме. С другой стороны, это может привести к инбридингу и снижению генетической изменчивости внутри популяций. [11] Двудомные организмы обязательно обмениваются генами с другими организмами вида во время полового размножения, увеличивая гетерозиготность и изменчивость (при достаточно большой изменчивой популяции спариваний). Однако, если организмы изолированы, они могут размножаться только бесполым путем, что может со временем представлять серьезный селективный недостаток. Таким образом, распространение спермы мохообразных может быть ключом к долголетию видов, особенно у двудомных видов. В то время как распространение спермы обычно пассивно, при этом сперма распространяется через воду, некоторые виды демонстрируют очень активные механизмы распространения, такие как воздушное распространение, недавно описанное у печеночника Conocephalum conicum . [12]
Предковая половая система у мохообразных неизвестна, но предполагается, что однодомность и двудомность эволюционировали несколько раз. [13]
В роде печеночников Radula было обнаружено, что моноидность была недавним эволюционным приобретением, связанным с эпифитизмом , возникшим 6 раз. [14] : 72