stringtranslate.com

Андродиэция

Андродиэция — это репродуктивная система, характеризующаяся сосуществованием самцов и гермафродитов . Андродиэция встречается редко по сравнению с другими основными репродуктивными системами: раздельнополостью , гинодиэцией и гермафродитизмом . [1] У животных андродиеция считается ступенькой на пути к переходу от раздельнополости к гермафродитизму и наоборот. [2]

Андродиэция, триэция и гинодиэция иногда называются смешанными системами спаривания . [3] Андродиэция — это диморфная половая система у растений, сравнимая с гинодиэцией и диэцией . [4]

Эволюция андродиэции

Требования к приспособленности для возникновения и поддержания андродиэции теоретически настолько невероятны, что долгое время считалось, что таких систем не существует. [5] [6] В частности, самцы и гермафродиты должны иметь одинаковую приспособленность , другими словами, производить одинаковое количество потомков, чтобы поддерживаться. Однако самцы имеют потомство только путем оплодотворения яиц или яйцеклеток гермафродитов, в то время как гермафродиты имеют потомство как путем оплодотворения яиц или яйцеклеток других гермафродитов, так и своих собственных яйцеклеток. Это означает, что при прочих равных условиях самцы должны оплодотворить в два раза больше яиц или яйцеклеток, чем гермафродиты, чтобы компенсировать отсутствие женского размножения. [7] [8]

Андродиэция может развиться либо от гермафродитных предков через вторжение самцов, либо от раздельнополых предков через вторжение гермафродитов. Предковое состояние важно, поскольку условия, при которых может развиться андродиеция, значительно различаются. [ необходима цитата ]

Андродиэция с раздельнополым происхождением

У круглых червей, креветок-моллюсков, креветок-головастиков и ракообразных андродиэция произошла от раздельнополости. В этих системах гермафродиты могут оплодотворять только свои собственные яйца (самооплодотворяться) и не спариваться с другими гермафродитами. Самцы являются единственным средством ауткроссинга . Гермафродиты могут быть полезны при колонизации новых мест обитания, поскольку один гермафродит может производить много других особей. [9]

У хорошо изученного круглого червя Caenorhabditis elegans самцы встречаются очень редко и встречаются только в популяциях, находящихся в плохом состоянии или в состоянии стресса. [10] Считается, что у Caenorhabditis elegans андродиэция произошла от раздельнополости через промежуточное триоэкозное состояние . [11]

Андродиэция с гермафродитным происхождением

У морских желудей андродиэция произошла от гермафродитизма. [3] Многие растения самоопыляются, и самцы могут сохраняться в популяции, когда инбридинговая депрессия серьезна, поскольку самцы гарантируют ауткроссинг. [ необходима цитата ]

Типы андродиэции

Наиболее распространенная форма андродиэции у животных включает гермафродитов, которые могут размножаться путем автогамии или аллогамии через яйцеклетку с самцами. Однако этот тип не включает ауткроссинг со спермой. Этот тип андродиэции обычно встречается в преимущественно гонохорических таксономических группах. [12] : 21 

Один из типов андродиэции включает ауткроссинговых гермафродитов, которые присутствуют у некоторых покрытосеменных растений . [12] : 21 

Другой тип андродиэции имеет самцов и одновременных гермафродитов в популяции из-за онтогенетического или условного распределения пола . Как и у некоторых видов рыб, мелкие особи являются гермафродитами, а в условиях высокой плотности крупные особи становятся самцами. [12] : 21 

Андродиетические виды

Несмотря на их маловероятную эволюцию, известно 115 видов андродиэцирующих животных и около 50 видов андродиэцирующих растений. [2] [13] Эти виды включают

Антозоа(Кораллы)

Нематоды(Круглые черви)

Rhabditidae (Отряд Rhabditida )

Diplogastridae (Отряд Rhabditida)

Steinernematidae (Отряд Rhabditida)

Allanotnematidae (отряд Rhabditida)

Дорилаимида

Немертея(Ленточные черви)

Членистоногие

Креветки-моллюски

Головастик креветки

Морские уточки

Лизматы

Насекомые

Кольчатые черви(Кольчатые черви)

Хордовые

Покрытосеменные(Цветковые растения)

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Паннелл, Дж. Р. (2002). «Эволюция и поддержание андродиеци». Annual Review of Ecology and Systematics . 33 : 397–425. doi :10.1146/annurev.ecolsys.33.010802.150419.
  2. ^ ab Weeks, SC (2012). «Роль андродиэции и гинодиэции в опосредовании эволюционных переходов между раздельнополостью и гермафродитизмом у животных». Эволюция . 66 (12): 3670–3686. doi :10.1111/j.1558-5646.2012.01714.x. PMID  23206127. S2CID  3198554.
  3. ^ ab Fusco, Giuseppe; Minelli, Alessandro (2019-10-10). Биология размножения. Cambridge University Press. стр. 134. ISBN 978-1-108-49985-9.
  4. ^ Торисес, Рубен; Мендес, Маркос; Гомес, Хосе Мария (2011). «Где мономорфные половые системы вписываются в эволюцию двудомности? Взгляд на крупнейшее семейство покрытосеменных». New Phytologist . 190 (1): 234–248. doi : 10.1111/j.1469-8137.2010.03609.x . ISSN  1469-8137. PMID  21219336.
  5. ^ Чарльзворт, Д. (1984). «Андродиоэция и эволюция двудомности». Биологический журнал Линнеевского общества . 22 (4): 333–348. doi :10.1111/j.1095-8312.1984.tb01683.x.
  6. ↑ Дарвин Ч. 1877. Различные формы цветов и растений одного вида. Нью-Йорк: Эпплтон.
  7. ^ Ллойд, Д. Г. (1975). «Поддержание гинодиэции и андродиэции у покрытосеменных». Genetica . 45 (3): 325–339. doi :10.1007/bf01508307. S2CID  20410507.
  8. ^ Чарльзворт, Б.; Чарльзворт, Д. (1978). «Модель эволюции двудомности и гинодиецизма». The American Naturalist . 112 (988): 975–997. doi :10.1086/283342. S2CID  83907227.
  9. ^ Паннелл, Дж. (2000). «Гипотеза эволюции андродиэции: совместное влияние репродуктивной безопасности и локальной конкуренции за партнера в метапопуляции». Эволюционная экология . 14 (3): 195–211. doi :10.1023/A:1011082827809. S2CID  38050756.
  10. ^ ab Стюарт, AD; Филлипс, PC (2002). «Отбор и поддержание андродиэции у Caenorhabditis elegans». Генетика . 160 (3): 975–982. doi :10.1093/genetics/160.3.975. PMC 1462032. PMID  11901115 . 
  11. ^ Канзаки, Нацуми; Кионтке, Карин; Танака, Рюсей; Хироока, Юри; Шварц, Анна; Мюллер-Райхерт, Томас; Чаудхури, Джотиска; Пирес-даСильва, Андре (11.09.2017). «Описание двух трехполых видов нематод в новом роде Auanema (Rhabditina), которые являются моделями эволюции репродуктивного режима». Scientific Reports . 7 (1): 11135. Bibcode :2017NatSR...711135K. doi :10.1038/s41598-017-09871-1. ISSN  2045-2322. PMC 5593846 . PMID  28894108. 
  12. ^ abc Леонард, Джанет Л. (2019-05-21). Переходы между половыми системами: понимание механизмов и путей между раздельнополостью, гермафродитизмом и другими половыми системами. Springer. ISBN 978-3-319-94139-4.
  13. ^ Weeks, SC; Benvenuto, C; Reed, SK (2006). «Когда самцы и гермафродиты сосуществуют: обзор андродиэции у животных». Интегративная и сравнительная биология . 46 (4): 449–464. doi : 10.1093/icb/icj048 . PMID  21672757.
  14. ^ Фюрст фон Ливен А (2008). « Koerneria sudhausi n. sp. (Nematoda: Diplogastridae); гермафродитный диплогастрид с яичной скорлупой, образованной зиготой и маточными компонентами». Нематология . 10 (1): 27–45. дои : 10.1163/156854108783360087.
  15. ^ Kiontke K, Manegold A, Sudhaus W (2001). «Переописание Diplogasteroides nasuensis Takaki, 1941 и D. magnus Völk, 1950 (Nematoda: Diplogastrina), связанных с Scarabaeidae (Coleoptera)». Nematology . 3 (8): 817–832. doi :10.1163/156854101753625317.
  16. ^ Рэгсдейл Э.Дж., Канзаки Н., Соммер Р.Дж. (2014). « Levipalatum texanum n. gen., n. sp. (Nematoda: Diplogastridae), андродиодный вид из юго-востока США». Нематология . 16 (6): 695–709. дои : 10.1163/15685411-00002798. S2CID  17802237.
  17. ^ ab Kanzaki N, Ragsdale EJ, Herrmann M, Susoy V, Sommer RJ (2013). «Два андродиальных и один раздельнополый новый вид Pristionchus (Nematoda: Diplogastridae): новые ориентиры для эволюции репродуктивного режима». Журнал нематологии . 45 (3): 172–194. PMC 3792836. PMID  24115783 . 
  18. ^ Kanzaki N, Ragsdale EJ, Herrmann M, Sommer RJ (2012). «Два новых вида Pristionchus (Rhabditida: Diplogastridae): P. fissidentatus n. sp. из Непала и острова Реюньон и P. elegans n. sp. из Японии». Журнал нематологии . 44 (1): 80–91. PMC 3593256. PMID  23483847 . 
  19. ^ Поттс ФА (1908). «Сексуальные явления у свободноживущих нематод». Труды Кембриджского философского общества . 14 : 373–375.
  20. ^ Ragsdale EJ, Kanzaki N, Röseler W, Herrmann M, Sommer RJ (2013). «Три новых вида Pristionchus (Nematoda: Diplogastridae) демонстрируют морфологическую дивергенцию через эволюционные промежуточные звенья нового полиморфизма структуры питания». Zoological Journal of the Linnean Society . 168 (4): 671–698. doi :10.1111/zoj.12041. S2CID  4484091.
  21. ^ ab Hermmann M, Ragsdale EJ, Kanzaki N, Sommer RJ (2013). " Sudhausia aristotokia n. gen., n. sp. и S. crassa n. gen., n. sp. (Nematoda: Diplogastridae): живородящие новые виды с ранним развитием гонад". Nematology . 15 (8): 1001–1020. doi :10.1163/15685411-00002738. S2CID  4505014.
  22. ^ Вики Г. Холленбек; Стивен К. Уикс; Уильям Р. Гулд; Наида Цукер (2002). «Поддержание андродиэции у пресноводной креветки Eulimnadia texana : частота половых контактов и успешность ауткроссинга». Поведенческая экология . 13 (4): 561–570. doi :10.1093/beheco/13.4.561.
  23. ^ Zierold, T; Hanfling, B ; Gómez, A (2007). "Современная эволюция альтернативных репродуктивных режимов у "живого ископаемого" Triops cancriformis". BMC Evolutionary Biology . 7 (1): 161. doi : 10.1186/1471-2148-7-161 . PMC 2075510. PMID  17854482. 
  24. ^ Крисп, DJ (1983). «Chelonobia patula (Ranzani), указатель на эволюцию комплементарного самца». Marine Biology Letters . 4 : 281–294.
  25. ^ Zardus, JD; Hadfield, MG (2004). «Развитие личинок и комплементарные самцы у Chelonibia testudinaria, морского желудя, комменсала морских черепах». Журнал биологии ракообразных . 24 (3): 409–421. doi : 10.1651/c-2476 .
  26. ^ Фостер, BA (1983). «Дополнительные самцы усоногих рачков Bathylasma alearum (cirripedia, pachylasmatidae)». Мемуары Австралийского музея . 18 (12): 133–140. doi : 10.3853/j.0067-1967.18.1984.379 .
  27. ^ abc Маклафлин, PA; Генри, DP (1972). «Сравнительная морфология дополнительных самцов у четырех видов балянуса (Cirripedia Thoracica)». Crustaceana . 22 (1): 13–30. doi :10.1163/156854072x00642.
  28. ^ Генри, Д. П.; Маклафлин, П. А. (1967). «Пересмотр подрода Solidobalanus Hoek (Cirripedia Thoracica), включая описание нового вида с дополнительными самцами». Crustaceana . 12 (1): 43–58. doi :10.1163/156854067x00693.
  29. ^ Юса, Y; Такемура, M; Миядзаки, K; Ватанабэ, T; Ямато, S (2010). «Карликовые самцы Octolasmis warwickii (Cirripedia: Thoracica): первый пример сосуществования самцов и гермафродитов в подотряде Lepadomorpha». Биологический вестник . 218 (3): 259–265. doi :10.1086/bblv218n3p259. PMID  20570849. S2CID  23908199.
  30. ^ Мацкевич; Татаренков, А; Тейлор, Д.С.; Тернер, Б.Дж.; Авизе, Дж.К.; и др. (2006). «Обширный ауткроссинг и андродиэция у позвоночных видов, которые в противном случае размножаются как самооплодотворяющийся гермафродит». Proc Natl Acad Sci USA . 103 (26): 9924–9928. Bibcode : 2006PNAS..103.9924M. doi : 10.1073/pnas.0603847103 . PMC 1502555. PMID  16785430 . 
  31. ^ Gleiser G, Verdú M. 2005. Повторная эволюция диэции из андродиэции у Acer" New Phytologist 165(2):633-640. doi=10.1111/j.1469-8137.2004.01242.x
  32. ^ Сакаи, С (2001). «Опыление трипсами андродиэциозной Castilla elastica (Moraceae) в сезонном тропическом лесу». Американский журнал ботаники . 88 (9): 1527–1534. doi : 10.2307/3558396 . JSTOR  3558396. PMID  21669685.
  33. ^ Pannell J (1997). «Широко распространенная функциональная андродиэция у Mercurialis annua L. (Euphorbiaceae)». Биологический журнал Линнеевского общества . 61 : 95–116. doi : 10.1111/j.1095-8312.1997.tb01779.x .
  34. ^ Валиенте-Бануэт, А; Рохас-Мартинес, А; Дель Коро, Арисменди М; Давила, П. (1997). «Биология опыления двух столбчатых кактусов (Neobuxbaumia mezcalaensis и Neobuxbaumia macrocephala) в долине Теуакан, центральная Мексика». Американский журнал ботаники . 84 (4): 452–455. дои : 10.2307/2446020. JSTOR  2446020.
  35. ^ Томсон Дж. Д., Шиванна КР., Кенрик Дж. и Нокс Р. Б. 1989" Американский журнал ботаники 76 (7):1048-1059
  36. ^ Muenchow, G (1998). «Субандродиоэция и мужская приспособленность у Sagittaria lancifolia subsp. lancifolia (Alismataceae)». American Journal of Botany . 85 (4): 513–520. doi :10.2307/2446435. JSTOR  2446435. PMID  21684934.
  37. ^ Лопес-Альманса, Дж. К.; Паннелл, Дж. Р.; Джил, Л. (2003). «Женская стерильность у Ulmus minor (Ulmaceae): гипотеза, выдвигающая цену пола у клонированных растений». Американский журнал ботаники . 90 (4): 603–609. doi : 10.3732/ajb.90.4.603 . PMID  21659155.

Внешние ссылки