Die Polyploidie bietet Pflanzen gegenüber den Diploiden mehrere Vorteile mit weitreichenden Auswirkungen auf den Gartenbau. Gardenerdy sieht sie sich an.
Wusstest du…
… Dass das sehr bunt ist gefiederter Hahnenkamm hat 12 Chromosomensätze - einer der höchsten auf dem Planeten. Die anderen Arten, die diese Ehre tragen, sind Spartina anglica, eine invasive Pflanze aus England, und der Uganda Clawed Frog.
Ein Polyploid ist ein Organismus mit mehr als zwei Chromosomensätzen. Es wird angenommen, dass viele Arten irgendwann Polyploide sind, aber es kommt am häufigsten bei Pflanzen vor, wobei Farne und Blütenpflanzen am häufigsten vorkommen. Neben Pflanzen kommt es auch in Pilzen und einigen Arten von Amphibien, Würmern, Fischen usw. vor.
Polyploide können basierend auf der Anzahl der Chromosomen, die sie tragen, in Typen unterteilt werden, wie Triploide (drei Chromosomensätze), Tetraploide (vier Chromosomensätze), Pentaploide (fünf Chromosomensätze), Hexaploide (sechs Chromosomensätze), Oktoploide (acht Chromosomensätze), Decaploide (zehn Chromosomensätze) und Dodecaploide (zwölf Chromosomensätze).
Das Auftreten, die Wirkungen und die Methode der Polyploidie variieren je nach Art stark. Im Allgemeinen wird jedoch angenommen, dass es bei Pflanzen und Tieren niedrigerer Ordnung große Vorteile hat. Dies kann jedoch bei vielen Organismen höherer Ordnung, wie z. B. Säugetieren, zur Sterilität oder sogar zum Tod führen.
Eine diploide Pflanze kann aufgrund einer Störung der Mitose oder Meiose polyploid werden. Es kann und kommt in der Natur vor, wird aber auch durch die Verwendung von Chemikalien wie Colchicin induziert. Eine polyploide Pflanze hat viele potenzielle Vorteile gegenüber einer diploiden Pflanze, und dieser Gardenerdy-Artikel enthält eine Liste davon.
Sterilität überwinden
Wenn die Hybridisierung mit entfernten Spezies durchgeführt wird, führt dies häufig zu sterilen Pflanzen aufgrund des Unterschieds in den Chromosomen, beispielsweise einer ungeraden Anzahl von Chromosomen. Durch die Einführung von Polyploidie in diesen Pflanzen wird die Anzahl der Chromosomen verdoppelt und der Hybrid kann wieder fruchtbar gemacht werden.
Sterilität induzieren
Eine Pflanze kann sterilisiert werden, um ihre Population zu kontrollieren und zu verhindern, dass sie zu einer invasiven Art wird. Dies ist besonders nützlich für Baumschulen, die damit nicht heimische Pflanzen und Hybriden daran hindern, sich außerhalb der Baumschule auszubreiten. Eine Pflanze kann durch Entwicklung eines Triploids steril gemacht werden - fruchtbare Tetraploide und Diploide werden hybridisiert, um Triploide zu erhalten. Die drei Chromosomensätze machen die sexuelle Fortpflanzung in der Pflanze nicht lebensfähig.
Samenlose Früchte
Polyploidie kann verwendet werden, um kernlose Früchte wie die kernlose Wassermelone zu erhalten. Ein weiteres Beispiel für eine erfolgreiche Polyploidie ist die Banane, die triploid, kernlos und steril ist.
Stärkere Nachkommen (Heterosis)
Wie bei Hybriden wurde beobachtet, dass Polyploide größer und robuster sind als ihre diploiden Eltern. Dies kann größere Blätter, Blüten und Früchte sowie eine Erhöhung der Höhe umfassen. Ein Beispiel ist die Erdbeerpflanze. Diploide Erdbeersorten haben kleinere Früchte mit geringeren Erträgen, während die tetraploiden Sorten größere und bessere Erträge haben. Die Polyploide können auch krankheits- und schädlingsresistenter sein.
Rolle in der Speziation
Es wird auch angenommen, dass die Polyploidie eine wichtige Rolle bei der Speziation von Pflanzen gespielt hat. Polyploidie kann unter Verwendung des gleichen genetischen Materials wie bei der Autopolyploidie oder unter Verwendung des genetischen Materials von verschiedenen Arten wie bei der Allopolyploidie auftreten. Die resultierenden Polyploide können kräftiger sein und einzigartige Eigenschaften aufweisen, die zur Bildung neuer Arten beitragen.
Die Polyploidie hat auch ihre eigenen Nachteile - die resultierende Pflanze kann schwach oder steril sein. Insbesondere die induzierte Polyploidie wird als instabil angesehen und führt zu schwächeren Pflanzen. Der Erfolg der Polyploidie hängt von vielen Faktoren ab; von dem Prozess, durch den Polyploidie aufgetreten ist, zu dem Gene exprimiert und vererbt werden. Dieses komplexe Phänomen hat jedoch vielen Pflanzen zugute gekommen und kann bei richtiger Nutzung der Welt zugute kommen.
