Přestože polyploidizace hraje významnou roli v evoluci rostlin, úspěšnému uchycení nových polyploidních mutantů v přírodě často brání reprodukční interakce s jejich diploidními předky. V českých populacích heřmánkovce nevonného (Tripleurospermum inodorum) jsme hledali mechanismy umožňující koexistenci diploidů s polyploidy a studovali evoluční důsledky jejich vzájemných křížení.
K dalšímu čtení v Živě
Co se skrývá za rostlinnou průtokovou cytometrií (2005, 1)
Darwinova „odporná záhada“ po 130 letech aneb souvisí polyploidie s rozmanitostí krytosemenných rostlin? (2009, 5)
Co je nového v biologii. Genomy a evoluce masožravých rostlin (2021, 2)
Použitá a citovaná literatura
BADUEL, Pierre, et al. The “Polyploid Hop”: shifting challenges and opportunities over the evolutionary lifespan of genome duplications. Frontiers in Ecology and Evolution, 2018, 6: 117.
ČERTNER, Martin, et al. Evolutionary dynamics of mixed-ploidy populations in an annual herb: dispersal, local persistence and recurrent origins of polyploids. Annals of Botany, 2017, 120.2: 303-315.
ČERTNER, Martin, et al. Evolutionary dynamics of mixed-ploidy populations in an annual herb: dispersal, local persistence and recurrent origins of polyploids. Annals of Botany, 2017, 120.2: 303-315.
KAY, Q. O. N. The origin and distribution of diploid and tetraploid Tripleurospermum inodorum (L.) Schultz Bip. Watsonia, 1969, 7.3: 130-141.
KAY, Q. O. N. Tripleurospermum Inodorum (L.) Schultz Bip. Journal of Ecology, 1994, 82.3: 681-697.
KOLÁŘ, Filip, et al. Mixed-ploidy species: progress and opportunities in polyploid research. Trends in Plant Science, 2017, 22.12: 1041-1055.
LAFON-PLACETTE, Clément, et al. Endosperm-based hybridization barriers explain the pattern of gene flow between Arabidopsis lyrata and Arabidopsis arenosa in Central Europe. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2017, 114.6: E1027-E1035.
LEVIN, Donald A. The role of chromosomal change in plant evolution. Oxford University Press, 2002.
RAMSEY, Justin; SCHEMSKE, Douglas W. Pathways, mechanisms, and rates of polyploid formation in flowering plants. Annual review of ecology and systematics, 1998, 29.1: 467-501.
RICE, Anna, et al. The Chromosome Counts Database (CCDB)–a community resource of plant chromosome numbers. New Phytologist, 2015, 206.1: 19-26.
WOOD, Troy E., et al. The frequency of polyploid speciation in vascular plants. Proceedings of the national Academy of sciences, 2009, 106.33: 13875-13879.
Though polyploidization is an important evolutionary force in plants, the successful establishment of new polyploid mutants is often constrained by their reproductive interactions with diploid progenitors. We searched for mechanisms facilitating diploid–polyploid coexistence, and studied the evolutionary consequences of inter-ploidy crosses in Czech populations of the Scentless Mayweed (Tripleurospermum inodoru).
-
Společnému výskytu různých cytotypů v rostlinných populacích brání evoluční proces zvaný nevýhoda vzácných cytotypů. Pokud jsou přenosy pylu náhodné, vzácnější cytotyp (modře) obdrží většinu pylu od nekompatibilních partnerů druhého cytotypu a ve výsledku tvoří převážně nevyvinutá semena hybridního původu (bíle). Běžnější cytotyp (červeně) se naopak rozmnožuje převážně s kompatibilními partnery. Poměrné zastoupení vzácnějšího cytotypu mezi dospělci se vždy razantně sníží při obnově populace ze semen v následující generaci, a to do doby, než vzácnější cytotyp z populace úplně vymizí. Tento proces významně brání uchycení polyploidních mutantů v populacích. Orig. M. Čertner
-
Heřmánkovec nevonný (Tripleurospermum inodorum) patří mezi běžné zástupce naší synantropní flóry. Před několika lety byl v populacích na našem území potvrzen výskyt diploidního i tetraploidního cytotypu. Foto M. Čertner
-
Heřmánkovec nevonný dominující vegetaci na poli čerstvě ponechaném ladem. Východoslovenská nížina. Foto M. Čertner
-
Šmel okoličnatý (Butomus umbellatus) se na území České republiky také vyskytuje ve dvou cytotypech, vzácnějším diploidním a podstatně běžnějším triploidním. Převaha triploidů navzdory problémům s pohlavním rozmnožováním, které u nich lze předpokládat, je možná jen díky tomu, že se druh množí převážně nepohlavně, prostřednictvím oddenků a specializovaných pacibulek. Foto M. Čertner
-
Starček kraňský (Senecio carniolicus agg.), rostlina osídlující vyšší polohy Alp a Karpat, patří se svými 8 zdokumentovanými cytotypy (2x, 3x, 4x, 5x, 6x, 7x, 8x a 9x) mezi evropské rekordmany. Foto M. Čertner
-
Kromě intenzivně obhospodařované zemědělské krajiny a intravilánu obcí patří mezi vhodná stanoviště pro výskyt heřmánkovce nevonného i obnažená dna stojatých vod. Západní Čechy. Foto M. Čertner
-
Rostliny zpravidla produkují desítky úborů, každý z nich dá v průměru vzniknout 250 nažkám. Intenzivní investice do reprodukce je typickou vlastností jednoletých bylin. Foto M. Čertner
-
Plodem heřmánkovce jsou drobné jednosemenné nažky se třemi charakteristickými žebry na ventrální („spodní“) straně a dvěma okrouhlými žlázkami na straně dorzální („vrchní“). Foto M. Čertner
-
Semenáčky (na snímku) nebo následné listové růžice lze ve městech i na polích pozorovat prakticky po celý rok. To souvisí s proměnlivou životní strategií druhu, který může buď klíčit na podzim a přezimovat v podobě listové růžice (ozimá rostlina), nebo oddálit klíčení na jaro a životní cyklus tak dokončit během jedné sezony. Foto M. Čertner
-
Sáčky z monofilu (jemného umělého vlákna) brání spontánním návštěvám hmyzích opylovačů v průběhu opylovacího experimentu. Studované úbory byly odkryty vždy jen na dobu nezbytně nutnou ke zprostředkování přenosu pylu mezi vybranými jedinci. Foto H. Ryšavá