Одиночное отцовство пыльцы у цветковых растений может быть более распространённым, чем считалось ранее

от

У всех семян, произведённых внутри плода, одинаковый материнский геном, но отцовские геномы могут происходить от пыльцы одного или нескольких отцовских растений.

Обычно считается, что семязачатки у цветковых растений чаще всего опыляются несколькими отцовскими растениями на уровне цветка.

Геномные конфликты

В процессе оплодотворения и производства плодов у многосемянных растений могут возникать различные геномные конфликты, включая конфликты за питательные ресурсы между материнским растением и его потомством, конфликты за питательные ресурсы между развивающимися семенами, между отцовским и материнским геномами за развитие семян и конкуренцию между отцовскими растениями. Связь между этими геномными конфликтами и наличием одного или нескольких отцовских растений неясна.

Исследование

Чтобы пролить свет на распространённость моногамии и полиандрии у цветковых растений, группа исследователей в Индии провела систематический обзор литературы исследований с 1984 по 2024 год и метаанализ 63 видов цветковых растений из разных семейств. Исследование недавно было опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Число отцовских растений определялось в контексте самосовместимого и самонесовместимого размножения, количества семян и филогенетических отношений.

Анализ показал, что 52% цветковых растений с многосемянными плодами имели одного пыльцевого родителя на плод. Однако это сочетание плодов, оплодотворённых одним пыльцевым родителем (24%), и тех, у которых среднее число пыльцевых родителей на плод колебалось от 1 до 1,5 (28%) — то есть 52% имели в среднем от 1 до 1,5 родителей на плод. Только у 19% изученных растений было более трёх пыльцевых отцов.

Распространённость одиночного отцовства также зависела от количества семян в плоде: у видов с 10–100 семенами в плоде — 77%, а у видов с более чем 100 семенами — 47%. Из видов с 2–10 семенами 54% имели одного пыльцевого родителя. Эти результаты показывают, что нет значительного увеличения или закономерности в количестве пыльцевых родителей с увеличением количества семян в плоде.

Из 63 изученных видов растений 65% были признаны самонесовместимыми — то есть неспособными использовать свою пыльцу для успешного опыления. Исследователи обнаружили, что одиночное отцовство чаще встречается у этих растений (59% видов) по сравнению с самосовместимыми видами (41%).

Авторы исследования также обнаружили, что отцовство и система размножения независимы от эволюционной истории.

Исследователи полагают, что может существовать связь между наличием одного пыльцевого родителя и снижением некоторых геномных конфликтов у цветковых растений. Они объясняют: «Перекрёстно опыляемые растения могут смягчать геномные конфликты и конкуренцию между братьями и сёстрами в завязи с помощью двух основных механизмов: а) эволюции крупных цветков, которые привлекают специализированных опылителей, способных одновременно доставлять большое количество пыльцы от одного пыльцевого родителя; б) сокращения количества семязачатков в мелких цветках, которые часто опыляются неспециализированными опылителями».

Хотя многие растения в исследовании показали множественное отцовство среди семян, моногамия оказалась более распространённой, чем можно было ожидать. Авторы отмечают, что закономерности у этих растений аналогичны тем, которые наблюдаются в системах спаривания животных — несколько неожиданный результат. Это новое понимание может помочь будущим исследователям разработать программы селекции сельскохозяйственных культур, направленные на контроль или прогнозирование происхождения семян, а также предоставить информацию для стратегий селекции и сохранения растений.

© 2025 Science X Network

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте