Untuk mengelakkan hibridisasi interspesifik, cukup untuk menghisap orkid secara berbeza • Alexander Markov • Berita sains mengenai "Unsur" • Biologi, Evolusi

Untuk mengelakkan hibridisasi interspesifik, orkid cukup mencium bau dengan cara yang berbeza.

Tiga jenis orkid yang menipu dengan pendebunga mereka: Ophrys sphegodes dan Andrena nigroaenea, Ophrys exaltata dan Colletes cunicularius, Ophrys garganica dan Andrena karbonaria. Gambar dari bahan tambahan kepada artikel yang dibincangkan diEvolusi

Bunga orkid dari genus Ophrys menyamar sebagai wanita serangga untuk menarik lelaki yang cuba kawin dengan bunga dan mencemari mereka. Peranan utama dalam menarik penyuap adalah dimainkan oleh aroma orkid, meniru feromon seks dari betina dari satu atau serangga jenis lain. Kajian tiga sympatric (berkembang di wilayah yang sama) spesis orkid menunjukkan bahawa rasa yang berbeza adalah satu-satunya – tetapi agak berkesan – halangan penebat untuk mereka. Apabila buatan bunga mencemarkan dengan debunga jenis lain, terdapat biji-bijian yang dapat hidup dengan salib intraspecific. Walau bagaimanapun, secara semulajadi, kacukan interspesifik hampir tidak dijumpai kerana pemilihan pollinator yang tinggi. Semasa pemerhatian, tidak ada satu kes di mana pendebungaan lelaki akan memindahkan debunga kepada bunga spesies lain.

"Unsur" telah diberitahu tentang orkid jenis ini Ophrysyang menipu serangga penyerbuk lelaki dengan berpura-pura menjadi perempuan (lihat: Bijian luar biasa orkid hibrid menggalakkan spesiasi, Elemen, 06/11/2010).

Setiap jenis orkid ini, sebagai peraturan, didebarkan oleh hanya satu jenis serangga.Ini membantu orkid mengelakkan hibridisasi spesies silang. Ternyata anggrek, agar tidak bercampur-campur dengan jenis orkid yang lain, mengeksploitasi mekanisme penebat yang dihasilkan oleh serangga untuk mencegah penyeberangan dengan serangga jenis lain. Laki-laki serangga penyerbukan mendapati wanita dengan gabungan ciri-ciri pheromon hidrokarbon ciri-ciri spesies ini. Aroma anggrek meniru kombinasi ini, yang memastikan pemilihan pendebunga.

Kadang-kadang lelaki dari satu spesies serangga menanam dua jenis orkid sekaligus, tetapi kemudian orkid ini melekatkan pollinaria mereka ke bahagian yang berlainan dari badan serangga: misalnya, satu ke kepala, yang lain ke perut. Hasilnya, debunga masih mendapat hanya pada pistil spesies "nya".

Walau bagaimanapun, sehingga kini, beberapa soalan penting tidak dijawab. Seberapa berkesan mekanisme pengasingan, berdasarkan kepada menarik serangga lelaki dengan pheromone palsu? Berapa kerap membuat penyerbu lelaki membuat kesilapan apabila mereka duduk di atas bunga spesies lain? Adakah terdapat spesis orkid genus yang dekat Ophrysberkembang di wilayah yang sama dan berkembang pada masa yang sama, adakah terdapat sebarang halangan penebat tambahan atau adakah mereka membebaskan penebatan secara eksklusif "bau"? Banyak spesies genus Ophrys mereka berbeza sedikit dari satu sama lain secara genetik dan morfologi, yang boleh dijelaskan dalam dua cara: sama ada spesies ini mula menyimpang (menyimpang) baru-baru ini, atau pertukaran genetik antara mereka berterusan disebabkan oleh mekanisme penebat yang tidak sempurna dan hibridisasi interspecific yang kerap. Untuk menjelaskan isu-isu ini, perlu mengkaji secara terperinci kerja mekanisme pengasingan dalam populasi orkid semulajadi.

Ini adalah apa yang cuba dilakukan oleh ahli botani dari Switzerland dan Itali, yang menerbitkan hasil penyelidikan mereka dalam jurnal Evolusi. Penulis memilih tiga spesies yang berkaitan dengannya sebagai objek (Ophrys sphegodes, O. exaltata, O. garganica), tumbuh bersama di selatan Itali dan berkembang pada masa yang sama. Sebagai pendebunga, orkid ini digunakan oleh lelaki yang ditipu tiga spesies lebah: masing-masing, Andrena nigroaenea, Colletes cunicularius dan A. karbonaria.

Untuk menilai keberkesanan mekanisme pemisahan berdasarkan pemilihan pollinator, penulis diberi label 1686 orkid dengan pewarna yang berbeza dalam polinaria. Selepas itu, mereka mengikuti bunga sekelilingnya, jika mereka tidak akan didebarkan oleh salah satu daripada pollinaria berlabel. Sebanyak 46 kes dapat mendaftar: pollinaria berlabel dibawa oleh serangga dalam 15 bunga O. sphegodes, 21 bunga O. exaltata dan 10 bunga O. garganica (Kecekapan pendebungaan tumbuhan ini pada umumnya agak rendah: secara purata, hanya 10.8% daripada bunga spesies pertama yang didebarkan, 18.8% dari kedua, dan 3.2% daripada yang ketiga). Kesemua 46 pengesan pendebungaan adalah intraspecific: pollinators tidak pernah membuat kesalahan dengan membawa pollinaria ke bunga spesies lain. Ini menunjukkan kecekapan tinggi mekanisme penebat ini.

Untuk mengetahui sama ada mekanisme pengasingan yang lain wujud dalam orkid yang dikaji, penulis telah menjalankan satu siri percubaan pada pendebungaan tiruan. Ternyata jika anda mencemari bunga secara manual dengan debunga dari mana-mana tiga spesies, ini selalu membawa kepada pembentukan buah-buahan biasa dengan benih yang berdaya maju, dan jumlah benih tidak bergantung pada apakah persimpangan itu adalah intraspecific atau antara spesifik. Oleh itu, jika debunga asing masih masuk ke dalam bunga orkid, tidak ada yang mengganggu pembentukan benih hibrid.

Analisis genetik 146 tumbuhan menunjukkan kehadiran perbezaan genetik kecil, tetapi agak berbeza antara ketiga spesies ini. Hanya dua hibrid generasi pertama yang ditemui (antara O. sphegodes dan O. exaltata). Ini menunjukkan kekerapan hibridisasi yang rendah.

Komposisi kimia bau tiga jenis orkid dianalisis menggunakan kromatografi gas. Hasil yang diperolehi sebelum ini telah disahkan, mengikut mana bau ini jelas berbeza antara satu sama lain dalam nisbah alkenes yang berbeza (ia adalah bahan-bahan yang mengelirukan pendebungaan lelaki).

Tidak seperti spesies yang disebutkan dalam nota "Bauran hibrida yang luar biasa yang menggalakkan spesiasi" ("Unsur-unsur", 11.06.2010), ketiga-tiga spesies yang dikaji dalam kerja ini diploid, oleh itu perbezaan dalam ploidy (bilangan set kromosom) mengganggu hibridisasi. Benar, penulis tidak mengesahkan secara langsung kesuburan hibrida generasi pertama.

Oleh itu, satu mekanisme pengasingan berdasarkan pemilihan lelaki secara spesifik serangga spesies tertentu boleh menjadi sangat berkesan. Lebih-lebih lagi, dalam tiga spesies yang dikaji, ia adalah satu-satunya cara di mana mereka tinggal tiga spesies berasingan, bukannya bergabung menjadi satu.

Telah diketahui bahawa perubahan radikal dalam komposisi kimia bau, yang dapat menyebabkan perubahan pendebunga, di orkid dapat terjadi akibat perubahan genetik yang sangat kecil (mutasi tunggal).Rupa-rupanya, akibat mutasi tersebut boleh menjadi pembentukan pesat pembiakan pembiakan antara individu mutan dan penduduk leluhur – memang, tidak ada mekanisme pengasingan tambahan diperlukan untuk ini. Mungkin ini adalah salah satu sebab bagi kepelbagaian spesies orkid yang besar.

Sumber: Shuqing Xu, Philipp M. Schluter, Giovanni Scopece, Hendrik Breitkopf, Karin Gross, Salvatore Cozzolino, Florian P. Schiest. Orkids menipu seksualiti bunga // Evolusi. Maju penerbitan dalam talian 9 Jun 2011.

Lihat juga:
Aroma yang luar biasa dari orkid hibrid menyumbang kepada spesiasi, "Unsur", 06/11/2010.

Alexander Markov


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: