Garantía reproductiva

La garantía reproductiva (garantía de fertilidad) se produce cuando las plantas poseen mecanismos para asegurar la formación completa de semillas mediante la autofecundación, incluso cuando el polen de polinización cruzada es limitado. Se asume que la autopolinización es beneficiosa, a pesar de los posibles costos de aptitud, cuando no hay suficientes servicios de polinización o polen de polinización cruzada de otros individuos para lograr la formación completa de semillas. Este fenómeno se ha observado desde el siglo XIX, cuando Darwin observó que la autopolinización era común en algunas plantas. ^{[ 1 ]} La limitación constante de polen puede causar la evolución de la autofecundación automática, también conocida como autogamia. Esto ocurre en plantas como las malas hierbas y es una forma de garantía reproductiva. ^{[ 2 ]} A medida que las plantas buscan la garantía reproductiva mediante la autofecundación, se produce un aumento de la homocigosidad y depresión por endogamia , debido a la carga genética , lo que resulta en una menor aptitud de la descendencia autofecundada. ^{[ 3 ]} Las plantas que solo se polinizan por polinización cruzada pueden no ser colonizadoras exitosas de nuevas regiones debido a la falta de otras plantas con las que polinizar, por lo que se espera que las especies colonizadoras tengan mecanismos de aseguramiento reproductivo, una idea propuesta por primera vez por Herbert G. Baker y conocida como la "ley" o "regla" de Baker. ^{[ 4 ]} La ley de Baker predice que el aseguramiento reproductivo afecta el establecimiento de plantas en muchos contextos, incluyendo la propagación por plantas malezas y después de la dispersión a larga distancia, como ocurre durante la colonización de islas. ^{[ 5 ]} A medida que las plantas evolucionan hacia una mayor autofecundación, la energía se redirige a la producción de semillas en lugar de a características que aumentaron la polinización cruzada, como los atrayentes florales, lo que es una condición conocida como el síndrome de autopolinización . ^{[ 2 ]}

Evolución

Se cree que la garantía reproductiva impulsa la evolución de la autofecundación porque promueve la eliminación de la carga genética ^{[ 4 ]}^{[ 2 ]} y contribuye a la aparición de sistemas de apareamiento mixtos . Existen varios mecanismos que dan lugar a la garantía reproductiva, pero la autofecundación retardada ha sido la más estudiada. Cuando la polinización no tiene éxito, se puede obtener una producción completa de semillas mediante la autofecundación retardada. La mayoría de las plantas hermafroditas son autocompatibles, lo que significa que pueden autofecundarse. Cuando los polinizadores no logran aportar suficiente polen de polinización cruzada para asegurar la reproducción, la autofecundación puede aumentar mediante mecanismos de garantía reproductiva, lo que lleva a la evolución de la autofecundación completa. ^{[ 2 ]}

Mecanismos

Los mecanismos de garantía reproductiva incluyen:

Autoinducción retardada

Un mecanismo común de aseguramiento reproductivo que se produce en las plantas capaces de reproducirse por autofecundación consiste en cambiar la posición de las anteras y el estigma dentro de la flor para promover la autopolinización.

Autoincompatibilidad críptica (CSI)

La autoincompatibilidad críptica favorece la fecundación por polen de polinización cruzada, cuando tanto el polen de polinización cruzada como el propio están presentes en el mismo estigma. ^{[ 6 ]} La CSI promueve la fecundación por polen de polinización cruzada debido a la mayor tasa de crecimiento de los tubos polínicos de polinización cruzada. La garantía de reproducción se produce cuando no hay suficiente polen de polinización cruzada para lograr la fecundación de todos los óvulos.

Autogamia

De forma similar a la autofecundación retardada, la fecundación por autogamia se produce cuando hay escasez de polinizadores y ha evolucionado como una forma de garantía reproductiva para asegurar una reproducción exitosa. ^{[ 7 ]}

Cleistogamia

Las flores cleistógamas se producen junto con las flores casmógamas en la misma planta, lo que da como resultado un sistema de apareamiento mixto que asegura el éxito reproductivo a través de la autogamia. ^{[ 8 ]}

Referencias

↑ Darwin C (2009). Los efectos de la fecundación cruzada y la autofecundación en el reino vegetal . Cambridge: Cambridge University Press. doi : 10.1017/cbo9780511694202.001 . ISBN 978-0-511-69420-2.
1 2 3 4 Lloyd DG (1979). "Algunos factores reproductivos que afectan la selección de la autofecundación en plantas". The American Naturalist . 113 (1): 67– 79. doi : 10.1086/283365 . S2CID 85354396 .
↑ Busch JW, Delph LF (febrero de 2012). "La importancia relativa de la garantía reproductiva y la selección automática como hipótesis para la evolución de la autofecundación" . Annals of Botany . 109 (3): 553– 62. doi : 10.1093/aob/mcr219 . PMC 3278291. PMID 21937484 .
1 2 Stebbins, GL (1957). "Los ambientes extremos seleccionan para la garantía reproductiva: evidencia de las onagras (Oenothera)" . The American Naturalist . 91 (861): 337– 354. doi : 10.1086/281999 .
↑ Pannell JR, Auld JR, Brandvain Y, Burd M, Busch JW, Cheptou PO, ConnerJK, Goldberg EE, Grant AG, Grossenbacher DL, Hovick SM, Igic B, Kalisz S, Petanidou T, Randle AM, de Casas RR, Pauw A, Vamosi JC, Winn AA (julio de 2015). "El alcance de la ley de Baker" . The New Phytologist . 208 (3): 656– 67. doi : 10.1111/nph.13539 . PMID 26192018 .
↑ Kruszewski LJ, Galloway LF (2006). "Explicando la tasa de polinización cruzada en Campanulastrum americanum (Campanulaceae): Geitonogamia y autoincompatibilidad críptica". International Journal of Plant Sciences . 167 (3): 455– 461. doi : 10.1086/501051 . ISSN 1058-5893 . S2CID 85293071 .
↑ Asande, Lydia K.; Omwoyo, Richard O.; Oduor, Richard O.; Nyaboga, Evans N. (diciembre de 2020). "Un sistema de transformación simple y rápido mediado por Agrobacterium para la fruta de la pasión KPF4 (Passiflora edulis f. edulis × Passiflora edulis f. flavicarpa)" . Plant Methods . 16 (1): 141. doi : 10.1186/s13007-020-00684-4 . PMC 7565748. PMID 33088337 .
↑ Veena V, Nampy S (2019). "Cleistogamia inducida: una estrategia para asegurar la reproducción en Murdannia nudiflora (Commelinaceae)". Botany . 97 (10): 547– 557. doi : 10.1139/cjb-2019-0007 . hdl : 1807/96624 . ISSN 1916-2790 .

[1] Darwin C (2009). Los efectos de la fecundación cruzada y la autofecundación en el reino vegetal . Cambridge: Cambridge University Press. doi : 10.1017/cbo9780511694202.001 . ISBN 978-0-511-69420-2.

[:0-2] 1 2 3 4 Lloyd DG (1979). "Algunos factores reproductivos que afectan la selección de la autofecundación en plantas". The American Naturalist . 113 (1): 67– 79. doi : 10.1086/283365 . S2CID 85354396 .

[3] Busch JW, Delph LF (febrero de 2012). "La importancia relativa de la garantía reproductiva y la selección automática como hipótesis para la evolución de la autofecundación" . Annals of Botany . 109 (3): 553– 62. doi : 10.1093/aob/mcr219 . PMC 3278291. PMID 21937484 .

[:1-4] 1 2 Stebbins, GL (1957). "Los ambientes extremos seleccionan para la garantía reproductiva: evidencia de las onagras (Oenothera)" . The American Naturalist . 91 (861): 337– 354. doi : 10.1086/281999 .

[5] Pannell JR, Auld JR, Brandvain Y, Burd M, Busch JW, Cheptou PO, ConnerJK, Goldberg EE, Grant AG, Grossenbacher DL, Hovick SM, Igic B, Kalisz S, Petanidou T, Randle AM, de Casas RR, Pauw A, Vamosi JC, Winn AA (julio de 2015). "El alcance de la ley de Baker" . The New Phytologist . 208 (3): 656– 67. doi : 10.1111/nph.13539 . PMID 26192018 .

[6] Kruszewski LJ, Galloway LF (2006). "Explicando la tasa de polinización cruzada en Campanulastrum americanum (Campanulaceae): Geitonogamia y autoincompatibilidad críptica". International Journal of Plant Sciences . 167 (3): 455– 461. doi : 10.1086/501051 . ISSN 1058-5893 . S2CID 85293071 .

[7] Asande, Lydia K.; Omwoyo, Richard O.; Oduor, Richard O.; Nyaboga, Evans N. (diciembre de 2020). "Un sistema de transformación simple y rápido mediado por Agrobacterium para la fruta de la pasión KPF4 (Passiflora edulis f. edulis × Passiflora edulis f. flavicarpa)" . Plant Methods . 16 (1): 141. doi : 10.1186/s13007-020-00684-4 . PMC 7565748. PMID 33088337 .

[8] Veena V, Nampy S (2019). "Cleistogamia inducida: una estrategia para asegurar la reproducción en Murdannia nudiflora (Commelinaceae)". Botany . 97 (10): 547– 557. doi : 10.1139/cjb-2019-0007 . hdl : 1807/96624 . ISSN 1916-2790 .

[ 1 ]

[ 3 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]