- polyploidy
- Come si verifica l'autopoliploidia?
- Cos'è l'autotriploidia?
- Allopolipolidi e autopoliploidi
- Riferimenti
L' autopoliploidia è un tipo di poliploidia (cellule che hanno più di due serie di cromosomi nel nucleo), in cui un organismo o una specie ha due o più serie identiche di cromosomi. Pertanto, è il risultato della duplicazione di un gruppo di cromosomi della stessa specie.
Dagli studi effettuati con le piante si è deciso che i criteri da utilizzare per classificare i poliploidi dovrebbero partire dalla loro modalità di origine. La varietà di meccanismi che si verificano sia nelle piante che negli animali ci consente di strutturare due grandi classi di poliploidia: autopoliploidia e allopoliploidia.
Tigridia pavonia. Di Rjcastillo, da Wikimedia Commons
Nel caso dell'autopoliploidia vengono combinati più di due gruppi di cromosomi identici, quindi la cellula ha più di due gruppi di cromosomi aploidi ereditati dai genitori. Queste due serie di cromosomi dei genitori si duplicano nei bambini, potendo originare una nuova specie.
Esistono diversi tipi di cromosomi: aploide (singolo), diploide (doppio), triploide (triplo) e tetraploide (quadruplo). Le triple e le quadruple sono, quindi, esempi di poliploidia.
Gli esseri viventi che hanno cellule con nuclei (eucarioti) sono diploidi, il che significa che hanno due gruppi di cromosomi, ogni gruppo proveniente da un genitore. Tuttavia, in alcuni esseri viventi (principalmente piante) è comune trovare la poliploidia.
polyploidy
La poliploidia è la condizione delle cellule che hanno più di due serie di cromosomi nel loro nucleo, che formano coppie chiamate omologhe.
La poliploidia può comparire a causa di un'anomalia nella divisione cellulare. Ciò può accadere durante la mitosi (divisione cellulare delle cellule somatiche) o durante la metafase I della meiosi (divisione cellulare delle cellule sessuali).
Questa condizione può essere stimolata anche in colture cellulari e piante, utilizzando induttori chimici. Le più conosciute sono la colchicina, che potrebbe produrre una duplicazione cromosomica, come l'orizalina.
Inoltre, la poliploidia è un meccanismo di speciazione simpatrica, cioè la formazione di una specie senza che sia stata previamente stabilita una barriera geografica tra due popolazioni. Ciò si verifica perché gli organismi poliploidi non possono incrociarsi con altri membri della loro specie che sono diploidi, la maggior parte delle volte.
Un esempio di poliploidia è la pianta Erythranthe peregrina: la sequenza cromosomica di questa pianta ha confermato che la specie ha avuto origine da Erythranthe robertsii, un ibrido triploide sterile dall'incrocio tra Erythranthe guttata ed E. Erythranthe lutea. Queste specie sono state portate nel Regno Unito da un altro habitat.
Dopo la naturalizzazione nel nuovo ecosistema, nuove popolazioni di Erythranthe peregrina sono apparse in Scozia e nelle Isole Orcadi a causa della duplicazione del genoma delle popolazioni locali di Erythranthe robertsii.
Come si verifica l'autopoliploidia?
L'autopoliploidia può verificarsi a seguito di diversi processi sperimentati da una specie:
- Semplice duplicazione genomica dovuta a difetti nella divisione cellulare germinale, dopo divisione mitotica
- Produzione e fecondazione dei gameti non ridotta per errore nella divisione cellulare, dopo la meiosi (negli animali si verifica fondamentalmente nelle uova)
- Polyspermia, ovvero quando un uovo viene fecondato da più di uno spermatozoo
Inoltre, ci sono fattori esterni come il modo di riproduzione e la temperatura ambientale, che possono aumentare la frequenza e la quantità di produzione di autopoliploidi.
A volte gli autopoliploidi compaiono per duplicazione spontanea del genoma somatico, come nel caso dei germogli di mela (Malus domesticus).
Questa è la forma più comune di poliploidia indotta artificialmente, in cui vengono applicati metodi come la fusione di protoplasti o il trattamento con colchicina, orizalina o inibitori mitotici per interrompere la normale divisione mitotica.
Questo processo attiva la produzione di cellule poliploidi e può essere molto utile nel miglioramento delle piante, soprattutto quando si vuole applicare l'introgressione (spostamento dei geni da una specie all'altra mediante ibridazione seguita da backcrossing) nel caso di quercia e betulla nelle piante. e, caso di lupi e coyote negli animali.
Cos'è l'autotriploidia?
L'autotriploidia è una condizione in cui le cellule contengono il triplo numero di cromosomi, della stessa specie, che presentano tre genomi identici. Nelle piante l'autotriploidia è correlata all'accoppiamento apomittico (riproduzione per mezzo di semi).
In agricoltura l'autotriploidia può portare alla mancanza di semi, come nel caso di banane e angurie. La triploidia viene applicata anche nella coltura del salmone e della trota per indurre la sterilità.
I cuccioli triploidi sono sterili (fenomeno del "blocco triploide"), ma possono occasionalmente contribuire alla formazione di tetraploidi. Questo percorso verso la tetraploidia è noto come il "ponte triploide".
Allopolipolidi e autopoliploidi
Gli allopoliploidi sono specie che hanno più di tre serie di cromosomi nelle loro cellule e sono più comuni degli autopoliploidi, ma gli autopoliploidi hanno più rilevanza
Gli autopoliploidi sono poliploidi con diversi gruppi di cromosomi derivati dallo stesso taxon (gruppo di classificazione scientifica). Esempi di autopoliploidi naturali sono la pianta piggyback (Tolmiea menzisii) e lo storione bianco (Acipenser transmontanum).
Gli autopoliploidi hanno almeno tre gruppi di cromosomi omologhi, questo causa alte percentuali di accoppiamento durante la meiosi e diminuzione della fertilità per associazione.
Negli autopoliploidi naturali, l'associazione di cromosomi irregolari durante la meiosi causa sterilità perché ha luogo la formazione multivalente.
Una specie ha origine dall'autopoliploidia se le uova e lo sperma degli organismi nella popolazione hanno un numero accidentalmente raddoppiato di cromosomi e quando si riproducono tra loro generano prole tetraploide.
Se questi figli si accoppiano tra loro, viene generata una progenie tetraploide fertile geneticamente isolata dal resto della popolazione. Pertanto, l'autopoliploidia di una sola generazione crea una barriera al flusso genico tra le specie in fase di maturazione e le loro specie madri.
Riferimenti
- Campbell, NA e Reece, JB (2007). Biologia. Madrid: editoriale Médica Panamericana.
- Gregory, T. (2005). L'evoluzione del genoma. San Diego: Elservier Academic Press.
- Hassan Dar, T. e Rehman, R. (2017). Poliploidia: tendenze recenti e prospettive future. Nuova Delhi: Springer.
- Jenkins, J. (1986). Genetica. Barcellona: Editorial Reverté.
- Niklas, K. (1997). La biologia evolutiva delle piante. Chicago: The University of Chicago Press.