Drosere, Cromosomi e Ibridazione

RepublicDos
00giovedì 14 febbraio 2019 11:34


Premessa:
Di seguito troverete delle risorse che sto raccogliendo per degli studi personali, il motivo di questa pubblicazione risiede nella difficoltà che ho riscontrato nella fase di ricerca, il materiale presente su internet sull'argomento trattato qui è frammentario, ho pensato allora potesse essere interessante raggruppare tutte queste informazioni e fare un riassunto di molte meccaniche con cui spesso abbiamo a che fare ma che ignoriamo totalmente.

Le fonti sono descritte a fine pagina, e quando scrivo "a cura di" mi riferisco alla cura nelle traduzioni, nell'interesse e nel tempo che ho impiegato per portare qualcosa di nuovo qui sul forum.




Iniziamo col dire che il numero di Cromosomi è un valore che non viene considerato come attributo nella definizione tassonomica delle specie.

La tassonomia delle specie è definita invece da caratteristiche che possono essere osservate in esemplari riposti negli "Herbarium", ovvero "schede\raccoglitori" sulle\sui quali vengono fissati esemplari essiccati, accostati da descrizioni dettagliate ed informazioni sulle specie riportate.



Tuttavia risultano molto importanti, in quanto proprio il materiale genetico che contengono all'interno è quello che definisce la specie e ne controlla anche l'evoluzione.

La Drosera può avere dagli 8 agli 80 cromosomi in base alla specie.

Come abbiamo visto in biologia, possibilmente alle superiori, le istruzioni ereditabili per la costruzione di un organismo, anche detti GENI, sono codificate nel DNA, e questo insieme di istruzioni prende il nome di GENOMA.



La struttura di ogni cromosoma è costituita da una molecola molto lunga di DNA attorcigliata intorno alle proteine.
Le proteine cromosomiche giocano un ruolo nella regolazione del DNA e vengono chiamate epigenomi. Questo insieme composto da DNA e EPIGENOMA in un cromosoma controlla lo sviluppo e il mantenimento di organismi eucariotici.

A prima vista sembra tutto semplice, abbiamo il genoma che contiene le istruzioni su come costruire l’organismo, e l’epigenoma che determina quali istruzioni vengono eseguite e quando.

Queste istruzioni genetiche non vengono eseguite tutte allo stesso tempo, ma per una corretta evoluzione dell’organismo occorre anche mantenere la corretta tempistica per produrne uno funzionante. Nel corso delle generazioni il genoma e l’epigenoma si coevolvono e cambiano come un organismo si adatta al suo ambiente.

Tuttavia l’adattamento agli ambienti non è sufficiente, anche considerando le differenze climatiche, lo spostamento dei continenti, i livello del mare o qualsiasi altro fenomeno descrivibile non si può giustificare la presenza di tutte le specie esistenti oggi e quelle esistite in passato, deve esserci qualche meccanismo nelle varie specie che ha permesso questa grande differenziazione.

Ci sono 2 fattori che influiscono su questa grande varietà:
-Quello più conosciuto ormai da secoli è l'ibridazione, che consiste nella combinazione di genomi ed epigenomi evoluti in direzioni differenti;
-Il secondo fattore invece è conosciuto soltanto dalla seconda metà del 20esimo secolo, e consiste nell’impatto degli elementi trasponibili sul genoma.



Volendola chiamare la “Probabilità di sopravvivenza” degli ibridi in natura dipende molto dalla compatibilità dei cromosomi di partenza, ovvero quelli dei genitori, e ovviamente anche dal contesto in cui si nascono e si sviluppano. Questo processo è totalmente indipendente dalla tassonomia e quindi dalla definizione delle specie.

Per farla breve, più i cromosomi sono simili tra due specie maggiore sarà la probabilità che vengano a formarsi ibridi anche in grado di riprodursi.
Nel caso in cui l’ibridazione vada a buon fine e ci sia stata una corretta compatibilità tra il genoma e l’epigenoma dei cromosomi, allora probabilmente la pianta che ne risulterà figlia sarà in grado di riprodursi a sua volta, e in grado di creare ulteriori ibridi.

La prima generazione ottenuta risulterebbe ancora riconoscibile, mentre le generazioni successive ibridate con una o entrambe le popolazioni parentali con il tempo verrebbero a definirsi come una nuova specie.

L’unico modo per presupporre (dopo tempo) che la pianta possa essere frutto di un’ibridazione è quello di ricercare la presenza di cromosomi o segmenti cromosomici, mitocondri o altri dettagli, che non sono presenti in altre popolazioni della stessa specie, ma che possono ritrovarsi nell’altra specie genitoriale.
Se però alcuni cromosomi posseggono geni “vantaggiosi” per la specie, allora queste caratteristiche possono diffondersi all’interno della specie cancellando la prova dell’evento accaduto.

Senza un’analisi completa del genoma sarebbe difficile capire se la variazione è da imputarsi in una modifica di tutta la popolazione o altrimenti alla presenza di geni di altre specie.
Nelle Drosere, quasi come accade per le Nepenthes l’ibridazione può avvenire più volte, mantenendo anche la fertilità della specie ottenuta.
Può verificarsi che i cromosomi di due piante siano quasi uguali, e quindi in grado di produrre un ibrido, ma abbastanza differenti, tanto da procreare una pianta sterile, che senza la possibilità di riprodursi non potrà sottomettersi ad ulteriori “mutazioni parentali”, è più facile che diventi quindi una nuova specie.

Questi ibridi non riscontrano problemi nello sviluppo del fiore o della piante stessa, in quanto in questi processi si verifica la MITOSI, dove le cellule non riproduttive non accoppiano cromosomi omologhi da dividere. L’impossibilità nel riprodursi e da ricondursi invece alla cellule che diverranno polline o ovuli, in quanto questi devono accoppiare i loro cromosomi omologhi nel processo che prende il nome di MEIOSI. Se i cromosomi non possono accoppiarsi correttamente usciranno combinazioni casuali di essi, ed ecco che la pianta avrà basse probabilità che polline e ovuli compatibili possano procreare.

La documentazione è ancora tutta da dettagliare e da ampliare con altre fonti e risorse, cosa alla quale provvederò nel corso dei giorni, nel frattempo spero sia piaciuta l'idea e vi lascio augurandovi una buona lettura.

RepublicDos.

fonti: ICPS, Wikipedia


egiziano.
00giovedì 14 febbraio 2019 13:01
Io mi sono sempre considerato un discreto coltivatore, nel senso che coltivo bene, molte specie di carnivore con discreti risultati, dalle drosere, sarracenie, cephalotus, qualche nepenthes, e pinguicule, e non ci ho mai capito niente di nomenclatura e botanica, mi limito ad avere piante belle e che mi piacciano, coltivandole nel migliore dei modi, da me possibile. Ma posso garantirti, che quello da te descritto, è un argomento molto interessante e utile, per quelli che volessero imparare bene l'argomento, peccato che il forum sia molto spopolato rispetto a tanti anni fa. Complimenti vivissimi, e Buon proseguimento.
Egiziano.
Fede.Psnt
00giovedì 14 febbraio 2019 14:25
Complimenti Alessandro, davvero!
Tratti con immensa bravura un argomento così complicato e vasto. Non vedo l'ora di leggere il seguito.
Convengo con Egiziano, il forum è troppo spopolato, siamo sempre gli stessi a leggere, e di questo mi dispiace.
RepublicDos
00giovedì 14 febbraio 2019 16:35
Io vi ringrazio sempre per i complimenti e per il supporto, l'obbiettivo alla quale aspiro è proprio quello di portare nuova linfa su questo forum, ho visto che ne esistono diversi, ma penso che questo meriti, trattando dunque argomenti inediti quanto meno in Italiano spero che i nuovi appassionati possano approcciarsi qui, trovando materiale interessante da studiare.

Sono convinto che ci sia gente preparata qui fuori che ha solo bisogno della scintilla per riaccendersi!

Un Saluto, Alessandro.

Argo88
00giovedì 14 febbraio 2019 17:00
In ritardo, ma grande Alessandro!!!😀😀
Hai fatto un ottimo lavoro!!! Ora quello che ci manca è la sperimentazione, a cui volevo partecipare anch’io, ma purtroppo non ho spazio per nuove semine... quindi magari potrei avvalermi di qualcuno di voi per seminare futuri incroci😉
Una buona cosa da fare, per iniziare, è andare su internet per scoprire quali ibridi sono già esistenti e funzionano.... ad esempio io sono rimasto veramente colpito nel vedere un bellissimo ibrido tra drosera anglica x drosera capensis... poi ho notato che l’ibrido era tra la forma tropicale della anglica, quella delle Hawaii, e quindi mi è sembrata una cosa meno eccezionale di quanto pensassi... ma poi ho scoperto l’ibrido tra drosera rotundifolia temperata e la drosera capensis... e quello tra la drosera linearis, pianta “del grande freddo” e la drosera spatulata, pianta subtropicale.... ma non basta.... come mi ha insegnato Comioz, grande appassionato di drosere, ho appreso che la drosera anglica ha avuto origine da un rarissimo ibrido fertile tra drosera linearis e drosera rotundifolia (mentre assai più comune è l’ibrido drosera x anglica, completamente sterile)... e qui entra in gioco un’argomento a mio parere affascinantissimo: dove si puó dire “che termini un’ibrido e inizi una specie”? E quali piante sono veramente pure? Problemi del genere sono assai frequenti in nepenthes e sarracenie... leggevo che secondo taluni la Pinguicula crystallina hirtiflora è stata originata da un ibrido tra la “primordiale” Pinguicula lusitanica e la drosera longifolia... magari un giorno saremo così bravi da riuscire a dare origine ad una vera e propria specie artificialmente, chissà.... spero di non avere ripetuto troppe cose che hai già scritto, Alessandro, perchè mi divoreró il tuo studio stanotte... ma forse sono riuscito anche a fornirti qualche spunto😉 un abbraccio e grazie😊
RepublicDos
00giovedì 14 febbraio 2019 20:29
Argo88, 14/02/2019 17.00:

In ritardo, ma grande Alessandro!!!😀😀
Hai fatto un ottimo lavoro!!! Ora quello che ci manca è la sperimentazione, a cui volevo partecipare anch’io, ma purtroppo non ho spazio per nuove semine... quindi magari potrei avvalermi di qualcuno di voi per seminare futuri incroci😉
Una buona cosa da fare, per iniziare, è andare su internet per scoprire quali ibridi sono già esistenti e funzionano.... ad esempio io sono rimasto veramente colpito nel vedere un bellissimo ibrido tra drosera anglica x drosera capensis... poi ho notato che l’ibrido era tra la forma tropicale della anglica, quella delle Hawaii, e quindi mi è sembrata una cosa meno eccezionale di quanto pensassi... ma poi ho scoperto l’ibrido tra drosera rotundifolia temperata e la drosera capensis... e quello tra la drosera linearis, pianta “del grande freddo” e la drosera spatulata, pianta subtropicale.... ma non basta.... come mi ha insegnato Comioz, grande appassionato di drosere, ho appreso che la drosera anglica ha avuto origine da un rarissimo ibrido fertile tra drosera linearis e drosera rotundifolia (mentre assai più comune è l’ibrido drosera x anglica, completamente sterile)... e qui entra in gioco un’argomento a mio parere affascinantissimo: dove si puó dire “che termini un’ibrido e inizi una specie”? E quali piante sono veramente pure? Problemi del genere sono assai frequenti in nepenthes e sarracenie... leggevo che secondo taluni la Pinguicula crystallina hirtiflora è stata originata da un ibrido tra la “primordiale” Pinguicula lusitanica e la drosera longifolia... magari un giorno saremo così bravi da riuscire a dare origine ad una vera e propria specie artificialmente, chissà.... spero di non avere ripetuto troppe cose che hai già scritto, Alessandro, perchè mi divoreró il tuo studio stanotte... ma forse sono riuscito anche a fornirti qualche spunto😉 un abbraccio e grazie😊

Grazie mille Serse, come ti dicevo in un post la mia intenzione è proprio quella di testare sul campo, e mi farebbe piacere collaborare nello scambio e nella scoperta di nuovi ibridi.

Adesso arrivera il periodo delle fioriture, e comincierò con le Pinguicule, in particolare sono curioso di impollinare le Ascension di cui non ho visto molti coltivatori appassionati ma risulta una bellissima pianta.

Procederò con le pigmee e con le specie possibilmente compatibili in termini di cromosomi, male che vada provo ugualmente anche se come dicevo sopra è piu probabile che escano individui quasi sicuramente sterili.

Se dovessi riuscire nella mia impresa vi farò recapitare i frutti della mia ricerca.

Hai posto dei bei quesiti, un ottimo spunto, e provvederò sempre qui anche a riportare un elenco degli ibridi gia testati.

Nel frattempo ti auguro una buona serata!

Un Salutone, Alessandro.
Drosera '98
00domenica 17 febbraio 2019 10:39
Interessantissimo, mancava da un po' qualche discussione scientifica sul forum, ottimo approfondiemento. Nella mia città so per certo che studiano e fanno esperiemnti sulle carnivore all'orto botanico dell'università...avrei potuto esserci dentro ma ho scelto un'altra strada di studi, mi limto a portargli qualche pianta ogni tanto.
Continua il lavoro appena puoi, ti leggo con molto piacere.
Francia93
00lunedì 18 febbraio 2019 10:25
Bravissimo e argomento molto interessante 😁😁😁

Sono felice di vedere temi inediti qui sul forum, nella speranza che diventi più frequentato :D
RepublicDos
00martedì 19 febbraio 2019 17:24
Grazie a tutti, sto lavorando su altro materiale per ampliare la documentazione, visto l'apprezzamento presto pubblicherò quanto raccolto.

Un Saluto a tutti, Alessandro.
RepublicDos
00sabato 18 maggio 2019 10:18
Capitolo 2


Ci sono altri modi in cui gli Ibridi possono risultare sterili.
Ad esempio se certe classi di elementi trasponibili non sono silenziate nelle cellule germinabili.
Le attività degli elementi trasponibili possono causare la rottura dei cromosomi e l'inizio di mutazioni genetiche che rendono ancora meno probabile la fertilità della pianta.

Gli ibridi possono essere sterili se c'è uno squilibrio genetico nelle cellule endospermatiche del seme.
Le cellule endospermatiche diventano troplidi dopo la fusione di due cellule aploidi del GENITORE SEME e una cellula aploide del GENITORE POLLINE.
Questo rapporto non deve essere preciso, ma se non è abbastanza vicino allora l'endosperma fallirà nella formazione dell'embrione.

I semi di Drosera possono avere anche poco endosperma, e quindi questo fattore non risulta molto rilevante, ma sono molte le specie in cui diventa un fattore limitante nell'ibridazione.

Quando però si riesce nell'intento del produrre i semi, allora gli ibridi quasi sterili possono riuscire ad iniettare nuovi cromosomi in un'altra popolazione , allo stesso modo in cui lo fanno quelli fertili, ovviamente con probabilità più basse.
Questo accade perche con una probabilità molto bassa, il polline dell'ibrido avrà esattamente il corredo dei cromosomi come una delle due specie parentali, e produrrà quindi con successo nuovi ibridi.

Tutto questo può avere effetto maggiore sulle specie madri rispetto alla semplice introgressione perchè i cromosomi introgrediti sono di parenti più lontani.

Un esempio di introgressione da un ibrido quasi sterile lo si può osservare nella Senecio vulgaris, una pianta non carnivora appartenente alle margherite, tetraploide e nativa del Regno Unito.
Questa fu incrociata con con una pianta diploide, la Senecio squalidus, e causò la nascita di ibridi sterili triploidi.
I triploidi producono polline davvero poco frequentemente, ma una volta prodotto si ottiene un corredo cromosomico e si può produrre un ibrido fertile incrociandolo con una tetraploide Senecio vulgaris.
Il risultato è quello di aver trasferito una caratteristica del fiore, che è stata poi trasferita ad altre popolazioni della stessa specie.



Gli ibrdidi quasi sterili possono portare alla formazione di una nuova specie.
Nuove specie si possono creare nello stesso modo dell'introgressione effettuata dalla Senecio squalidus nella Senecio vulgaris, ad eccezione di uno o pochi tratti che vengono conservati nel genoma, che ovviamente
risulta modificato e "arricchito", portando così alla formazione di caratteristiche combinate, uniche.

Nel caso dell'esperimento di cui si è parlato sopra, tra la vulgaris e la squalidus, si è creato l'ibrido tretraploide a cui è stato dato il nome Senecio eboracensis, viste le nette differenze con i genitori.

Gli scenari di cui sopra possono accadere quando la gamma di specie strettamente correlate si scontrano o si sovrappongono o quando si verificano eventi di dispersione a lunga distanza.
Molti dei casi che conosciamo riguardano la sovrapposizione della gamma perché entrambi i genitori sono evidenti e presenti.

C'è una grande quantità di variazione all'interno di Drosera spatulata.
Non sappiamo quanto di questa variazione sia frutto di adattamenti locali e quanto questo derivi dall'introgressione come conseguenza della dispersione a lunga distanza (tra due specie della stessa popolazione).




L'ibridazione e l'introgressione tra le specie avviene da molto tempo, ed è un processo importante per introdurre nuove varianti in popolazioni e specie.

Questa "condivisione" tra specie è importante, nello stesso modo in cui è importante la "condivisione" tra gli esseri umani ma non risulta molto "creativo" nel breve termine.
Ciò che è veramente importante in termini di evoluzione è quando succede qualcosa di davvero strano, che si traduce in qualcosa di completamente nuovo.

Questo è ciò che accade con la poliploidia.
la poliploidia è la duplicazione del genoma, ed è stato un fattore importante nell'evoluzione della vita su questo pianeta.

Le duplicazioni genomiche usuali si verificano attraverso ibridi quasi sterili tra specie vicine ma non troppo strettamente correlate, come abbiamo visto sopra per l'introgressione, ma questa volta l'ibrido prodotto possiede già qualcosa di totalmente nuovo senza un retro-incrocio con i genitori.

C'è un altro buon esempio di quanto scritto con la Senecio, così come altri esempi in Tragopogon, Glycine, Nicotiana, e Brassica.
Tutti fondamentalmente dicono ogni volta che hai Ibridi quasi sterili omoploidi o qualsiasi dispari-ploidi (triploidi, pentaploidi, ecc.) verranno fuori nuove specie.

E in tutti i casi adeguatamente studiati sono stati trovate tracce di questi eventi accaduti più volte all'interno e tra le popolazioni.
Abbiamo tre esempi di questo processo nelle Drosera..
Gli ibridi di Drosera non sono stati però studiati estensivamente come gli esempi nell'elenco di riferimento.






La Drosera filiformis e la Drosera intermedia sono due specie strettamente correlate che si trovano in Nord America.
Entrambi hanno un complemento diploide di 2n = 20 cromosomi.

La Drosera filiformis si trova totalmente all'interno della gamma della Drosera intermedia, ma i due non producono normalmente ibridi in natura.

Parte del motivo per la quale non producono ibridi è che fioriscono in tempi diversi, e tendono a preferire habitat leggermente diversi.
Gli Ibridi artificiali tra i due possono essere fatti, e sappiamo di tre casi in cui gli ibridi si sono verificati in natura.
Gli ibridi L'omoploidi (2n = 20), con il nome di Drosera x hybrida, sono praticamente sterili presumibilmente perché i cromosomi parentali non possono accoppiarsi correttamente nella meiosi.

A livelli molto bassi gli ibridi hanno prodotto semi vitali che producevano piante tetraploidi, 2n = 40.
Gli impianti omoploidi/diploidi producono progenie tetraploide quando un grano di polline contenente il complemento cromosoma totale fertilizza un ovulo anche con il complemento cromosoma totale.

Ciò si traduce in piante con essenzialmente i geniti fusi dei genitori.
Queste piante tetraploidi sono fertili tra di loro, ma dovrebbero produrre discendenti quasi sterili quando sono incrociate alla specie madre.
Le piante tetraploidi sono fertili perché raddoppiare i cromosomi conferisce a ciascuno dei cromosomi parentali un compagno di accoppiamento nella meiosi.





In Giappone, il diploide (2n = 20), "Drosera rotundifolia", e il tetraploide (2n = 40) "Drosera spatulata" si sovrappongono in una certa area, anche se hanno preferenze di habitat un po' diverse.
Il Giappone rappresenta il limite meridionale in cui è possibile trovare la Drosera rotundifolia, che non è limitata a luoghi freddi e paludi di sfagno.
Ma è anche il limite settentrionale della Drosera spatulata che tende ad essere trovata nelle regioni invernali più calde lungo la costa del Pacifico.

L'esaploide (2N = 60) Drosera tokaiensis, si trova in un'area di circa 500 km nel Giappone centrale nella regione di sovrapposizione.
Ed è stata riportata una popolazione triploide (2n = 30) quasi sterile tra Drosera spatulata e Drosera rotundifolia.

Sono stati segnalati anche ibridi pentaploidi (2N = 50) tra Drosera spatulata e Drosera tokaiensis.
In natura Drosera tokaiensis si trova crescendo insieme alla Drosera rotundifolia più spesso di quanto la si trovi crescere insieme alla Drosera spatulata, ma fino adesso non sono stati segnalati ibridi naturali tra Drosera rotundifolia e Drosera tokaiensis.
Tuttavia ci sono rapporti hobbisti di piante aberranti che devono essere studiati ulteriormente.

Le sequenze di DNA di CLOROPLAST rbcL sono state determinate per sette esemplari di Drosera tokaiensis per stabilire
il genitore seme o i genitori della specie.
Tutti e sette hanno mostrato che la Drosera spatulata era il genitore seme.
Gli ibridi triploide iniziali avrebbero prodotto allohexaploidi completamente fertili per Nondisgiunzione cromosomica nella meiosi.
Non è noto quante volte questo si è verificato o le popolazioni di origine esatta per Drosera tokaiensis.

Poiché le tre specie vivono ancora in stretta vicinanza tra loro, possono passare i geni avanti e indietro attraverso i triploidi e i pentaploidi.
Questo è di poca o nessuna conseguenza a Drosera tokaiensis perché è già un mix di genomi tra Drosera spatulata e Drosera rotundifolia ma può avere un'influenza sui genomi della Drosera spatulata e Drosera rotundifolia in Giappone.






La Drosera anglica è un tetraploide diffuso (2n = 40).
I suoi genitori sono il diploide (2n = 20) Drosera rotundifolia e il diploide (2n = 20) Drosera linearis.
Entrambe le Drosere si trovano in Nord America, Europa e Asia, mentre la Drosera linearis si trova solo in Nord America in un'area ristretta dal Montana alle Province marittime canadesi.

Dove la Drosera rotundifolia e la Drosera linearis crescono insieme, si trovano ibridi sterili, omoploidi (2n = 20).
Come con Drosera x hybrida e progenitrice triploide della Drosera tokaiensis, questo ibrido omoploide genererà neo Drosera anglica con un tasso molto basso.

Sarebbe interessante studiare la Drosera Anglica in tutta la sua gamma, per vedere se le popolazioni in diverse aree possono essere ricondotte a diversi eventi di poliploidizzazione e per vedere le differenze genomiche che le popolazioni periferiche hanno rispetto alle popolazioni con i neo-individui.
Gli studi sulle specie di Tragopogon neo allopoliploide hanno dimostrato che quelle specie avevano più di una dozzina di progenitori in numerose località.
Ma quelle popolazioni e le nuove specie sono troppo giovani per mostrare ciò che accade dopo un lungo periodo di tempo, e come il genoma della nuova specie si evolve.
La Drosera anglica è un buon candidato per esplorare l'evoluzione del genoma perché ha popolazioni composte da vecchi e giovani esemplari (inteso come primitivi e più recenti).

La creazione di nuove specie è interessante, ma la Drosera tokaiensis e la Drosera anglica sono semplicemente intermedi tra i loro genitori e ecologicamente sono essenzialmente intercambiabili con uno o entrambi i loro genitori.
La Drosera hybrida potrebbe essere più interessante perché è ecologicamente un intermedio tra i suoi genitori.
Una ragione per cui non si trova comunemente potrebbe essere una mancanza di habitat intermedio.

Le Drosera tokaiensis tendono ad essere infestanti in cattività, mentre i suoi genitori non lo sono.
Ha la scusa di essere una specie giovane.
La Drosera anglica non ha invece necessariamente quella scusa.
Parte del problema potrebbe essere che i loro cromosomi sono molto stabili.
Indubbiamente queste specie di Drosera stanno vivendo la diploidificazione dei loro geniti, ma sta accadendo in modo molto lento, con apparentemente pochi effetti collaterali.

RepublicDos.

fonti: ICPS, Wikipedia
Argo88
00sabato 18 maggio 2019 11:12
Re: Capitolo 2
RepublicDos, 18/05/2019 10.18:



Ci sono altri modi in cui gli Ibridi possono risultare sterili.
Ad esempio se certe classi di elementi trasponibili non sono silenziate nelle cellule germinabili.
Le attività degli elementi trasponibili possono causare la rottura dei cromosomi e l'inizio di mutazioni genetiche che rendono ancora meno probabile la fertilità della pianta.

Gli ibridi possono essere sterili se c'è uno squilibrio genetico nelle cellule endospermatiche del seme.
Le cellule endospermatiche diventano troplidi dopo la fusione di due cellule aploidi del GENITORE SEME e una cellula aploide del GENITORE POLLINE.
Questo rapporto non deve essere preciso, ma se non è abbastanza vicino allora l'endosperma fallirà nella formazione dell'embrione.

I semi di Drosera possono avere anche poco endosperma, e quindi questo fattore non risulta molto rilevante, ma sono molte le specie in cui diventa un fattore limitante nell'ibridazione.

Quando però si riesce nell'intento del produrre i semi, allora gli ibridi quasi sterili possono riuscire ad iniettare nuovi cromosomi in un'altra popolazione , allo stesso modo in cui lo fanno quelli fertili, ovviamente con probabilità più basse.
Questo accade perche con una probabilità molto bassa, il polline dell'ibrido avrà esattamente il corredo dei cromosomi come una delle due specie parentali, e produrrà quindi con successo nuovi ibridi.

Tutto questo può avere effetto maggiore sulle specie madri rispetto alla semplice introgressione perchè i cromosomi introgrediti sono di parenti più lontani.

Un esempio di introgressione da un ibrido quasi sterile lo si può osservare nella Senecio vulgaris, una pianta non carnivora appartenente alle margherite, tetraploide e nativa del Regno Unito.
Questa fu incrociata con con una pianta diploide, la Senecio squalidus, e causò la nascita di ibridi sterili triploidi.
I triploidi producono polline davvero poco frequentemente, ma una volta prodotto si ottiene un corredo cromosomico e si può produrre un ibrido fertile incrociandolo con una tetraploide Senecio vulgaris.
Il risultato è quello di aver trasferito una caratteristica del fiore, che è stata poi trasferita ad altre popolazioni della stessa specie.



Gli ibrdidi quasi sterili possono portare alla formazione di una nuova specie.
Nuove specie si possono creare nello stesso modo dell'introgressione effettuata dalla Senecio squalidus nella Senecio vulgaris, ad eccezione di uno o pochi tratti che vengono conservati nel genoma, che ovviamente
risulta modificato e "arricchito", portando così alla formazione di caratteristiche combinate, uniche.

Nel caso dell'esperimento di cui si è parlato sopra, tra la vulgaris e la squalidus, si è creato l'ibrido tretraploide a cui è stato dato il nome Senecio eboracensis, viste le nette differenze con i genitori.

Gli scenari di cui sopra possono accadere quando la gamma di specie strettamente correlate si scontrano o si sovrappongono o quando si verificano eventi di dispersione a lunga distanza.
Molti dei casi che conosciamo riguardano la sovrapposizione della gamma perché entrambi i genitori sono evidenti e presenti.

C'è una grande quantità di variazione all'interno di Drosera spatulata.
Non sappiamo quanto di questa variazione sia frutto di adattamenti locali e quanto questo derivi dall'introgressione come conseguenza della dispersione a lunga distanza (tra due specie della stessa popolazione).




L'ibridazione e l'introgressione tra le specie avviene da molto tempo, ed è un processo importante per introdurre nuove varianti in popolazioni e specie.

Questa "condivisione" tra specie è importante, nello stesso modo in cui è importante la "condivisione" tra gli esseri umani ma non risulta molto "creativo" nel breve termine.
Ciò che è veramente importante in termini di evoluzione è quando succede qualcosa di davvero strano, che si traduce in qualcosa di completamente nuovo.

Questo è ciò che accade con la poliploidia.
la poliploidia è la duplicazione del genoma, ed è stato un fattore importante nell'evoluzione della vita su questo pianeta.

Le duplicazioni genomiche usuali si verificano attraverso ibridi quasi sterili tra specie vicine ma non troppo strettamente correlate, come abbiamo visto sopra per l'introgressione, ma questa volta l'ibrido prodotto possiede già qualcosa di totalmente nuovo senza un retro-incrocio con i genitori.

C'è un altro buon esempio di quanto scritto con la Senecio, così come altri esempi in Tragopogon, Glycine, Nicotiana, e Brassica.
Tutti fondamentalmente dicono ogni volta che hai Ibridi quasi sterili omoploidi o qualsiasi dispari-ploidi (triploidi, pentaploidi, ecc.) verranno fuori nuove specie.

E in tutti i casi adeguatamente studiati sono stati trovate tracce di questi eventi accaduti più volte all'interno e tra le popolazioni.
Abbiamo tre esempi di questo processo nelle Drosera..
Gli ibridi di Drosera non sono stati però studiati estensivamente come gli esempi nell'elenco di riferimento.






La Drosera filiformis e la Drosera intermedia sono due specie strettamente correlate che si trovano in Nord America.
Entrambi hanno un complemento diploide di 2n = 20 cromosomi.

La Drosera filiformis si trova totalmente all'interno della gamma della Drosera intermedia, ma i due non producono normalmente ibridi in natura.

Parte del motivo per la quale non producono ibridi è che fioriscono in tempi diversi, e tendono a preferire habitat leggermente diversi.
Gli Ibridi artificiali tra i due possono essere fatti, e sappiamo di tre casi in cui gli ibridi si sono verificati in natura.
Gli ibridi L'omoploidi (2n = 20), con il nome di Drosera x hybrida, sono praticamente sterili presumibilmente perché i cromosomi parentali non possono accoppiarsi correttamente nella meiosi.

A livelli molto bassi gli ibridi hanno prodotto semi vitali che producevano piante tetraploidi, 2n = 40.
Gli impianti omoploidi/diploidi producono progenie tetraploide quando un grano di polline contenente il complemento cromosoma totale fertilizza un ovulo anche con il complemento cromosoma totale.

Ciò si traduce in piante con essenzialmente i geniti fusi dei genitori.
Queste piante tetraploidi sono fertili tra di loro, ma dovrebbero produrre discendenti quasi sterili quando sono incrociate alla specie madre.
Le piante tetraploidi sono fertili perché raddoppiare i cromosomi conferisce a ciascuno dei cromosomi parentali un compagno di accoppiamento nella meiosi.





In Giappone, il diploide (2n = 20), "Drosera rotundifolia", e il tetraploide (2n = 40) "Drosera spatulata" si sovrappongono in una certa area, anche se hanno preferenze di habitat un po' diverse.
Il Giappone rappresenta il limite meridionale in cui è possibile trovare la Drosera rotundifolia, che non è limitata a luoghi freddi e paludi di sfagno.
Ma è anche il limite settentrionale della Drosera spatulata che tende ad essere trovata nelle regioni invernali più calde lungo la costa del Pacifico.

L'esaploide (2N = 60) Drosera tokaiensis, si trova in un'area di circa 500 km nel Giappone centrale nella regione di sovrapposizione.
Ed è stata riportata una popolazione triploide (2n = 30) quasi sterile tra Drosera spatulata e Drosera rotundifolia.

Sono stati segnalati anche ibridi pentaploidi (2N = 50) tra Drosera spatulata e Drosera tokaiensis.
In natura Drosera tokaiensis si trova crescendo insieme alla Drosera rotundifolia più spesso di quanto la si trovi crescere insieme alla Drosera spatulata, ma fino adesso non sono stati segnalati ibridi naturali tra Drosera rotundifolia e Drosera tokaiensis.
Tuttavia ci sono rapporti hobbisti di piante aberranti che devono essere studiati ulteriormente.

Le sequenze di DNA di CLOROPLAST rbcL sono state determinate per sette esemplari di Drosera tokaiensis per stabilire
il genitore seme o i genitori della specie.
Tutti e sette hanno mostrato che la Drosera spatulata era il genitore seme.
Gli ibridi triploide iniziali avrebbero prodotto allohexaploidi completamente fertili per Nondisgiunzione cromosomica nella meiosi.
Non è noto quante volte questo si è verificato o le popolazioni di origine esatta per Drosera tokaiensis.

Poiché le tre specie vivono ancora in stretta vicinanza tra loro, possono passare i geni avanti e indietro attraverso i triploidi e i pentaploidi.
Questo è di poca o nessuna conseguenza a Drosera tokaiensis perché è già un mix di genomi tra Drosera spatulata e Drosera rotundifolia ma può avere un'influenza sui genomi della Drosera spatulata e Drosera rotundifolia in Giappone.






La Drosera anglica è un tetraploide diffuso (2n = 40).
I suoi genitori sono il diploide (2n = 20) Drosera rotundifolia e il diploide (2n = 20) Drosera linearis.
Entrambe le Drosere si trovano in Nord America, Europa e Asia, mentre la Drosera linearis si trova solo in Nord America in un'area ristretta dal Montana alle Province marittime canadesi.

Dove la Drosera rotundifolia e la Drosera linearis crescono insieme, si trovano ibridi sterili, omoploidi (2n = 20).
Come con Drosera x hybrida e progenitrice triploide della Drosera tokaiensis, questo ibrido omoploide genererà neo Drosera anglica con un tasso molto basso.

Sarebbe interessante studiare la Drosera Anglica in tutta la sua gamma, per vedere se le popolazioni in diverse aree possono essere ricondotte a diversi eventi di poliploidizzazione e per vedere le differenze genomiche che le popolazioni periferiche hanno rispetto alle popolazioni con i neo-individui.
Gli studi sulle specie di Tragopogon neo allopoliploide hanno dimostrato che quelle specie avevano più di una dozzina di progenitori in numerose località.
Ma quelle popolazioni e le nuove specie sono troppo giovani per mostrare ciò che accade dopo un lungo periodo di tempo, e come il genoma della nuova specie si evolve.
La Drosera anglica è un buon candidato per esplorare l'evoluzione del genoma perché ha popolazioni composte da vecchi e giovani esemplari (inteso come primitivi e più recenti).

La creazione di nuove specie è interessante, ma la Drosera tokaiensis e la Drosera anglica sono semplicemente intermedi tra i loro genitori e ecologicamente sono essenzialmente intercambiabili con uno o entrambi i loro genitori.
La Drosera hybrida potrebbe essere più interessante perché è ecologicamente un intermedio tra i suoi genitori.
Una ragione per cui non si trova comunemente potrebbe essere una mancanza di habitat intermedio.

Le Drosera tokaiensis tendono ad essere infestanti in cattività, mentre i suoi genitori non lo sono.
Ha la scusa di essere una specie giovane.
La Drosera anglica non ha invece necessariamente quella scusa.
Parte del problema potrebbe essere che i loro cromosomi sono molto stabili.
Indubbiamente queste specie di Drosera stanno vivendo la diploidificazione dei loro geniti, ma sta accadendo in modo molto lento, con apparentemente pochi effetti collaterali.

RepublicDos.

fonti: ICPS, Wikipedia

E bravo!!! Ottimo lavoro, complimenti!!!! La cosa interessante è che in cattività si possono ridurre di molto i tempi che in natura sono estremamente lunghi... selezionando gli incroci ... quindi, diamoci dentro, vediamo cosa riusciamo a creare... 😀un’altra cosa a mio parere interessante è come in natura, a distanze grandissime, si formino sempre gli stessi tipi di trappole, che quindi devono essere le più efficienti.. faccio un esempio: confrontate le lamine di una Drosera linearis, di una capensis, di una camporupestris e di una “condor”.... la forma è grosso modo identica... lo stesso vale per rotundifolia, per alcune pigmee, per alcune picciolate ecc... e poi ci sono tutte quelle a rosetta tipo spatulata, roraimae....unica eccezione, terribilmente carnivora, è data forse dalle binata, che Peró è un po’ come se fosse una “doppia capensis”.... ma la cosa più affascinante, per me, è come la medesima forma, estremamente efficiente, di trappola collosa venga condivisa da più generi diversi: pensate a drosera filiformis, drosophyllum, byblis, Pinguicula filifolia... io perderei ore e giorni ad osservare queste cose!!! La natura è perfetta!!!
Grazie ancora Alessandro!!!🤩😉😀
Icchy92
00sabato 18 maggio 2019 11:21
Se c'è una cosa che ho imparato è che la natura non ama essere etichettata e fa di tutto per renderci l'impresa il più ardua possibile 😁 meno male che ci sono persone che non si arrendono e continuano a studiare questi fenomeni, complimenti!
RepublicDos
00sabato 25 maggio 2019 11:52
Grazie ancora ragazzi, fornite come sempre degli ottimi spunti su cui riflettere, il progresso farà sempre dei passi avanti, e e la conoscenza non penso si potrà mai arrivare a definirsi un obbiettivo raggiunto, non ci resta che confidare in chi possiede gli strumenti e in chi fa della ricerca uno stile di vita!

Una buona giornata a voi!
Alessandro.
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