Để tránh lai giống lai, đủ để ngửi thấy mùi lan khác nhau • Alexander Markov • Tin khoa học về “Yếu tố” • Sinh học, Tiến hóa

Để tránh lai giống lai, đủ để ngửi thấy mùi lan khác nhau.

Ba loại hoa lan giả dối với thụ phấn của chúng: Ophrys sphegodesAndrena nigroaenea, Ophrys exaltataColletes cunicularius, Ophrys garganicaAndrena carbonaria. Ảnh từ các tài liệu bổ sung cho bài viết đang được thảo luận trongTiến hóa

Hoa phong lan của chi Ophrys cải trang thành côn trùng cái để thu hút con đực cố gắng giao phối với hoa và thụ phấn cho chúng. Vai trò quan trọng trong việc thu hút các loài thụ phấn được chơi bởi hương thơm của hoa lan, bắt chước các kích thích tố giới tính của con cái của một hoặc một loại côn trùng khác. Nghiên cứu về ba giống lan truyền thống (phát triển trong cùng một lãnh thổ) cho thấy một hương vị khác nhau là rào cản duy nhất – nhưng khá hiệu quả – cách nhiệt cho chúng. Khi hoa thụ phấn nhân tạo với phấn hoa của một loại khác, có nhiều hạt giống hữu hiệu như với các cây thập phân intraspecific. Tuy nhiên, trong tự nhiên, các giống lai khác nhau hầu như không được tìm thấy do sự chọn lọc cao của các loài thụ phấn. Trong các quan sát, không có một trường hợp nào trong đó một nam giới thụ phấn sẽ chuyển phấn hoa đến một loài hoa của một loài khác.

"Yếu tố" đã được kể về hoa lan thuộc loại này Ophrysđánh lừa côn trùng thụ phấn đực bằng cách giả vờ là con cái (xem: Hương thơm bất thường của hoa lan lai thúc đẩy sự suy đoán, yếu tố, 06/11/2010).

Mỗi loại hoa lan này, như một quy luật, được thụ phấn bởi chỉ một loại côn trùng.Điều này giúp cây lan tránh lai giống chéo. Nó chỉ ra rằng hoa lan, để không giao phối với các loại hoa lan khác, khai thác các cơ chế cách điện được phát triển bởi côn trùng để ngăn ngừa giao cắt với các loại côn trùng khác. Nam giới của côn trùng thụ phấn tìm thấy con cái bằng cách kết hợp các đặc tính pheromone hydrocarbon của loài này. Hương thơm của hoa lan bắt chước những kết hợp này, đảm bảo tính chọn lọc của các loài thụ phấn.

Đôi khi con đực của một loài côn trùng thụ phấn hai loại hoa lan cùng một lúc, nhưng sau đó những cây lan này gắn vào các phần khác nhau của cơ thể của côn trùng: ví dụ, một đến đầu, cái còn lại ở bụng. Kết quả là, phấn hoa vẫn chỉ nhận được trên các nhụy hoa của các loài "của nó".

Cho đến bây giờ, tuy nhiên, một số câu hỏi quan trọng vẫn chưa được trả lời. Cơ chế cách ly có hiệu quả như thế nào, dựa trên việc thu hút côn trùng đực có kích thích tố giả? Làm thế nào thường làm phấn hoa đực làm cho một sai lầm khi họ ngồi trên hoa của loài khác? Có giống loài phong lan nào không Ophrysphát triển trong cùng một lãnh thổ và nở rộ cùng một lúc, có bất kỳ rào cản cách điện bổ sung nào hoặc chúng có chi phí cách ly "mùi" độc quyền không? Nhiều loài thuộc chi Ophrys chúng có thể được giải thích theo hai cách: hoặc các loài này bắt đầu phân kỳ (phân kỳ) khá gần đây, hoặc trao đổi di truyền giữa chúng tồn tại do các cơ chế cách nhiệt không hoàn hảo và sự lai tạo thường xuyên của các loài. Để làm rõ những vấn đề này, cần kiểm tra chi tiết công việc của các cơ chế cô lập trong quần thể phong lan tự nhiên.

Đây chính xác là những gì các nhà thực vật học từ Thụy Sĩ và Ý đã cố gắng làm, người đã công bố kết quả nghiên cứu của họ trên tạp chí Tiến hóa. Các tác giả đã chọn ba loài liên quan chặt chẽ làm đối tượng (Ophrys sphegodes, O. exaltata, O. garganica), cùng nhau phát triển ở miền nam nước Ý và nở rộ cùng một lúc. Là loài thụ phấn, những cây lan này được sử dụng bởi những con đực bị lừa dối của ba loài ong: tương ứng, Andrena nigroaenea, Colletes cuniculariusA. carbonaria.

Để đánh giá hiệu quả của cơ chế cách ly dựa trên chọn lọc thụ phấn, các tác giả dán nhãn 1686 hoa lan với các loại thuốc nhuộm khác nhau. Sau đó, họ đi theo những bông hoa xung quanh, nếu họ không được thụ phấn bởi một trong những cây thuốc có nhãn. Tổng cộng có 46 trường hợp đã có thể đăng ký: nhãn phấn hoa được đưa ra bởi côn trùng trong 15 hoa O. sphegodes, 21 hoa O. exaltata và 10 bông hoa O. garganica (hiệu quả thụ phấn của những cây này nói chung là khá thấp: trung bình, chỉ có 10,8% số hoa của loài đầu tiên được thụ phấn, 18,8% của loài thứ hai và 3,2% của loài thứ ba). Tất cả 46 hành vi thụ phấn đã được tiến hành là không chính xác: những người thụ phấn không bao giờ mắc sai lầm bằng cách đưa pollinaria vào một loài hoa của một loài khác. Điều này cho thấy hiệu quả rất cao của cơ chế cách điện này.

Để tìm hiểu xem các cơ chế cô lập khác có tồn tại trong các cây lan đã nghiên cứu hay không, các tác giả đã tiến hành một loạt các thí nghiệm về thụ phấn nhân tạo. Hóa ra rằng nếu bạn thụ phấn hoa bằng tay với phấn hoa từ bất kỳ trong ba loài, điều này luôn dẫn đến sự hình thành các loại trái cây bình thường với hạt giống khả thi, và số lượng hạt giống không phụ thuộc vào việc lai chéo hay không. Do đó, nếu phấn hoa của người ngoài hành tinh vẫn được đưa vào hoa của một loại lan, thì không có gì cản trở sự hình thành hạt giống lai.

Phân tích di truyền của 146 cây cho thấy sự hiện diện của sự khác biệt di truyền nhỏ, nhưng khá khác biệt giữa ba loài. Chỉ có hai giống lai thế hệ đầu tiên được tìm thấy (giữa O. sphegodesO. exaltata). Điều này cho thấy tần suất lai thấp.

Thành phần hóa học của mùi của ba loại hoa lan được phân tích bằng sắc ký khí. Các kết quả thu được trước đây đã được xác nhận, theo đó những mùi này khác biệt rõ rệt với nhau về tỉ lệ của các loại alken khác nhau (đó là những chất gây hiểu lầm cho các thụ phấn đực).

Không giống như các loài được đề cập trong ghi chú “Hương thơm không bình thường của giống lan lai thúc đẩy sự suy đoán” (“Yếu tố”, 11.06.2010), cả ba loài được nghiên cứu trong nghiên cứu này đều lưỡng bội, do đó sự khác biệt về ploidy (số lượng nhiễm sắc thể) không thể can thiệp vào lai tạo. Đúng vậy, các tác giả đã không trực tiếp xác minh sự phong phú của các giống lai thế hệ thứ nhất.

Do đó, một cơ chế cách ly dựa trên việc chọn lọc sự hấp dẫn của con đực của một loài côn trùng cụ thể có thể cực kỳ hiệu quả. Hơn nữa, trong ba loài được nghiên cứu, đó là thực tế là phương tiện duy nhất mà chúng vẫn còn ba loài riêng biệt, hơn là hợp nhất thành một.

Người ta biết rằng một sự thay đổi triệt để trong thành phần hóa học của mùi, có thể dẫn đến một sự thay đổi của thụ phấn, trong hoa lan có thể xảy ra do những thay đổi di truyền rất nhỏ (đột biến đơn).Rõ ràng, hậu quả của những đột biến như vậy có thể là sự hình thành nhanh chóng sự cô lập sinh sản giữa các cá thể đột biến và dân số tổ tiên – thực sự, không cần thêm cơ chế cô lập cho điều này. Có lẽ đây là một trong những lý do cho sự đa dạng loài phong phú của hoa lan.

Nguồn: Shuqing Xu, Philipp M. Schluter, Giovanni Scopece, Hendrik Breitkopf, Karin Gross, Salvatore Cozzolino, Florian P. Schiest. Hoa tình dục lan hoa giả // Tiến hóa. Cập nhật trực tuyến trước ngày 9 tháng 6 năm 2011.

Xem thêm:
Hương thơm bất thường của hoa lan lai góp phần vào sự suy đoán, "Yếu tố", ngày 06/11/2010.

Alexander Markov


Like this post? Please share to your friends:
Trả lời

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