Найти в Дзене

Эволюционные силы, влияющие на цветочные черты

Чтобы полностью понять эволюцию системы спаривания, важно оценить относительное влияние микроэволюционных сил, то есть естественный отбор против генетического дрейфа. Немного таких исследований было проведено для связанных с системой спаривания цветочных признаков, но исследование в основном самоопыляющихся видов Ipomoea lacunose показало, что естественный отбор превосходил нейтральную дифференциацию по цветочным признакам (размер венчика, длина стилей и геркогамия), которые были отрицательно связаны с самоопылением. У C. heterophylla нашлись доказательства отбора, действующего на все четыре исследованных признака - стадию восприимчивости к стигме, стадию контакта с пыльником-стигмой, длину киля и начало цветения - поскольку фенотипические различия среди популяций не следовали низкой дивергенции, наблюдаемой для нейтральных генетических маркеров (дрейф ; P ST > F ST ). Даже если использование микросателлитов может из-за их изменчивости снижать F ST, существенные различия между на
pixabay.com/ru/photos/девочка-красота-сказки-фантазия-2436545/
pixabay.com/ru/photos/девочка-красота-сказки-фантазия-2436545/

Чтобы полностью понять эволюцию системы спаривания, важно оценить относительное влияние микроэволюционных сил, то есть естественный отбор против генетического дрейфа.

Немного таких исследований было проведено для связанных с системой спаривания цветочных признаков, но исследование в основном самоопыляющихся видов Ipomoea lacunose показало, что естественный отбор превосходил нейтральную дифференциацию по цветочным признакам (размер венчика, длина стилей и геркогамия), которые были отрицательно связаны с самоопылением.

У C. heterophylla нашлись доказательства отбора, действующего на все четыре исследованных признака - стадию восприимчивости к стигме, стадию контакта с пыльником-стигмой, длину киля и начало цветения - поскольку фенотипические различия среди популяций не следовали низкой дивергенции, наблюдаемой для нейтральных генетических маркеров (дрейф ; P ST > F ST ).

Даже если использование микросателлитов может из-за их изменчивости снижать F ST, существенные различия между нашими значениями P ST и F ST указывает на истинную разницу.

Следует также отметить, что самоопыление, по прогнозам, снижает нейтральный генетический полиморфизм в популяциях и способствует дифференциации путем генетического автостопа, снижения эффективного размера популяции и ограниченного потока генов, подразумевая, что он с меньшей вероятностью обнаруживает различия в

Сравнения P ST - F ST (или Q ST - F ST ) у смешанных видов, чем у скрещивающихся видов.

Метаанализ Q ST - F ST исследования показали аналогичные результаты с адаптивной эволюцией для набора различных репродуктивных признаков (количество цветов, цвет цветка, форма цветка и распределение репродуктивного материала) для однолетних растений, но не для многолетних растений.

Наследственное отклонение, обнаруженное для всех исследованных признаков в предыдущих исследованиях, также позволяет предположить, что эти признаки могут реагировать на естественный отбор.

Оценка эволюционного потенциала признаков, определяющих смешанную систему спаривания, может помочь нам понять, как могут происходить быстрые сдвиги в системе спаривания и могут ли высоко самоопыляемые виды реагировать на отбор для увеличения скрещивания, а не попадать в ловушку эволюционного тупика.

Любопытно, что стадия контакта пыльника и стигмы и начало цветения нашего C. heterophylla популяции демонстрировали характер дифференциации направленного отбора, который превышал генетический дрейф.

Но находился под влиянием изоляции по расстоянию - это означает, что чем больше географическое расстояние, тем больше фенотипическая дифференциация между популяциями.

Стадия восприимчивости к стигме и длина киля не соответствовали изоляции по расстоянию.

Модели дифференциации восприимчивости к стигме и длины киля дают более убедительные доказательства адаптивных эволюционных процессов, на которые не влияют случайные события дифференциации из-за изоляции популяций.

Этот результат дополнительно подчеркивает важность стадии восприятия стигмы для формирования системы спаривания у C. heterophylla.

Хотя длина киля не коррелирует с частотой самоопыления, на нее, похоже, влияет направленный выбор, вызванный факторами, менее тесно связанными с системой спаривания, или она медленнее реагирует на изменения в системе спаривания.

Помимо ожидания меньших цветков как части синдрома самоопыления, было высказано предположение, что эффектные цветы можно сохранить в высокоопыляющихся популяциях.

Стадия восприимчивости к стигме и длина киля были более согласованными между полем и теплицей, чем стадия контакта с пыльником и стигмой, предполагая более высокую пластичность в последнем признаке.

Поскольку высокопластичные признаки не будут реагировать на отбор так же быстро, как более генетически детерминированные признаки, пластическая природа стадии контакта пыльника и стигмы может хотя бы частично объяснить более низкий эффект направленного отбора для этого признака.

pixabay.com/ru/illustrations/результат-извините-провал-3249597/
pixabay.com/ru/illustrations/результат-извините-провал-3249597/

Выводы

В исследовании 21 популяции смешанных видов C. heterophylla мы подтверждаем, что показатели самоопыления существенно различаются среди популяций, в соответствии с предыдущими исследованиями, в которых участвовало меньше популяций этого вида.

На коэффициент самообучения влиял регион географической выборки, но не два предиктора окружающей среды: высота над уровнем моря и предполагаемая доля земного покрова в отобранных участках.

Мы обнаружили, что из четырех исследованных цветочных признаков стадия восприимчивости к стигме была лучшим предиктором частоты самоопыления.

Эта картина согласуется с таковой в роде Collinsia, указывая на то, что микроэволюционные силы могут иметь значение для формирования большого разнообразия в системе спаривания, наблюдаемой у этого рода.

Относительно более сильное влияние отбора по дрейфу для стадии восприимчивости к стигме у C. heterophylla способствует доказательству того, что смешанное спаривание является выбранной особенностью и не зависит только от генетического дрейфа.

В будущих исследованиях было бы интересно узнать больше об избирательных силах, формирующих другие три исследованных цветочных признака, которые являются частью «синдрома самоопыления» Collinsia, но не связаны с частотой самоопыления, включая влияние опылителей, видов цветущих растений, и абиотические факторы.

Также было бы важно изучить дополнительные факторы, которые могут влиять на показатели самоопыления в разных средах, например, наличие и предсказуемость опылителей и то, как такое изменение влияет на эволюционные силы и разнообразие видов, связанных со смешанным спариванием.