Cos'è la poliploidia? Il ruolo della poliploidia in natura

Cos'è la poliploidia? Probabilmente tutti sanno che una persona riceve 23 cromosomi dal padre e dalla madre al momento del concepimento. Le persone possono essere chiamate diploidi ("di" significa "due" e "ploide" significa "mezzi" relativi ai cromosomi, o parti del DNA), poiché ottengono solo due serie. Qualsiasi organismo con più di due serie di cromosomi è chiamato poliploide. Quali sono alcuni esempi di poliploidia nelle piante, negli animali e nell'uomo? Quali sono i tipi?

Cos'è la poliploidia?

Il termine "poliploidia" significa di per sé la presenza di molte serie complete di informazioni genetiche. La maggior parte delle creature con riproduzione sessuale ha un numero pari di cromosomi: un set di mamma e un set di papà. È importante ricordare che questi kit sono simili, ma non sono identici.

Le cellule usano tutte le informazioni genetiche memorizzate in esse. Per questo motivo, gli esseri viventi poliploidi hanno livelli più alti di "dosaggio" di ciascun gene prodotto, di solito portando ad un aumento delle cellule, di dimensioni maggiori e ad un aumento della progenie.

Specie poliploidi

Poiché gli scienziati amano una lingua particolare, hanno creato molti termini per descrivere la ploidia o il numero di serie di informazioni genetiche. Puoi usare il termine "poliploidia" come sostantivo e "poliploide" come forma di aggettivo. A proposito, questa regola si applica a tutti i termini per diversi tipi di ploidia.

Ecco alcuni dei tipi più comuni:

• Haploid significa che esiste un solo set di cromosomi, ma il corpo può ancora essere riprodotto. I batteri e altri organismi unicellulari sono solitamente aploidi. A volte ci sono creature aploidi multicellulari che di solito sono insetti o altri invertebrati.
• Monoploide significa un criterio che dovrebbe avere due gruppi di cromosomi, ma ne ha accidentalmente ricevuto uno solo. I monoploidi sono solitamente sterili, cioè incapaci di riproduzione.
  
• Diploide significa che la creatura ha due serie di cromosomi. Questo è il tipo più comune per le creature che usano la modalità sessuale di riproduzione. Persone, animali, piante e funghi possono essere diploidi. Il diploidy può verificarsi solo in parte tempo. Ad esempio, le cellule di lievito sono di solito aploide, ma possono essere combinate sessualmente per diventare diploidi. I mammiferi sono solitamente diploidi, ma possono avere determinate cellule o tipi di tessuto che sono poliploidi, come le cellule del fegato o le cellule muscolari.
• Triploide significa la presenza di tre serie di cromosomi e tetraploide significa quattro serie di cromosomi. In teoria, questa convenzione di denominazione continua indefinitamente.
• L'aneuploidia, d'altra parte, descrive un numero errato di cromosomi. È come un libro con capitoli aggiuntivi o, peggio ancora, con capitoli mancanti.

Poliploidia nelle piante

Quali organismi ha la poliploidia? Più spesso è osservato nel regno vegetale. Migliaia di anni di coltivazione selettiva e selezione vegetale hanno portato alla creazione di piante alimentari fertili, che di solito sono tetraploidi ed esaploidi.

Se confrontiamo varietà diploidi e tetraploidi dello stesso tipo di piante, molto spesso le piante tetraploidi crescono sempre più produttivamente. La poliploidia nella riproduzione gioca un ruolo molto importante nel nostro tempo.

Poliploidia negli animali

Tra gli animali, si vede spesso nei pesci e negli anfibi. In generale, c'è un pregiudizio genetico per i numeri pomoidi negli animali. Le canne con numero diseguale di cromosomi, o cromosomi contenenti cromosomi anormali, di solito non possono produrre prole.

Cos'è la poliploidia? Quali specifici esempi di speciazione possono essere dati in piante e animali?

triploidi

Prima di affrontare la poliploidia, devi capire un po 'come i corpi creano nuove cellule. Tutte le cellule umane sono diploidi, quindi quando vengono creati i gameti, devono essere aploidi o avere un solo set di cromosomi, in modo che il nuovo organismo possa essere nuovamente diploide. Tuttavia, durante questo processo, a volte qualcosa va storto. L'evento più comune è che a volte un nuovo gamete ottiene due copie dei cromosomi. Questo può accadere quando le femmine producono uova. Quando un uovo con due serie di cromosomi si fonde con un normale spermatozoo aploide, la cellula risultante ha tre serie di cromosomi, cioè è triploide.

Ora ogni cellula di questo nuovo organismo sarà triploide. Per la maggior parte degli animali, questo è estremamente dannoso e il corpo non sopravviverà. Le piante tendono a tollerare meglio la poliploidia e persino a prosperare con cambiamenti genetici così intensi.

Altri esempi

Ecco alcuni esempi di poliploidia in piante e animali. Gli scienziati hanno suggerito che due terzi delle piante da fiore sono poliploidi. La maggior parte delle felci e delle erbe sono poliploidi, così come patate, mele, fragole. Le banane sono un esempio interessante. Le banane sono triploidi e solitamente gli organismi triploidi non possono riprodursi, cioè sono sterili. Ciò significa che non è possibile ottenere semi di banana per seminare più banane. Gli agricoltori tagliano i germogli dalla pianta, prima che producano frutta e finiscano il loro ciclo, e piantano una nuova generazione.

Cos'è la poliploidia? Questa è una condizione ereditaria che ha più di due set completi di cromosomi. I poliploidi sono comuni tra le piante, così come tra alcuni gruppi di pesci e anfibi. Ad esempio, alcune salamandre, rane e sanguisughe sono poliploidi. Molti di questi organismi poliploidi sono ben adattati all'ambiente.

Antenati poliploidi

Ci sono molti meno tipi di animali poliploidi rispetto alle piante. La ragione esatta per questo non è completamente nota. Alcuni scienziati ritengono che ciò possa essere dovuto ad un aumento della complessità della struttura degli organismi animali rispetto alle piante. Altri suggeriscono che la poliploidia può interferire con la formazione di gameti, divisione cellulare o regolazione del genoma. Tuttavia, ci sono alcune eccezioni. Esempi di poliploidia nel regno animale sono pesci, rettili e insetti.

In effetti, i recenti risultati della ricerca sul genoma mostrano che molte specie che sono attualmente diploidi, inclusi gli umani, sono state ottenute da antenati poliploidi. Queste specie sopravvissute alle antiche duplicazioni genotipiche e quindi alla riduzione del genoma sono chiamate paleopoliploidi.

Vantaggi della poliploidia

In un gran numero di cellule poliploidi di piante, pesci e rane, ovviamente, dovrebbero esserci alcuni vantaggi. Un esempio comune nelle piante è l'osservazione dell'energia ibrida, o eterosi, con il risultato che la progenie poliploide di due precursori diploidi è più energica e sana rispetto a uno dei due genitori diploidi. Ci sono diverse possibili spiegazioni per questa osservazione. Il primo è che l'accoppiamento forzato di cromosomi omologhi impedisce la ricombinazione tra i genomi dei precursori originali, mantenendo efficacemente l'eterozigosità per generazioni.

Questa eterozigosità impedisce l'accumulo di mutazioni recessive nei genomi delle generazioni successive, sostenendo in tal modo l'energia ibrida. Un altro fattore importante è la ridondanza genica nelle cellule vegetali. Poiché la progenie poliploide ha il doppio delle copie di un particolare gene, la progenie è protetta dagli effetti dannosi delle mutazioni recessive. Questo è particolarmente importante durante la fase gametofita.

Un altro vantaggio fornito dall'eccessiva posizione dei geni è la capacità di diversificare la funzione dei geni nel tempo. In altre parole, copie aggiuntive di geni che non sono richiesti per la normale funzione del corpo possono finire per essere utilizzati in un modo nuovo e completamente diverso, che porta a nuove possibilità. Nella scelta evolutiva, giocano un ruolo quasi decisivo. I poliploidi sono importanti nell'origine delle nuove specie di piante.