Всички харесваме растенията. Харесва ни да виждаме как променят цвета на листата си през годината. Те ни свързват с природата, дори и да живеем в голям град. Но повечето от нас не мислят кой знае колко за живота на растенията, особено за сексуалния им живот.
Тъй като растенията не се движат много, е обичайно да се мисли, че водят скучен живот. Оказва се обаче, че те са много по-интересни, отколкото мислим. Затова нека погледнем по-отблизо обичайните любими растения на хората: тези, които цъфтят.
Знаете ли, че около 90% от цъфтящите растения са хермафродити, което означава, че цветовете им имат както мъжки, така и женски функции. Това учените наричат перфектни цветя.
Например домата – ако отворите един от цветовете му, ще видите, че има яйчник (част от женския орган) и прашници с цветен прашец (част от мъжкия орган). При доматите, цветният прашец от един цвят може да опрашва яйчника на същия цвят. Това означава, че едно доматено растение не се нуждае от друг домат наблизо, за да се размножи. Доста удобно, особено ако няма много други растения от вашия вид наоколо.
Това обаче не е така за всички хермафродитни растения. Някои от тях не могат да се самоопрашват, като например ябълките. При тези видове са необходими две отделни растения, за да се получат плодове.
Нещата стават по-сложни. Учените смятат, че първото цъфтящо растение, появило се на земята, вероятно е било хермафродит. Но какво да кажем за тези останали 10%, които не са хермафродити? Какво представляват те и откъде идват?
Алтернативата на перфектните цветя са еднополовите цветя, които имат или яйчник, или прашници с цветен прашец. При някои видове мъжките и женските цветове растат от един и същ индивид. Те се наричат еднодомни растения. Растението има както мъжки, така и женски функции, но са разделени в различни цветове. Често тези цветове се появяват по различно време на годината, което не позволява на растението да се самоопрашва.
Съществува и друга алтернатива на това, която е пълното разделяне на половете при различните отделни растения. Върбите са пример за това. При този вид една върба има само мъжки цветове или само женски цветове. Така че, една върба може да бъде или мъжка, или женска.
Това разделяне на половете при растенията се нарича двудомност. Една от причините, поради които двудомността може да еволюира, са негативните ефекти, които самоопрашването може да донесе. Подобно е на начина, по който хората, размножаващи се с роднини, могат да дадат на потомството си по-голям шанс за заболявания.
Но това не е всичко. При малка част от растенията с еднополови цветове се срещат системи, които стоят някъде между хермафродитизма и двудомността. Системата се нарича андродиеция, когато в една популация можете да намерите хермафродитни индивиди и такива от мъжки пол. Пример за това е билка, произхождаща от Калифорния, САЩ, наречена корен от Дуранго. Тази система е рядка в природата.
Алтернативната система се нарича гинодиеция. Това е система, при която женските съжителстват с хермафродити. Това се случва при някои видове диви ягоди.
И накрая, в редки случаи природата стига още по-далеч – мъжки, женски и хермафродитни растения съществуват заедно в една популация. Тази необичайна система е известна като триоеция („три пола“), а един от най-известните ѝ представители е папаята.
Изследване на еволюцията
Хермафродитизмът вероятно е оригиналната система за определяне на пола при цъфтящите растения. И така, как са се развили другите системи?
При растенията, както и при много животни, полът се определя най-вече от гени. Това означава, че едно семе ще се превърне в мъжко или женско растение в зависимост от това какво казва неговата ДНК. Изучаването на генетиката никога не е било лесно. Но през последните няколко десетилетия става малко по-лесно, благодарение на развитието на технологиите.
Преди тази технологична революция повечето изследвания са били провеждани върху това, което учените наричат моделни организми, като мишки, мухи и някои специфични растения, като например кресона (Arabidopsis thaliana).
Но сега това става все по-лесно и позволява на учените да видят, че в природата има много вариации в определянето на пола. Ако вземем за пример двудомността, учените са открили примери за тази система в групи растения, които не са тясно свързани. Това означава, че двудомността е еволюирала няколко пъти. И това важи и за другите системи.
Гинодиецията, андродиецията и моноецията изглежда са връзката между хермафродитизма и двудомността. Това означава, че системите могат потенциално да преминават от хермафродитизъм към двудомност. И всъщност са открити случаи на промени и в двете посоки.
Но какво да кажем за гените, които определят тези механизми? Учените са открили разнообразни гени, участващи в различните видове. Така че се оказва, че има много начини за еволюция на мъжки организъм.
Тази вариация в системите за определяне на пола прави темата особено интересна при растенията. При животните, включително насекомите, мъжките и женските индивиди са ясно разделени от милиони години. Това затруднява проследяването на еволюцията на разделянето на половете.
Цъфтящите растения ни разказват история за непрекъсната промяна. Различните системи за определяне на пола са свързани. Ако даден вид еволюира с отделни полове, хермафродитизмът все още може да се появи отново в бъдеще. Но коя е най-добрата система? В природата никога няма един верен отговор. Това зависи от средата, в която живеят растенията, и от предизвикателствата, пред които са изправени.
Източник: Lila Maladesky, PhD candidate in Biology, Lund University/The Conversation
