Андродіеція

Андродіеція (англ. Androdioecy) — система статей, що характеризується співіснуванням самців і гермафродитів. Андродіеція зустрічається рідко в порівнянні з іншими основними репродуктивними системами: діецією, гінодіецією і гермафродитизмом[1]. У тварин андродіеція вважалася сходинкою на шляху переходу від діеції до гермафродитизму і навпаки[2].

Андродіецію іноді називають змішаною системою розмноження, разом із триецією і гінодіецією[3]. Це диморфна статева система у рослин поряд з гінодіецією та дводомністю[4].

Еволюція андродіеції

Вимоги до пристосованості для виникнення і підтримки андродіеції теоретично настільки малоймовірні, що довго вважалося, що таких систем не існує[5][6]. Зокрема, самці та гермафродити повинні мати однакову пристосованість, іншими словами, однакову кількість потомства, щоб їх підтримувати. Однак самці мають потомство лише шляхом запліднення яєць або яйцеклітин гермафродитів, тоді як гермафродити мають потомство як через запліднення яєць або яйцеклітин інших гермафродитів, так і власних яйцеклітин. Це означає, що за інших рівних умов, самцям доводиться запліднювати вдвічі більше яєць або яйцеклітин, ніж гермафродити, щоб компенсувати відсутність самок[7][8].

Андродіеція може еволюціонувати або від гермафродитистичних предків через вторгнення самців, або від діеційних предків через вторгнення гермафродитів. Стан предків важливий, оскільки умови, за яких може еволюціонувати андродіеція, значно відрізняються[джерело?].

Андродіеція з діеційним походженням

У круглих червів, молюсків, креветок-пуголовків і ракових креветок андродіеція еволюціонувала з діеції. У цих системах гермафродити можуть запліднювати лише власні яйцеклітини (самозапліднюватись) і не можуть спаровуватися з іншими гермафродитами. Самці є єдиним засобом аутбридингу. Гермафродити можуть бути корисними для колонізації нових місць проживання, оскільки один гермафродит може породити багато інших особин[9].

У добре вивченого круглого черва Caenorhabditis elegansсамці зустрічаються дуже рідко і зустрічаються лише в популяціях, які перебувають у поганому або стресовому стані[10]. Вважається, що у Caenorhabditis elegans андродіеція еволюціонувала з діеції через триецію як проміжну ланку[11].

Андродіеція з гермафродитистичним походженням

У вусоногих андродіеція еволюціонувала з гермафродитизму[3]. Багато рослин самозапліднюються, і самці можуть підтримуватися в популяції у час важкої ендогамної депресії, оскільки самці гарантують аутбридинг[джерело?].

Андродіеційні види

Незважаючи на їхню малоймовірну еволюцію, відомі 115 андродіеційних тварин і близько 50 видів андродіеційних рослин[2][12]:

Anthozoa (Коралові поліпи)

Nematoda (Круглі черви)

Rhabditidae (ряд Rhabditida)

Diplogastridae (ряд Rhabditida)

Steinernematidae (ряд Rhabditida)

Allanotnematidae (ряд Rhabditida)

Dorylaimida

Nemertea (Пласкі черви)

Arthropoda (Членистоногі)

Conchostraca

Triopsidae (Щитні)

Cirripedia (Вусоногі)

Lysmata

Комахи

Annelida (Кільчасті черви)

Chordata (Хордові)

Angiospermae (Покритонасінні)

Див. також

Примітки

  1. ↑ Pannell, JR. (2002). The evolution and maintenance of androdioecy. Annual Review of Ecology and Systematics. 33: 397—425. doi:10.1146/annurev.ecolsys.33.010802.150419.
  2. ↑ а б Weeks, SC (2012). The role of androdioecy and gynodioecy in mediating evolutionary transitions between dioecy and hermaphroditism in the Animalia. Evolution. 66 (12): 3670—3686. doi:10.1111/j.1558-5646.2012.01714.x. PMID 23206127.
  3. ↑ а б Fusco, Giuseppe; Minelli, Alessandro (10 жовтня 2019). The Biology of Reproduction (англ.). Cambridge University Press. с. 134. ISBN 978-1-108-49985-9. Архів оригіналу за 25 січня 2022. Процитовано 25 січня 2022.
  4. ↑ Torices, Rubén; Méndez, Marcos; Gómez, José María (2011). Where do monomorphic sexual systems fit in the evolution of dioecy? Insights from the largest family of angiosperms. New Phytologist (англ.). 190 (1): 234—248. doi:10.1111/j.1469-8137.2010.03609.x. ISSN 1469-8137. PMID 21219336.
  5. ↑ Charlesworth, D (1984). Androdioecy and the evolution of dioecy. Biological Journal of the Linnean Society. 22 (4): 333—348. doi:10.1111/j.1095-8312.1984.tb01683.x.
  6. ↑ Darwin C. 1877. The different forms of flowers and plants of the same species. New York: Appleton.
  7. ↑ Lloyd, DG (1975). The maintenance of gynodioecy and androdioecy in angiosperms. Genetica. 45 (3): 325—339. doi:10.1007/bf01508307.
  8. ↑ Charlesworth, B; Charlesworth, D (1978). A Model for the Evolution of Dioecy and Gynodioecy. The American Naturalist. 112 (988): 975—997. doi:10.1086/283342.
  9. ↑ Pannell, J (2000). A hypothesis for the evolution of androdioecy: the joint influence of reproductive assurance and local mate competition in a metapopulation. Evolutionary Ecology. 14 (3): 195—211. doi:10.1023/A:1011082827809.
  10. ↑ а б Stewart, AD; Phillips, PC (2002). Selection and maintenance of androdioecy in Caenorhabditis elegans. Genetics. 160 (3): 975—982. doi:10.1093/genetics/160.3.975. PMC 1462032. PMID 11901115.
  11. ↑ Kanzaki, Natsumi; Kiontke, Karin; Tanaka, Ryusei; Hirooka, Yuuri; Schwarz, Anna; Müller-Reichert, Thomas; Chaudhuri, Jyotiska; Pires-daSilva, Andre (11 вересня 2017). Description of two three-gendered nematode species in the new genus Auanema (Rhabditina) that are models for reproductive mode evolution. Scientific Reports (англ.). 7 (1): 11135. Bibcode:2017NatSR...711135K. doi:10.1038/s41598-017-09871-1. ISSN 2045-2322. PMC 5593846. PMID 28894108.
  12. ↑ Weeks, SC; Benvenuto, C; Reed, SK (2006). When males and hermaphrodites coexist: a review of androdioecy in animals. Integrative and Comparative Biology. 46 (4): 449—464. doi:10.1093/icb/icj048. PMID 21672757.
  13. ↑ Fürst von Lieven A (2008). Koerneria sudhausi n. sp. (Nematoda: Diplogastridae); a hermaphroditic diplogastrid with an egg shell formed by zygote and uterine components. Nematology. 10 (1): 27—45. doi:10.1163/156854108783360087.
  14. ↑ Kiontke K., Manegold A., Sudhaus W. (2001). Redescription of Diplogasteroides nasuensis Takaki, 1941 and D. magnus Völk, 1950 (Nematoda: Diplogastrina) associated with Scarabaeidae (Coleoptera). Nematology. 3 (8): 817—832. doi:10.1163/156854101753625317.
  15. ↑ Ragsdale E. J., Kanzaki N., Sommer R. J. (2014). Levipalatum texanum n. gen., n. sp. (Nematoda: Diplogastridae), an androdioecious species from the south-eastern USA. Nematology. 16 (6): 695—709. doi:10.1163/15685411-00002798.
  16. ↑ а б Kanzaki N., Ragsdale E. J., Herrmann M., Susoy V., Sommer R. J. (2013). Two androdioecious and one dioecious new species of Pristionchus (Nematoda: Diplogastridae): new reference points for the evolution of reproductive mode. Journal of Nematology. 45 (3): 172—194. PMC 3792836. PMID 24115783.
  17. ↑ Kanzaki N., Ragsdale E. J., Herrmann M., Sommer R. J. (2012). Two new species of Pristionchus (Rhabditida: Diplogastridae): P. fissidentatus n. sp. from Nepal and La Réunion Island and P. elegans n. sp. from Japan. Journal of Nematology. 44 (1): 80—91. PMC 3593256. PMID 23483847.
  18. ↑ Potts FA (1908). Sexual phenomena in the free-living nematodes. Proceedings of the Cambridge Philosophical Society. 14: 373—375.
  19. ↑ Ragsdale E. J., Kanzaki N., Röseler W., Herrmann M., Sommer R. J. (2013). Three new species of Pristionchus (Nematoda: Diplogastridae) show morphological divergence through evolutionary intermediates of a novel feeding-structure polymorphism. Zoological Journal of the Linnean Society. 168 (4): 671—698. doi:10.1111/zoj.12041.
  20. ↑ а б Hermmann M., Ragsdale E. J., Kanzaki N., Sommer R. J. (2013). Sudhausia aristotokia n. gen., n. sp. and S. crassa n. gen., n. sp. (Nematoda: Diplogastridae): viviparous new species with precocious gonad development. Nematology. 15 (8): 1001—1020. doi:10.1163/15685411-00002738.
  21. ↑ Vicky G. Hollenbeck; Stephen C. Weeks; William R. Gould; Naida Zucker (2002). Maintenance of androdioecy in the freshwater shrimp Eulimnadia texana: sexual encounter rates and outcrossing success. Behavioral Ecology. 13 (4): 561—570. doi:10.1093/beheco/13.4.561.
  22. ↑ Zierold, T; Hanfling, B; Gómez, A (2007). Recent evolution of alternative reproductive modes in the'living fossil'Triops cancriformis. BMC Evolutionary Biology. 7 (1): 161. doi:10.1186/1471-2148-7-161. PMC 2075510. PMID 17854482.{{cite journal}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
  23. ↑ Crisp, DJ (1983). Chelonobia patula (Ranzani), a pointer to the evolution of the complemental male. Marine Biology Letters. 4: 281—294.
  24. ↑ Zardus, JD; Hadfield, MG (2004). Larval Development and Complemental Males in Chelonibia testudinaria, a Barnacle Commensal with Sea Turtles. Journal of Crustacean Biology. 24 (3): 409—421. doi:10.1651/c-2476.
  25. ↑ Foster, BA (1983). Complemental males in the barnacle Bathylasma alearum (cirripedia, pachylasmatidae). Australian Museum Memoir. 18 (12): 133—140. doi:10.3853/j.0067-1967.18.1984.379.
  26. ↑ а б в McLaughlin, PA; Henry, DP (1972). Comparative Morphology of Complemental Males in Four Species of Balanus (Cirripedia Thoracica). Crustaceana. 22 (1): 13—30. doi:10.1163/156854072x00642.
  27. ↑ Henry, DP; McLaughlin, PA (1967). A Revision of the Subgenus Solidobalanus Hoek (Cirripedia Thoracica) including a Description of a New Species with Complemental Males. Crustaceana. 12 (1): 43—58. doi:10.1163/156854067x00693.
  28. ↑ Yusa, Y; Takemura, M; Miyazaki, K; Watanabe, T; Yamato, S (2010). Dwarf Males of Octolasmis warwickii (Cirripedia: Thoracica): The First Example of Coexistence of Males and Hermaphrodites in the Suborder Lepadomorpha. The Biological Bulletin. 218 (3): 259—265. doi:10.1086/bblv218n3p259. PMID 20570849.
  29. ↑ Mackiewicz; Tatarenkov, A; Taylor, DS; Turner, BJ; Avise, JC та ін. (2006). Extensive outcrossing and androdioecy in a vertebrate species that otherwise reproduces as a self-fertilizing hermaphrodite. Proc Natl Acad Sci USA. 103 (26): 9924—9928. Bibcode:2006PNAS..103.9924M. doi:10.1073/pnas.0603847103. PMC 1502555. PMID 16785430.
  30. ↑ Gleiser G, Verdú M. 2005. Repeated evolution of dioecy from androdioecy in Acer" New Phytologist 165(2):633-640. doi=10.1111/j.1469-8137.2004.01242.x
  31. ↑ Sakai, S (2001). Thrips pollination of androdioecious Castilla elastica (Moraceae) in a seasonal tropical forest. American Journal of Botany. 88 (9): 1527—1534. doi:10.2307/3558396. JSTOR 3558396. PMID 21669685.
  32. ↑ Pannell J (1997). Widespread functional androdioecy in Mercurialis annua L. (Euphorbiaceae). Biological Journal of the Linnean Society. 61: 95—116. doi:10.1111/j.1095-8312.1997.tb01779.x.
  33. ↑ Valiente-Banuet, A; Rojas-Martínez, A; Del Coro, Arizmendi M; Dávila, P (1997). Pollination biology of two columnar Cacti (Neobuxbaumia mezcalaensis and Neobuxbaumia macrocephala) in the Tehuacan Valley, central Mexico. American Journal of Botany. 84 (4): 452—455. doi:10.2307/2446020. JSTOR 2446020.
  34. ↑ Thomson JD, Shivanna KR, Kenrick J and Knox RB. 1989" American Journal of Botany 76 (7):1048-1059
  35. ↑ Muenchow, G (1998). Subandrodioecy and male fitness in Sagittaria lancifolia subsp. lancifolia (Alismataceae). American Journal of Botany. 85 (4): 513—520. doi:10.2307/2446435. JSTOR 2446435. PMID 21684934.
  36. ↑ López-Almansa, JC; Pannell, JR; Gil, L (2003). Female sterility in Ulmus minor (Ulmaceae): a hypothesis invoking the cost of sex in a clonal plant. American Journal of Botany. 90 (4): 603—609. doi:10.3732/ajb.90.4.603. PMID 21659155.

Посилання