Proč jsou rostlinné hybridy sterilní?

Hybridy rostlin jsou výsledkem pohlavního rozmnožování mezi rostlinami ze dvou různých taxonů nebo druhů. Ne všechny rostlinné hybridy jsou sterilní, ale mnoho je. Sterilita v rostlinných hybridech je nejčastěji výsledkem polyploidie, ke které dochází z důvodu abnormálního dělení buněk a vede k více než dvěma sadám chromozomů v buňkách hybridních potomků. Hybridy se v přírodě běžně tvoří mezi blízce příbuznými druhy, ale lidé také produkují sterilní hybridní rostliny záměrně pro komerční účely.

Většina organismů je diploidní, což znamená, že mají dvě kompletní sady chromozomů. Když mají rostliny extra sady chromozomů, jsou polyploidní. Polyploidie je výsledkem nehod během dělení buněk. Buňky se musí dělit, aby se vytvořily gamety (vajíčka a spermie), a když dojde k nehodě, další sady chromozomů mohou u hybridních potomků vytvořit polyploidní stav.

Hybridní rostliny jsou sterilní, pokud mají nesprávný počet chromozomů (což je výsledkem polyploidie). Pokud má rostlina nerovnoměrný počet párů chromozomů, nemůže produkovat vyvážené gamety (vajíčko nebo spermie) a nebude schopná produkovat životaschopné potomky.

Hybridizace v rostlinách nemusí být nutně škodlivá. Ve skutečnosti lidé selektivně množí mnoho rostlin za účelem vytváření hybridních potomků, protože hybridizace může někdy zlepšit produkci semen nebo plodů nebo odolnost vůči chorobám. Hybridy také často vykazují větší a zářivější květy než mateřské druhy. Sterilní hybridní ovocné plodiny se záměrně vyrábějí za účelem produkce plodů bez semen pro komerční účely.

Ne všechny rostlinné hybridy jsou sterilní. Polyploidní hybridy se běžně tvoří v přírodě v rostlinách a hybridní rostliny mohou být plodné, když jsou kříženy s jinými polyploidními rostlinami se sudým počtem chromozomů. Aby byly rostliny plodné, musí být schopné produkovat gamety s vyváženým počtem chromozomů v jejich buňkách.

Podle knihy z roku 2009 „Proč je evoluce pravdivá“ je hybridizace důležitým mechanismem v evoluční rozmanitosti rostlin. Polyploidie v rostlinách je důležitým mechanismem pro sympatrickou speciaci nebo větvení nových druhů od předků ve stejné zeměpisné oblasti. Polyploidie vede k reprodukční izolaci od mateřské populace, což znamená, že polyploidní rostliny se nemohou pářit s mateřskými rostlinami. V průběhu doby, reprodukční izolace, v kombinaci s přirozenými rychlostmi genetické mutace, které se vyskytují u všech organismy mohou mít za následek výskyt nového druhu rostliny, který je geneticky odlišný od rodové druhy.