Γιατί τα φυτικά υβρίδια είναι αποστειρωμένα;

Τα υβρίδια των φυτών είναι το αποτέλεσμα της σεξουαλικής αναπαραγωγής μεταξύ φυτών από δύο διαφορετικά ταξί ή είδη. Δεν είναι όλα τα υβρίδια των φυτών στείρα, αλλά πολλά είναι. Η στειρότητα στα φυτικά υβρίδια είναι συνήθως το αποτέλεσμα της πολυπλοειδίας, η οποία συμβαίνει λόγω της ανώμαλης κυτταρικής διαίρεσης και έχει ως αποτέλεσμα περισσότερα από δύο σύνολα χρωμοσωμάτων στα κύτταρα του υβριδικού απογόνου. Τα υβρίδια σχηματίζονται συνήθως στη φύση μεταξύ στενά συνδεδεμένων ειδών, αλλά οι άνθρωποι παράγουν επίσης αποστειρωμένα υβριδικά φυτά σκόπιμα για εμπορικούς σκοπούς.

Οι περισσότεροι οργανισμοί είναι διπλοειδείς, πράγμα που σημαίνει ότι έχουν δύο πλήρη σύνολα χρωμοσωμάτων. Όταν τα φυτά έχουν επιπλέον σύνολα χρωμοσωμάτων, είναι πολυπλοειδή. Η πολυπλοειδία είναι το αποτέλεσμα ατυχημάτων κατά τη διαίρεση των κυττάρων. Τα κύτταρα πρέπει να χωρίζονται για να δημιουργήσουν γαμέτες (ωάρια και σπερματοζωάρια) και όταν συμβούν ατυχήματα, επιπλέον σύνολα χρωμοσωμάτων μπορούν να δημιουργήσουν μια κατάσταση πολυπλοειδούς στον υβριδικό απόγονο.

Τα υβριδικά φυτά είναι αποστειρωμένα όταν έχουν λανθασμένο αριθμό χρωμοσωμάτων (που προκύπτει από πολυπλοειδία). Εάν ένα φυτό έχει άνισους αριθμούς ζευγών χρωμοσωμάτων, δεν μπορεί να παράγει ισορροπημένους γαμέτες (ωάρια ή σπερματοζωάρια) και δεν θα είναι σε θέση να παράγει βιώσιμους απογόνους.

Ο υβριδισμός στα φυτά δεν είναι απαραίτητα επιβλαβής. Στην πραγματικότητα, οι άνθρωποι αναπαράγουν επιλεκτικά πολλά φυτά με σκοπό τη δημιουργία υβριδικών απογόνων επειδή ο υβριδισμός μπορεί μερικές φορές να βελτιώσει την παραγωγή σπόρων ή φρούτων ή την αντίσταση στις ασθένειες. Τα υβρίδια εμφανίζουν επίσης συχνά μεγαλύτερα και πιο φώτα άνθη από τα γονικά είδη. Οι αποστειρωμένες υβριδικές καλλιέργειες φρούτων παράγονται σκόπιμα για την παραγωγή φρούτων χωρίς σπόρους για εμπορικούς σκοπούς.

Δεν είναι όλα τα υβρίδια φυτών στείρα. Τα υβρίδια πολυπλοειδούς σχηματίζονται συνήθως στη φύση στα φυτά, και τα υβριδικά φυτά μπορούν να είναι γόνιμα όταν διασταυρώνονται με άλλα φυτά πολυπλοειδών με ομοιόμορφους αριθμούς χρωμοσωμάτων. Προκειμένου τα φυτά να είναι γόνιμα, πρέπει να είναι σε θέση να παράγουν γαμέτες με ισορροπημένο αριθμό χρωμοσωμάτων στα κύτταρα τους.

Σύμφωνα με το βιβλίο του 2009 "Why Evolution is True", η υβριδοποίηση είναι ένας σημαντικός μηχανισμός στην εξελικτική ποικιλομορφία στα φυτά. Η πολυπλοειδία στα φυτά είναι ένας σημαντικός μηχανισμός για συμπαθητική κερδοσκοπία ή η διακλάδωση νέων ειδών από προγονικά μέσα στην ίδια γεωγραφική περιοχή. Η πολυπλοειδία έχει ως αποτέλεσμα την αναπαραγωγική απομόνωση από τον γονικό πληθυσμό, πράγμα που σημαίνει ότι τα φυτά πολυπλοειδών δεν μπορούν να ζευγαρώσουν με τα γονικά φυτά. Με την πάροδο του χρόνου, η αναπαραγωγική απομόνωση, σε συνδυασμό με φυσικούς ρυθμούς γενετικής μετάλλαξης που εμφανίζονται σε όλα οργανισμοί, μπορούν να οδηγήσουν στην εμφάνιση ενός νέου είδους φυτού που είναι γενετικά διακριτό από το προγονικά είδη.