Perché gli ibridi vegetali sono sterili?

Gli ibridi vegetali sono il risultato della riproduzione sessuale tra piante di due diversi taxa o specie. Non tutti gli ibridi vegetali sono sterili, ma molti lo sono. La sterilità negli ibridi vegetali è spesso il risultato della poliploidia, che si verifica a causa della divisione cellulare anormale e provoca più di due serie di cromosomi nelle cellule della prole ibrida. Gli ibridi si formano comunemente in natura tra specie strettamente correlate, ma gli esseri umani producono anche piante ibride sterili intenzionalmente per scopi commerciali.

La maggior parte degli organismi sono diploidi, il che significa che hanno due serie complete di cromosomi. Quando le piante hanno serie extra di cromosomi, sono poliploidi. La poliploidia è il risultato di incidenti durante la divisione cellulare. Le cellule devono dividersi per formare i gameti (ovuli e spermatozoi) e quando si verificano incidenti, serie extra di cromosomi possono creare uno stato poliploide nella prole ibrida.

Le piante ibride sono sterili quando hanno il numero errato di cromosomi (che deriva dalla poliploidia). Se una pianta ha un numero dispari di coppie di cromosomi, non può produrre gameti equilibrati (cellule uovo o spermatozoi) e non sarà in grado di produrre prole vitale.

L'ibridazione nelle piante non è necessariamente dannosa. In effetti, gli esseri umani allevano selettivamente molte piante con lo scopo di creare prole ibrida perché l'ibridazione a volte può migliorare la produzione di semi o frutti o la resistenza alle malattie. Gli ibridi mostrano spesso anche fiori più grandi e più vistosi rispetto alle specie parentali. Le colture di frutta ibride sterili sono prodotte intenzionalmente per produrre frutti senza semi per scopi commerciali.

Non tutti gli ibridi vegetali sono sterili. Gli ibridi poliploidi si formano comunemente in natura nelle piante e le piante ibride possono essere fertili quando vengono incrociate con altre piante poliploidi con un numero pari di cromosomi. Affinché le piante siano fertili, devono essere in grado di produrre gameti con un numero equilibrato di cromosomi nelle loro cellule.

Secondo il libro del 2009 "Why Evolution is True", l'ibridazione è un meccanismo importante nella diversità evolutiva nelle piante. La poliploidia nelle piante è un meccanismo importante per la speciazione simpatrica, o la ramificazione di nuove specie da quelle ancestrali all'interno della stessa area geografica. La poliploidia provoca l'isolamento riproduttivo dalla popolazione madre, il che significa che le piante poliploidi non possono accoppiarsi con le piante madri. Nel tempo, isolamento riproduttivo, combinato con tassi naturali di mutazione genetica che si verificano in tutti organismi, può provocare la comparsa di una nuova specie di pianta che è geneticamente distinta dal specie ancestrale.