Hvorfor er plantehybrider sterile?

Plantehybrider er resultatet av seksuell reproduksjon mellom planter fra to forskjellige taxaer eller arter. Ikke alle plantehybrider er sterile, men mange er det. Sterilitet i plantehybrider er oftest et resultat av polyploidi, som oppstår på grunn av unormal celledeling og resulterer i mer enn to sett med kromosomer i hybridavkomets celler. Hybrider dannes ofte i naturen mellom nært beslektede arter, men mennesker produserer også sterile hybridplanter med vilje for kommersielle formål.

De fleste organismer er diploide, noe som betyr at de har to komplette sett med kromosomer. Når planter har ekstra sett med kromosomer, er de polyploid. Polyploidi er resultatet av ulykker under celledeling. Celler må dele seg for å lage kjønnsceller (egg- og sædceller), og når ulykker inntreffer, kan ekstra sett med kromosomer skape en polyploid tilstand hos hybridavkomene.

Hybridplanter er sterile når de har feil antall kromosomer (som skyldes polyploidi). Hvis en plante har ujevnt antall kromosompar, kan den ikke produsere balanserte kjønnsceller (egg- eller sædceller) og vil ikke kunne produsere levedyktige avkom.

Hybridisering i planter er ikke nødvendigvis skadelig. Faktisk avler mennesker selektivt mange planter med det formål å skape hybridavkom fordi hybridisering noen ganger kan forbedre frø- eller fruktproduksjon eller motstand mot sykdom. Hybrider viser ofte større og prangende blomster enn foreldrenes art. Sterile hybridfruktavlinger produseres med vilje for å produsere frukt uten frø til kommersielle formål.

Ikke alle plantehybrider er sterile. Polyploidhybrider dannes ofte i naturen i planter, og hybridplanter kan være fruktbare når de krysses med andre polyploide planter med jevnt antall kromosomer. For at planter skal være fruktbare, må de kunne produsere kjønnsceller med balansert antall kromosomer i cellene.

I følge boken "Why Evolution is True" fra 2009 er hybridisering en viktig mekanisme i evolusjonært mangfold i planter. Polyploidi i planter er en viktig mekanisme for sympatisk spesiering, eller forgrening av nye arter fra forfedre innenfor samme geografiske område. Polyploidi resulterer i reproduktiv isolasjon fra foreldrepopulasjonen, noe som betyr at polyploidplanter ikke kan parre seg med foreldreplantene. Over tid reproduktiv isolasjon, kombinert med naturlige hastigheter på genetisk mutasjon som forekommer i det hele tatt organismer, kan resultere i utseendet til en ny planteart som er genetisk forskjellig fra forfedres arter.