De ce sunt sterili hibrizii de plante?

Hibrizii de plante sunt rezultatul reproducerii sexuale între plante de la doi taxoni sau specii diferite. Nu toți hibrizii de plante sunt sterili, dar mulți sunt. Sterilitatea în hibrizii de plante este cel mai adesea rezultatul poliploidiei, care apare din cauza diviziunii celulare anormale și are ca rezultat mai mult de două seturi de cromozomi în celulele descendenților hibrizi. Hibrizii se formează în mod obișnuit în natură între specii strâns legate, dar oamenii produc și plante hibride sterile în mod intenționat în scopuri comerciale.

Majoritatea organismelor sunt diploide, ceea ce înseamnă că au două seturi complete de cromozomi. Când plantele au seturi suplimentare de cromozomi, acestea sunt poliploide. Poliploidia este rezultatul accidentelor din timpul diviziunii celulare. Celulele trebuie să se împartă pentru a produce gamete (ovule și spermatozoizi) și atunci când apar accidente, seturi suplimentare de cromozomi pot crea o stare poliploidă în descendenții hibrizi.

Plantele hibride sunt sterile atunci când au un număr incorect de cromozomi (care rezultă din poliploidie). Dacă o plantă are un număr inegal de perechi de cromozomi, nu poate produce gamete echilibrate (ovule sau spermatozoizi) și nu va putea produce descendenți viabili.

Hibridizarea la plante nu este neapărat dăunătoare. De fapt, oamenii reproduc în mod selectiv multe plante cu scopul de a crea descendenți hibrizi, deoarece hibridizarea poate îmbunătăți uneori producția de semințe sau fructe sau rezistența la boli. Hibrizii prezintă adesea flori mai mari și mai strălucitoare decât speciile părinte. Culturile sterile de fructe hibride sunt produse în mod intenționat pentru a produce fructe fără semințe în scopuri comerciale.

Nu toți hibrizii de plante sunt sterili. Hibrizii poliploizi se formează în mod obișnuit în natură la plante, iar plantele hibride pot fi fertile atunci când sunt încrucișate cu alte plante poliploide cu un număr par de cromozomi. Pentru ca plantele să fie fertile, acestea trebuie să fie capabile să producă gameți cu un număr echilibrat de cromozomi în celulele lor.

Conform cărții din 2009 „De ce este adevărată evoluția”, hibridizarea este un mecanism important în diversitatea evoluției la plante. Poliploidia din plante este un mecanism important pentru speciația simpatrică sau ramificarea speciilor noi din cele ancestrale din aceeași zonă geografică. Poliploidia are ca rezultat izolarea reproductivă din populația părinte, ceea ce înseamnă că plantele poliploide nu se pot împerechea cu plantele părinte. În timp, izolarea reproductivă, combinată cu rate naturale de mutație genetică care apar la toate organisme, poate duce la apariția unei noi specii de plante care este genetic diferită de specii ancestrale.