Varför är växthybrider sterila?

Växthybrider är resultatet av sexuell reproduktion mellan växter från två olika taxa eller arter. Inte alla växthybrider är sterila, men många är det. Sterilitet i växthybrider är oftast resultatet av polyploidi, som uppstår på grund av onormal celldelning och resulterar i mer än två uppsättningar kromosomer i hybridavkommans celler. Hybrider bildas ofta i naturen mellan närbesläktade arter, men människor producerar också sterila hybridväxter avsiktligt för kommersiella ändamål.

De flesta organismer är diploida, vilket innebär att de har två kompletta uppsättningar kromosomer. När växter har extra uppsättningar kromosomer är de polyploid. Polyploidi är resultatet av olyckor under celldelning. Celler måste dela sig för att skapa könsceller (ägg- och spermaceller) och när olyckor inträffar kan extra uppsättningar kromosomer skapa ett polyploid tillstånd hos hybridavkomman.

Hybridväxter är sterila när de har fel antal kromosomer (som härrör från polyploidi). Om en växt har ojämnt antal kromosompar kan den inte producera balanserade könsceller (ägg- eller spermaceller) och kommer inte att kunna producera livskraftiga avkommor.

Hybridisering i växter är inte nödvändigtvis skadlig. Faktum är att människor selektivt odlar många växter i syfte att skapa hybridavkommor eftersom hybridisering ibland kan förbättra utsäde eller fruktproduktion eller motståndskraft mot sjukdomar. Hybrider uppvisar också ofta större och snabbare blommor än föräldrarna. Sterila hybridfruktgrödor produceras avsiktligt för att producera frukt utan frön för kommersiella ändamål.

Inte alla växthybrider är sterila. Polyploidhybrider bildas vanligen i naturen i växter, och hybridväxter kan vara bördiga när de korsas med andra polyploida växter med jämnt antal kromosomer. För att växter ska vara bördiga måste de kunna producera könsceller med ett balanserat antal kromosomer i sina celler.

Enligt 2009 års bok "Why Evolution is True" är hybridisering en viktig mekanism för evolutionär mångfald i växter. Polyploidi i växter är en viktig mekanism för sympatisk speciering, eller förgrening av nya arter från förfäder inom samma geografiska område. Polyploidi resulterar i reproduktiv isolering från moderpopulationen, vilket innebär att polyploidplantorna inte kan para sig med moderplantorna. Med tiden reproduktiv isolering i kombination med naturliga genetiska mutationshastigheter som förekommer i alla organismer, kan leda till att en ny växtart uppträder som skiljer sig genetiskt från förfäders art.