ทำไมพืชลูกผสมถึงเป็นหมัน?

ลูกผสมของพืชเป็นผลมาจากการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศระหว่างพืชจากแท็กซ่าหรือสปีชีส์ที่แตกต่างกันสองชนิด ลูกผสมของพืชบางชนิดไม่ปลอดเชื้อ แต่มีหลายชนิด ภาวะปลอดเชื้อในพืชลูกผสมมักเป็นผลมาจากการเกิด polyploidy ซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากการแบ่งเซลล์ที่ผิดปกติและส่งผลให้มีโครโมโซมมากกว่าสองชุดในเซลล์ของลูกผสม ลูกผสมมักก่อตัวขึ้นตามธรรมชาติระหว่างสปีชีส์ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด แต่มนุษย์ยังผลิตพืชลูกผสมที่ปลอดเชื้อโดยเจตนาเพื่อจุดประสงค์ทางการค้า

สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่เป็นแบบดิพลอยด์ ซึ่งหมายความว่าพวกมันมีโครโมโซมครบชุดสองชุด เมื่อพืชมีโครโมโซมชุดพิเศษ พวกมันจะเป็นโพลีพลอยด์ Polyploidy เป็นผลมาจากอุบัติเหตุระหว่างการแบ่งเซลล์ เซลล์ต้องแบ่งตัวเพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์ (เซลล์ไข่และสเปิร์ม) และเมื่อเกิดอุบัติเหตุ โครโมโซมชุดเพิ่มเติมสามารถสร้างสถานะโพลีพลอยด์ในลูกผสมได้

พืชลูกผสมจะปลอดเชื้อเมื่อมีจำนวนโครโมโซมไม่ถูกต้อง (ซึ่งเป็นผลมาจาก polyploidy) หากพืชมีจำนวนโครโมโซมคู่ไม่เท่ากัน พืชจะไม่สามารถสร้างเซลล์สืบพันธุ์ที่สมดุล (เซลล์ไข่หรือสเปิร์ม) และจะไม่สามารถให้กำเนิดลูกหลานได้

การผสมพันธุ์ในพืชไม่จำเป็นต้องเป็นอันตราย อันที่จริง มนุษย์คัดเลือกพันธุ์พืชจำนวนมากโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างลูกผสมเนื่องจากบางครั้งการผสมพันธุ์สามารถปรับปรุงการผลิตเมล็ดหรือผลหรือความต้านทานต่อโรคได้ ลูกผสมมักแสดงดอกขนาดใหญ่และฉูดฉาดกว่าสายพันธุ์แม่ พืชผลลูกผสมที่ปลอดเชื้อนั้นผลิตขึ้นโดยเจตนาเพื่อผลิตผลที่ไม่มีเมล็ดเพื่อการค้า

ลูกผสมของพืชบางชนิดไม่ผ่านการฆ่าเชื้อ ลูกผสมโพลีพลอยด์มักก่อตัวในธรรมชาติในพืช และพืชลูกผสมสามารถเจริญพันธุ์ได้เมื่อผสมกับพืชโพลีพลอยด์ชนิดอื่นๆ ที่มีโครโมโซมเป็นจำนวนเท่ากัน เพื่อให้พืชมีความอุดมสมบูรณ์ พวกเขาจะต้องสามารถผลิตเซลล์สืบพันธุ์ที่มีจำนวนโครโมโซมที่สมดุลในเซลล์ของพวกมัน

ตามหนังสือปี 2552 เรื่อง “ทำไมวิวัฒนาการถึงเป็นจริง” การผสมพันธุ์เป็นกลไกสำคัญในความหลากหลายทางวิวัฒนาการในพืช Polyploidy ในพืชเป็นกลไกสำคัญสำหรับการจำแนกชนิด sympatric หรือการแตกแขนงของสายพันธุ์ใหม่จากบรรพบุรุษภายในพื้นที่ทางภูมิศาสตร์เดียวกัน Polyploidy ส่งผลให้เกิดการแยกตัวจากการสืบพันธุ์จากประชากรพ่อแม่ ซึ่งหมายความว่าพืช Polyploid ไม่สามารถผสมพันธุ์กับต้นแม่ได้ เมื่อเวลาผ่านไป การแยกตัวจากการสืบพันธุ์ รวมกับอัตราการกลายพันธุ์ตามธรรมชาติที่เกิดขึ้นทั้งหมด สิ่งมีชีวิตสามารถส่งผลให้พืชสายพันธุ์ใหม่ที่มีความแตกต่างทางพันธุกรรมจาก สายพันธุ์ของบรรพบุรุษ