Apomixis: Definition af aseksuel frødannelse og klonal reproduktion
Apomixis: definition af aseksuel frødannelse og klonal reproduktion — lær, hvordan planter danner genetisk identiske frø uden befrugtning, og hvad det betyder for avl og økologi.
Apomixis er reproduktion, hvor kun den ene forælder giver gener videre til afkommet. Apomiktisk producerede afkom er genetisk identiske med forældrene (kloner) og dannes uden den normale kombination af kønsceller gennem befrugtning. Processen involverer ofte undgåelse af meiose og/eller befrugtning, så det embryo, der udvikles i frøet, kommer fra moderplantens væv eller celler uden genetisk rekombination.
Metoden ses mest hos planter, især blomstrende planter. Eksempler på naturligt apomiktiske grupper omfatter flere arter inden for mælkebøtte-, kurveblomst- og græs-familierne, og enkelte frugt- og bærplanter. Et konkret eksempel er Brombær, som hos nogle arter kan danne afkom apomiktisk.
Definition og historisk note
I botanikken blev apomixis defineret af Hans Winkler som erstatningen af den normale seksuelle reproduktion med aseksuel reproduktion uden befrugtning. Andre formuleringer, der anvendes i større værker, beskriver apomixis som "formering ved hjælp af særlige væv uden befrugtning" eller "aseksuel dannelse af et frø fra ægcellens modervæv uden meiose og befrugtning, hvilket fører til embryonudvikling".
Typer af apomixis
- Gametofytisk apomixis: Et embryo udvikles fra en ægcelle eller en ægcelle-ækvivalent i embryo sækken, hvor selve meiosen er omgået eller modificeret. Under denne gruppe findes begreber som diplospory og apospory, afhængig af hvor i udviklingen undladelsen af meiosen finder sted.
- Sporofytisk apomixis (adventiv embryony): Embryoer dannes direkte fra modervæv (f.eks. fra frøkapselens væv eller nucellus) uden at gå gennem en embryo-sæk. Dette ses hos nogle frugttræer og kulturer.
- Parthenogenese: En særlig form for ukønnet reproduktion, almindeligere hos dyr, hvor et æg udvikler sig til et individ uden befrugtning. Dette er nært beslægtet med apomiktiske principper og omtales nogle gange i samme sammenhænge (parthenogenese).
Hvordan adskiller apomixis sig fra vegetativ formering?
Havebrugsmetoder, såsom formering fra stiklinger eller blade, er ikke apomixis, fordi disse metoder involverer vegetativ vækst fra dele af planten uden dannelse af frø. Apomixis betegner specifikt ukønnet dannelse af frø, altså naturlig udskiftning af frø ved hjælp af en ukønnet metode.
Forekomst, årsager og evolutionær betydning
Apomixis forekommer hyppigst i visse plantefamilier og er ofte forbundet med polyploidi (flere kromosomsæt) og hybridisering. Fra et evolutionært perspektiv kan apomixis være fordelagtigt ved, at veltilpassede genotyper bevares uforandrede over generationer — men samtidig mindsker det den genetiske variation, som seksuel formering skaber, og kan gøre populationer mere sårbare over for ændringer i miljøet eller sygdomspres.
Betydning for landbrug og planteforædling
Apomixis har stor praktisk interesse, fordi teknisk kontrolleret apomixis kan gøre det muligt at fastholde ønskede hybridegenskaber (heterosis) i frøafkom over mange generationer. Hvis apomixis kunne indføres eller kontrolleres i kulturplanter, ville det gøre det lettere at reproducere elitehybrider fra frø. Der er dog store biologiske og bioteknologiske udfordringer forbundet med at overføre apomixis fra naturligt apomiktiske arter til vigtige kulturafgrøder.
Påvisning og forskning
Forskere undersøger apomixis ved hjælp af embryologiske undersøgelser, flow-cytometri (til bestemmelse af kernestørrelser og ploidiniveauer i embryo og moderceller), genetiske markører og molekylære teknikker for at identificere de gener og regulatoriske netværk, der styrer processen. Forståelse af de mekanismer, der undertrykker eller erstatter meiosen og befrugtningen, er central i både grundforskning og i anvendte bestræbelser inden for planteforædling.
Konsekvenser og overvejelser
Apomixis kan være både en fordel og en ulempe afhængigt af sammenhængen: for kommerciel frøproduktion kan genetisk stabilitet være ønskelig, mens bevarelse af biodiversitet typisk kræver seksuel reproduktion for at opretholde variation. I naturen aftvinger ofte miljøforhold, sygdomsbyrde og konkurrence balance mellem seksuel formering og apomixis.
Vegetativ apomixis hos græsset Poa bulbosa; der dannes bulbiller i stedet for blomster
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad er apomixis?
A: Apomixis er en form for reproduktion, hvor kun den ene forælder videregiver gener til afkommet, hvilket resulterer i genetisk identiske kloner.
Spørgsmål: Hvilke organismer udviser oftest apomixis?
Svar: Apomixis ses oftest hos planter, især hos blomstrende planter.
Spørgsmål: Er brombær apomiktisk?
Svar: Ja, brombær er et eksempel på en apomiktisk plante.
Spørgsmål: Hvordan defineres apomixis i botanikken?
A: I botanikken er apomixis en erstatning af seksuel reproduktion med aseksuel reproduktion uden befrugtning.
Spørgsmål: Hvad er parthenogenese?
A: Parthenogenese er en type apomixis, som er mere almindelig hos dyr, hvor et ubefrugtet æg udvikler sig til et afkom.
Spørgsmål: Er formering i gartneri betragtes som apomixis?
Svar: Havebrugsformeringsmetoder som f.eks. stiklinger eller bladformering betragtes ikke som apomixis.
Spørgsmål: Hvad kan betragtes som apomixis med hensyn til naturlig frøproduktion?
A: Apomixis i forbindelse med naturlig frøproduktion henviser til ukønnet udskiftning af frø uden befrugtning.
Søge