Silene es un género de plantas con flores que ha desarrollado unsistema reproductivo dioico . Esto es posible gracias a los cromosomas sexuales heteromórficos expresados como XY. [1] [2] Los cromosomas sexuales de Silene evolucionaron recientemente hace 5-10 millones de años y son ampliamente utilizados por genetistas y biólogos para estudiar los mecanismos de determinación del sexo, ya que son una de las 39 especies de 14 familias de angiospermas que poseen determinantes del sexo. genes. [3] Los Silene se estudian debido a su capacidad para producir descendencia con una plétora de sistemas reproductivos. La inferencia común que se extrae de estos estudios es que el sexo de la descendencia está determinado por el cromosoma Y.
Evolución de los cromosomas sexuales
Los biólogos han descubierto que los cromosomas sexuales de las plantas se originaron a partir de pares de autosomas. A medida que estos cromosomas divergen de su ancestro autosómico y entre sí como un par homólogo, tienen el potencial de aumentar o disminuir de tamaño debido a mutaciones y recombinaciones. En el caso de Silene , el par de cromosomas autómatas se transforman en cromosomas determinantes del sexo heteromórficos expresados como XY. Es importante reconocer que no todas las especies de Silene tienen este sistema de determinación del sexo. Algunos, como S. colpophylla, poseen cromosomas sexuales homomórficos. [4]
Las plantas con cromosomas determinantes del sexo, como Silene, pueden desarrollar estructuras reproductivas unisexuales debido a la pérdida y ganancia de genes determinantes del sexo. Las mutaciones pueden causar esterilidad femenina, esterilidad masculina o combinaciones adversas de genes que pueden conducir a monoecy , gynodioecy y dioecy . [4]
Especies de Silene con diferentes sistemas reproductivos.
Los mecanismos involucrados en la determinación del sexo de Silene son complejos y pueden conducir a varios sistemas reproductivos entre la descendencia. La siguiente tabla proporciona solo algunos ejemplos de estos posibles sistemas. Los que se encuentran más comúnmente dentro de este género son el hermafroditismo (planta monoica con estaminado y pistilado), dioecy (sistemas reproductivos masculinos y femeninos que se encuentran en morfos separados) y gynodioecy (existencia de sistemas reproductivos femeninos y hermafroditas entre los individuos de la población ).
Nombre de la especie [5] | Sistema (s) reproductivo (s) [5] |
---|---|
S. latifolia | dioecia |
S. dioica | dioecia |
S. diclinis | dioecia |
S. pendula | gynodioecy |
S. noctiflora | gynodioecy, hermafrodita |
S. acaulis | trioecy |
S. saxifraga | gynodioecy, andromonoecy |
S. vulgaris | gynodioecy, trioecy |
S. gallica | hermafrodita |
S. inaperta | hermafrodita |
Genética
De las 300.000 especies de angiospermas, Silene se encuentra entre el 5 y el 10 por ciento cuya descendencia individual puede ser de diferentes sexos. [6] [7] Los cromosomas hetermórficos que determinan el sexo son muy poco frecuentes en los géneros de plantas; algunos ejemplos notables que los poseen, además de Silene , son Rumex , Humulus y Cannabis . [8]
Todas las especies de Silene que son diploides poseen el mismo número de cromosomas (n = 12); los machos poseen cromosomas Y determinantes del sexo que son mucho más grandes que los cromosomas X. [4] [9] La recombinación generalmente ocurre solo cuando dos cromosomas X (XX) se emparejan durante la meiosis femenina. Por el contrario, la recombinación se suprime en la mayoría de los cromosomas Y durante el apareamiento en la meiosis masculina (XY). [10] Cuando la recombinación ocurre en los cromosomas XY, se limita a las puntas del cromosoma, dejando la mayor parte del material genético en el cromosoma Y intacto.
Importancia del cromosoma Y
Varios estudios concentrados en Silene latifolia han demostrado una correlación entre los loci en el cromosoma Y y el sexo que se expresa fenotípicamente en la flor . Dos de estos genes ligados al sexo "promueven la masculinidad" (fertilidad masculina y promoción masculina) y uno de ellos codifica la supresión femenina. [4] [6] Por lo tanto, el cromosoma Y lleva tres genes dominantes que determinan la expresión sexual en una descendencia Silene . Si hay deleciones y mutaciones en el cromosoma Y durante la reproducción, se pierden diferentes genes ligados al sexo. Las diferentes combinaciones de posibles genes relacionados con el sexo que un Silene individual puede tener en un cromosoma Y son las que crean la rica variación de fenotipos sexuales en este género.
Expresión sexual
El sistema para determinar el sexo en Silene latifolia es cercano al que se encuentra en los humanos porque en ambos casos el cromosoma Y determina qué mecanismos reproductivos se expresarán en la descendencia. Se diferencian porque hay múltiples genes que determinan el sexo en el cromosoma Y de S. latifolia , mientras que en los seres humanos la presencia o ausencia del cromosoma Y determina estrictamente si la descendencia es masculina o femenina.
Diferentes combinaciones de genes presentes en un cromosoma Y de Silene afectan la expresión sexual en el organismo . Por ejemplo, existen dos variaciones genéticas que pueden conducir a la esterilidad masculina en S. latifolia : si posee dos cromosomas Y (YY) o si el cromosoma Y posee los genes de supresión femenina y promotores masculinos. Los Silene también son susceptibles a un tipo de infección de transmisión sexual que causa esterilidad. Otra posible combinación incluye la presencia de los tres genes ligados al sexo (supresor masculino, supresor femenino y promotor masculino) que producen descendencia masculina viril. La flor es hermafrodita cuando están presentes tanto los genes promotores de la fertilidad masculina como los masculinos. Por último, los cromosomas Y que llevan genes de supresión femenina y de fertilidad masculina crean un organismo asexual . [6]
Ver también
Referencias
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