Wege, Mechanismen und Raten der Polyploidbildung in blühenden Pflanzen

▪ Zusammenfassung Die Polyploidie wird weithin als ein wichtiger Mechanismus der Anpassung und Speziation bei Pflanzen anerkannt. Die Phasen in der polyploiden Evolution umfassen häufige Fruchtbarkeitsengpässe und seltene Ereignisse wie gametische Nichtreduktion und interspezifische Hybridisierung, jedoch ist wenig darüber bekannt, wie diese und andere Faktoren die Gesamtgeschwindigkeit der Polyploidbildung beeinflussen. Hier überprüfen wir die Literatur zu polyploiden Ursprüngen und quantifizieren die Parameterwerte für jeden der Schritte in den Hauptwegen. Im Gegensatz zu der häufigen Behauptung, dass Triploide steril sind, zeigen unsere Ergebnisse, dass der triploide Brückenweg erheblich zur Autofehlerbildung beitragen kann, unabhängig vom Fortpflanzungssystem, und zur Allopolyploidbildung bei Fremdbestäubungstaxa. Wir schätzen, dass die gesamte Rate der Autofehlerbildung in derselben Größenordnung liegt wie die genische Mutationsrate (10 −5 ) und dass eine hohe Frequenz interspezifischer Hybridisierung (0,2 % für selbstbestäubende Taxa, 2,7 % für Fremdbestäuber-Taxa) erforderlich ist, damit die Rate der Tetraploidbildung durch Allopolyploidie der bei Autofehlerbildung entspricht. Wir schließen daraus, dass die Rate der Autofehlerbildung oft höher sein kann als die Rate der Allopolyploidbildung. Weiterer Fortschritt im Verständnis der polyploiden Ursprünge erfordert Studien in natürlichen Populationen, die quantifizieren: (a) die Häufigkeit unreduzierter Gameten, (b) die Effektivität von triploiden Brückenwegen und (c) die Raten der interspezifischen Hybridisierung.