Was ist Apomixis in der Botanik?
Apomixis ist ein Begriff, der häufig bei Blütenpflanzen verwendet wird, um anzuzeigen, dass sie sich durch Samen ungeschlechtlich vermehrt haben. Die Pflanzen, die aus diesen Samen wachsen, sind identisch mit der Mutterpflanze. Dies ist von großem Nutzen für die Saatgutproduktion und Pflanzenzüchtung. Über 400 Pflanzenarten produzieren apomiktische Samen, darunter Löwenzahn und Brombeeren.
Fakultative Apomixis bezeichnet die Situation, in der Apomixis zeitweise auftritt, die sexuelle Fortpflanzung jedoch weiterhin möglich ist. Dies kann evolutionär sehr vorteilhaft sein. Zum Beispiel produziert Kentucky Bluegrass in regelmäßigen Abständen neue Sorten durch sexuelle Fortpflanzung. Die besten von ihnen werden durch Apomixis vermehrt, und die Pflanze hat viele Stämme, die gut an lokalisierte Regionen angepasst sind.
Arktische Pflanzen profitieren stark von einer apomiktischen Fortpflanzung. Die extremen Bedingungen dort erschweren die Bestäubung durch Insekten, so dass es schwierig ist, genetisches Material von Pflanze zu Pflanze zu übertragen. Angesichts der schwierigen Bedingungen könnten die Pflanzen von ein paar stärker spezialisierten Stämmen profitieren als von den sich ständig verändernden Populationen, die bei der sexuellen Fortpflanzung auftreten würden.
Es besteht großes Interesse zu lernen, wie man apomiktische Pflanzen aus landwirtschaftlichen Gründen genetisch manipuliert. Es gibt jedoch technische Schwierigkeiten dabei. Apomiktische Pflanzen weisen häufig eine Polyploidie auf, dh sie haben mehr als zwei Kopien ihrer Chromosomen. Dies kann den Gentransfer erschweren.
Ein Vorteil der Verwendung von apomiktischem Saatgut wäre, dass Kleinbauern ihr eigenes Saatgut von Elite-Sorten produzieren könnten. Viruserkrankungen können sich durch vegetativ vermehrte Pflanzen ausbreiten, und dies könnte durch Klonen mit Samenkulturen minimiert werden. Man könnte auch lokal angepasste Sorten nutzen, die gegen extreme klimatische Bedingungen oder Krankheitserreger resistent sind.
Es gibt zwei Hauptformen der Apomixis. Der erste betrifft den Gametophyten , der die reproduktive haploide vielzellige Struktur der Pflanze darstellt. Haploide zu sein bedeutet, dass es nur einen Chromosomensatz enthält. Der Gametophyt produziert Gameten - reife Fortpflanzungszellen, die sich normalerweise mit einem anderen Geschlecht des anderen Geschlechts vereinigen, um sich sexuell fortpflanzen zu können. Bei der gametophytischen Apomixis entsteht jedoch aus einer unbefruchteten Eizelle ein Embryo. Dies ähnelt der Parthenogenese bei Tieren, die sich bei Frauen ohne Geschlecht fortpflanzt.
Die zweite Form ist als sporophytische Apomixis bekannt . In diesem Fall bilden sich die Embryonen wie Knospen direkt aus dem Gewebe des Integuments. Dies ist ein Teil des inneren Gewebes der Eizelle, der Struktur, die den Embryosack hält. Der Embryosack entwickelt sich weiter, während der sporophytische Embryo apomiktische Samen bildet. Dieser Vorgang wird auch als zufällige Embryonie bezeichnet . Außer bei Zitruspflanzen ist die sporophytische Apomixis ein seltener Vorgang bei höheren Pflanzen.