معلومة

سؤال عن كمية الأنواع والأجناس السحلبية

سؤال عن كمية الأنواع والأجناس السحلبية


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

إحدى الزهرة التي أتذكرها هي زهرة الأوركيد وعائلة الأوركيد. أنا مندهش عندما أكتشف أن هناك وفرة من الأنواع والأجناس ، ومن ثم أود أن أعرف العدد الدقيق. علاوة على ذلك ، ما السبب ، هل هذه صفة ناتجة عن كاسيات البذور؟


تسجل قائمة النباتات 27801 اسمًا مقبولًا للأنواع في 899 جنسًا داخل Orchidaceae. ربما يختلف هذا التقدير قليلاً بين السلطات. على سبيل المثال ، يسجل موقع Angiosperm Phylogeny الإلكتروني 26000 نوعًا في حوالي 880 جنسًا. بغض النظر عن اعتقادي أنها أكثر أنواع كاسيات البذور نوعًا.

كان التنويع المتفجر لبساتين الفاكهة ، مثل تنوع كاسيات البذور ، نقطة دراسة كبيرة لعلماء الأحياء التطورية. تتمحور الكثير من التفسيرات حول مجموعة واسعة من الأشكال الزهرية التي يمكن أن تجدها في المجموعة ، وكذلك (على الرغم من أنها ليست مستقلة) تطور مجموعة كاملة من استراتيجيات التلقيح. تشمل العوامل الأخرى التطور في البيئة الاستوائية وتطور التمثيل الضوئي CAM في المجموعة. يمكنك العثور على مزيد من التفاصيل في ، على سبيل المثال Givnish et al. 2015


سؤال حول كمية الأنواع والأجناس السحلبية - علم الأحياء

​​​​​​​​​​​​​ علم الوراثة والتطور

موضوع 10 - علم الوراثة والتطور (AHL)

10.1 - الانقسام الاختزالي

طبيعة العلم:

إجراء ملاحظات دقيقة - أظهرت المراقبة الدقيقة وحفظ السجلات بيانات شاذة لا يمكن لقانون مندل الخاص بالتشكيلة المستقلة تفسيرها.

طور توماس هانت مورغان مفهوم الجينات المرتبطة لتفسير الانحرافات. (1.8)

∑ - التفاهمات:

∑ - تتكاثر الكروموسومات في الطور البيني قبل الانقسام الاختزالي.

  • خلال المرحلة S من دورة الخلية ، بحيث يكون لكل كروموسوم نسخة من نفسه ويتكون من كروماتيدات شقيقة.
  • خلال الانقسام الاختزالي الأول ، تتكثف الكروموسومات وتتشابك لتشكيل ثنائيات التكافؤ (يتم محاذاة الكروموسومات المتجانسة بجانب بعضها البعض).

∑ - العبور هو تبادل مادة DNA بين كروماتيدات متجانسة غير شقيقة.

∑ - ينتج عن العبور مجموعات جديدة من الأليلات على صبغيات الخلايا أحادية الصيغة الصبغية.

شرح العبور

  • يوجد على اليسار زوج من المتماثلات (اللونان الأزرقان أبوي والآخران أحمر أمومي)
  • تظهر مواضع الجينات A و B على كل من الكروموسومات
  • الجين A و B هما جينات مرتبطة لأنهما على نفس الكروموسوم
  • يتم تثبيت الكروموسومات معًا بواسطة السنترومير
  • يمكن للكروماتيدات غير الشقيقة العبور. النقطة التي يعبرون فيها تسمى chiasma (جمع chiasmata). يمكن أن يحدث العبور عدة مرات بين الكروماتيدات غير الشقيقة
  • كما رأينا على اليمين ، جزء من كروماتيد الأب مرتبط الآن بالكروماتيد الأم ، وجزء من كروماتيد الأم متصل الآن بالكروماتيد الأب
  • ينتج عن هذا تبادل الأليلات بين كروماتيدات الأم والأب الموجودة في الأجزاء المتبادلة من الكروماتيدات
  • يمكن تبادل مئات الأليلات من خلال العبور
  • يسمى هذا التكوين لتوليفات جديدة من الأليلات المختلفة عن الكروموسومات الأبوية إعادة التركيب

يحدث العبور فقط لبعض الوقت بين الجينات المرتبطة ، وبالتالي فإن المجموعة الأبوية في الأمشاج Ab و Ab ستظهر في كثير من الأحيان في النسل ، بينما سيظهر AB و AB (المؤتلفان) بتكرار أقل
البداية: AaBb و AAbb النتيجة بعد العبور: Aabb و AABb

في أسئلة الاختبار ، يُشار عادةً إلى الارتباط الجيني بالنسب في النسل التي لا تتبع نمط النسبة المندلية المعتاد

∑ - يمكن أن يؤدي تكوين Chiasmata بين الكروماتيدات غير الشقيقة إلى تبادل الأليلات (انظر في الصورة أعلاه أيضًا).

  • Chiasmata هي نقاط حيث اثنان متماثلان تبادل الكروماتيدات غير الشقيقة المواد الجينية أثناء العبور في الانقسام الاختزالي.
  • تتشابك الكروموسومات و كسر في نفس المواقف بالضبط في الكروماتيدات غير الشقيقة.
  • اثنين من الكروموسومات تعلق الآن في نفس الموقف المقابل على الكروماتيد غير الشقيقة.
  • يمكن أن تتشكل العديد من chiasmata بين الكروماتيدات.
  • بمجرد إرفاق الأجزاء غير المتصلة من الكروماتيدات تتنافر في الواقع.
  • Chiasmata تشير إلى الكسر الفعلي لرابطة الفوسفوديستر أثناء العبور.
  • يتم فصل chiasmata خلال الطور الأول الذي يمكن أن يؤدي إلى تبادل الأليلات بين الكروماتيدات غير الشقيقة من كروموسومات الأم والأب.

β - المهارة: رسم مخططات لإظهار chiasmata التي تشكلت بالعبور.

ارسم مخططات لإظهار chiasmata والكروموسومات الناتجة التي تشكلت أثناء العبور.

∑ - تنفصل الكروموسومات المتجانسة في الانقسام الاختزالي الأول.

  • خلال الانقسام الاختزالي الأول ، على عكس الكروموسومات المتجانسة المنفصلة عن الأقطاب المتقابلة ، تظل الكروماتيدات الشقيقة مرتبطة ببعضها البعض
  • يمكن للكروموسومات المتجانسة تبادل المواد في عملية تسمى العبور
  • يعتبر الانقسام الاختزالي I تقسيم اختزال لأن عدد الكروموسوم ينخفض ​​بمقدار النصف (2n - & gt n في البشر)

∑ - الكروماتيدات الشقيقة منفصلة في الانقسام الاختزالي الثاني.

  • خلال الانقسام الاختزالي الثاني ، يتم فصل الكروماتيدات الشقيقة (بعضها كروماتيدات شقيقة غير متطابقة بسبب العبور
  • هذا النوع من الفصل مشابه جدًا للانقسام حيث يتم فصل الكروماتيدات عن بعضها البعض

∑ - يرجع التنوع المستقل للجينات إلى التوجه العشوائي لأزواج من الكروموسومات المتجانسة في الانقسام الاختزالي الأول.

  • عندما أجرى مندل تجاربه لأول مرة على نباتات البازلاء ، نظر في السمات التي تم تناقلها من جيل إلى جيل. لم يكن يعرف كيف ورثت السمات من حيث الانقسام الاختزالي.
  • نحن نعلم الآن أن التشكيلة المستقلة هي عنصر أساسي في شرح كيفية محاذاة الكروموسومات نفسها أثناء الانقسام الاختزالي.
  • كما يشرح كيف تنتقل الجينات غير المرتبطة من جيل إلى جيل.
  • كما هو موضح أعلاه ، عندما يصطف المتماثلون على طول اللوحة الاستوائية في الطور الأول ، يكون اتجاه كل زوج عشوائي بمعنى أن متماثل الأم أو الأب يمكن أن يتجه نحو أي من القطبين.
  • كما أن التوجه الخاص بكيفية اصطفاف مجموعة واحدة من المتماثلات ليس له أي تأثير على كيفية اصطفاف أي من المتماثلات الأخرى.
  • على سبيل المثال ، إذا كان زوج الكروموسوم الأول متغاير الزيجوت لخاصية معينة ، فهناك احتمال بنسبة 50٪ أن تستقبل الأمشاج السمة السائدة وفرصة بنسبة 50٪ أن تستقبل الأمشاج السمة المتنحية.
  • أيضًا إذا كان زوج الكروموسوم الخامس متغاير الزيجوت لخاصية معينة ، فهناك أيضًا احتمال بنسبة 50٪ أن تستقبل الأمشاج الأليل السائد وفرصة بنسبة 50٪ أن تتلقى الأليل المتنحي.
  • يصطف كل من هذين المتماثلين بشكل مستقل أثناء الانقسام الاختزالي وليس لهما أي تأثير على المشيمة التي ستنتهي الأليلات الأخرى فيها.

إرشاد:

يجب أن تُظهر مخططات chiasmata أن الكروماتيدات الشقيقة لا تزال محاذية بشكل وثيق ، باستثناء النقطة التي حدث فيها التقاطع وتشكل التصالب

10.2 الميراث

طبيعة العلم:

البحث عن الأنماط والاتجاهات والتناقضات - استخدم مندل ملاحظات العالم الطبيعي للعثور على الأنماط والاتجاهات وشرحها. منذ ذلك الحين ، بحث العلماء عن التناقضات وطرحوا أسئلة بناءً على ملاحظات إضافية لإظهار استثناءات للقواعد. على سبيل المثال ، اكتشف مورغان النسب غير المندلية في تجاربه مع ذبابة الفاكهة. (3.1)

∑ - التفاهمات:

∑ - تفصل الجينات غير المرتبطة بشكل مستقل نتيجة للانقسام الاختزالي.

  • ينص قانون مندل للتشكيلة المستقلة على أن أزواج الأليل منفصلة بشكل مستقل عن أزواج الأليل الأخرى أثناء تكوين الأمشاج (الانقسام الاختزالي).
  • لذلك ، تنتقل السمات الموجودة على الكروموسومات المختلفة إلى النسل بشكل مستقل عن السمات الموجودة على الكروموسومات الأخرى.
  • استثناء لهذه القاعدة هو الجينات المرتبطة

β - التطبيق: إكمال وتحليل مربعات Punnett للصفات ثنائية الهجين.

β - المهارة: حساب النسبة الوراثية والنمط المظهرية المتوقعة لنسل التهجينات ثنائية الهجين التي تتضمن جينات جسمية غير مرتبطة.

  • إن التهجين ثنائي الهجين عبارة عن تهجين بين شخصين يظهر وراثة جينين مختلفين في نفس الوقت عادةً ما يتضمن جينات جسمية غير مرتبطة.
  • تم تعريف النمط الوراثي والنمط الظاهري في الموضوع 3.4.1.
  • ملحوظة: المثال التالي يحتوي على جينين غير مرتبطين ، مما يعني أن الجينات موجودة على كروموسومات مختلفة. هذا يعني أنهم يتبعون قانون مندل للتشكيلة المستقلة.

مثال تقاطع ثنائي الهجين

  • نظرًا لأن جميع الأمثلة تقريبًا تنظر إلى نباتات البازلاء من Mendel ، في هذا المثال ، سننظر في صفتين في طول شعر القطط ولونه.
  • إذا ذكر السؤال أن الشعر القصير (S) يسيطر على الشعر (الشعر) الطويل وأن الفراء الأسود (B) هو المسيطر على الفراء الأبيض (ب) ، فما هي النسبة الوراثية والنمط الظاهري للتقاطع بين قطة سوداء ذات شعر قصير وهذا متماثل لهذه الصفات وله قطة بيضاء طويلة الشعر؟

أولاً ، اكتب الصليب: SSBB x ssbb

بعد ذلك ، اكتب الأمشاج المحتملة: SB و sb

** إذا كان كلا الوالدين متماثلين في كلتا السمتين ، فيمكنك على الأرجح إلقاء نظرة على السؤال وتحديد النمط الوراثي والنمط الظاهري ، حيث سيكون متغاير الزيجوت لكلتا السمتين (SsBb) ، ولكن دعنا ننظر إلى مربع Punnett لأن معظم الأسئلة تتطلب منك ذلك لتظهر عملك **

بعد ذلك ، ضع الأمشاج المحتملة في مربع بونت

النسبة الوراثية 16: 0 أو 1: 0 - SsBb

النسبة المظهرية هي نفسها 16: 0 أو 1: 0 - شعر قصير القطة السوداء

عبور قطتين متغاير الزيجوت لطول الشعر ولونه من الجيل الأول
أولاً ، اكتب الصليب: SsBb x SsBb

بعد ذلك ، اكتب الأمشاج المحتملة: SB و Sb و sB و sb لكلتا القطط

بعد ذلك ، ضع الأمشاج المحتملة في مربع بونت

(يُظهر مربع Punnett جميع الأنماط الجينية المحتملة للنسل من الإخصاب العشوائي)

بعد ذلك ، احسب الأنماط الجينية المختلفة في مربع Punnett (اشطب بعد العد حتى لا تعد مرتين)

1 SSBB: 2 SSBb: 2 SsBB: 4 SsBb: 1 SSbb: 2 Ssbb: 1 ssBB: 2 ssBb: 1 ssbb

** تأكد من أنك حسبت 16 مجموعة ممكنة **

نسبة النمط الجيني يكون 1: 2: 2: 4: 1: 2: 1: 2: 1 - SSBB: SSBb: SsBB: SsBb: SSbb: Ssbb: ssBB: ssBb: ssbb

النسبة المظهرية هي 9: 3: 3: 1 - شعر قصير أسود ، شعر قصير أبيض ، شعر طويل أسود ، شعر طويل أبيض

** ملاحظة: النسبة المظهرية للصليب ثنائي الهجين متغاير الزيجوت دائمًا 9: 3: 3: 1 **

سؤال من امتحانات البكالوريا الدولية السابقة (الإجابة في أسفل صفحة الويب)

1 (أ) لدى المزارع أرانب ذات صفتين خاصتين ، يتحكم في كل منهما جين منفصل. لون المعطف البني هو المهيمن تمامًا على اللون الأبيض. الذيل هو المسيطر تمامًا على الذيل الأقل. يتم عبور أرنب ذكر بني الذيل متغاير الزيجوت في كلا الموقعين مع أرنب أنثى أبيض بدون ذيل. يتم إنتاج عدد كبير من النسل بنوعين ظاهريين فقط: بني وذيل ، وأبيض وأقل ذيلًا ، والنوعين بأعداد متساوية.

(ط) استنتج نمط وراثة هذه السمات. (2)

(2) اذكر الأنماط الجينية للوالدين والأشياء التي ينتجها كل منهما أثناء عملية الانقسام الاختزالي.

(3) توقع النسب الوراثية والمظهرية لجيل F2. أظهر عملك. (2)

2) في Zea mays ، يسود أليل البذور الملونة (C) على أليل البذور عديمة اللون (c). يسود أليل السويداء النشوي (W) على أليل السويداء الشمعي (w). تم تهجين نباتات التكاثر النقية ذات البذور الملونة والسويداء النشوي مع نباتات التكاثر النقية ذات البذور عديمة اللون والسويداء الشمعي.

(أ) اذكر التركيب الجيني والنمط الظاهري للأفراد F1 الناتج عن هذا التهجين. (2)

(ب) تم تهجين نباتات F1 مع النباتات التي لها النمط الوراثي c c w w. احسب النسبة المتوقعة من الطرز المظهرية في الجيل F2 ، بافتراض وجود تشكيلة مستقلة. استخدم المساحة أدناه لإظهار عملك.

(قم بهذا الجزء بعد قيامك بالقسم الخاص بالجينات المرتبطة) فيما يلي النسب المئوية الملحوظة للأنماط الظاهرية في الجيل F2.

نشوي ملون 37٪ نشوي عديم اللون 14٪

شمعي ملون 16٪ شمعي عديم اللون 33٪

تختلف النتائج المرصودة اختلافًا كبيرًا عن النتائج المتوقعة على أساس التشكيلة المستقلة.

(ج) اذكر اسم الاختبار الإحصائي الذي يمكن استخدامه لإظهار اختلاف النتائج المرصودة والمتوقعة اختلافًا كبيرًا. [1)

(د) اشرح أسباب اختلاف النتائج الملحوظة للصليب اختلافًا كبيرًا عن النتائج المتوقعة. [2)

∑ - يقال إن مواضع الجينات مرتبطة إذا كانت على نفس الكروموسوم.

  • تعتبر أي جينات موجودة على نفس الكروموسوم وبالتالي من المرجح أن يتم توريثها معًا مرتبطة ببعضها البعض.
  • عندما يتم توريث هذه الجينات (الأليلات) معًا كمجموعة ، فإنها تعتبر جزءًا من نفس مجموعة الارتباط.

β - المهارة: تحديد المؤتلفات في التهجينات التي تتضمن جينين مرتبطين.

** يرجى إلقاء نظرة على الرسم البياني في 10.1 لرؤية التقاطع بين جينين مرتبطين **

في التهجين بين اثنين من الوالدين الحقيقيين أو المتجانسين ، سيكون ما يلي هو الأنماط الجينية للصليب: TTBB x ttbb.

في اختبار إذا كانت الجينات مرتبطة ، فسيتم تمثيل الأنماط الجينية على النحو التالي:

شرح المؤتلفات

  • تظهر الأنماط الجينية الممثلة على اليمين أن T و B على نفس الكروموسوم مع زوج واحد على كروموسوم الأم وزوج واحد على كروموسوم الأب
  • يمثل الخط الأفقي الكروموسومات المتجانسة
  • يمكن قول الشيء نفسه عن الأليلين t و b
  • يجب أن يظهر التهجين الناتج أن جميع النسل متغاير الزيجوت بالنسبة للصفات
  • نظرًا لأن الجينات مرتبطة T و B ، فسوف ينتقل إلى نفس المشيج كما هو الحال مع t و b ، مما ينتج عنه TtBb متغاير الزيجوت
  • إذا عبرنا الآن ذرية متغايرة الزيجوت TtBb على الصليب سيتم تمثيله بالرموز الموجودة على اليمين
  • لأن الجينات مرتبطة كروماتيدات T و B و t و b يجب أن يرثوا معًا
  • سوف تحتوي الأمشاج الناتجة السل و السل الأليلاتلذلك سيكون غالبية النسل TTBB و TtBb و ttbb

  • هذا لا يتبع قانون مندل فيما يتعلق بالتشكيلة المستقلة لأن الجينات موجودة على نفس الكروموسومات
  • ومع ذلك ، يمكن أن يحدث التقاطع بين الكروماتيدات غير الشقيقة أثناء الطور الأول من الانقسام الاختزالي مما يؤدي إلى ذرية ذات أنماط وراثية مختلفة
  • يمكن أن تحدث الأمشاج Tb و tB أيضًا مع العبور ، مما يؤدي إلى النسل المؤتلف ttBb و TTBb
  • المؤتلفات لها مجموعات أليلات مختلفة عن أي من الوالدين

سيتم تمثيل المؤتلف بالرموز الموجودة على اليمين
سيكون TB و Tb و tB الآن الأليلات المرتبطة الجديدة للجيل القادم

∑ - يمكن أن يكون التباين منفصلاً أو مستمرًا.

  • إذا كان التباين منفصلاً فإنه يتم التحكم فيه بواسطة أليلات جين واحد أو عدد صغير من الجينات. البيئة لها تأثير ضئيل على هذا النوع من الاختلاف.
  • في هذه الحالة إما أن تكون لديك الخاصية أو لا تمتلكها. يعد التليف الكيسي مثالاً جيدًا على ذلك ، إما أنك مصاب بالتليف الكيسي أو لا. مجموعات الدم هي مثال آخر على هذا النوع من الاختلاف. أنت إما من فصيلة الدم A أو B أو AB أو O ، ولا يوجد مزج بين هذه الصفات.
  • تعمل حسابات Chi-squared بشكل جيد عند استخدام أمثلة ذات تنوع منفصل
  • في التباين المستمر ، توجد مجموعة كاملة من الأنماط الظاهرية التي يمكن أن توجد من طرف إلى آخر. الارتفاع هو مثال على التباين المستمر لأن هناك مجموعة واسعة من مرتفعات الأفراد.
  • التباين المستمر هو التأثير المشترك للعديد من الجينات (المعروف باسم الوراثة متعددة الجينات) وغالبًا ما يتأثر بشكل كبير بالتأثيرات البيئية. سلون القربى هو مثال آخر على الاختلاف المستمر.

∑ - تميل الأنماط الظاهرية للخصائص متعددة الجينات إلى إظهار تباين مستمر.

β - التطبيق: قد تتأثر الصفات متعددة الجينات مثل طول الإنسان بالعوامل البيئية.

  • عندما Oيتحكم الجين ne في التعبير عن trait ، عدد الأنماط الظاهرية التي يتم التعبير عنها هو liتقوس إلى النمط الظاهري السائد أو النمط الظاهري المتنحي.
  • إذا كان هناك الهيمنة المشتركة ، وهذا يضيف نمطًا ظاهريًا آخر ممكنًا يمكن التعبير عنه.
  • مع الميراث عديدة الجينات متي يتحكم اثنان أو أكثر من الجينات في التعبير عن النمط الظاهري يمكن أن توجد العديد من الأنماط الظاهرية الممكنة.
  • كمبلغ تزداد الجينات التي تتحكم في سمة واحدة ، ويزداد عدد الطرز الظاهرية إلى درجة يستحيل فيها تحديد النمط الجيني بمجرد ملاحظة النمط الظاهري.
  • كل جين إضافي له تأثير مضاف، زيادة الطرز المظهرية. هذا يسمي الاختلاف المستمر.
  • على سبيل المثال ، يختلف لون بشرة الأشخاص بشكل كبير في جميع أنحاء العالم ، بين الأشخاص من أعراق مختلفة وداخل نفس العرق. تؤثر الجينات المتعددة على شدة الصبغات في الجلد.
  • مثال آخر هو طول الإنسان ، والذي يختلف من شخص لآخر داخل نفس العرق ، ويختلف بين الأعراق المختلفة. يظهر الارتفاع تباينًا مستمرًا.
  • اذا أنت رسم بياني وتيرة حدوثه من الاختلافات المظهرية المختلفة في السكان ، هناك يجب أن يكون التوزيع الطبيعي.
  • استمرارًا لطول الإنسان ، سيكون هناك بعض الأشخاص طوال القامة والبعض الآخر قصير القامة حقًا ، لكن غالبية الناس سيكونون متوسطي الطول (التوزيع الطبيعي).
  • مع زيادة عدد الجينات التي تتحكم في سمة معينة ، كلما اقترب توزيع الطرز الظاهرية من التوزيع الطبيعي.

∑ - تُستخدم اختبارات Chi-squared لتحديد ما إذا كان الفرق بين توزيع التردد المرصود والمتوقع ذا دلالة إحصائية.

اختبار مربع كاي هو اختبار إحصائي يمكن استخدامه لتحديد ما إذا كانت الترددات الملاحظة تختلف اختلافًا كبيرًا عن الترددات المتوقعة
تمكننا هذه الاختبارات الإحصائية من مقارنة الترددات المرصودة والمتوقعة تجريبياً وتحديد ما إذا كانت النتائج التي نراها ذات دلالة إحصائية. تشير الأهمية الإحصائية في هذه الحالة إلى أن الاختلافات لا ترجع إلى الصدفة وحدها ، بل قد تكون ناجمة عن عوامل أخرى في العمل.

هذه هي معادلة اختبار كاي تربيع (يمين)

  • ما تعنيه بشكل أساسي هو مجموع مربع (المرصود مطروحًا منه المتوقع) مقسومًا على المتوقع. ثم تتم مقارنة هذه القيمة بقيمة حرجة من جدول مربع كاي (على غرار جدول t) لتحديد ما إذا كانت الأرقام التي نراها ناتجة عن عوامل عشوائية. هذا مفيد في تحديد ما إذا كانت النتائج من التهجين الجيني ثنائي الهجين ناتجة عن تشكيلة مستقلة.

β - المهارة: استخدام اختبار مربع كاي على البيانات من التهجينات ثنائية الهجين.

على سبيل المثال ، دعنا نستخدم نتائج مندل من تهجينات نبات البازلاء
عندما قام بعمل تهجين ثنائي الهجين بين اثنين من الزيجوت المتغايرة RrYy x RrYy ، فإن النسبة الظاهرية المتوقعة بسبب التشكيلة المستقلة ستكون 9: 3: 3: 1.

انظر إلى المخطط الموجود على اليمين لترى نتائجه الفعلية

الجيل F2 الناتج عن تهجين ثنائي الهجين

  • لذا فإن Ho (فرضية العدم) ستكون النتائج بسبب تشكيلة مستقلة وستكون Ha (فرضية بديلة) هي أن الأليلات لا تصنف بشكل مستقل وأن النتائج ترجع إلى ...…… الربط الجيني.


دائرى أصفر
دائرى أخضر
متجعد
أصفر
متجعد
لون أخضر
المجموع
لوحظ (س)
315
108
101
32
556
متوقع (هـ)
(9/16) × 556 = 312.75
(3/16) × 556 = 104.25
(3/16) × 556 = 104.25
(1/16) × 556 = 34.75
556


(315-312.75)^2/(312.75) + (108-104.25)^2/(104.25) + (101-104.25)^2/(104.25) + (32-34.75)^2/(34.75)= 0.47

ستكون درجات الحرية (عدد الفصول - 1) ، لذلك 4-1 = 3

الآن يمكنك إلقاء نظرة على جدول مربع كاي أدناه ومعرفة أين 0.47 تناسب درجات الحرية 3

كما ترى من الجدول أعلاه ، فإن القيمة الحرجة عند مستوى الأهمية 0.05 هي 7.815.

ما قيمة p 0.05 أو 5٪ يشير إلى احتمال الحصول على النتائج التي حصلت عليها (أو نتائج أكثر تطرفًا) بالنظر إلى أن الفرضية الصفرية صحيحة.
إذا كانت القيمة المحسوبة أعلى أو تساوي 7.815 فإننا نرفض قيمة Ho ونقبل H. أ أن الأليلات المعنية مرتبطة.

  • ومع ذلك ، نظرًا لأن قيمة مربع كاي البالغة 0.47 أقل بكثير من هذه القيمة (لها قيمة p 0.90 أو 90٪) ، فإننا نقبل Ho أن النتائج التي رآها مندل كانت بسبب تشكيلة مستقلة من الأليلات. يمكننا أيضًا أن نرى سبب اعتقاد بعض الناس أن نتائجه كانت جيدة جدًا.

جرب السؤال التالي بنفسك واحسب قيمة مربع كاي لتحديد ما إذا كانت القيم ترجع إلى تشكيلة مستقلة.

  1. السمة لنباتات البازلاء الطويلة هي (T) والسمة لنباتات البازلاء القصيرة هي (t). سمة البازلاء الملساء هي (S) وسمة التجاعيد هي (ق). تم عبور نباتين متغاير الزيجوت لإنتاج جيل F1 مع 612 نباتًا طويل القامة مع بازلاء ناعمة ، و 95 نباتًا طويلًا مع البازلاء المجعدة ، و 115 نباتًا قصيرًا مع البازلاء المجعدة و 395 نباتًا قصيرًا مع البازلاء الملساء. احسب معامل كاي تربيع لتحديد ما إذا كانت النتائج التي شوهدت ترجع إلى تشكيلة مستقلة.


β - التطبيق: اكتشاف مورغان للنسب غير المندلية في ذبابة الفاكهة.

اقرأ عرض الشرائح التالي واكتب خمسة جوانب مثيرة للاهتمام بخصوص

• تظهر الأليلات عادة جنبًا إلى جنب في تهجين ثنائي الهجين ، على سبيل المثال ، TtBb.

عند تمثيل التقاطعات التي تتضمن الربط ، من الشائع أكثر إظهارها كأزواج عمودية ، على سبيل المثال (يمين):

• سيتم استخدام هذا التنسيق في أوراق الاختبار ، أو سيتم إعطاء الطلاب معلومات كافية للسماح لهم باستنتاج الأليلات المرتبطة.

نظرية المعرفة:

• سرعان ما وُجد أن لقانون التشكيلة المستقلة استثناءات عند النظر إلى الجينات المرتبطة. ما هو الفرق بين القانون والنظرية في العلم؟

استغلال:

• سمح فهم الميراث للمزارعين بتربية مواشيهم بشكل انتقائي لخصائص معينة.

معًا على نفس الكروموسوم

لأنهم لم يفصلوا / يعزلوا 2

(2) قبول أي أحرف لأليلات الجينين.

النمط الجيني للذكور هو BbTt / والنمط الجيني الأنثوي هو bbtt /

الأمشاج الذكورية: BT و bt / BT و bt أمشاج أنثى: (الكل) bt / bt 2 كحد أقصى

1 / ½ / 50٪ ذيل بني: 1 / ½ / 50٪ أبيض ذيل أقل 2

2. (أ) C c W w
كلها نشوية ملونة 2

(ب) الأمشاج هي C W و C w و c W و c w و c w
الأنماط الجينية F2 هي CcWw و Ccww و ccWw و ccww
1 نشوي ملون: 1 شمعي ملون: 1 نشوي عديم اللون: 1 شمعي عديم اللون 3
يجب الإشارة إلى الأنماط الظاهرية بشكل لا لبس فيه ، ولكن ليس بالضرورة على الخط.

(د) الارتباط (جسمي) (رفض الارتباط الجنسي) / الجينات موجودة على نفس الكروموسوم /
لا تصنف الجينات بشكل مستقل
النشويات الملونة والشمعية عديمة اللون هي الوالد / شمعي ملون و
النشويات عديمة اللون هي المؤتلف
المؤتلف الناتج عن طريق عبور أكثر من 2 كحد أقصى


10.3 تجمعات الجينات والأنواع

طبيعة العلم:

البحث عن الأنماط والاتجاهات والتناقضات - يمكن تفسير أنماط عدد الكروموسومات في بعض الأجناس من خلال الانتواع بسبب تعدد الصبغيات. (3.1)

التفاهمات:

∑ - يتكون تجمع الجينات من جميع الجينات وأليلاتها المختلفة الموجودة في مجتمع متزاوج.

  • تعتبر الأنواع عمومًا مجموعة من المجموعات السكانية المحتمل تزاوجها والتي لديها مجموعة جينات مشتركة ومعزولة تكاثريًا عن الأنواع الأخرى
  • تجمع الجينات هو مجموعة من جميع الجينات ، بما في ذلك جميع الأليلات المختلفة ، في أي مجموعة سكانية مختلطة ، وعادة ما تكون من نوع معين

∑ - يتطلب التطور أن تتغير ترددات الأليل مع مرور الوقت في المجموعات السكانية.

  • التطور هو التغيير التراكمي في تواتر الأليل أو الخصائص القابلة للتوريث في مجموعة سكانية بمرور الوقت
  • يمكن أن يحدث التغيير التراكمي نتيجة الطفرات الجينية والضغوط الانتقائية التي تفضل خصائص وراثية معينة على الخصائص الأخرى الأقل تفضيلاً
  • يجب عزل هذه المجموعات عن التكاثر ، وبالتالي منع تدفق الجينات بين السكان
  • إذا كان عدد السكان الذي يحتوي على أليل أو خاصية معينة صغيرًا جدًا ، فإن الأحداث العشوائية مثل المرض أو الكوارث الطبيعية يمكن أن تسبب انخفاضًا حادًا في هذا الأليل المعين

β - التطبيق: تحديد أمثلة على الاختيار الاتجاهي ، والاستقرار والتشويش.

اختيار الاتجاه:

  • الاختيار الذي يزيل الأفراد من أحد طرفي التوزيع المظهري وبالتالي يتسبب في حدوث تحول في التوزيع نحو الطرف الآخر. يحدث هذا عندما يفضل الانتقاء الطبيعي طرفًا متطرفًا واحدًا للتغير المستمر للطرز المظهرية. بمرور الوقت ، سيصبح الطرف المفضل أكثر شيوعًا وسيصبح الطرف الآخر أقل شيوعًا أو مفقودًا. على سبيل المثال ، يتم تفضيل الفئران الداكنة لأنها تعيش في منطقة تفضل هذا النمط الظاهري.

تحديد الاستقرار:

  • نوع من الاختيار أن rيخرج الأفراد من طرفي النمط الظاهريالتوزيع ، وبالتالي الحفاظ على نفس متوسط ​​التوزيع. يحدث هذا عندما يفضل الانتقاء الطبيعي الصفات الظاهرية الوسيطة. بمرور الوقت ، تصبح الحالات الوسيطة أكثر شيوعًا ويصبح كل اختلاف شديد أقل شيوعًا أو يفقد. نفس مثال الفأر حيث يُفضل الفراء ذو ​​اللون المتوسط ​​على لون الفراء الداكن أو الفاتح.

الاختيار التخريبي:

  • نوع من الانتقاء يزيل الأفراد من مركز التوزيع المظهري وبالتالي يتسبب في أن يصبح التوزيع ثنائي النسق. يحدث هذا عندما غيفضل اختيار التورال كلا طرفي التباين الظاهري. امع مرور الوقت ، سيصبح الاختلافان المتطرفان أكثر شيوعًا وستكون الحالات الوسيطة أقل شيوعًا أو مفقودة.يمكن أن يؤدي الانتقاء التخريبي إلى نوعين جديدين. قد تعيش الفئران ذات الألوان الفاتحة والداكنة في بيئة بها بقع من الضوء والنباتات الداكنة مما يجعل من الصعب على الحيوانات المفترسة تحديد تلك الألوان ، بينما لا يندمج الماوس ذو اللون الأوسط في أي من الخلفية.

فيديو جيد عن تحديد الاتجاه ، والاستقرار ، والتشويشhttps://www.youtube.com/watch؟v=vCHdT9MWIaA

∑ - يمكن أن تكون العزلة الإنجابية للسكان مؤقتة أو سلوكية أو جغرافية.

تحدث العزلة الإنجابية للسكان عندما تمنع الحواجز أو الآليات مجموعتين من السكان من التزاوج ، مما يحافظ على عزل تجمعاتهم الجينية

هناك أنواع مختلفة من العزلة الإنجابية بما في ذلك tالزمانية والسلوكية والجغرافية

العزلة الزمنية

  • لا يتزاوج الأفراد من مجموعات سكانية مختلفة لأنهم ينشطون في أوقات مختلفة من اليوم و / أو أوقات مختلفة من العام ، أو أنهم يتكاثرون أو يصلون إلى مرحلة النضج الجنسي في أوقات مختلفة
  • بعض الأمثلة تشمل الزهور مثل بساتين الفاكهة والضفادع في أمريكا الشمالية
  • ثلاثة أنواع من الأوركيد الاستوائية من جنس Dendrobium كل زهرة ليوم واحد فقط تفتح الأزهار عند الفجر وتذبل بحلول الليل. يحدث الإزهار استجابةً لمحفزات أرصاد جوية معينة ، مثل عاصفة مفاجئة في يوم حار. نفس الحافز يعمل على جميع الأنواع الثلاثة ، ولكن الفاصل بين المثير والازدهار هو 8 أيام في نوع واحد ، و 9 في نوع آخر ، و 10 أو 11 في النوع الثالث.الإخصاب بين بساتين الفاكهة مستحيل لأنه في عندما تفتح أزهار أحد الأنواع ، تكون أزهار الأنواع الأخرى قد ذبلت بالفعل أو لم تنضج بعد(http://www.britannica.com/EBchecked/topic/197367/evolution/49880/The-origin-of-species#ref311674)

تختلف خمسة أنواع من الضفادع من جنس رنا في وقت ذروة نشاط التكاثر.
تتكاثر ضفادع الخشب وضفادع النمر في أوقات مختلفة في الربيع


العزلة السلوكية

في معظم أنواع الحيوانات ، يجب على أفراد الجنسين أولاً البحث عن بعضهم البعض والالتقاء.
قد يشترك مجموعتان في موطن ويتكاثران في أوقات متشابهة ، ولكن قد يكون للحيوانات على وجه الخصوص طقوس مغازلة مختلفة
خلال طقوس الخطوبة المعقدة ، غالبًا ما يأخذ الذكر زمام المبادرة وتستجيب الأنثى ، مما يؤدي إلى إجراءات إضافية من قبل الذكر وردود فعل الأنثى.
بعد الخطوبة الناجحة أو الجماع أو الجماع (أو ، في حالة بعض الكائنات المائية ، يتم إطلاق الخلايا الجنسية للتخصيب في الماء).
من غير المرجح أن يتكاثر الحيوان الذي لا يتعرف على طقوس التودد لحيوان آخر أو لا ينجذب إلى عرض التودد مع هذا الفرد.

مثال على ذلك هو Western Grebe في أمريكا الشمالية

تشغل الطور المظلمة والمرحلة الخفيفة Western Grebes نفس الموطن وتتكاثر في أوقات متشابهة ، ومع ذلك تحافظ على أشكالها اللونية من خلال مجموعات مختلفة من سلوكيات التودد (ربما تعلمت).

فيديو عن تزاوج الغريب الغربي في ولاية أوريغون

العزلة الجغرافية

  • يمكن أن تؤدي العزلة الجغرافية إلى أنواع مختلفة إذا استمر الفصل لعدة أجيال.
  • يحدث الانتواع الخيفي عندما ينفصل السكان تمامًا عن بعضهم البعض بواسطة حواجز جغرافية مثل تكوين نهر أو بحيرات منفصلة أو صعود جبل أو الهجرة إلى جزيرة

هناك العديد من الأمثلة على العزلة الجغرافية.

على سبيل المثال عصافير داروين
https://www.youtube.com/watch؟v=mcM23M-CCog

هذه بعض مقاطع الفيديو الأخرى عن الانتواع.

*** قم بإجراء الأسئلة المستندة إلى البيانات في الصفحة 456-458 ***

β - المهارة: مقارنة ترددات الأليل للسكان المعزولين جغرافيًا.

اذهب إلىhttp://alfred.med.yale.edu/ وابحث عن أليل محدد ضمن مجموعة سكانية

*** أجب عن الأسئلة الواردة في الصفحة 460 بخصوص تردد الأليل ***

∑ - يمكن أن يكون الانتواع الناجم عن تباين المجموعات المعزولة هو graduaل.

  • وببساطة ، يمكن أن يحدث الانتواع تدريجيًا على مدى فترات طويلة من الزمن ، مع وجود عدة أشكال وسيطة بين الأنواع تؤدي إلى الأنواع الحالية. يمكن ملاحظة ذلك من خلال بعض السجلات الأحفورية الأكثر اكتمالا ، مثل الحوت.
  • ومع ذلك ، في بعض الأنواع ، كانت هناك فجوات كبيرة واضحة لبعض الأنواع في سجل الحفريات. يمكن تفسير ذلك من خلال العيوب المحتملة في السجل الأحفوري ، أو ربما لم يتم اكتشاف هذه الأنواع بعد.
  • تفسير آخر من خلال انتواع مفاجئ.

∑ - يمكن أن يحدث الانتواع فجأة.

تكوين أنواع جديدة معزولة تكاثريًا وبيئيًا عن الأنواع الأبوية نتيجة طفرة جينية مثل التغيير المفاجئ في عدد الكروموسوم أو تكوينه.
يمكن أن تتسبب الطفرات الجينية مثل عدم انفصال مجموعة كاملة من الكروموسومات في مضاعفة الكروموسومات (تعدد الصبغيات) مما يؤدي إلى نوع مختلف
كما يمكن أن ينتج عن تهجين كائنين مختلفين وراثيًا أنواع هجينة تكون عقيمة بشكل عام

β - التطبيق: الانتواع في جنس Allium بواسطة polyploidy.

  • يتألف جنس Allium من نباتات مونوكوت مزهرة وتشمل البصل والثوم والثوم المعمر والبصل الأخضر والكراث والكراث.
  • في العديد من هذه الأنواع من النباتات ، حدثت مضاعفة الكروموسوم بشكل طبيعي ومن خلال التهجين أو التكاثر الانتقائي لإنشاء عدد كبير من الأنماط الظاهرية المختلفة. ينتج عن هذا عدد من السكان المعزولين تكاثريًا ولكن متشابهين.
  • يزيد تعدد الصبغيات من التنوع الأليلي ويسمح بتكوين أنماط ظاهرية جديدة. كما أنه يؤدي إلى قوة هجينة.
  • تظهر أمثلة على ذلك في 7 مجموعات طبيعية من Allium Grayi تم فحصها في محافظة أوكاياما باليابان. أظهروا في كثير من الأحيان نباتات رباعية الصبغيات (2 ن = 32) وخماسية الصيغة الصبغية (2 ن = 40) معًا في 5 مجموعات ونباتات سداسية الصيغة الصبغية (2 ن = 48) في مجتمع كاساوكا. تم العثور على نبات سداسي الصبغيات من هذا النوع لأول مرة في النصف الغربي من اليابان. لوحظت النباتات الرباعية الصبغية فقط في مجتمع Oku وتم العثور على نباتات خماسية الصبغيات فقط في سكان Kuse.

• التوازن المتقطع يعني فترات طويلة دون تغيير ملموس وفترات قصيرة من التطور السريع.

نظرية المعرفة:

• كان التوازن المتقطع يعتبر لفترة طويلة نظرية بديلة للتطور وتحديًا للنموذج الراسخ منذ فترة طويلة للتدرج الدارويني. كيف تسير التحولات النموذجية في العلم وما هي العوامل التي تدخل في نجاحها؟

استغلال:

• تم إنشاء العديد من أنواع المحاصيل لتكون متعددة الصيغ الصبغية. يزيد تعدد الصبغيات من التنوع الأليلي ويسمح بتكوين أنماط ظاهرية جديدة. كما أنه يؤدي إلى قوة هجينة.


هناك أكثر من خمسة وعشرين ألف نوع من بساتين الفاكهة ، مما يجعل الأوركيد واحدة من أكثر مجموعات النباتات المزهرة تنوعًا. من بين آلاف الأنواع ، هناك 1388 نوعًا تنمو في الصين ، ثلثها على الأقل موجود هناك فقط. ونسبة كبيرة من بساتين الفاكهة الصينية ، وخاصة تلك التي تنتمي إلى الجنس ديندروبيوم، مهددة أو شبه منقرضة في البرية. مثل العديد من بساتين الفاكهة البرية في جميع أنحاء العالم ، فإن الأنواع الصينية مهددة بتدمير الموائل والاستغلال المفرط للبستنة. لقد توغل النمو الاقتصادي القوي في البلاد وتطورها بسرعة على المزيد من المناطق الريفية ، مما جعلها أكثر صعوبة بالنسبة للزهور الرقيقة.

لا يُنظر عادة إلى الزهور الجميلة من حيث احتياجات الحفظ ، لكن قصة الأوركيد الصينية المهددة بالانقراض هي قصة مقنعة. في حين أن فقدان الموائل وتجزئتها من الأسباب الشائعة عندما يتعلق الأمر بالأنواع المهددة بالانقراض ، فإن بساتين الفاكهة الصينية تعاني أيضًا من الاستغلال المفرط. هذا & # 8217s لأن ما لا يقل عن 350 نوعًا من بساتين الفاكهة الصينية تستخدم في الطب الصيني التقليدي (TCM). في العدد الأخير من المحافظة على التنوع البيولوجياقترحت مجموعة من العلماء بقيادة الباحث في جامعة فلوريدا الدولية هونغ ليو حلاً محتملاً لمعالجة مشكلة تدهور السحلبية المتزايدة.

نوع واحد من الأوركيد ، Dendrobium catenatum (تاي بي شي هو باللغة الصينية) في الوصفات الطبية من قبل ممارسي الطب الصيني التقليدي وكمكمل. & # 8220 عادة ما يتم تناوله مباشرة كشاي أو ممزوج في الحساء ، & # 8221 يكتب ليو. & # 8220 بدأت شعبيتها كمنشط للفنانين الصوتيين التقليديين لحماية أصواتهم وامتد استخدامها إلى الوقاية من السرطان وعلاجه ، وتعزيز جهاز المناعة ، ولأمراض أخرى. قضية منفصلة. إنها تحتوي على مركبات نشطة بيولوجيًا ، ولكن ما إذا كانت مفيدة حقًا من الناحية الطبية لا يزال سؤالًا مفتوحًا.

معظم الطلب في السوق على البرية ديندروبيوم الأوركيد في الصين مخصص للطب الصيني التقليدي ، وليس للزينة كما هو الحال في الولايات المتحدة. بحلول 1980s ، تجارة الأدوية ديندروبيوم وصلت إلى 600 ألف كيلوجرام أي أكثر من 1.3 مليون رطل ، يتم حصادها كلها من البرية ، كل عام. على مدار عقد واحد ، كانت تلك الأزهار تزن ما يعادل صاروخين من طراز Saturn V. بمجرد أن تلف رأسك حول كمية هائلة من بساتين الفاكهة البرية المحيرة للعقل ، يصبح من الأسهل قليلاً فهم كيف يمكن أن تكون هذه الأنواع في شكل خشن. منذ أن هلكت بساتين الفاكهة الصينية ، بدأ طلب السوق في التأثير على البلدان المجاورة و # 8217 مجموعات الأوركيد أيضًا.

تاريخيا ، خضعت الأوركيد للحماية من قبل CITES ، والتي تحمي الأنواع من التجارة الدولية. لسوء الحظ ، يمكن لذلك & # 8217t حماية الزهور من التجارة داخل الصين ، وهو أصل المشكلة. قد يجادل المرء في أن المناطق المحمية التابعة للحكومة الصينية & # 8217s ساعدت بشكل غير مباشر بساتين الفاكهة البرية التي تشترك في النظم البيئية مع الحياة البرية المحمية ، وهذا صحيح في بعض الحالات. لكن هذه الجهود أثبتت عمومًا عدم فعاليتها ، حيث تواجه الاحتياطيات تمويلًا غير كافٍ. يعوض البعض نقص التمويل عن طريق زراعة بساتين الفاكهة على مستوى تجاري. & # 8220 بينما تدر زراعة البيوت المظللة على نطاق واسع دخلاً لـ [محمية Yachang] ، فإن هذا النمط من الزراعة لا يساهم في استعادة الأنواع بشكل مباشر. & # 8221 الزراعة التجارية قد تقلل بعض الضغط على التجمعات البرية ، لكنها لا تساعد لاستعادتها.

يقترح ليو وزملاؤه استراتيجية جديدة لـ ديندروبيوم بساتين الفاكهة التي يسمونها زراعة صديقة للترميم. يقولون إن الاقتراح غير التقليدي & # 8220 يسمح للحصاد المستدام لمعالجة مخاوف الصيد الجائر وخلق سبل العيش في وحول المحميات الطبيعية. & # 8221

اتضح أن معظم بساتين الفاكهة ، على الأقل تلك الموجودة في ديندروبيوم الأنواع المستخدمة في الطب الصيني التقليدي ، تنمو بشكل غير طفيلي على طول جذوع الأشجار والصخور العارية. يستخدمون الأشجار والصخور كركيزة ، لكنهم لا يؤثرون عليهم. وهذا يعني أنه يمكن زراعة بساتين الفاكهة الجديدة دون التطفل على النباتات الموجودة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن بيولوجيا ديندروبيوم تسمح بساتين الفاكهة بقطع السيقان الأقدم التي ازدهرت بالفعل وثمرتها ليتم حصادها دون الإضرار بالكائن الأكبر ، مما يفسح المجال للسيقان الأحدث.

يقترح ليو إعادة إدخال هذه الأنواع في الغابات الطبيعية المملوكة ملكية خاصة ، حيث يمكن حصادها بعناية. سيسمح ذلك بدخول بساتين الفاكهة البرية إلى السوق ، ولكن بطريقة ستدعم أيضًا التجمعات البرية. بالإضافة إلى ذلك ، سيتم تشجيع ملاك الأراضي على الحفاظ على الغابات على أراضيهم كمصدر لبساتين الفاكهة ، بدلاً من الممارسة الأكثر شيوعًا لاستبدال الغابات الأصلية بأشجار غريبة ذات قيمة اقتصادية عالية ، مثل الكينا. يرى الباحثون أن الغابات الأصلية التي تحتوي على مجموعات نباتية قابلة للحياة أكثر قيمة من الناحية الاقتصادية من البساتين غير الأصلية.

يشير ليو إلى أن الاهتمام بالغابات غير الأصلية يتطلب عمالة كثيفة ، وهو مهمة صعبة للمجتمعات الفقيرة التي تعيش بالقرب من المحميات الطبيعية الصينية. هذا & # 8217s لأن العمال الشباب يميلون إلى البحث عن عمل في المناطق الساحلية ، حيث يمكنهم كسب المزيد من المال ، وترك الشيوخ والأطفال في القرى. وبالمثل ، فإن عمليات الزراعة واسعة النطاق قد تستبعد مشاركة القرويين ذوي التعليم المحدود. & # 8220 مع التدريب المناسب والقروض الصغيرة المناسبة ، & # 8221 يجادل الباحثون ، يمكن اعتماد تقنيات الزراعة الصديقة للترميم & # 8220 من قبل السكان المهمشين من كبار السن والإناث من سكان الريف في مناطق السحلبية الساخنة لأنها تتطلب عمالة غير مكثفة وأولية أصغر الاستثمارات. & # 8221 يمكن أن يؤدي الطلب الهائل على بساتين الفاكهة ، بمرور الوقت ، إلى الاستقلال المالي للمزارعين الريفيين.

على نحو متزايد ، يدرك الباحثون أن أفضل طريقة لتشجيع سلوك الحفظ بين ملاك الأراضي هو مناشدة المصالح الاقتصادية بدلاً من المصالح العلمية.من السهل جدًا على المجتمعات البشرية ، لا سيما المهمشة منها ذات الموارد المحدودة والتعليم المنخفض ، أن تستغل الحياة البرية. والذي يمكن القاء اللوم عليهم؟ أفضل طرق الحفظ هي تلك التي لها فوائد اجتماعية واقتصادية للمجتمعات التي تشترك في النظم البيئية مع الحياة البرية المهددة بالانقراض ، النباتات والحيوانات على حد سواء.

& # 8220 مع السياسة والإشراف المناسبين ، فإن الزراعة الصديقة للترميم للأدوية الطبية ديندروبيوم ستعمل بساتين الفاكهة على تسهيل الحفاظ على هذه الأنواع المهددة ، وتشجيع حماية الغابات الطبيعية ، وإفادة المجتمعات الريفية المهمشة ، & # 8221 Liu يقول. & # 8220 إضافة هذه الزراعة الصديقة للترميم إلى المزيج الحالي من مناهج الحفظ لديها القدرة على تحويل الاستخدامات التقليدية الراسخة بعمق لبساتين الفاكهة من تحدي الحفاظ إلى نجاح الحفظ. & # 8221 - جايسون جي جولدمان | 4 أبريل 2014


سؤال حول كمية الأنواع والأجناس السحلبية - علم الأحياء

مشروع محمد بن زايد للأنواع رقم 16255698

Ossiculum ، جنس رئيسي أحادي النمط للحفاظ على السحلبية في وسط إفريقيا

في عام 1997 ، بدأ اتحاد بحثي بين جامعة ياوندي و إيكوت 1 (الكاميرون) ، وحديقة ميسوري النباتية (الولايات المتحدة الأمريكية) ، و Universit و eacute Libre de Bruxelles (بلجيكا) و المعهد de recherche pour le د & التنمية (فرنسا) ، جنبًا إلى جنب مع شركاء محليين آخرين للمساعدة في تحسين فهم الجغرافيا الحيوية المنهجية والحفاظ على عائلة الأوركيد الكاريزمية (www.orchid-africa.net). لدراسة تنوع الأوركيد وتحديد الأنواع بدقة والحفاظ عليها ، تم تطوير نظام زراعة الظل المبتكر بنجاح واستخدامه في إفريقيا الاستوائية ، مما يتيح اكتشاف جنس جديد حتى الآن وأكثر من 50 نوعًا جديدًا ، مع تمكين الحفاظ عليها خارج الموقع الطبيعي. التعاون الوثيق بين الباحثين من المعهد de recherche pour le د & التنمية وساهمت جامعة Yaound & eacute I في تدريب الطلاب الكاميرونيين على أساليب بيولوجيا الحفظ القياسية وتقنيات المراقبة ، بالإضافة إلى الأساليب التي تم تطويرها مؤخرًا (مثل مصائد الكاميرات وتسلق الأشجار وبنك البذور).

تركز أنشطة العمل الميداني وشبكة مظلات الأوركيد بشكل أساسي على الأصناف التي تحدث في الغابات الاستوائية في وسط إفريقيا. سيتم تنفيذ المشروع الحالي في الكاميرون ، حيث أنشأنا على مدار الـ 12 عامًا الماضية ما يمثل حتى الآن أكبر مجموعة خارج الموقع من بساتين الفاكهة في إفريقيا ، مع أكثر من 6500 عينة حية تمثل كاليفورنيا. 250 نوعًا مزروعة في Yaound & eacute shadehouse. يركز المشروع الحالي على المنطقة البيئية للغابات الساحلية Cross-Sanaga-Bioko ، وخاصة على محمية غابات نهر مونجو (5،387 هكتار) ومحمية الحياة البرية Banyang-Mbo (66000 هكتار). يعد مركز التوطن هذا واحدًا من أكثر المراكز تنوعًا في وسط إفريقيا ، ولكنه أيضًا الأكثر تهديدًا بسبب مشاريع قطع الأشجار ومزارع النخيل. الغطاء النباتي عبارة عن فسيفساء من المناطق المتدهورة / المزروعة بشدة وأجزاء من الغابات دائمة الخضرة الرطبة الغنية بالأنواع ، مع عدد قليل فقط من المناطق المحمية بشكل فعال. تشتهر المنطقة بمعدل التوطن ، بما في ذلك في جنس Ossiculum ، ولكن أكثر من ذلك بسبب أعدادها الكبيرة من الثدييات الرمزية الكبيرة ، مثل سلالات Cross River Gorilla الفرعية ، وأندر القردة العظيمة في العالم و rsquos (Gorilla gorilla subsp. diehli، CR ، انظر هذا الرابط) ، نيجيريا-الكاميرون الشمبانزي (Pan troglodytes subsp. ellioti ، EN) وفيل الغابات الأفريقي (Loxodonta cyclotis) ، لكنها لا تزال تفتقر إلى أنواع النباتات الرئيسية لجهودها للحفاظ على النباتات الغنية ولكن المهددة بالانقراض.

تم اكتشاف الجنس الأحادي Ossiculum لأول مرة في عام 1980 ، داخل محمية غابة نهر مونجو (MRFR). خلال ربع القرن التالي ، لم يتم جمع النوع الوحيد ، O. aurantiacum ، مرة أخرى ، على الرغم من إنشاء عدة آلاف من المجموعات النباتية في منطقة MRFR (Ossiculum على IUCN Red List Portal). يوفر إنشاء الطرق الحديثة على طول حافة المحمية إمكانية وصول أكبر إلى المنطقة التي تم فيها جمع الأنواع في الأصل ، ولكنه أدى أيضًا إلى تكثيف إزالة الغابات وتعدي زراعة المحاصيل النقدية الصغيرة. بناءً على المجموعة الفريدة ، تم تقييم O. aurantiacum على أنه مهدد بالانقراض من قبل IUCN. ومع ذلك ، فإن عملنا الميداني المكثف الذي قمنا به مؤخرًا في الكاميرون نتج عنه مجموعات جديدة من موقعين محليين في محمية بانيانغ مبو للحياة البرية. في كلا الموقعين ، تم العثور على الأنواع في مظلة من الأشجار الكبيرة في غابات الأراضي المنخفضة الرطبة. تعتبر محمية Banyang-Mbo للحياة البرية على نطاق واسع واحدة من أكثر مجمعات الغابات أهمية من الناحية البيولوجية في غرب وسط إفريقيا ، حيث تؤوي 325 نوعًا موثقًا من الطيور و 33 من الثدييات الكبيرة و 63 من الزواحف من 18 عائلة. لا يزال التنوع النباتي ليتم دراسته على نطاق واسع في هذا المجال. في الآونة الأخيرة ، تم تطوير مشروع كبير لزراعة زيت النخيل على نطاق صناعي (انظر هذا الرابط) في الجنوب الغربي من المحمية ، وعزل التنوع البيولوجي الذي يحتويه ويعرض الأنواع المهددة التي تعيش داخل المزرعة وحولها للخطر ، بما في ذلك الأنواع المستهدفة ، O. aurantiacum .

سيساهم هذا المشروع في الحفاظ على المدى الطويل للأنواع المهددة بشدة Ossiculum aurantiacum باستخدام نهج متكامل يتضمن تدريب العلماء والطلاب الأفارقة. سيتم الحصول على معرفة واسعة ومفصلة بالأنواع المستهدفة ثم استخدامها لتصميم وتعزيز تدابير الحفظ الفعالة ، مثل أعمال المسح الإيكولوجي طويلة الأمد والبذور القابلة للحياة. بالإضافة إلى الجهود في الموقع ، سيهدف برنامجنا الموسع خارج الموقع إلى ضمان استمرار هذا النوع من السحلبية المهددة بشدة وما يرتبط بها من نباتات وموائل. على وجه التحديد ، نهدف إلى:

1. البحث عن مواقع جديدة وجمع البيانات الديموغرافية الأساسية للسكان من O. aurantiacum من خلال تركيز مسوحاتنا الميدانية السحلية على منطقتين محميتين رئيسيتين في جنوب غرب الكاميرون

2. دراسة البيئة ، وخاصة بيولوجيا التلقيح ، من O. aurantiacum عن طريق مراقبة السكان في الموقع. سنستخدم طريقة تسلق الحبال للوصول إلى مجموعات قابلة للحياة في المظلة ومصائد الكاميرا لتوضيح الجوانب الرئيسية لنظام التربية الخاص بها

3.تطوير البنية التحتية والقدرات المحلية للحفظ طويل الأجل للأنواع المستهدفة والأنواع النادرة الأخرى المزروعة في شبكة الظل الأفريقية الخاصة بنا

4. استخدام هذه البيانات لتحديث تقييم القائمة الحمراء لـ IUCN لـ O. aurantiacum IUCN وإنشاء خطط حماية طويلة الأجل تشمل إجراءات الإدارة المقترحة.


النتائج

الاختلاف في عزلة ريزوكتونيا-مثل الفطريات

النجاح بمعزل عن ريزوكتونياتشبه الفطريات متباينة بين تسعة أنواع من الأوركيد. من بين 528 ثقافة تمت محاولة عزلها ، قمنا بعزل 108 ريزوكتونيا-مثل الفطريات. كانت العزلات أكثر نجاحًا مع Ionopsis satyrioides (8 من 24 ثقافة: 33٪ نجاح) ، I. يوتريكولاريويدس (32 من 144: 22٪) ، و تولومينيا فاريغاتا (58 من 240: 24٪). تراوح معدل النجاح للأنواع الأخرى من 4 إلى 13٪. حاولنا عزل الفطريات عن بساتين الفاكهة الأخرى (على سبيل المثال ، Epidendrum النيابة. ، ليبانثيس spp.) دون نجاح. تم عزل مجموعة كبيرة ومتنوعة من الفطريات الداخلية الأخرى من جذور الأوركيد بما في ذلك زيلاريا النيابة. ، بيستالوتيا النيابة. ، كوليتوتريشوم spp. والعديد من الفطريات غير المحددة (البيانات غير معروضة).

التحليل والتنوع الوراثي

كانت معظم نباتات الأوركيد التي درسناها مرتبطة ارتباطًا وثيقًا ببعضها البعض وشكلت مجموعة مدعومة جيدًا بداخلها سيراتوباسيديوم (رسم بياني 1). كانت جميع الخلايا الداخلية مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بمجموعات مفاغرة مختلفة من سيراتوباسيديوم النيابة.

تم العثور على اثنين من الصفائح الرئيسية في تحليل النشوء والتطور. أحدهما ، ABC clade ، اشتمل على معظم العزلات من نبات الأوركيد من بورتوريكو ، والآخر ، D clade ، شمل عزلًا من Oncidium altissimum وواحد من تولومينيا فاريغاتا (رسم بياني 1). تم دعم كليد ABC بمؤشر إقلاع بنسبة 99٪ وكليد D بنسبة 100٪. تضمن كليد ABC ثلاث طبقات فرعية مدعومة جيدًا من النباتات الداخلية ريزوكتونياعلى غرار الفطريات من بساتين الفاكهة البورتوريكية (A ، B ، C) كانت قيم التمهيد لكل فئة فرعية 100 و 94 و 94٪ على التوالي (الشكل 1). كان كليد ABC أحادي الفصيلة وشمل 22 من 26 فطريات معزولة من أنواع الأوركيد كامبيلوسنتروم فاشيولا, C. filiforme, Ionopsis satyrioides, I. يوتريكولاريويدس، و تولومينيا فاريغاتا. تضمنت سلسلة ABC هذه سلسلة من سيراتوباسيديوم ص. AG-Q (AF354095 ، معزول عن التربة في اليابان González et al. ، 2001) (الشكل 1). تم تجميع D clade مع سيراتوباسيديوم AG-H (AF354089 ، معزول عن التربة في اليابان González et al. ، 2001).

العزلتان المتبقيتان هما jto048 (from سيكيليس مونينسيس جزيرة منى) و jto109 (من السحلية الأرضية E. plantaginea). التسلسل من العزلة jto109 مجمعة مع سيراتوباسيديوم ص. AG-A و AG-Bo و ريزوكتونيا AG-A. التسلسل من jto048 ليس له تطابق وثيق.

أربع مجموعات من العزلات لها تسلسلات ITS متطابقة عندما تم النظر في القواعد المفيدة القابلة للمحاذاة (jto075 و jto091 من I. ساتيرويدس jto024 و jto032 ، معزولان عن I. يوتريكولاريويدس jto043 و jto047 من I. يوتريكولاريويدس و jto071 و jto072 و jto115 و jto118 و jto124 ، معزولة عن I. ساتيرويدس, C. فاشيولا، و C. filiforme رسم بياني 1). في جميع الحالات ، جاءت الفطريات ذات التسلسلات المتطابقة من نفس موقع الدراسة في حالة واحدة (jto071 و jto072) جاءت العزلات من نفس الجذر وربما كانت مستعمرة واحدة.

كان الحد الأدنى للتجانس بين الكتل A و B و C و D دائمًا أكبر من 92.7٪ (الجدول 3). التنادد بين غير نووي ريزوكتونيا من فنلندا و C. bicorne كان 99.3٪ لـ ITS-1 و 99.1٪ لـ ITS-2. من ناحية أخرى ، فإن التنادد بين R. solani كانت العينات أقل ، 69.7٪ لـ ITS-1 و 87.7٪ لـ ITS-2.

اختلفت أكثر أنواع الأوركيد التي تم أخذ عينات منها بشكل مكثف في مستوى الخصوصية مع فطرياتها الداخلية. خمسة نباتات T. فاريغاتا من أربعة مواقع أنتجت خمس عزلات تنتمي إلى أربعة سلالات فرعية مختلفة (A و B و C و D). من ناحية أخرى ، هناك أربعة نباتات من I. يوتريكولاريويدس من موقعين أنتجت سبع عزلات تنتمي إلى فئة فرعية واحدة فقط (B).

Uni- مقابل binucleate ريزوكتونيا

من 108 ريزوكتونياعلى غرار الفطريات ، كانت 66 (62.2٪) غير نواة (الجدول 4). تحتوي إحدى العزلات على خلايا أحادية وخلايا ثنائية النواة. لم تكن هناك اختلافات وراثية ثابتة بين الفطريات أحادية النواة وثنائية النواة المعزولة من بساتين الفاكهة البورتوريكية (الشكل 1). تحتوي الخلايا الفرعية A و B و C على مزيج من الفطريات أحادية النواة وثنائية النواة. كان الكليد الوحيد المكون بالكامل من الفطريات ثنائية النواة هو الكليد D ، والذي كان يحتوي على عينتين فقط. الاستوائية ، الميكوريزال ريزوكتونيا التي كانت غير نواة تنتمي إلى كليد متميز من الفطريات الممرضة غير النوية من فنلندا والنرويج (Hietala، Vahala، and Hantula، 2001).

جميع أنواع الأوركيد الثلاثة التي تم عزل أكثر من ثلاثة فطريات منها تحتوي على نوع واحد على الأقل غير نووي ريزوكتونيا-مثل الفطريات. في تولومينيا فاريغاتا، أكثر أنواع الأوركيد التي تم أخذ عينات منها على نطاق واسع ، 60.3٪ من ريزوكتونياتشبه الفطريات كانت نواة. Ionopsis utricularioides لديها أعلى نسبة من غير النواة ريزوكتونيا-مثل الفطريات بنسبة 90.6٪. نسبة غير النوى ريزوكتونيا- تشبه الفطريات المعزولة من I. يوتريكولاريويدس كان مختلفًا بشكل كبير عن T. فاريغاتا (χ 2 = 9.20 df = 1 ص = 0.002), I. ساتيرويدس (اختبار فيشر الدقيق ، df = 1 ، ص = 0.0005) و O. maculata (اختبار فيشر الدقيق ، df = 1 ، ص = 0.003).

نسبة غير النوى ريزوكتونياتتنوع الفطريات بين المواقع (χ 2 = 40.6 df = 5 ص & lt 0.0001). في موقع جنوب دورادو كان 97.1٪ من الفطريات غير النواة. المواقع الأخرى الممثلة جيدًا كانت سان كريستوبال وتورتوجويرو وكامبالاتش بنسبة 50.0 و 44.4 و 55.5 ٪ على التوالي. كانت جميع الفطريات من Sabana Seca غير نواة ، لكن حجم العينة كان صغيرًا (ن = 5). الاختلافات بين المواقع لم تكن فقط بسبب توزيع الأنواع: للعزلات من T. فاريغاتا وحدها ، كان هناك فرق كبير بين المواقع في نسبة غير النوى ريزوكتونياتشبه الفطريات (χ 2 = 18.5 df = 2 ص & lt 0.001).

كانت البيانات المورفولوجية مختلفة معنوياً بين الفطريات أحادية النواة والفطريات ثنائية النواة لاثنين من خمسة معاملات. كانت هناك اختلافات في معدل النمو (السنتيمترات المقاسة في اليوم) (غير النواة: الوسط = 1.85 نواة: المتوسط ​​= 1.27 ر = 7.53 ، مدافع = 48 ، ص & lt 0.001) وعرض الخلايا أحادية النواة (غير النواة: المتوسط ​​= 11.3 ميكرومتر بينوكلات: المتوسط ​​= 10.9 ميكرومتر ر = 2.10 ، مدافع = 82 ، ص = 0.04) ، ولكن ليس في طول القصاصة (غير النواة: الوسط = 45.0 ميكرومتر ثنائي النواة: المتوسط ​​= 47.4 ميكرومتر ر = 1.22 ، مدافع = 73 ، ص = 0.23) ، عرض الواصلة (نواة: متوسط ​​= 5.8 ميكرومتر ثنائي النواة: متوسط ​​= 5.8 ميكرومتر ر = 0.03 ، مدافع = 65 ، ص = 0.98) وطول الخلية أحادي الشكل (أحادي النواة: الوسط = 21.6 ميكرومتر ثنائي النواة: المتوسط ​​= 21.4 ميكرومتر ر = 0.23 ، مدافع = 62 ، ص = 0.82).

كانت الفروق المورفولوجية بين الفطريات من مضيفات الأوركيد المختلفة معنوية لمعدل النمو (F2,291 = 10.66, ص 0.001) ، ولكن ليس لطول الخيوط (F2,291 = 0.38, ص = 0.68) أو عرض الواصلة (F2,291 = 0.47, ص = 0.63).


ترايتيربينز وسترويد

ترايتيربينز رباعي الحلقات (مركبات) والستيرويدات لهما هياكل متشابهة ، ولكن يتم تصنيعها حيويًا من خلال مسارات مختلفة. تحتوي المنشطات النباتية على ثلاث حلقات مكونة من ستة أعضاء وخمسة أعضاء. تمارس هذه المنشطات تأثيرات فسيولوجية عميقة على الحيوانات. يعمل البعض كبديل للإستروجين عند النساء بعد انقطاع الطمث. جليكوسيدات القلب تتكون من جزيء السكر المرتبط بالستيرويد ، مثل الديجيتال (الديجيتوكسين) من قفاز الثعلب (ديجيتال بوربوريا ، ليس سحلية) ، لعلاج قصور القلب. السابونينات الستيرويدية هي سلائف مهمة لتصنيع العقاقير الستيرويدية التي تتراوح من العوامل المضادة للالتهابات إلى الهرمونات الجنسية مثل الأندروجينات والاستروجين والبروجستيرون وموانع الحمل الفموية. ترايتيربين سابونين لها تأثيرات مضادة للسعال (تمنع السعال) ، مقشع ، مسكن ، تأثيرات مضادة للالتهابات وسامة للخلايا. ومن الأمثلة على ذلك عرق السوس الذي يستخدم في علاج السعال. ومبيدات الجينسنغ من الجينسنغ هي مادة أخرى. جميع الصابونين عبارة عن مواد خافضة للتوتر السطحي ، وعند خلطها بالماء ورجها ، فإنها تشكل محلولًا رغويًا. العديد من السابونين ينحل للدم (تمزق خلايا الدم الحمراء). إنها سامة للحيوانات ذوات الدم البارد مثل الأسماك (دي بادوا وآخرون 1999).


حشرات وبساتين الفاكهة

على الرغم من التنوع الكبير في الأوركيدا وثروة التفاعلات بين النبات والحيوان في الأسرة ، فإن بساتين الفاكهة ممثلة تمثيلا ناقصا في دراسات الانتواع والعزلة الإنجابية (Peakall ، 2007). أدى التنوع الزهري المذهل لبساتين الفاكهة ، وحقيقة أن العديد منها يتم تلقيحها بواسطة نوع واحد (Paulus and Gack ، 1990) ، إلى اعتقاد تاريخي بأن عزل الملقحات هو الحاجز الإنجابي السائد في الأسرة (فان دير بيل ودودسون ، 1966 جيل ، 1989). ومع ذلك ، فقد ثبت في كثير من الأحيان أنه من الصعب تقديم دليل مباشر على هذا الرأي ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى وجود حواجز عزل أخرى مثل تفضيلات الموائل ، واختلاف الفينولوجيات ، وحواجز ما بعد الزيجوت في كثير من الأحيان (Dressler، 1981 Coyne and Orr، 2004). يعد تحديد أول حاجز عزل يتطور مهمة صعبة ولكنها ضرورية لدراسة العوامل الأولية التي ينطوي عليها الانتواع (Coyne and Orr ، 2004). زاد العمل الأخير من معرفتنا بالحواجز العازلة التي من المحتمل أن تسببت في البداية في التباعد في مجموعات محددة من بساتين الفاكهة. على وجه الخصوص ، قارنت دراسة حديثة الحواجز الإنجابية في مجموعتين من بساتين الفاكهة التي تم تلقيحها عبر أشكال مختلفة من الخداع (Scopece وآخرون.، 2007) ، كما هو موضح لاحقًا.

يعد تكرار التلقيح عن طريق الخداع جانبًا غير عادي في بيولوجيا الأوركيد. تطورت القدرة على جذب الملقحات دون منحهم مكافأة بشكل مستقل في العديد من سلالات كاسيات البذور ، ولكن عادةً في عدد قليل فقط من الأنواع لكل عائلة (رينر ، 2006). في المقابل ، تشير التقديرات إلى أن حوالي ثلث أنواع الأوركيد يتم تلقيحها عن طريق "خداع الطعام" (أكرمان ، 1986 نيلسون ، 1992). هذا هو جاذبية الملقحات من خلال الإشارة إلى وجود مكافأة غذائية ، مثل الرحيق أو حبوب اللقاح ، دون تقديم المكافأة على الإطلاق. قد تشبه هذه الأنواع من الأوركيد نوعًا معينًا من الأنواع المجزية (جونسون ، 2000). في كثير من الأحيان ، يعتمد مخادعو الطعام على تشابه عام مع الأنواع التي تكافئ الغذاء ذات الزهور الزاهية الكبيرة التي تستغل تفضيلات البحث الفطرية للملقحات (Nilsson، 1992 Schiestl، 2005). يحدث نوع أقل شيوعًا من الخداع ، ولكنه رائع ، في الأنواع المخادعة جنسياً. هنا ، تحاكي الأزهار إشارات التزاوج لإناث الحشرات ، وذلك باستخدام الروائح الزهرية التي تحاكي فرمونات الحشرات الأنثوية ، وكذلك الإشارات البصرية أو اللمسية (Cozzolino and Widmer، 2005 Schiestl، 2005). يتم تلقيح النبات بواسطة حشرات مخدوعة أثناء محاولتها التزاوج مع الزهرة. تُعرف هذه الإستراتيجية حصريًا من بساتين الفاكهة ، ويُعتقد أنها تطورت بشكل مستقل في مناسبات متعددة داخل العائلة (Cozzolino and Widmer ، 2005). يُعرف ما لا يقل عن 400 نوع من بساتين الفاكهة الخادعة جنسيًا في العديد من الأجناس ، بما في ذلك اوفريس في أوروبا (بورغ كارلسون ، 1990) ، ديسا في جنوب إفريقيا (شتاينر وآخرون.، 1994) ، تسعة أجناس من بساتين الفاكهة الأسترالية (Kores وآخرون.، 2001) ، والعديد من أجناس أمريكا الجنوبية (Singer ، 2002 Singer وآخرون.، 2004 بلانكو وباربوزا ، 2005).

في دراسة حديثة ، Scopece وآخرون. (2007) قام بتقييم حواجز العزل قبل التزاوج وما بعد التزاوج بين أزواج الأوركيد الأوروبية الخادعة للأغذية من الأجناس Anacamptis ، Dactylorhiza ، Neotinea، و اوركيس وبين بساتين الفاكهة الخادعة جنسيا من الجنس اوفريس. تم اختيار الأنواع ذات التوزيعات المتداخلة والفينولوجيا بحيث يبدو أن خصوصية الملقِّح هي الحاجز الوحيد المحتمل للتزاوج المسبق. وجدوا عزلة ضعيفة قبل التزاوج وعزلة قوية بعد التزاوج بين بساتين الفاكهة الخادعة للطعام ، والعلاقة المعاكسة في الأنواع المخادعة جنسياً. أظهر فحص قوائم الملقحات أن بساتين الفاكهة الخادعة للغذاء كانت من الملقحات العامة ، وكلها يتم تلقيحها من قبل أكثر من نوع واحد من الحشرات ، مع مشاركة كبيرة في الملقحات. في المقابل ، لم يتم العثور على تداخل في الملقحات في بساتين الفاكهة الخادعة جنسياً ، حيث تشير البيانات إلى أن كل نوع يتم تلقيحه بواسطة حشرة واحدة لا تقوم بتلقيح أي نوع آخر. ومع ذلك ، لاحظ المؤلفون أن مؤلفات الملقحات لهذه الأنواع غالبًا ما تكون غير موثوقة ، وأحيانًا تستند إلى بعض الملاحظات. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن مشاركة الملقحات لا تشير بالضرورة إلى عزلة ضعيفة قبل التزاوج. في مجموعات التلقيح الخاصة بساتين الفاكهة التي تفرز الزيت (أي المكافأة) في جنوب إفريقيا ، تشترك العديد من الأنواع في نفس الملقح ، ولكن يتم منع التهجين بين الأنواع عن طريق وضع اللقاح على أجزاء مختلفة من جسم النحل الملقح (Pauw ، 2006).ومع ذلك ، فإن المستويات المختلفة من الخصوصية بين هذه الأوركيد موثقة جيدًا ولا تزال الدراسات التي تستخدم هذه البيانات توفر معلومات قيمة. على سبيل المثال ، تم استخدام تقاطعات الأوركيد التجريبية للتحقيق في عزل ما بعد التزاوج (Scopece وآخرون.، 2007). أظهر هذا أن الأنواع المضللة للأغذية لديها حواجز قوية بعد التزاوج مع مجموعة فواكه منخفضة وإنتاج بذور قابلة للحياة. في المقابل ، كانت الأنواع المخادعة جنسيًا متداخلة إلى حد كبير مع نسب عالية نسبيًا من البذور القابلة للحياة المنتجة. دراسة لمجموعة الأنواع المخادعة جنسيًا لـ شيلوغلوتيس في أستراليا نمطًا مشابهًا من حواجز ما بعد التزاوج الضعيفة وعزل قوي قبل التزاوج (Mant وآخرون., 2005أ).

سكوبس وآخرون. (2007) حقق أيضًا في الارتباطات بين آليات العزلة الإنجابية والمسافة الجينية بين الأنواع. أظهر هذا أنه بالنسبة إلى بساتين الفاكهة الخادعة للطعام ، ولكن ليس بساتين الفاكهة الخادعة جنسياً ، فإن العزلة بعد الزيجوت كانت مرتبطة بالمسافة الجينية ، مما يشير إلى أن العزلة بعد اللاقحة زادت بطريقة تشبه الساعة في الوقت منذ الاختلاف. تسمح هذه النتائج بإجراء استنتاجات مختلفة حول تطور التنوع في هاتين المجموعتين. يمكن أن تكون جينات حواجز ما بعد اللاقحة معقدة ، وتتضمن العديد من الجينات (Wu ، 2001) ، وتطورها المنتظم الذي يشبه الساعة في بساتين الفاكهة الخادعة للغذاء يشير إلى تراكم تدريجي لعدم التوافق بين الأنواع الأولية. من المرجح أن يحدث هذا بين مجموعات سكانية مفصولة بحواجز جغرافية تمنع تدفق الجينات. إذا نشأت حالات عدم توافق كافية خلال فترة التباين ، فقد تتمكن مجموعات متباينة لاحقًا من التواجد المشترك في التعاطف كأنواع معزولة تكاثريًا. كوزولينو وآخرون. (2004) أظهر أن بساتين الفاكهة المتوسطية الموجودة مع جاذبية الملقحات العامة من المرجح أن يكون لها أنماط مختلفة متباينة من بساتين الفاكهة مع ملقحات محددة. تدعم دراسة أخرى حديثة عن بساتين الفاكهة الأوروبية المضللة هذه النتيجة: Moccia وآخرون. (2007) أظهر ذلك على الرغم من أن F.1 تم تشكيل الهجينة بسهولة بين الأنواع الشقيقة أناكامبتيس موريو و Anacamptis papilionacea ، لم يكن هناك تشكيل لـ F2 أو الهجينة backcross في البرية. من المحتمل أن هذا يرجع في المقام الأول إلى الاختلافات في عدد الكروموسومات بين هذين النوعين (2ن= 36 و 2ن= 32 على التوالي). بالإضافة إلى ذلك ، تم الكشف أيضًا عن زيارة أقل من متوسط ​​الملقحات للهجينة ، وقد يعمل هذا على تعزيز العزلة الإنجابية. قد يكون المجال الإعلامي للبحث المستقبلي هو استخدام التهجينات التجريبية للتحقيق في حواجز ما بعد اللاقحة بين المجموعات المعزولة جغرافيًا للأنواع ، أو الأنواع المتباعدة مؤخرًا التي تحدث في التباين ، لاختبار ما إذا كان تراكم عدم التوافق بعد الزيجوت على مدار الساعة يمكن أيضًا أن يكون مبرهن.

يشير غياب حواجز ما بعد التزاوج في بساتين الفاكهة الخادعة جنسياً إلى دور رئيسي في التزاوج المسبق للحواجز في التنويع. في اوفريس، يبدو أن المستويات المختلفة من الألكينات المعينة ، التي تشبه فرمونات الملقحات الأنثوية ، مسؤولة عن خصوصية الملقِّح (Schiestl and Ayasse، 2002 Mant وآخرون., 2005ب). في مجتمع متعاطف من اوفريس الأنواع ، مانت وآخرون. (2005د) كشفت عن مستويات عالية من التمايز لمركبات الرائحة النشطة المقابلة للاختلافات في الملقحات المحددة. في المقابل ، كان التمايز ضعيفًا بين مركبات الرائحة غير النشطة والعلامات الجينية المحايدة بين الأنواع. يشير هذا إلى أن الاختيار المتباين القوي لجذب الملقحات المحددة قد أثر على هذه المركبات النشطة ، بدلاً من مجرد الانجراف الجيني. تم العثور على مزيج مشابه من المركبات النشطة جيدة التمايز والتمايز الضعيف للمركبات غير النشطة في نوعين متماثلين من الجيمنادينيا (هوبر وآخرون.، 2005). هنا ، كان كلا النوعين منتجين للرحيق وجذبوا مجموعة من أنواع الملقحات Lepidopteran (ما يصل إلى 37 نوعًا في G. odoratissima) ، ولكن تمايز مركبات الرائحة النشطة لا يزال يؤدي إلى عدم وجود تداخل بين أنواع الملقحات غ. كونوبسي و G. odoratissima. بالاقتران مع سمات الأزهار الأخرى ، مثل الطول واللون ، أدى ذلك إلى عزل شبه كامل للتزاوج بين هذين النوعين. في الخداع الجنسي شيلوغلوتيس ، مركب رائحة واحد مسؤول عن جذب ذكور الدبابير الصخرية (Schiestl وآخرون.، 2003). قد تكون التغييرات الصغيرة في المجموعة الوظيفية لهذا المركب مسؤولة عن جاذبية الدبابير الخاصة بالأنواع التي تظهرها شيلوغلوتيس (مانت وآخرون.، 2002). لقد ثبت في مجموعات نباتية أخرى أن الطفرات في عدد قليل من الجينات ذات التأثير الظاهري الرئيسي يمكن أن تغير بشكل كبير بنية الزهرة وجاذبيتها للملقحات المختلفة (برادشو وآخرون.1998 برادشو وشيمسكي 2003 حب الله وآخرون.، 2007). لذلك من السهل أن نتخيل أن الطفرات التي تسبب تغيرات هيكلية صغيرة في المركبات النشطة أو تنظم مستويات التعبير لجينات الألكين يمكن أن تؤدي إلى جذب مُلقِّح جديد وعزلة إنجابية سريعة. دراسات ميدانية لـ شيلوغلوتيس وجدت أن الدبابير بخلاف الملقحات المحددة تنجذب إلى روائح الأزهار ، لكن لا تحاول التزاوج ولذلك لا تقوم بتلقيحها (Bower ، 1996). يوضح حدوث هؤلاء "المستجيبين الصغار" إمكانات شيلوغلوتيس لاستخدام الملقحات الجديدة. إذا كان الانتقاء قويا بما فيه الكفاية ، فمن الممكن أن يحدث هذا حتى في وجود تدفق الجينات (Mant وآخرون., 2005د جيغير آند بيرنز ، 2007). وقد أدى هذا ببعض المؤلفين إلى اقتراح أن الأنواع الوديعة من المحتمل أن تكون بين بساتين الفاكهة المخادعة جنسيًا (Borg-Karlson وآخرون.، 1993 Schiestl and Ayasse، 2002 Mant وآخرون., 2005أ Schiestl ، 2005). في الأجناس اوفريس, شيلوغلوتيس، و كالدينيا ، يبدو أن الأنواع معزولة تكاثريًا بسبب التفضيلات المحددة للملقحات المختلفة ، وتظهر الدراسات التطورية لجميع الأجناس الثلاثة القليل جدًا من التمايز المورفولوجي أو الجزيئي بين الأنواع (كوريس وآخرون.، 2001 سوليفا وآخرون.، 2001 مانت وآخرون.، 2002 بيتمان وآخرون.، 2003). قد يكون هذا بسبب الانتواع السريع والحديث في هذه الكتل. في بساتين الفاكهة الخادعة للطعام ، تم العثور على مسافة وراثية أكبر بين الأنواع (Aceto وآخرون.، 1999 بيتمان وآخرون.، 2003). ومع ذلك ، يبدو أنه حتى علامات الأقمار الصناعية الصغيرة وعلامات AFLP مشتركة بين الأصناف في اوفريس (مانت وآخرون., 2005د) و شيلوغلوتيس (مانت وآخرون., 2005ه)، على التوالى. قد يكون هذا نتيجة للتنويع الحديث للغاية مع مشاركة التباين الجزيئي المنسوب إلى تعدد الأشكال السلفية الدائم أو قد يكون دليلًا على التدفق الجيني المستمر عبر حدود الأنواع (Mant وآخرون., 2005ه Schiestl ، 2005). تم مؤخرًا وصف مواقع الأقمار الصناعية الصغيرة المتغيرة الجديدة شيلوغلوتيس (فلاناغان وآخرون.، 2006) والمزيد من الدراسات الوراثية السكانية باستخدام هذه قد تساعد في حل هذه المشكلات. دراسات تقارن أنماط العزلة الإنجابية ، مثل Scopece وآخرون. (2007) ، يمكنه تقييم أنماط الانتواع في المجموعات الكبيرة ذات الصلة ودور خصوصية الملقِّح في أنواع النباتات. ستوضح المقارنات مع مجموعات الأوركيد الأخرى ما إذا كان هذا نمطًا عامًا.

تطور خداع الملقحات في مناسبات متعددة في Orchidaceae (Johnson وآخرون.، 1998 كاميرون وآخرون.، 1999 كوريس وآخرون.، 2001 بيتمان وآخرون.، 2003) حيث يبدو أنها استراتيجية تطورية ناجحة للغاية. ومع ذلك ، يرتبط كل من الغذاء والخداع الجنسي بانخفاض عدد الثمار [66.5٪ فشل الإثمار في أنواع السحلبية الخادعة مقارنة بـ 29.1٪ فشل الإثمار في الأنواع المجزية (Tremblay وآخرون.، 2005)] ويبدو أن السكان في كثير من الأحيان محدودة للغاية من الملقحات (Neiland and Wilcock ، 1998 Tremblay وآخرون.، 2005). يمكن تفسير هذا التناقض من خلال تحسين العبور الخارجي وتدفق حبوب اللقاح لمسافات أطول. غالبًا ما تقضي الحشرات وقتًا أطول في مكافأة النباتات وتميل إلى زيارة المزيد من الزهور من نفس النبات والنباتات المجاورة في رقعة. في بساتين الفاكهة الخادعة ، غالبًا ما يترك الملقِّح الرقعة فور اكتشاف عدم وجود مكافأة (Peakall and Beattie ، 1996 Ayasse وآخرون.، 2000 جونسون ، 2000). يظهر هذا التأثير بشكل أكثر وضوحًا في بساتين الفاكهة الخادعة جنسياً (Peakall and Beattie ، 1996 Peakall and Schiestl ، 2004). يزيد هذا السلوك من فرص العبور الخارجي وتدفق حبوب اللقاح لمسافات طويلة حيث من المرجح أن تنقل الملقحات حبوب اللقاح إلى سحلية في رقعة مختلفة (Peakall and Beattie ، 1996). التجارب التي تم فيها إضافة الرحيق بشكل مصطنع إلى الطعام المضلل أناكامبتيس موريو أظهرت زيادة في زيارات الملقحات ، ولكن أيضًا زيادة في كمية التزاوج الجغرافي ، حيث يتم تلقيح الأزهار بواسطة حبوب اللقاح من زهرة أخرى من نفس النبات (Smithson ، 2002 Johnson وآخرون.، 2004). من المحتمل أن يكون هذا التأثير قوياً بشكل خاص بين بساتين الفاكهة حيث يتم تعبئة حبوب اللقاح في حزم تسمى الطلع. بمجرد أن تلتصق حبوب اللقاح بالملقحات ، يمكن أن يكون الإخصاب فعالًا للغاية ، مما يجعل العديد من التلقيح المتزاوج على الأرض أكثر احتمالًا. لا يتسبب التزاوج الجغرافي في زواج الأقارب فحسب ، بل يؤثر أيضًا على لياقة الذكور من خلال تقليل كمية حبوب اللقاح المتاحة للعبور الخارجي (جونسون ونيلسون ، 1999 جونسون وآخرون.، 2004). تظهر بساتين الفاكهة العديد من التعديلات لتجنب زواج الأقارب ، وقد تعوض مزايا التهجين الخارجي عن محدودية الملقحات الشديدة وقلة مجموعة الفاكهة الشائعة في بساتين الفاكهة الخادعة (جيل ، 1989). لقد ثبت أن النباتات الخارجة عن التهجين تنتج كميات أكبر من البذور الصالحة للحياة مقارنة بالنباتات الذاتية التهجين (Aceto وآخرون.، 1999 Ellis and Johnson، 1999 Borba وآخرون.، 2001 بولز وآخرون.، 2002 والاس ، 2003).

يبدو أن حدود الملقحات شائعة للغاية بين بساتين الفاكهة (أكرمان ، 1989 كالفو ، 1993 ترمبلاي وآخرون.، 2005 Pauw ، 2007). في مسح شامل لبيولوجيا التكاثر السحلبية ، تريمبلاي وآخرون. (2005) أظهر أنه على الرغم من أن قيود الموارد يمكن أن تؤثر في بعض الأحيان على بساتين الفاكهة (مونتالفو وأكرمان ، 1987) ، فإن غالبية الأدلة أشارت إلى أن الحد من الملقحات هو العامل المحدد المهيمن للنجاح الإنجابي. أظهر مسح شامل للأدبيات للدراسات التي خضعت فيها الأزهار للتلقيح المتبادل التكميلي زيادة في مجموعة الفاكهة مقارنة بالمجموعات الطبيعية في 56 نوعًا من أصل 57 نوعًا من الأوركيد (Tremblay وآخرون.، 2005). ترمبلاي وآخرون. (2005) جادل لنموذج الانجراف-الانتقاء لانتواع الأوركيد ، كنتيجة لأنماط التكاثر العامة في السحلبية. إن النجاح التكاثري في بساتين الفاكهة منحرف للغاية: في كثير من الأحيان يتبين أن قلة من الأفراد ينتجون الفاكهة ، ويمكن أن يكون الفشل الكامل للإثمار في موسم التكاثر شائعًا إلى حد ما. بالاقتران مع التشتت لمسافات طويلة (يتم تسهيله من خلال بذور الغبار المتناثرة بالرياح والتي يمكن أن تسافر مئات الكيلومترات (Gandawijaja and Arditti ، 1983)) يمكن أن يؤدي ذلك إلى تكوين العديد من المجموعات المؤسس المنفصلة. يمكن أن يؤدي الانجراف الجيني وحده إلى اختلافات جوهرية بين السكان. ترمبلاي وآخرون. (2005) يجادل بأن أحجام السكان الفعالة (نه) في مجموعات الأوركيد منخفضة بشكل عام. في مثل هذا السيناريو ، يمكن أن يؤدي الانجراف الجيني بين السكان إلى جانب الانتقاء الاتجاهي المكثف إلى الانتواع. تفترض هذه الفرضية أن عدد السكان منخفض نه، التدفق الجيني المنخفض أو غير المتكرر ، والاختلاف الوراثي ، والانتقاء الطبيعي المرتفع أو الثابت داخل السكان. يجب أن تكون هذه الافتراضات قابلة للاختبار بين مجموعات مختلفة من بساتين الفاكهة لمعرفة ما إذا كان هذا نمطًا شائعًا من الأنواع. تم إثبات حجم السكان الفعال الصغير والانحراف الوراثي المنخفض في بعض الأنواع المدارية المشاشية ليبانثيس (ترمبلاي وأكرمان ، 2001). من بين بساتين الفاكهة الخادعة جنسيًا ، مانت وآخرون. (2002) أظهر نسبا متطابقة للغاية بين شيلوغلوتيس وملقحاتها من الدبابير ، مما يشير إلى أن هذه الأوركيد قد خضعت لانتقاء عرضي للملقحات المختلفة مما أدى إلى الانتواع.

نقاد ترمبلاي وآخرون.تجادل فرضية أنه على الرغم من أن تحديد الملقحات يبدو أنه قاعدة عامة في Orchidaceae ، فقد لا ينطبق الأمر نفسه على أحجام السكان الفعالة الصغيرة. تم العثور على أعداد كبيرة فعالة من السكان وتدفق جيني مرتفع بين مجموعات الأوركيد الأوروبية والأسترالية (Peakall and Beattie ، 1996 Soliva and Widmer ، 2003 Forrest وآخرون.، 2004 مانت وآخرون., 2005د). هذه الدراسات في المقام الأول على بساتين الفاكهة الخادعة في أوروبا وأستراليا ، وقد يعمل التلقيح المخادع على زيادة العبور الخارجي وتدفق الجينات. هنا يبدو من غير المحتمل أن يتباعد السكان بدرجة كافية من خلال الانجراف الجيني والتكيف المحلي لحدوث التكوُّن cladogenesis ، في مواجهة التدفق الجيني المرتفع. ومع ذلك ، فإن نظرية الانجراف-الانتقاء قد تظل ذات صلة بمجموعات كبيرة من بساتين الفاكهة وتستدعي مزيدًا من الاختبارات. مجموعات الأوركيد الأرضية ذات المستويات العالية من الاستنساخ ، مثل بعض أنواع ميكروتيس في أستراليا (Peakall and Beattie ، 1991) و Coryciinae في جنوب إفريقيا ، قد تؤوي مجموعات مؤسسية معزولة مع هجرة منخفضة. سيكون من المفيد إجراء مزيد من الدراسات باستخدام الواسمات الجزيئية على وجه التحديد لاختبار ظروف مثل انخفاض تدفق الجينات وتأثيرات المؤسس القوية ، والتحقيق في ضغوط الاختيار للتلقيح الذي يعمل على مجموعات سكانية مختلفة.

هل النباتات الهوائية مختلفة؟ قد تمثل أنواع السحلية المشهورة مجموعة مثالية لاختبار افتراضات نموذج الانجراف والانتقاء هذا. نباتات نباتية نباتية تمثل مجموعة غير مدروسة مع الأخذ في الاعتبار أن ثلثي نباتات السحلبية من المفترض أنها تعيش في مظلات الأشجار (Gravendeel وآخرون.، 2004). تشترك مجموعات أخرى من نباتات المشاشية في هذا التنوع العالي للنباتات مثل الأرويد والبروميلياد. اعتبر Benzing (1990) أن الطبيعة المجزأة لبيئة epiphytic سمحت بالانتواع الخيفي لقيادة هذا التنوع. اعتبر البعض الآخر أن تخصص الملقحات هو المحرك الرئيسي لتنوع نبات المشاة (Tremblay ، 1992) من معلومات التلقيح المتاحة لبساتين الفاكهة ، يبدو أن ثلثي التلقيح يتم تلقيحها بواسطة ملقح واحد وأقل من 5 ٪ يمكن اعتبارها عمومية. ومع ذلك ، كما ذكرنا سابقًا ، فإن معلومات الملقحات التي تشير إلى التخصص يمكن أن تكون غالبًا غير موثوقة عندما تستند إلى الملاحظات العرضية لعدد قليل من الأفراد (أولرتون وكرانمر ، 2002). قد يبدو نموذج الانجراف والانتقاء للانتواع مقبولًا للغاية بالنسبة للأنواع المشبعة. تشير الأدبيات إلى أن الأحجام السكانية الفعالة صغيرة وأن تدفق الجينات يحتمل أن يكون منخفضًا بين النباتات المشعة (Ackerman and Galarza-Perez، 1991 Tremblay، 1997 Tremblay and Ackerman، 2001 Tremblay وآخرون.، 2005). فاسكيز وآخرون. (2003) لاحظ أن تشتت بذور غبار السحلية لمسافات طويلة أدى إلى تكوين العديد من مجموعات التأسيس المنفصلة على نطاق واسع. ومع ذلك ، وجد كيسلر (2002) أن أصناف بروميلياد ذات التشتت لمسافات طويلة كانت أقل تنوعًا من الأصناف النباتية ذات التشتت قصير المدى ، وهو ما يعزى إلى زيادة تدفق الجينات بين الأصناف التي تستعمر المناطق المحلية بسرعة. قد تكون هذه الجوانب الفريدة لبيولوجيا الأوركيد تعزز تكوين مجموعات مؤسسية ذات حجم تعداد منخفض فعال. معظم بساتين الفاكهة متوافقة ذاتيًا وغالبًا ما يكون التلقيح الجغرافي بالزوج الجغرافي محتملًا جدًا في التجمعات الصغيرة ، وقد تسهل هذه العوامل إنشاء سلالات جديدة. لقد تم اقتراح أن حالة النبتة نفسها يمكن أن تكون محرك الانتواع ، ربما بسبب العدد الكبير من المنافذ المتغيرة. جرافينديل وآخرون. (2004) استخدم تحليل النشوء والتطور للنباتات العشوائية وغير المشاشية لإظهار أن التنوع كان أعلى في النباتات العشوائية مقارنة بالأنواع غير المشبعة. كما استخدموا معلومات الملقحات لإظهار أن تخصص الملقحات لم يكن مرتبطًا بثراء الأنواع. ومع ذلك ، مرة أخرى ، كانت معلومات الملقحات أساسية ، وهناك حاجة إلى دراسات تركز على مجموعات من نباتات المشاة ذات تفاعلات الملقحات المعروفة. هناك حاجة لدراسات مفصلة عن الملقحات ، جنبًا إلى جنب مع التحليلات الجينية للتطور والتطور ، كما هو الحال في دراسات الأنواع الخادعة الأوروبية والأسترالية ، للتحقيق في تنوع مجموعات كبيرة أخرى من بساتين الفاكهة مثل نبات المشاة.


Mycorrhizae: الإجابة على الأسئلة الكبيرة

في كثير من الأحيان عندما يتحدث فريق المبيعات لدينا مع العملاء أثناء مكالمة مبيعات أو في معرض تجاري ، سيطرح العميل بعض الأسئلة الرائعة التي هي عميقة جدًا في علم الفطريات الفطرية. لقد قررت تخصيص هذه المقالة للإجابة على بعض تلك الأسئلة "الكبيرة". لقد طلبت المساعدة من عالمين من Mycorrhizal Applications للمساعدة في الإجابة على هذه الأسئلة. تم سرد الخلفيات الخاصة بهذين العالمين في نهاية المقالة. قبل الإجابة على هذه الأسئلة ، أشار إلي بسرعة أحد العلماء ، "أن هذه أسئلة بيولوجية كبيرة جدًا يعمل عليها العديد من العلماء حاليًا ... ولا توجد إجابات صحيحة أو محددة لها."

هل يمكنك شرح الأنواع المختلفة من الفطريات الفطرية؟

في الطبيعة ، توجد عدة أنواع من الفطريات الفطرية وهي مقسمة عادة إلى مجموعتين رئيسيتين endomycorrhizae و ectomycorrhizae. يتم التمييز بين النوعين من خلال حقيقة أن خيوط الفطريات الخارجية لا تخترق الخلايا الفردية داخل الجذر ، بينما تخترق خيوط الفطريات داخل الجذور جدار الخلية وتغزو غشاء الخلية. يشمل Endomycorrhizae الفطريات الشوكية (AM) ، و mycorrhizae (ERM) ، و mycorrhizae (ORM). النوع الأكثر شيوعًا من الفطريات الفطرية هو AM ، والذي يمثل العلاقات التكافلية بين غالبية (ما يقرب من 85 ٪) من النباتات البرية ، بما في ذلك العديد من النباتات الزراعية والبستانية ، وفطريات Glomeromycota. إدارة المخاطر المؤسسية هي شراكة بين إريكاسيا النباتات ، مثل العنب البري والرودودندرون ، والفطريات غير الفطرية أو الفطرية القاعدية. ORM هي علاقة تكافلية بين بساتين الفاكهة ومعظم الفطريات القاعدية تحدث حصريًا في عائلة نباتية واحدة ، الأوركيد.

Ectomycorrhiza (ECM) هي شراكة بين الفطريات الفطرية القاعدية في الغالب ومجموعات مختلفة من النباتات الخشبية والأشجار والشجيرات. يحدث ECM في الغالب على أشجار الصنوبر ، والتنوب ، والتنوب ، والصفصاف ، والبلوط ، والأوكالبتوس.

هناك أنواع أخرى أقل أهمية من الناحية التجارية من الفطريات الفطرية: ectendomycorrhizae (EEM) ، و mycorrhizae (ABM) ، و mycorrhizae (MTM). يُظهر EEM العديد من خصائص كل من AM و ECM ويقتصر في الغالب على الصنوبر والتنوب ، وبدرجة أقل من الصنوبر. ABM و MTM هما نوعان متخصصان للغاية ويحدثان في عدد قليل من الأجناس النباتية بما في ذلك أربوتوس و مونوتروبا، على التوالى.

لمزيد من المعلومات التي توضح بالتفصيل الفطريات الفطرية المرتبطة بأكثر نباتات البستنة والزراعية شيوعًا ، أقترح عليك الذهاب إلى مصدر العائلات والأجناس.

ما الذي يؤثر على نوع الفطريات الفطرية التي يرتبط بها النبات؟

إجابة بسيطة: قد يعتمد ذلك على بنية الجذر ، فمعظم النباتات في عائلة Ericaceae لها طبقة خلية قشرة واحدة فقط ، لذلك لا يمكن للعديد من AM تطوير علاقة معهم ، ولا يستطيع سوى ERM.

من وجهة نظر تطورية: تطورت أجناس AM المختلفة مع النباتات لعدة مئات من ملايين السنين ، لتشكيل منافذ بيئية ذات أبعاد جغرافية مختلفة والتكيف مع البيئات الحيوية المختلفة. نظرًا لأن التنوع البيئي للنبات كبير في كل عالم حيوي يعتقد أن هذا التطور المشترك سمح لمجموعات AM بالتفاعل مع العديد (أو معظم) الأنواع النباتية في تلك البيئة.

من وجهة نظر بيولوجية: ترتبط إحدى النظريات أو الطرق القوية لشرح ارتباط الفطريات النباتية بالحالة والاحتياجات التغذوية للنبات. يمكن تخطيط النباتات في مصدر = كل تلك الأنسجة التي تنتج جزيئات الكربون المعقدة مثل السكريات والدهون (الأوراق) ، والمغسلة = جميع الأنسجة التي تتطلب تلك المركبات / الطاقة لتنمو أو تحقق الدورات الفسيولوجية (نمو الجذور ، الإزهار ، نمو البذور ، إلخ.). يلعب AM دور الحوض (البعض يحسب ما يصل إلى 15-20 ٪ من الكربون الناتج عن التركيب الضوئي يذهب إلى الفطريات) ولكن في معظم الحالات ، يحتاج النبات إلى التفاعل مع AM بسبب الكمية الكبيرة من المغذيات الدقيقة التي يمكنه الحصول عليها بتكلفة أقل من توسيع نظام الجذر). لا تصل عمليات التبادل بين الفطريات والنباتات إلى مستوى المساواة ، ففي بعض الحالات يزداد معدل نمو النبات ، وفي حالات أخرى ، يحصل الفطر الذي يلعب دور "الغشاش" على سعر أقل في التبادل. بالنسبة لبعض المؤلفين ، ترتبط طبيعة هذه التبادلات وتوازنها ارتباطًا مباشرًا بالاحتياجات الفسيولوجية للنبات (النمو ، التكاثر ، إلخ) ، بينما بالنسبة للآخرين ، ترتبط المتغيرات الرئيسية بالعوامل البيئية (ظروف التربة ، والأمطار ، ومجتمعات الكائنات الحية الدقيقة الأخرى ، إلخ.)

من وجهة نظر النبات ، قد يؤدي التفاعل مع أنواع متعددة من الكائنات الحية الدقيقة إلى منع أو تخفيف الآثار السلبية التي يمكن أن تحدثها الفطريات الفطرية "الغشاش". على الجانب الآخر ، قد يساعد النبات على استرجاع معظم العناصر الغذائية اللازمة "بسعر" أقل عن طريق تبادل السكريات والدهون مع AMF والحصول على أقصى استفادة من الماء والعناصر الغذائية التي يحصل عليها في المقابل.

من وجهة نظر تأشير: قبل الاتصال الأول وباستمرار أثناء تفاعل الميكورايزال ، "يتكلم" النبات والفطر مع بعضهما البعض ويتبادلان الإشارات الكيميائية والجزيئية. على الرغم من أن التبادلات والخطوات الأساسية لإنشاء تفاعل وظيفي بينهما مشتركة بين جميع أنواع النباتات ومجموعات AM تقريبًا ، فمن المعروف أن الاتصال بينهما مضبوط بدقة ويعتمد بشكل صارم على كلا النوعين المتعايشين. قد يكون هذا تفسيرًا إضافيًا حول سبب ارتباط أنواع مختلفة من AM مع نفس الأنواع أو الأجناس النباتية.

كيف ترتبط النباتات بأكثر من نوع واحد من الفطريات الفطرية؟

بعض الأنواع النباتية قادرة على تكوين علاقات تكافلية مع أكثر من نوع واحد من الفطريات الجذرية ، حتى في نفس الوقت. أنواع أسبن ، أوكالبتوس ، بوبولوس ، أو ساليكس تم الإبلاغ عن تكوين علاقات تكافلية مع AM والفطريات Ectomycorrhizal (ECM). يسمح الهيكل الخلوي لأنسجة الجذر بتكوين كل من الفطريات الشجرية (AM) و ectomycorrhizae (ECM) في هذه الأصناف النباتية. الدور التطوري لهذه الظاهرة غير واضح. عندما تظهر معًا ، تكون هذه الفطريات عادةً في منافسة. يمكن التوسط في نتيجة هذه المنافسة من خلال المواد الكيميائية من أصل الفطريات أو المضيف ، أو الحواجز الميكانيكية ، أو التنافس على كربوهيدرات الجذور ، أو التأثيرات على مجتمعات الجذور ، أو عوامل أخرى. يضيف عدم التجانس المكاني في اللقاح الفطري بعدًا آخر للتفاعلات التنافسية في التربة في النظم البيئية الطبيعية حيث تحتل AM و ECM مجالات تربة منفصلة. من المعروف أن Hyphae في بعض ECM لديها القدرة على أن تصبح مهيمنة محليًا في التربة (تنتج الحصائر والخيوط). بالنسبة لأنواع أشجار الأراضي الرطبة ، يمكن أن تنظم رطوبة التربة التوازن بين AM و ECM في الجذور. Populus ، Salix ، و اسبن تنمو عادةً في السهول الفيضية مما يشير إلى أن هذه النباتات التي لديها القدرة على تكوين كلا النوعين من الفطريات الفطرية قد يكون لها ميزة انتقائية في مثل هذه الموائل. تفشل هذه الأنواع عمومًا في تكوين ECM في التربة سيئة الصرف لأن معظم أنواع ECM حساسة للتهوية. في المقابل ، تكون AM أكثر شيوعًا في الظروف الرطبة أو المغمورة أو المشبعة بالمياه في هذه الأنواع النباتية.

لماذا بعض النباتات ليست فطرية؟

التكافل الفطري هو تفاعل في كل مكان تقريبًا بين النباتات والفطريات ، معظم أنواع النباتات قادرة على تكوين علاقات تكافلية مع الفطريات الفطرية. ومع ذلك ، توصف بعض الأصناف النباتية بأنها غير فطرية مميزة ، فهي غير متوافقة مع الفطريات الجذرية الفطرية ولا تشكل علاقات فطرية مع أي من الأنواع التي تمت مناقشتها سابقًا.

حتى وقت قريب ، تمت مناقشة آليات عدم التوافق الفطري الجذري في الغالب على المستويات الهيكلية والفسيولوجية للنبات. ومع ذلك ، فإن أحدث الأبحاث تقدم تفسيرًا لهذه الظاهرة من وجهة نظر علم الوراثة التطوري. تقترح الفرضية الحالية أن جميع نباتات الأرض كانت جذرية فطرية في البداية ، مما يسمح باستعمار الأرض بواسطة النباتات. تحتوي كل هذه النباتات على جينات محددة مسؤولة عن تكوين والحفاظ على التعايش مع الفطريات الفطرية. ومع ذلك ، فقد فقدت الأنواع التي تُعرف حاليًا باسم non-mycorrhizal قدرتها التكافلية بسبب حذف الجينات التكافلية المهمة من خلال التطور. لا تزال الآلية المؤدية إلى الانتقال من حالة مضيفة إلى حالة غير مضيفة غير واضحة.

من بين النباتات التي تعتبر غير مضيفة للفطريات الفطرية المنتشرة على نطاق واسع ، هناك أفراد مختلفون من العائلات Proteaceae ، Chenopodiaceae ، Caryophyllaceae، و الكرنب، بما في ذلك العديد من المحاصيل الزراعية والبستانية الرئيسية مثل الملفوف والبروكلي والكانولا والفجل والسبانخ والقرنفل. على الرغم من أن الفطريات الجذرية يمكن أن تستعمر هذه الأنواع في بعض الأحيان في ظل ظروف معينة ، إلا أن هذا الاستعمار ، في معظم الحالات ، غير ذي صلة وظيفيًا (على سبيل المثال ، عدم تكوين الشجر ، أو عدم امتصاص العناصر الغذائية التي تفيد النبات).

هل توجد أي معلمات تشير إلى علاقة تكافلية مهمة بين النبات والفطريات الفطرية؟

تعني "علاقة تكافلية كبيرة" تفاعلًا من شأنه إحداث تأثير مفيد على نمو النبات. إذا كان هذا هو الحال ، فسوف أتناول السؤال بناءً على التفاعل بين النبات والفطر. على الرغم من أن تعايش الفطريات النباتية يرتبط عادة بالفطريات المفيدة فقط. يشير مصطلح التكافل إلى التفاعل بين كائنين مختلفين يعيشان في ارتباط مادي وثيق. بين النباتات والفطريات ، يمكن أن يكون لدينا تفاعلات مسببة للأمراض (التطفل) ، تفاعلات نباتية داخلية (التعايش) ، والتفاعلات المفيدة (التبادلية). في المرة الأخيرة ، لدينا أصدقائنا الأعزاء المنتجة للبوغ ، mycorrhizae.

لا يكون الفصل بينهما مختلفًا دائمًا وغالبًا ما يكون هناك فرق دقيق للغاية ولا يوجد فرق واضح في دور بعض المتعايشين. مثال على ذلك هو علاقة Myco-heterotrophy المعقدة النموذجية في بعض أنواع الأوركيد. داخل كل فئة ، هناك حدود ضعيفة بين أن تكون "صادقًا" تمامًا وبين إعطاء كمية لا بأس بها من العناصر الغذائية وفقًا للكربون الذي يتم تلقيه وبين أن تكون "غير عادلة" تعطي القليل أو "الغشاش" لا يعطي شيئًا أو لا يعيد شيئًا تقريبًا.

ربما يأتي تعقيد هذا من حقيقة أن كل كائن حي يحاول البقاء على قيد الحياة وإدارة موارد دورته البيولوجية عن كثب. إن زراعة العناصر الغذائية وامتصاصها وتبادلها مع المتعايش الآخر هو عمل مستهلك للطاقة يحتاج إلى تحكم متعدد المستويات لتجنب التعرض للغش. من الواضح أن إعطاء أي شيء واستعادة شيء ما هو سيناريو رابح.

أود أن أتقدم بالشكر "الكبير" للدكتور ليوناردو كاسيري والدكتور جوزيف راسكو لمساعدتهما في محاولة الإجابة على هذه الأسئلة البيولوجية "الكبيرة".

د. ليوناردو كاسيري حصل على درجة الدكتوراه. حصل على درجة الدكتوراه في علم الأحياء والتكنولوجيا الحيوية للفطريات من جامعة تورينو بإيطاليا ، ولديه خبرة كبيرة بعد التخرج من AMF كزميل ما بعد الدكتوراه ، وباحث تدريسي ، وخبير في عائلة الجينات. باختصار ، ليوناردو هو متخصص في علم الفطريات وعالم فيزيولوجيا النبات لديه أكثر من عشر سنوات من الخبرة الأكاديمية في الفطريات الجذرية الفطرية (AMF) وتغذية النبات. وهو الآن مدير البحوث العالمية لتطبيقات الميكورايزال في مختبرات سانت لويس. من بين أهدافه الرئيسية اكتشاف AMF الجديد لاستخدامه في تطوير المنتجات وتنفيذ خطوط الإنتاج.

د. جوزيف راسكو يشغل حاليًا منصب مدير التكنولوجيا في Mycorrhizal Applications. حصل جوزيف على درجة الماجستير و # 8217 في فسيولوجيا النبات عام 2003 من جامعة ديبريسين وحصل على الدكتوراه. في عام 2008 من الجامعة. تسمانيا. منذ ذلك الحين ، شغل جوزيف مناصب بحثية وإرشادية وإدارية مختلفة في جامعة ولاية أوهايو و Valent BioSciences. بعد الاستحواذ على تطبيقات Mycorrhizal من قبل Valent BioSciences في عام 2015 ، انتقل إلى Southern Oregon كمدير للتكنولوجيا لفطريات الفطريات الفطرية. جوزيف الآن مسؤول عن الأنشطة البحثية ومراقبة جودة المنتج وتطوير التكنولوجيا لكل من الفطريات الخارجية والفطرية.

المادة: بلير بوسينبارك

تطبيقات الميكوريزال - مدير المبيعات والتسويق التجاري


التنوع الفسيولوجي لبساتين الفاكهة

Orchidaceae هي عائلة متنوعة وواسعة الانتشار من النباتات المزهرة ذات قيمة كبيرة في أبحاث الزينة والطبية والحفظ والتطور. التنوع الواسع في علم التشكل ، وشكل النمو ، وتاريخ الحياة ، والموئل يعني أن أعضاء Orchidaceae يظهرون خصائص فسيولوجية مختلفة. غالبًا ما تتميز بساتين الفاكهة النضرة بالأوراق النضرة ذات الجدران الخلوية السميكة والبشرة والثغور الغائرة ، في حين تمتلك بساتين الفاكهة الأرضية جذورًا أو كورمًا أو درنات. تتمتع معظم بساتين الفاكهة بفترة أحداث طويلة ، ومعدل نمو بطيء ، وقدرة منخفضة على التمثيل الضوئي. يمكن تفسير هذا الجهد المنخفض في التمثيل الضوئي إلى حد كبير بواسطة ثاني أكسيد الكربون2 التوصيل الانتشاري والهيكل الداخلي للأوراق. تعتمد كمية الضوء المطلوبة لبقاء النبات على الوضع الغذائي وشكل النمو والموئل. يمكن لمعظم بساتين الفاكهة أن تتكيف مع بيئاتها الضوئية من خلال التعديلات المورفولوجية والفسيولوجية ولكنها حساسة للتغيرات المفاجئة في الإشعاع. نباتات الأوركيد التي تنشأ من المناطق الدافئة معرضة لدرجات حرارة شديدة البرودة ، في حين أن أعضاء جبال الألب معرضون لدرجات حرارة عالية. بالنسبة إلى بساتين الفاكهة المشبّعة ، يساهم امتصاص الماء السريع بواسطة Velamen radicum ، وتخزين المياه في الكاذبة وأوراقها ، وفقدان الماء البطيء ، واستقلاب حمض Crassulacean في توازن مياه النبات وتحمل إجهاد الجفاف. قد يعوض وجود الفيلامين الجذر والفطريات الفطرية عن نقص الشعيرات الجذرية ، مما يساعد على الامتصاص السريع للمغذيات من الغلاف الجوي. في ظل ظروف الزراعة ، يؤثر شكل وتركيز النيتروجين على نمو السحلية وازدهارها. ومع ذلك ، فإن القيود المفروضة على النيتروجين والفوسفور على بساتين الفاكهة في البرية ، والتي تتطلب هذه النباتات للاعتماد على الفطريات الفطرية للمغذيات طوال دورة الحياة بأكملها ، ليست مفهومة بشكل واضح. لأنهم يفتقرون إلى السويداء ، فإن إنبات البذور يعتمد على الحصول على العناصر الغذائية عن طريق الفطريات الفطرية. تكتسب النباتات البالغة لبعض بساتين الفاكهة ذاتية التغذية أيضًا الكربون والنيتروجين والفوسفور وعناصر أخرى من شركائها الفطريات. يجب أن تدرس الدراسات المستقبلية الآليات التي تحدد النمو البطيء وتحريض الأزهار ، والأسباب الفسيولوجية للتغيرات في سلوك الإزهار وعمر الأزهار ، وتأثيرات المغذيات وترسب النيتروجين في الغلاف الجوي ، والتطبيقات العملية للفطريات الجذرية في زراعة الأوركيد.


شكر وتقدير

تمويل الوصول المفتوح المقدم من جامعة فيينا. أنا ممتن لمساعدي وزملائي السابقين ، مانفريد أياس (جامعة أولم) ، جوهانس سبايث (جامعة فورتسبورغ) ، مونيكا هيرث (فرايبورغ) وكلوديا جاك (جامعة فرايبورغ) ، دكتوراه. طلاب ليو روب (فرايبورغ) وديميترا راكوسي (MP لايبزيغ) وفلوريان شيستل (جامعة زيورخ) وفيليب شلوتر (جامعة هوهنهايم) وكيرستين ستيجسكال (جامعة فيينا) ويوهانس ستوكل (جامعة هوهنهايم) ومارتن سترينزر (جامعة) من Wien) الذين ساهموا كثيرًا في معرفة اوفريس مادة الاحياء. أود أيضًا أن أشكر زميلي السابق في فيينا ، فريدريك بارث ، الذي قرأ المخطوطة بشكل نقدي. تم دعم الدراسات من قبل صندوق العلوم النمساوي (FWF) (P16727-B03 ، P 21،521-B17-BIO) ، والأكاديمية النمساوية للعلوم (KIÖS) وجمعية الأوركيد النمساوية.


شاهد الفيديو: Origins of Genus HomoAustralopiths and Early Homo; Variation of Early Homo; Speciation of Homo (شهر نوفمبر 2022).