De ce a evoluat heterosporia?

Ciclul de viață al plantelor terestre primitive era caracterizat de producerea de spori de dimensiuni unimodale, o condiție numită homosporie. Evoluția distribuției bimodale a dimensiunilor cu spori masculi mici și spori femele mari, cunoscută sub numele de heterosporie, a fost o inovație care a apărut în mod repetat în istoria plantelor terestre. Importanța sporilor rezistenți la desecare pentru colonizarea uscatului este bine cunoscută, însă valoarea adaptativă a heterosporiei nu a fost niciodată bine stabilită. A fost o adăugire la un ciclu de viață sexual care implica deja gameți masculi și feminini. Rolul său ca precursor al evoluției semințelor a primit multă atenție, dar aceasta este o consecință evolutivă a heterosporiei care nu poate explica tranziția de la homosporie la heterosporie (și lipsa unei inversări evolutive de la heterosporie la homosporie). Încrucișarea forțată a gametofitelor a fost adesea menționată în legătură cu heterosporia, dar analizăm deficiențele acestui argument ca o explicație a avantajului selectiv al heterosporiei. Au fost propuse puține argumente alternative privind forțele selective care favorizează heterosporia, o lipsă de atenție care este surprinzătoare având în vedere importanța acestei inovații în evoluția plantelor terestre. În această trecere în revistă, evidențiem două idei care ne-ar putea conduce la o mai bună înțelegere a motivelor pentru care a evoluat heterosporia. În primul rând, modelele de alocare optimă a resurselor – o abordare care este utilizată de zeci de ani în ecologia evolutivă pentru a ajuta la înțelegerea investițiilor parentale și a altor modele de istorie a vieții – sugerează că o creștere evolutivă a mărimii sporilor ar putea atinge un prag la care sporii mici care produc gametofite mici, producătoare de spermă, ar produce o fitness mai mare pe unitate de investiție în resurse decât sporii mari și gametofitele bisexuale. Odată cu apariția unor astfel de microspori, megasporii ar evolua sub o selecție dependentă de frecvență. Acest argument poate explica apariția heterosporiei în Devonian, când comunitățile vegetative din ce în ce mai înalte și mai complexe au prezentat condiții competitive care au făcut ca dimensiunea sporilor mari să fie avantajoasă. În al doilea rând, heterosporia este analogă în multe privințe cu anisogamia. Într-adevăr, heterosporia este un fel de reinventare a anisogamiei în contextul unui ciclu de viață al plantelor terestre dominate de sporofiți. Evoluția anisogamiei a făcut obiectul unor cercetări teoretice și empirice importante. Lucrările recente în acest domeniu sugerează că dinamica întâlnirii cu partenerul stabilește forțe selective care pot determina evoluția anisogamiei. Sugerăm că o dinamică similară de dispersie și împerechere ar fi putut sta la baza diferențierii dimensiunilor sporilor. Cele două abordări oferă predicții care sunt în concordanță cu datele disponibile în prezent, dar ar putea fi testate mult mai amănunțit. Sperăm să restabilim atenția asupra acestui aspect neglijat al biologiei evolutive a plantelor și să sugerăm câteva căi de investigare empirică.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.