主な違い – オートガミー・ガイトノガミー・ゼノガミー
植物育種における生殖様式には、自家受精、地受精、異種受精の3つがあります。
自家受粉には自家和合と地和合があり、異種交配には異種交配があります。
自家受粉に比べ、交配は遺伝的に多様な子孫を残すことができるため、有利です。
自家受粉 geitonogamy と異種受粉 xenogamy の主な違いは、自家受粉は花の葯の花粉粒が同じ花のスティグマに付着すること、geitonogamy はある花の葯の花粉粒が同じ植物の別の花に付着すること、xenogamy はある花の花粉粒が同種の遺伝的に異なった花のスティグマに付着することである。
本稿では、この点について解説する。
1. What is Autogamy
– Definition, Characteristics, Pollination, Examples
2. What is Geitonogamy
– Definition, Characteristics, Pollination, Examples
3. What is Xenogamy
– Definition, Characteristics, Pollination, Examples
4. What is the difference between Pollination vs Fertilization
オートガミーとは
自殖とは、生物における自己受精のことで、同じ個体から出た2つの配偶子が融合することである。
特に顕花植物で観察される。
したがって、自家受精は、ある花の葯から出た花粉粒が同じ花のスティグマに付着する自家受粉の一種と考えることができる。
この自家受粉により、親と同じ遺伝子を持つ子孫が作られる。
自家受精をする花は、このプロセスを容易にするために、花の構造にいくつかの適応があります。
これらの花は、花粉粒を直接スティグマに投下することが可能である。
また、花が開く前に受粉することもあります。
ヒマワリ、ラン、エンドウ、トケイソウなどは、受粉の際に自家受粉を行う植物です。
受粉は外部からの受粉媒介とは無関係に行われる。
したがって、受粉媒介者が不在の地域でも植物の品種改良が可能である。
しかし、自家受粉は遺伝的多様性に乏しい子孫を残すという欠点があります。
図1は、ランの一種であるオオフリス・アピフェラ（Ophrys apifera）の花粉体を2個持ち、花粉体はスティグマに向かって曲がっている様子を示している。
図1: オフィリス・アピフェラの自家不和合性
ガイモノガミーとは
自家受粉の一種で、ある花の葯から出た花粉粒が、同じ植物の別の花に付着することである。
受粉媒介者が同じ植物の複数の花を訪れ、受粉を行います。
機能的には他家受粉の一種であるが、遺伝的には自家受粉の一種である。
単性植物には単性花と雌性花の2種類があります。
単子葉植物は、同じ植物に雄花と雌花が存在するため、地黄花と呼ばれる。
前述したように、地性花は風や昆虫、動物などの外部受粉媒介者に依存する。
そのため、受粉媒介者が減少すると、植物の種子生産量が減少する可能性がある。
地黄目は、親と遺伝的に類似した子孫を作ることに関与している。
花は1本の茎につくため、地黄形成が促進される。
図2にその様子を示す。
: 図2: 対称性
ゼノガミーとは
異花交配とは、ある花の花粉を、遺伝的に異なる同種の花のスティグマに付着させる受粉の一種です。
花粉粒は遺伝的に異なる植物に属するので、交配により遺伝的に異なる子孫が生まれる。
花粉を飛ばすには、風、水、昆虫、動物などの外部からの受粉媒介が必要である。
そのため、花に昆虫や動物を引き寄せるために、鮮やかな色の花びら、蜜、香りなど、いくつかのキャラクターが交配花によって示される。
また、花は自家受粉を防ぐためにいくつかの工夫をしており、自家受粉を促進させている。
花によっては、花柱表面にギノステギウムやポリニアなどの機械的なバリアーを持つものもあります。
これはherkogamyと呼ばれる。
花粉とスティグマが別々に成熟することを二卵性花粉症という。
花によっては自家受粉ができないものがあり、これを自家不和合性という。
また、植物の花粉粒が機能せず、交配によってのみ種子を生産できる雄性不稔性を示す植物もあります。
雄しべと雌しべの長さが異なるものを異株症という。
リナムやサクラソウの花に見られる。
雌雄異株の植物は、異花交配を行う。
図3: 異型性
オートガミー・ゲイトノガミー・ゼノガミーの違い
定義
自家受精。
同じ花の花粉で受精すること。
地黄形成(Geitonogamy)。
同じ植物に咲く別の花の花粉によって受精すること。
異種交配(Xenogamy) 遺伝的に異なる植物の花の花粉によって、花が受精すること。
受粉の種類
自家受粉。
自家受粉は、自家受粉の方法。
自家受粉(Geitonogamy)。
機能的には他家受粉だが、遺伝的には自家受粉。
ゼノガミー(Xenogamy) 自家受粉の方法。
進化への貢献
オートガミー。
自家婚は、遺伝的に同一の子孫を残す。
従って、進化への貢献はない。
Geitonogamy。
Geitonogamyは、遺伝的に同一の子孫を残す。
従って、進化に寄与しない。
異種混合(Xenogamy)。
異種混合: 親と比較して、遺伝的変異を持つ子供が生まれる。
従って、進化に貢献する。
花の適応
自家受精。
自家受精する花は、花粉粒を直接スティグマに落とすことができ、花が開く前に受粉することができる。
地黄花(Geitonogamy)。
同じ花茎に複数の花が咲く。
ゼノガミー(Xenogamy)。
ヘルコガミー、ダイコガミー、自家不和合性、雄性不稔、ヘテロスタイリーは、異花交配を行う花の適応です。
メリット
自家受粉。
自家受粉：外部の受粉媒介者の助けがなくても受粉できる。
地性婚。
一夫一婦制の場合、その種族の親としての性格を永久に維持できる。
異系交配。
異種交配では、子孫とは異なる特徴を持つ遺伝子組み換えの子孫が生まれる。
デメリット
一夫一婦制。
自家婚の場合、子孫の遺伝的変異を避けることができる。
Geitonogamy。
外部受粉媒介者の受粉を受けるために、余分な力を発生させる必要がある。
ゼノガミー(Xenogamy) 種子生産の効率は、外部の受粉媒介者に依存する。
例
自家不和合性(Autogamy)。
ひまわり、ラン、エンドウ豆、トリダックスなどが自家不和合性の例です。
地黄花（じおうか）。
トウモロコシは、最も一般的な地性花の例です。
ゼノガミー。
カボチャ、タマネギ、ブロッコリー、ホウレンソウ、ヤナギ、イネ科の植物、オリーブの木などが異種交配を行う例です。
結論
植物が用いる生殖様式には、自家受粉、地受粉、異種受粉の3種類があります。
自家受粉は、葯の花粉粒を同じ花のスティグマに付着させる自家受粉の方法です。
また、地黄目は自家受粉の一つで、一つの花の葯の花粉粒を同じ植物の二番目の花のスティグマに付着させる方法です。
自家受粉も地和受粉も、親と同じ遺伝子を持つ子供が生まれます。
一方、異花交配は、一つの花の葯の花粉粒を、同じ種で別の植物の花のスティグマに付着させる方法です。
交配により、遺伝的に多様で有益な特徴を持つ子孫が生まれる。
交配を行う花は、花にいくつかの特徴を持たせることで、昆虫や動物などの外部受粉媒介者を花に引きつけることができる。
また、自家受粉をしないように適応した花もあります。
しかし、自家受粉、地受粉、異花受粉の主な違いは、花のスティグマに受粉するメカニズムです。
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