Однодомні рослини

Однодо́мність (дав.-гр. μόνος — один, наодинці та дав.-гр. οἰκία — дім) — один зі способів сучасних вищих рослин уникати самозапилення на користь більш прогресивного перехресного запилення, при якому в одній особині (або «в одному домі») розвиваються не лише гермафродитні (двостатеві квітки, які мають одночасно маточки і тичинки), а й роздільностатеві: пестичкові (жіночі) і тичинкові (чоловічі) квітки^[1][2][3].

Квіти кавуна — однодомної рослини:
Зверху — квітконосний пагін із чоловічою квіткою.
Нижче — квітконосний пагін із жіночою квіткою

Чарлз Дарвін показав, що самозапилення є вимушеним засобом відтворення рослинами насіння за відсутності умов для перехресного запилення, в результаті якого потомство набуває здатність суміщати спадкові ознаки обох батьків. В ході еволюції перехресне запилення виявилось більш прогресивним шляхом розширення можливостей до пристосування до різних умов проживання. З метою запобігання ймовірності самозапилення у рослин виробилися різноманітні пристосування, у тому числі^[2]:

• дихогамія — не одномоментні (різні по часу) строки дозрівання пестиків і тичинок у межах однієї гермафродитної квітки
• гетеростилія — відмінність морфології пестиків і тичинок у межах однієї рослини, частина квіток якої містить пестики з довгими стовпчиками й тичинки з короткими тичинковими нитками, а інші — навпаки. При цьому насіння нормально сформується тільки у разі попадання на довгий пестик пилку з довгих тичинок, а на короткий — з коротких.

Однодомність зазвичай спостерігається в процесі перехресного запилення серед вітрозапильних рослин (анемофілія). Даний спосіб сприяє застаріванню самозапилення, але не застерігає від гейтоногамії (запилення приймочки пилком інших квітів тієї ж особини). У живій природі зустрічаються різноманітні види однодомних багатошлюбних (полігамних) рослин, у яких в межах одного екземпляра співіснують двостатеві (гермафродитні) і одностатеві (пестичкові — жіночі та тичинкові — чоловічі) квітки: гречка, ясен, жоржина, диня^[3].

Представники

Ліщина звичайна (Corylus avellana). Ліворуч — брунькоподібні жіночі (пестичкові) суцвіття з рожевими приймочками, що висовуються, праворуч — чоловічі (тичинкові) суцвіття-сережки

До однодомних рослин відносяться^[3]:

• береза,
• бук,
• волоський горіх,
• дуб,
• кукурудза,
• ліщина,
• вільха,
• гарбуз і гарбузові (кавун, огірок та інші),
• хлібне дерево,
• велика кількість осок.

Історія

Термін «однодомність» (англ. monoecy) був уперше ужитий Карлом Ліннеєм^[4]. Дарвін помітив, що квітки однодомних видів іноді виявляли сліди функцій, які виконували квітки протилежної статі^[5]. Вперше про однодомні коноплі повідомили в 1929 році^[6].

Поширеність

Однодомність поширена в зонах із помірним кліматом^[7] і часто пов'язані з неефективними запилювачами або рослинами, що запилюються вітром^[8][9].

Близько 10 % усіх насінних видів є однодомними^[7]. Однодомними також є 7 % покритонасінних^[10]. Однодомність поширена в Гарбузових^[11][12] і Молочайних^[13][14]. У Дводомність замінюється на однодомність у поліплоїдних підвидів Водянки чорної, E. nigrum ssp. hermaphroditum і поліплоїдних популяцій Mercurialis annua^[15].

Еволюція

Еволюції однодомності було приділено невелику увагу^[5]. Чоловічі та жіночі квітки еволюціонували від гермафродитних^[16] через андромоноєцію або гіномоноєцію^[17]:148.

У Щириць однодомність могла еволюціонувати від гермафродитизму через різні процеси, викликані генами чоловічої безплідності та генами жіночої фертильності^[17]:150.

Еволюція від дводомності до однодомності, імовірно, передбачає дизруптивний добір квіткових співвідношень статей^[18]:65. Однодомність також вважається кроком на еволюційному шляху від гермафродитизму до дводомності^[19][20]. Деякі автори навіть стверджують, що дводомність та однодомність є спорідненими^[4].

Примітки

1. Хржановский В. Г. Курс общей ботаники (цитология, гистология, органография, размножение): Учебник для сельхозвузов. Часть 1. — 2-ге вид., перероблене і доповнене. — М. : Высш. школа, 1982. — С. 285. — 55000 прим.
2. Хржановский В. Г., Пономаренко С. Ф. Ботаніка. — 2-ге вид., перероблене і доповнене. — М. : ВО «Агропромиздат», 1988. — С. 109. — (Учебники и учебные пособия для учащихся техникумов) — 57000 прим. — ISBN 5—10—000406—1.
3. Bioлогия. Однодомные и двудомные растения. bioaa.info. Архів оригіналу за 9 листопада 2015. Процитовано 9 листопада 2015.
4. Batygina, T. B. (23 квітня 2019). Embryology of Flowering Plants: Terminology and Concepts, Vol. 3: Reproductive Systems (англ.). CRC Press. с. 43. ISBN 978-1-4398-4436-6.
5. Pedersen, Roger A.; Schatten, Gerald P. (3 лютого 1998). Current Topics in Developmental Biology (англ.). Academic Press. с. 180. ISBN 978-0-08-058461-4.
6. Rowell, Roger M.; Rowell, Judith (15 жовтня 1996). Paper and Composites from Agro-Based Resources (англ.). CRC Press. с. 49. ISBN 978-1-56670-235-5.
7. Willmer, Pat (5 липня 2011). Pollination and Floral Ecology (англ.). Princeton University Press. с. 85. ISBN 978-1-4008-3894-3.
8. Glover, Beverley (February 2014). Understanding Flowers and Flowering Second Edition (англ.). Oxford University Press. с. 139. ISBN 978-0-19-966159-6.
9. Friedman, Janice; Barrett, Spencer C. H. (January 2009). The Consequences of Monoecy and Protogyny for Mating in Wind-Pollinated Carex. The New Phytologist. 181 (2): 489—497. doi:10.1111/j.1469-8137.2008.02664.x. JSTOR 30224692. PMID 19121043.
10. Karasawa, Marines Marli Gniech (23 листопада 2015). Reproductive Diversity of Plants: An Evolutionary Perspective and Genetic Basis (англ.). Springer. с. 28. ISBN 978-3-319-21254-8.
11. Pessarakli, Mohammad (22 лютого 2016). Handbook of Cucurbits: Growth, Cultural Practices, and Physiology (англ.). CRC Press. с. 171. ISBN 978-1-4822-3459-6.
12. Prohens-Tomás, Jaime; Nuez, Fernando (6 грудня 2007). Vegetables I: Asteraceae, Brassicaceae, Chenopodicaceae, and Cucurbitaceae (англ.). Springer Science & Business Media. с. 390. ISBN 978-0-387-30443-4.
13. Webster, G. L. (2014). Euphorbiaceae. У Kubitzki, Klaus (ред.). The Families and Genera of Vascular Plants - Volume XI - Flowering Plants, Eudicots - Malpighiales. Heidelberg: Springer. с. 51–216/x+331. ISBN 978-3-642-39416-4. OCLC 868922400. ISBN 978-3-642-39417-1. ISBN 3642394167.
14. Bahadur, Bir; Sujatha, Mulpuri; Carels, Nicolas (14 грудня 2012). Jatropha, Challenges for a New Energy Crop: Volume 2: Genetic Improvement and Biotechnology (англ.). Springer Science & Business Media. с. 27. ISBN 978-1-4614-4915-7.
15. Volz, Stefanie M.; Renner, Susanne S. (2008). Hybridization, polyploidy and evolutionary transitions between monoecy and dioecy in Bryonia (Cucurbitaceae). American Journal of Botany. 95 (10): 1297—1306. doi:10.3732/ajb.0800187. PMID 21632334.
16. Núñez-Farfán, Juan; Valverde, Pedro Luis (30 липня 2020). Evolutionary Ecology of Plant-Herbivore Interaction (англ.). Springer Nature. с. 177. ISBN 978-3-030-46012-9.
17. Das, Saubhik (25 липня 2016). Amaranthus: A Promising Crop of Future (англ.). Springer. ISBN 978-981-10-1469-7.
18. Avise, John (15 березня 2011). Hermaphroditism: A Primer on the Biology, Ecology, and Evolution of Dual Sexuality (англ.). Columbia University Press. ISBN 978-0-231-15386-7.
19. Leonard, Janet L. (21 травня 2019). Transitions Between Sexual Systems: Understanding the Mechanisms of, and Pathways Between, Dioecy, Hermaphroditism and Other Sexual Systems (англ.). Springer. с. 91. ISBN 978-3-319-94139-4.
20. https://scholarship.claremont.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1100&context=aliso