Kas ir Apomixis botānikā?

Apomixis ir termins, ko parasti lieto ziedošiem augiem, lai norādītu, ka tie ir aseksuāli vairojušies ar sēklām. Augi, kas aug no šīm sēklām, ir identiski mātes augam. Tas ir lieliski noderīgs sēklu audzēšanai un augu audzēšanai. Vairāk nekā 400 augu sugu ražo apomiktiskās sēklas, tostarp pienenes un kazenes.
Fakultatīvā apomiksi norāda uz situāciju, kad apomikss notiek daļu laika, bet seksuālā reprodukcija joprojām var notikt. Tas var būt ļoti izdevīgi evolūcijas ziņā. Piemēram, Kentuki bluegrass periodiski rada jaunus celmus seksuālās vairošanās ceļā. Labākie no tiem tiek pavairoti ar apomiksu, un augam ir daudz celmu, kas ir labi pielāgoti lokalizētiem reģioniem.

Arktikas augi gūst lielu labumu no apomiktiskās vairošanās. Ekstrēmi apstākļi tur apgrūtina kukaiņu apputeksnēšanu, tāpēc ir grūti pārnest ģenētisko materiālu no auga uz augu. Ņemot vērā sarežģītos apstākļus, augi varētu gūt labumu no dažiem īpaši specializētākiem celmiem nekā no pastāvīgi mainīgajām populācijām, kas varētu rasties seksuālās vairošanās gadījumā.

Ir liela interese mācīties, kā ģenētiski manipulēt ar apomiktiskiem augiem lauksaimniecības iemeslu dēļ. Tomēr, to darot, ir tehniskas grūtības. Apomiktiskiem augiem bieži ir poliploīdija, kas nozīmē, ka tiem ir vairāk nekā divas hromosomu kopijas. Tas var apgrūtināt gēnu pārnešanu.

Apomiktisko sēklu izmantošanas priekšrocība būtu tāda, ka mazie lauksaimnieki paši varētu ražot elites šķirņu sēklas. Vīrusu slimības var izplatīties caur veģetatīvi pavairotiem augiem, un to varētu samazināt, klonējot ar sēklu kultūrām. Var izmantot arī vietēji pielāgotas šķirnes, kas ir izturīgas pret ekstremāliem klimatiskajiem apstākļiem vai patogēniem.

Ir divas galvenās apomikses formas. Pirmais ir saistīts ar gametofītu, kas ir auga reproduktīvā haploīdā daudzšūnu struktūra. Būt haploīdam nozīmē, ka tajā ir tikai viena hromosomu kopa. Gametofīts ražo gametas – nobriedušas reproduktīvās šūnas, kas parasti apvienotos ar citu pretējā dzimuma pārstāvi, lai veiktu seksuālu reprodukciju. Tomēr gametofītiskā apomiksē neapaugļota olšūna rada embriju. Tas ir līdzīgs partenoģenēzei dzīvniekiem, kas ir mātīšu vairošanās bez dzimuma.

Otrā forma ir pazīstama kā sporofītiskā apomiksi. Šajā gadījumā embriji veidojas kā pumpuri tieši no ādas audiem. Tā ir daļa no olšūnas iekšējiem audiem, struktūras, kurā atrodas embrija maisiņš. Embrija maisiņš turpina savu attīstību, savukārt sporofītiskais embrijs veidos apomiktiskās sēklas. Šo procesu sauc arī par nejaušu embriju. Sporofītiskā apomikss, kas parasti notiek citrusaugļos, ir rets process augstākajos augos.