꽃이 피는 식물의 성선택

Sexual selection in flowering plants

성선택은 한 성이 다른 성의 개인에서 특정한 특성을 선호하여 생기는 자연선택이라고 묘사된다.성선택은 동물의 진화에서 흔히 볼 수 있는 개념이지만, 식물과 함께, 많은 식물들이 헤르마프로디테이기 때문에 종종 간과된다.꽃이 피는 식물은 종종 성적으로 선택되는 많은 특성을 보여준다.예를 들어, 꽃의 대칭성, 과즙 생산, 꽃 구조, 그리고 꽃가루는 성 선택에 의해 작용되는 많은 2차 성 특성들 중 몇 가지에 불과하다.성 이형성과 생식기는 꽃식물에서 성선택에 의해서도 영향을 받을 수 있다.[1]

성적 선택 메커니즘

꽃식물에는 성선택의 두 가지 주요 메커니즘이 있는데 하나는 성내 경쟁이고 다른 하나는 여성 짝 선택이다.성내 선택은 많은 꽃의 진화 및 다양화에 책임이 있다.꽃가루 매개자들의 도움을 받은 성내 선택 또한 헤르마프로디즘 식물들 사이에서 과장된 특성의 몇몇 주목할 만한 예들로 이어졌다.마찬가지로 성적 이형성은 아마도 이질성 식물의 꽃형질에서 성 이형성의 진화에 관여해 왔으며, 또한 꽃형질과의 유전적 상관관계를 통한 이차 성 이형성의 진화에 관여했을 가능성이 높다.여성의 선택을 통한 성적 선택은 아마도 식물에 적용하기 더 어려운 개념일 것이다.특히 수정 중에 암컷(혹은 헤르마프로디트의 여성 기능)이 선택을 한다는 증거가 있다.[2]이 두 가지 메커니즘은 꽃식물에서 성선택의 주요 원동력이다.

대칭 및 구조

시트로넬라 꽃의 꽃구조
추가 정보:열광적으로

꽃의 대칭은 종종 성적 선택에 의해 작용된다.꽃무늬 문자는 꽃가루 매개체로부터 강한 방향 선택을 받는 경우가 많으며, 이는 변동하는 비대칭의 큰 수준으로 발전할 수 있는 꽃의 발달적 동태현상을 방해할 수 있다.꽃의 형질이 요동치는 비대칭은 꽃가루 매개자들이 조화롭게 대칭적인 꽃을 찾아간다면 식물에서 성적인 선택을 초래할 수 있다.수많은 연구에서 꽃가루 매개자들이 꽃의 더 대칭적인 꽃무늬를 선호한다는 것을 보여주었고, 이러한 꽃가루 매개자 선호도가 존재하는 몇 가지 이유가 있다.첫째, 긍정적인 강화로 인해 선호도가 나타날 수 있다.경험으로부터, 꽃가루 매개자들은 비대칭적인 꽃이 대칭적인 꽃보다 덜 상을 준다는 것을 배울 수 있다.둘째로, 꽃가루 매개자가 되기 쉬운 감각적 편견이 대칭적인 꽃을 선택하게 할 수 있다.이러한 꽃가루 매개자 선호도는 더 자주 수정되는 대칭 꽃으로 이어질 수 있다.이러한 수정 빈도의 증가는 씨앗의 생산량을 증가시키고, 대칭적이고 매력적인 꽃을 가진 자손의 생산을 증가시키는 결과를 낳는다.[3]

성적 이형성

꽃을 피우는 식물에는 성적 이형성의 예가 수없이 많다.성적 이형성 차이로는 싹 낙태, 꽃 크기, 식물당 꽃 번호, 꽃 장수, 꽃의 영양 성분, 화밀 생산, 꽃 페놀로지 및 주기성, 꽃향기, 초식성에 대한 꽃향기, 꽃향기, 초식성에 대한 꽃 방호, 총 꽃 번호, 일일 표시 크기, 꽃향기 등 다양한 꽃향기 특성이 있다.스칸스 건축동물성 오염종에서 이러한 차이는 꽃가루 매개체 방문, 짝짓기 경쟁, 성적 이형화의 진화에 영향을 미친다.[4]그러나, 너무 많은 분해가 다른 성보다 한 성에 더 끌리거나 성별이 다른 꽃가루 매개자를 끌어들이면 짝짓기 성공에 방해가 될 수 있기 때문에 동물성 꽃가루 종에는 제약이 있다.그러한 제약조건은 풍화식물에 존재하지 않으며, 꽃가루 분산과 꽃가루 포획에 대한 대조적인 생물물리학적 요건이 식물 건축에서 두드러진 성적 이형성과 일부 종에서 꽃 생산으로 이어졌다.[4]아래는 꽃식물에서 성 이형성의 몇 가지 구체적인 예들이다.

염증

꽃가루와 코롤라의 차이

염증은 여러 가지 방법으로 성적 선택에 의해 행동될 수 있으며, 일반적으로 배열, 수, 크기를 포함한다.[5]예를 들어, 식물에 있는 수컷 꽃들은 종종 암컷보다 더 많은 꽃을 생산한다.게다가, 꽃가루 수출과 궁극적으로는 친자 관계가 꽃 수에 따라 증가하는 경우가 많은데, 심지어 암수화 꽃이 피는 식물도 그렇다.꽃가루 매개자 보상이 없는 오래된 꽃의 보유는 꽃가루 매개자 방문율 증가와 꽃가루 제거 증가로 이어질 수 있다.연구에 따르면, 꽃가루 전달의 증가를 위한 선택들이 있었고, 더 큰 꽃가루 크기를 통해 달성되었으며, 일반적으로 남성과 남성의 경쟁이 그 선택 압력의 일부일 가능성이 있어 보인다.[5]

코롤라

코롤라는 꽃의 꽃잎이며, 성적 선택에도 직면한다.색, 모양, 크기, 대칭과 같은 특성은 종종 성적으로 선택된 압력에 의해 직면한다.한 가지 예는 적어도 어떤 종에서는 수컷 꽃들이 암컷 꽃보다 더 크다는 것이다.이는 추정컨대 자원 할당 메커니즘을 통해 달성되지만, 남성들의 코롤라에 대한 높은 지출로 이어지는 규네슘보다 낮은 안드로슘 비용에서 자원 배분이 크기 차이에 대한 일반적이고 완전한 설명일 가능성은 낮다.일부 코롤라 확장은 꽃가루 생산과 같이 상관관계가 있는 문자를 선택함으로써 발생할 수 있다.그러나 남성 경쟁은 특히 꽃가루 이용이 제한되지 않는 큰 수컷 코롤라의 진화에 직접적으로 기여할 가능성이 높다.[5]

꿀 생산

꿀을 추출하는 유럽 꿀벌.
여성 및 남성 생식계통

과즙 생산은 모든 꽃식물마다 다르며, 그것에 작용하는 많은 다른 선택적 힘이 있다.과즙 생산을 주도하는 특별한 진화력은 없지만 성적인 선택이 큰 역할을 한다고 생각된다.연구는 성적인 선택이 적어도 성별에 치우친 과즙 생산을 가진 일부 종에 대한 개연성 있는 설명이라는 생각을 뒷받침해 왔다.예를 들어, 과즙의 성별 편향적 표현은 흔히 다른 꽃의 특징에 대해 비슷하게 편향된 표현을 동반한다.구체적인 예는 봉선화 꽃에서 비롯되며, 그것들이 어떻게 더 회복되는 남성 단계의 장수를 증가시키는지를 보여주는 것이다.다른 종에서, 꽃잎은 보상이 덜한 암컷 단계에서 두드러지게 시들어지는 것을 볼 수 있다. 그렇지 않으면 보상이 덜한 암컷 단계로 지나가면서 색깔이 변한다.성적으로 선택된 과즙 생산에 대한 더 많은 증거는 꽃가루 매개자들의 특정한 행동에 의존한다.만약 성적인 선택이 현재 성별에 치우친 과즙 생산을 유지하고 있다면, 꽃가루 매개자들은 반드시 수컷과 암컷 상꽃을 구별할 수 있어야 한다.그들은 또한 보상이 더 많은 단계의 꽃들을 우선적으로 방문해야 한다.차별적인 꽃가루 매개체가 있는 종의 경우, 보상 증가가 짝짓기 성공으로 이어질 수 있고, 이것은 과즙이 성적으로 선택된 특성이 될 수 있다.[6]

생식기관

안드로키움은 종종 성적 선택의 압력에 직면한다.이것은 꽃가루가 생성될 때 특히 명백하다; 꽃가루 벡터에 꽃가루가 나타나는 방법에는 성적인 선택의 여러 원천이 있을 수 있다.꽃가루는 꽃가루, 폴리아드, 바이신 실 등에서처럼 여러 꽃가루 알갱이가 함께 이동하도록 하는 단위로 포장되기 때문에, 꽃가루 기증자는 오명확대를 보상하는 것을 선호하지 않는 한 다른 수컷의 접근을 차단함으로써 오명 및 관련 난자를 독점할 수 있을 것이다.게다가, 꽃가루 발아에 남성 경쟁을 높이는 메커니즘인 오명적인 억제를 극복하기 위해 약간의 최소의 꽃가루 알갱이 수에 의존할 때, 큰 꽃가루 분산 장치나 특정한 다른 꽃가루 확산 메커니즘에 대한 선택이 있을 수 있다.꽃가루 매개자 방문 횟수가 적으면 한 번의 방문으로 꽃가루를 모두 제거할 수 있는 방식으로 꽃가루를 포장하도록 선택할 수 있다.반복적인 꽃가루 매개자 방문이 일반적인 경우, 꽃가루 표시의 다양한 시간적 패턴과 꽃가루 분사 방법을 선택할 수 있다.꽃 안과 꽃 사이의 수술 길이 변화는 꽃가루 분산과 잠재적인 수컷 생식 성공에 영향을 미친다.꽃가루를 꽃가루 매개자에게 나누어 줌으로써 친자부의 기회를 늘리는 것은 서로 다른 시스템에서 다른 경로를 택할 수 있으며, 이러한 가능성들 중 어떤 것도 성선택의 맥락에서 볼 수 있다.[5]교네슘은 성적 선택에도 영향을 받는다.난소, 스타일, 오명, 카펠의 모든 부분은 성적 선택의 압력에 직면할 수 있다.난자 포장에서 꽃가루 경쟁의 강도는 난자 수에 비례하는 꽃가루 알갱이의 수에 따라 부분적으로 달라진다.비록 많은 요소들이 난자 수를 결정하는 데 기여할 수 있지만, 암컷들이 꽃가루 경쟁의 수준을 높이는 한 가지 방법은 오명 크기를 유지하면서 난자 수를 줄이는 것이다.기능적 싱카피의 진화(다른 수행자의 변화는 없다고 가정)는 꽃가루 경쟁의 강도를 떨어뜨리는 경향이 있는 하나의 오명으로부터 접근 가능한 난자의 수가 동시에 증가하고, 꽃가루 퇴적물이 하나의 오명 위에 집중되어 꽃가루 경쟁을 증가시키는 경향이 있는 것으로 추정된다.꽃가루 경쟁의 추가적인 증가는 꽃가루 전달의 증가, (꽃가루 매개체의 변화, 꽃가루 표시의 매력 증가, 또는 보상의 증가), 난자 수나 오명 크기의 감소, 오명 수용성의 일시적 패턴의 변화, 또는 카펠의 경쟁 환경의 변화에 의해 야기될 수 있다.[5]

참조

  1. ^ Ashman, Tia-Lynn; Delph, Lynda F. (1 August 2006). "Trait selection in flowering plants: how does sexual selection contribute?". Integrative and Comparative Biology. 46 (4): 465–472. doi:10.1093/icb/icj038. ISSN 1540-7063. PMID 21672758.
  2. ^ "ScienceDirect". Current Biology. 21 (5): R176–R182. 2011-03-08. doi:10.1016/j.cub.2010.12.035.
  3. ^ Møller, Anders Pape; Eriksson, Mats (1995). "Pollinator Preference for Symmetrical Flowers and Sexual Selection in Plants". Oikos. 73 (1): 15–22. doi:10.2307/3545720. ISSN 0030-1299. JSTOR 3545720.
  4. ^ a b Hough, Josh; Barrett, Spencer C. H. (2013-01-01). "Sexual dimorphism in flowering plants". Journal of Experimental Botany. 64 (1): 67–82. doi:10.1093/jxb/ers308. ISSN 0022-0957. PMID 23183260.
  5. ^ a b c d e Willson, Mary F. (1994). "Sexual Selection in Plants: Perspective and Overview". The American Naturalist. 144: S13–S39. doi:10.1086/285651. ISSN 0003-0147. JSTOR 2462727.
  6. ^ Carlson, Jane E.; Harms, Kyle E. (2006). "The Evolution of Gender-Biased Nectar Production in Hermaphroditic Plants". Botanical Review. 72 (2): 179–205. doi:10.1663/0006-8101(2006)72[179:TEOGNP]2.0.CO;2. ISSN 0006-8101. JSTOR 4354517.