Нередуцированные гаметы и новообразованные полиплоиды в природных популяциях Achillea borealis (Asteraceae)

Полиплоидия — один из основных механизмов видообразования и адаптации, однако происхождение полиплоидов в природных популяциях изучено недостаточно. Я исследовал нередукцию гамет и образование новообразованных полиплоидов в природных тетраплоидных популяциях Achillea borealis (Asteraceae) — автополиплоидного комплекса, включающего тетраплоидные и гексаплоидные цитотипы. Цитологический анализ тетраплоидных популяций выявил как редуцированные (n=2x), так и нередуцированные «крупные» (2n=4x) и «гигантские» (4n=8x) пыльцевые зерна, которые чётко различались по размеру. Образование нередуцированной пыльцы изучали в двух тетраплоидных популяциях в 1997 и 1998 годах. Средняя частота нередуцированной пыльцы на уровне популяции составляла от 0,030 до 0,538%; нередуцированные зерна образовывали от одной трети до половины обследованных растений. У восьми особей доля нередуцированной пыльцы превышала 1%; максимальные зарегистрированные значения составили 7,0; 13,2 и 15,8%. Экспериментальные скрещивания, в которых растения с высокой продукцией нередуцированной пыльцы использовали как отцовские формы, дали жизнеспособные семена. Однако частота новообразованных гексаплоидов в потомстве экспериментальных скрещиваний (0,388%) была сходной с частотой, наблюдавшейся в потомстве случайно отобранных контрольных растений со свободным опылением (0,465%). Эти результаты позволяют предположить, что наиболее вероятным источником новых полиплоидов служат нередуцированные яйцеклетки. Несмотря на низкую эффективность нередуцированной пыльцы при односторонней половой полиплоидизации, общая частота образования новообразованных гексаплоидов (1 на 233) на несколько порядков превышала оценочную частоту генных мутаций.