triggers of asexual reproduction: on the crosslink between hybridization, asexuality, polyploidy and speciation on example of Cobitidae loaches

Abstract

Sexuální reprodukce je u eukaryotických organismů považována za téměř univerzální způsob rozmnožování a má se za to, že jde o evolučně původní stav. Sexuální reprodukce je reprezentována meiotickým dělením, rekombinací, produkcí haploidních gamet a fertilizací. Ačkoliv jsou základní molekulární a cytologické mechanismy meiotického dělení vysoce konzervativní, mohou být narušeny mnoha způsoby, které vedou k výskytu takzvaných asexuálních linií. Původ asexuality se může u jednotlivých taxonů lišit. U obratlovců se spouštěcím mechanismem jeví mezidruhová hybridizace. Současné "klasické" teorie předpokládají, že by asexualita v dlouhodobém evolučním horizontu neměla přetrvat. I přes to jsou mnohé hybridní linie schopny překonat post-zygotické bariéry, způsobující problémy jako kompletní hybridní sterilitu, pozměněnou meiózu vedoucí k asexuálnímu rozmnožování, nebo také zvýšení ploidní úrovně. Přestože jedním z nejčastějších důsledků mezidruhového křížení je sterilita hybridů, mnohé taxony našly způsob, jak produkovat funkční klonální gamety. Znalosti přesných mechanismů formování neredukovaných gamet u asexuálních linií jsou však značně limitovány metodologickými a technologickými obtížemi. Sekavci rodu Cobitis jsou jedním z nejvhodnějších modelů ke studiu otázek týkajících se hybridizace, původu...

(in English) Sexual reproduction is considered a nearly universal feature of all eukaryotic organisms and has been hypothesized to be their ancestral state. Sexual reproduction is mainly represented by meiotic division, recombination, production of haploid gametes and fertilization. Although molecular and cytological mechanisms underlying meiosis are highly conservative they may be disrupted in numerous ways leading to the emergence of so-called asexual lineages. The proximate origins of asexuality may differ for particular taxa. In vertebrates, asexuality frequently is triggered by interspecific hybridization. Nowadays "classical" theories predict that asexuals should not be able to persist on a long-term evolutionary scale. However, the hybrid lineages have to overcome short-term disadvantages, such as postzygotic barriers ranging from complete hybrid sterility to altered meiosis resulting in asexual reproduction and even ploidy elevation. Despite that hybrid sterility is one of the most common outcomes of interspecific hybridization, however various lineages found their ways to alleviate these problems and produce viable clonal gametes. The knowledge about proximate mechanisms of unreduced gamete formation in asexual lineages is very limited as many studies were restricted due to methodological...