PEMUPUKAN SENDIRI: PADA HEWAN, TUMBUHAN DAN CONTOH - BIOLOGI - 2025

Pembuahan sendiri adalah penyatuan gamet jantan dan betina dari individu yang sama. Itu terjadi pada organisme yang bersifat hermafrodit - makhluk yang menggabungkan fungsi pria dan wanita dalam satu individu, baik secara berurutan atau bersamaan.

Ketika produksi gamet dari kedua jenis tersebut tumpang tindih dalam waktu (setidaknya dalam waktu), hermafrodit tersebut serentak. Modalitas ini menawarkan kemungkinan pembuahan sendiri.

Pemupukan sendiri terjadi pada beberapa spesies tanaman
Sumber: pixabay.com

Pada organisme multisel, terutama tumbuhan dan hewan, menjadi hermafrodit tampaknya menjadi fenomena yang tersebar luas.

Pemupukan sendiri adalah strategi optimal untuk lingkungan yang konstan dengan sedikit ketersediaan pasangan. Namun, hal tersebut membawa beberapa konsekuensi negatif, seperti depresi akibat kekerabatan.

Dalam fenomena ini, keragaman genetik populasi berkurang, yang mengurangi kemampuannya untuk beradaptasi terhadap perubahan lingkungan, ketahanan terhadap patogen atau herbivora. Aspek-aspek ini tampaknya penting untuk garis keturunan tumbuhan dan hewan.

Pada tumbuhan

Pada tumbuhan, adalah umum bagi individu yang sama untuk menjadi "ayah dan ibu" dari benih mereka. Meskipun peran utama bunga - kemungkinan besar - untuk mempromosikan pembuahan silang, pemupukan sendiri dapat terjadi pada spesies hermafrodit.

Beberapa contoh tumbuhan tempat fenomena ini terjadi adalah kacang polong (organisme yang digunakan oleh Gregor Mendel untuk mengembangkan hukum dasar pewarisan, di mana peristiwa pemupukan sendiri sangat penting untuk prosesnya) dan beberapa legum.

Dalam kasus bunga kedelai, misalnya, bunganya dapat terbuka untuk memungkinkan penyerbukan silang oleh serangga, atau dapat tetap tertutup dan melakukan penyerbukan sendiri.

Pada hewan

Menurut Jarne et al. (2006), tidak termasuk serangga, sekitar sepertiga spesies hewan menghadirkan fenomena hermafroditisme. Fakta ini telah memfasilitasi evolusi pembuahan sendiri pada banyak spesies hewan.

Distribusi tingkat selfing serupa dengan yang ada di tumbuhan, menunjukkan bahwa proses serupa telah beroperasi di kedua garis keturunan untuk mendukung evolusi selfing.

Untuk Jarne et al. (2006), hermafroditisme jarang ditemukan pada filum hewan yang lebih besar, terutama artropoda. Ini adalah fenomena umum dalam filum yang lebih kecil, termasuk spons laut, ubur-ubur, cacing pipih, moluska, penyemprot laut, dan annelida.

Para penulis ini menemukan bahwa peristiwa pembuahan sendiri terjadi di taksa di mana gamet (jantan dan betina) diproduksi di satu situs atau kelenjar, seperti yang terjadi pada siput paru.

Ini juga dapat terjadi dalam situasi di mana gamet diproduksi di tempat yang berbeda, atau ketika mereka dikeluarkan ke dalam air, seperti yang terjadi pada spesies laut.

Pada beberapa trematoda dan oligochaetes, selfing terjadi setelah kopulasi yang diperlukan pada individu yang sama.

Keuntungan pemupukan sendiri

Ada beberapa keuntungan pemupukan sendiri dalam jangka pendek. Pertama, gamet betina dan jantan berasal dari individu induk yang sama.

Jadi, organisme mendapat manfaat tambahan 50% dari transmisi gen mereka - dibandingkan dengan hanya 50% kontribusi khas dari reproduksi seksual, karena 50% sisanya sesuai dengan kontribusi dari pasangan seksual.

Pemupukan sendiri juga dapat dilakukan jika wilayah yang dihuni oleh spesies tersebut dicirikan oleh jumlah pasangan potensial yang rendah atau, dalam kasus tanaman, di area di mana ketersediaan penyerbuk sedikit.

Selain itu, pada spesies tanaman, pemupukan sendiri akan menghasilkan penghematan energi, karena bunga tanaman ini bisa berukuran kecil (tidak lagi harus besar dan terlihat untuk menarik penyerbuk) dengan jumlah serbuk sari yang terbatas.

Dengan demikian, pemupukan sendiri memastikan reproduksi dan meningkatkan kolonisasi area tersebut. Hipotesis ekologi yang paling diterima untuk menjelaskan evolusi pemupukan sendiri terkait dengan jaminan reproduksi.

Kerugian dari selfing

Kerugian utama dari selfing dianggap depresi perkawinan sedarah. Fenomena ini menyiratkan penurunan kebugaran atau sikap biologis keturunan yang sama dalam kaitannya dengan keturunan yang disilangkan.

Oleh karena itu, ada spesies yang meskipun hermafrodit, memiliki mekanisme untuk mencegah pembuahan sendiri. Mekanisme utama akan dibahas di bagian selanjutnya.

Pandangan saat ini tentang evolusi pemupukan diri melibatkan kekuatan ekologi dan evolusi. Dari perspektif Fisher, diasumsikan interaksi antara keuntungan nyata dari pemupukan diri dan depresi karena kekerabatan.

Model ini memprediksi pembentukan pemupukan sendiri atau persilangan murni, sebagai hasil dari seleksi yang mengganggu (ketika sifat ekstrem disukai), yang tidak mendukung peningkatan frekuensi varian antara.

Dengan cara ini, model mengusulkan evolusi sistem ini sebagai interaksi antara keuntungan dan kerugiannya.

Model ekologi, pada bagian mereka, mengusulkan tingkat pemupukan diri menengah.

Mekanisme yang mencegah pemupukan sendiri pada tanaman

Diketahui secara luas bahwa reproduksi seksual memberikan manfaat yang sangat besar. Jenis kelamin meningkatkan keragaman genetik keturunan, yang berarti kemungkinan besar penerusnya menghadapi tantangan yang lebih besar, seperti perubahan lingkungan, organisme patogen, dan lain-lain.

Sebaliknya, pemupukan sendiri terjadi pada tanaman dan hewan tanaman tertentu. Disarankan agar proses ini memastikan bahwa individu baru akan berkembang sepenuhnya, dan juga merupakan strategi yang dapat dijalankan - meskipun tergantung pada spesies dan kondisi lingkungan.

Telah ditemukan bahwa dalam berbagai angiospermae terdapat mekanisme yang mencegah pembuahan sendiri pada organisme hermafrodit, yang memperumit berbagai cara bunga dapat membuahi dirinya sendiri.

Penghalang ini meningkatkan keragaman genetik populasi, karena mereka berusaha memastikan bahwa gamet betina dan jantan berasal dari induk yang berbeda.

Tanaman yang menyajikan bunga dengan benang sari dan karpel fungsional menghindari selfing dengan perbedaan waktu pematangan struktur. Modalitas lain adalah pengaturan struktural yang mencegah transfer serbuk sari.

Mekanisme yang paling umum adalah ketidakcocokan diri. Dalam hal ini, tanaman cenderung menolak serbuk sari sendiri.

Referensi

1. Jarne, P., & Auld, JR (2006). Hewan juga mencampurnya: distribusi pemupukan sendiri di antara hewan hermafrodit. Evolusi, 60 (9), 1816-1824.
2. Jiménez-Durán, K., & Cruz-García, F. (2011). Ketidakcocokan seksual, mekanisme genetik yang mencegah pemupukan sendiri dan berkontribusi pada keanekaragaman tanaman. Majalah Fitotecnia Meksiko, 34 (1), 1-9.
3. Lande, R., & Schemske, DW (1985). Evolusi pemupukan sendiri dan depresi perkawinan sedarah pada tanaman. I. Model genetik. Evolusi, 39 (1), 24-40.
4. Schärer, L., Janicke, T., & Ramm, SA (2015). Konflik seksual di hermafrodit. Perspektif Cold Spring Harbor dalam biologi, 7 (1), a017673.
5. Slotte, T., Hazzouri, KM, Ågren, JA, Koenig, D., Maumus, F., Guo, YL,… & Wang, W. (2013). Genom Capsella rubella dan konsekuensi genom dari evolusi sistem perkawinan yang cepat. Genetika alam, 45 (7), 831.
6. Wright, SI, Kalisz, S., & Slotte, T. (2013). Konsekuensi evolusioner dari pemupukan sendiri pada tanaman. Prosiding. Ilmu biologi, 280 (1760), 20130133.