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Eine große Anzahl von Chromosomen zu haben, kann vorteilhaft sein, wenn der Organismus einen kompletten zusätzlichen Chromosomensatz hat. Es wird als polyploid bezeichnet, wenn im Vergleich zu anderen Arten, die dieselben, aber weniger Chromosomensätze aufweisen, zusätzliche Chromosomensätze vorhanden sind. Organismen werden ständig von ihrer Umwelt angegriffen. Mit zusätzlichen Chromosomensätzen sind sie besser in der Lage, den Druck zu bewältigen, der sie auszulöschen droht.
Die Bedeutung der Ploidie
Jeder Organismus hat einen normalen Chromosomensatz in jeder erwachsenen Zelle. Ploidie beschreibt die Anzahl der „Chromosomensätze“, nicht die Anzahl der einzelnen Chromosomen, die ein Organismus besitzt. Der Begriff Euploid beschreibt die normale Anzahl von Mengen, die ein Organismus haben sollte - jeder Organismus hat seine eigene Euploidiezahl. Der Begriff Polyploidie beschreibt Organismen, die mehr als den normalen Chromosomensatz aufweisen. Diploid bedeutet, dass es den doppelten normalen Chromosomensatz hat. Triploid bedeutet das Dreifache der normalen Menge; und so weiter und so fort.Polyploidie bedeutet, dass ein Organismus im Vergleich zum euploiden Organismus über zusätzliche Kopien eines Gens verfügt, da jedes Chromosom eine Version eines Gens trägt. Polyploidie tritt häufig bei Pflanzen, einigen Fischarten und einigen Amphibienarten auf.
Heterosis
Der erste Vorteil, Polyploidie zu haben und eine große Anzahl von Chromosomensätzen zu haben, wird als Heterose oder Hybridvitalität bezeichnet. Es beschreibt die Situation, in der ein Hybridorganismus, der aus der Paarung zweier Elternteile resultiert, besser überleben kann als beide Elternteile. Organismen verschiedener Spezies können sich normalerweise nicht miteinander paaren, aber manchmal produzieren sie etwas, was als Hybrid bezeichnet wird. Hybride sind oft schwach, sterben oder sind unfruchtbar, können aber manchmal stärker sein als ihre Eltern. Eine Heterose kann bei polyploiden Hybriden beobachtet werden, die von euploiden Eltern stammten.
Genredundanz
Der zweite Vorteil der Polyploidität besteht darin, dass der Organismus über zusätzliche Kopien von Genen verfügt, die mutiert werden können, ohne den Organismus zu schädigen. Mutationen sind Änderungen im Code eines Gens, die fehlerhafte Proteine produzieren, die in der Zelle nicht ihren Job machen. Mutationen können durch den normalen Vorgang des Kopierens von DNA vor der Teilung einer Zelle oder durch Strahlung auftreten, die die DNA schädigt. Polyploide Organismen besitzen jedoch viele Kopien eines Gens. Wenn also eine von ihnen mutiert ist und eine kaputte Proteinmaschine hervorbringt, bilden die anderen Kopien immer noch gute Proteine, die die Zelle am Leben erhalten.
Selbstbefruchtung und asexuelle Fortpflanzung
Der dritte Vorteil der Polyploidität besteht darin, dass sich Organismen plötzlich ungeschlechtlich vermehren können, dh ohne Sex mit einem anderen Organismus eines anderen Geschlechts haben zu müssen. Sexuell reproduzierende Organismen produzieren Gameten - Sperma, Pollen oder Eier -, die fusionieren müssen, um einen neuen Organismus zu bilden. Gameten fusionieren nur dann und bilden erfolgreich eine Zelle, wenn sie die Proteinmarker auf der Oberfläche des anderen erkennen und die gleiche Anzahl von Chromosomen aufweisen. Andernfalls stirbt die neu gebildete Zelle häufig ab. Durch die Polyploidie kann sich ein Organismus selbst befruchten, da Gameten sich plötzlich erkennen können.