Jak vzniká oddělené pohlaví u rostlin?

Většina kvetoucích rostlin vlastní zároveň samčí i samičí pohlavní orgány. Jen zřídka (přibližně u 4 % druhů) se vyskytuje oddělené pohlaví (dvoudomost). Jako příklad uveďme silenku bílou, chmel či konopí. Zdálo by se, že všechny výhody stojí na straně rostlin, které na jednom jedinci nesou květy oboupohlavné nebo jednopohlavné květy obou typů. Jak tedy vůbec rostliny s odděleným pohlavím vznikly? Dlouho se předpokládalo, že vznikají z druhů, pro které je charakteristické samosprašné opylení, ale přímou spojitost mezi samosprašností a oddělením pohlaví se nedařilo najít.

Teprve nedávno ukázala studie badatelů z Arizonské univerzity, že by klíčovým předpokladem pro vznik dvoudomosti mohl být vznik polyploidů (čili druhů se zmnoženými sadami chromozomů). Badatelé se zabývali třemi americkými druhy rodu kustovnice (Lycium), což jsou takové trnité keříky rostoucí ve stepích a polopouštích. Všechny tři druhy mají ve svých populacích část jedinců se samičími květy a zbylé jedince s květy zdánlivě oboupohlavnými, ovšem ve skutečnosti pouze s funkčními samčími orgány. Popsaný stav je označován jako gynodioecie a považuje se za přímý předstupeň dvoudomosti. Tyto tři druhy byly polyploidy se šesti a osmi sadami chromozomů namísto obvyklých dvou.

Zdá se, že vznik polyploidie je spojen s náhlým přechodem z cizosprašného opylení na samosprašné, což přináší drastické důsledky v podobě příbuzenského křížení (inbreedingu). V populacích takových druhů zřejmě vznikne intenzivní tlak na odstranění nežádoucího vlivu příbuzenského křížení a jedna z prvních věcí, které se přímo nabízejí, je právě oddělení pohlaví. Dvoudomé rostliny pochopitelně nemohou být samosprašné. Při pohledu na evoluci amerických kustovnic vyjde najevo, že bezprostředními příbuznými tří uvedených druhů jsou druhy cizosprašné s oboupohlavnými květy, což rovněž potvrzuje představu náhlého přechodu k samosprašnosti, a posléze k dvoudomosti. Autoři tuto situaci nalezli nejméně v 20 dalších případech, a tak nelze vyloučit, že objevili obecný mechanizmus vzniku dvoudomosti. (Science 289, 2335–2338, 2000)