การผสมตัวเองหรือการปฏิสนธิในต้นเดียวกันหมายถึงการรวมตัวของเซลล์สืบพันธุ์สองเซลล์ที่มาจากสิ่งมีชีวิตตัวเดียวกัน การผสมตัวเองมักพบในรูปแบบของการผสมเกสรในต้นเดียวกัน ซึ่ง เป็นกลไก การสืบพันธุ์ ที่ พืชดอกหลายชนิดใช้อย่างไรก็ตาม พบว่า โปรติสต์ บางชนิด ก็ใช้การผสมตัวเองเป็นวิธีการสืบพันธุ์เช่นกัน พืชดอกมีการผสมตัวเองเป็นประจำ ในขณะที่โปรติสต์ที่ใช้การผสมตัวเองจะทำเช่นนั้นเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่เครียดเท่านั้น

พาราเมเซียม ออเรเลีย เป็น โปรโตซัวที่ได้รับการศึกษามากที่สุดเกี่ยวกับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศในตัวเอง คล้ายกับสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวอื่นๆพาราเมเซียม ออเรเลียโดยทั่วไปจะสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศโดยการแบ่งตัวแบบไบนารีหรือสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศโดยการผสมข้ามพันธุ์ อย่างไรก็ตาม การศึกษาแสดงให้เห็นว่าเมื่ออยู่ภายใต้ภาวะขาดสารอาหารพาราเมเซียม ออเรเลีย จะเกิดการแบ่งตัวแบบไมโอซิสและการรวมตัวของนิวเคลียสคล้ายเซลล์สืบพันธุ์^{[ 1 ]}กระบวนการนี้เรียกว่าเฮมิกซิส ซึ่งเป็นกระบวนการจัดเรียงโครโมโซมใหม่ เกิดขึ้นหลายขั้นตอน ขั้นแรกไมโครนิวเคลียส สองอัน ของ P. aurelia จะ ขยายใหญ่ขึ้นและแบ่งตัวสองครั้งเพื่อสร้างนิวเคลียสแปดอันนิวเคลียสลูกสาวเหล่านี้บางส่วนจะแบ่งตัวต่อไปเพื่อสร้างนิวเคลียสเซลล์สืบพันธุ์ในอนาคต ในบรรดานิวเคลียสเซลล์สืบพันธุ์ที่มีศักยภาพเหล่านี้ หนึ่งอันจะแบ่งตัวอีกสองครั้ง ในบรรดานิวเคลียสลูกสาวสี่อันที่เกิดขึ้นจากขั้นตอนนี้ สองอันจะกลายเป็นแอนลาเจน หรือเซลล์ที่จะก่อตัวเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งมีชีวิตใหม่ นิวเคลียสลูกสาวอีก 2 นิวเคลียสจะกลายเป็นไมโครนิวเคลียสของเซลล์สืบพันธุ์ซึ่งจะเกิดการผสมพันธุ์ตัวเองแบบออโตกาโมส ^{[ 2 ]}การแบ่งนิวเคลียสเหล่านี้พบเห็นได้ส่วนใหญ่เมื่อ P. aureliaอยู่ในภาวะขาดสารอาหาร งานวิจัยแสดงให้เห็นว่า P. aureliaเกิดการผสมพันธุ์ตัวเองพร้อมกันกับสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกัน ^{[ 3 ]}

ในParamecium tetraurelia ความมีชีวิตชีวาจะ ลดลงเรื่อย ๆในระหว่างการแบ่งเซลล์แบบไม่อาศัยเพศโดยการแบ่งตัวแบบไบนารีฟิชชัน การแก่ตัวของโคลนเกี่ยวข้องกับการเพิ่มขึ้นอย่างมากของความเสียหายของ DNA ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}เมื่อพารามีเซียมที่แก่ตัวลงแล้วเกิดการแบ่งตัวแบบไมโอซิสไม่ว่าจะในระหว่างการผสมพันธุ์หรือการผสมตัวเอง นิวเคลียสขนาดใหญ่เดิมจะสลายตัวและนิวเคลียสขนาดใหญ่ใหม่จะถูกสร้างขึ้นโดยการจำลองDNA ของไมโครนิวเคลียส ที่เพิ่งผ่านการแบ่งตัวแบบไมโอซิสตามด้วยการผสมพันธุ์ พารามีเซียมเหล่านี้จะได้รับการฟื้นฟูในแง่ของการมีอายุขัยของโคลนที่กลับคืนมา ดังนั้นจึงดูเหมือนว่าการแก่ตัวของโคลนส่วนใหญ่เกิดจากการสะสมความเสียหายของ DNA อย่างต่อเนื่อง และการฟื้นฟูเกิดจากการซ่อมแซมความเสียหายของ DNAในระหว่างการแบ่งตัวแบบไมโอซิสที่เกิดขึ้นในไมโครนิวเคลียสในระหว่างการผสมพันธุ์หรือการผสมตัวเอง และการสร้างนิวเคลียสขนาดใหญ่ขึ้นใหม่โดยการจำลอง DNA ของไมโครนิวเคลียสที่ได้รับการซ่อมแซมใหม่^{[ 7 ]}

เช่นเดียวกับParamecium aureliaปรสิตซีลิเอต Tetrahymena rostrataก็แสดงให้เห็นว่ามีส่วนร่วมในการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส การผสมตัวเอง และการพัฒนาของมาโครนิวเคลียสใหม่เมื่ออยู่ในสภาวะขาดสารอาหาร^{[ 8 ]}เนื่องจากการเสื่อมสภาพและการปรับโครงสร้างของข้อมูลทางพันธุกรรมที่เกิดขึ้นในการผสมตัวเอง ทำให้เกิด ความแปรปรวนทางพันธุกรรมและอาจเพิ่มโอกาสในการอยู่รอดของลูกหลานในสภาพแวดล้อมที่เครียด^{[ 9 ]}

Allogromia laticollarisอาจเป็นอะมีบอยด์ฟอรามิ นิเฟอราที่ได้รับการศึกษามากที่สุด เกี่ยวกับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ (autogamy) A. laticollarisสามารถสลับระหว่างการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศโดยการผสมข้ามสายพันธุ์และการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศโดยการแบ่งตัวแบบไบแนรีฟิชชัน รายละเอียดของวงจรชีวิตของ A. laticollarisยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด แต่คล้ายกับ Paramecium aurelia A. laticollarisก็แสดงให้เห็นว่าบางครั้งหันไปใช้พฤติกรรมการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเมื่ออยู่ในสภาวะขาดสารอาหาร เช่นเดียวกับที่พบในParamecium มีการ สังเกตพบ ความแตกต่างของนิวเคลียสใน A. laticollaris มักพบการอยู่ร่วมกันของนิวเคลียสขนาดใหญ่และชิ้นส่วนโครโมโซมใน ซึ่งบ่งชี้ถึงการเสื่อมสภาพของนิวเคลียสและโครโมโซม กระบวนการที่คล้ายกับการแบ่งตัวย่อยที่พบใน P. aurelia สามารถมี A. laticollaris รุ่น แฮพลอยด์หลายรุ่นอยู่ได้ก่อนที่จะเกิดการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศขึ้นจริง ^{[ 10 ]}พฤติกรรมการผสมตัวเองใน A. laticollarisมีผลเพิ่มเติมคือทำให้เซลล์ลูกมีขนาดเล็กกว่าเซลล์ที่เกิดจากการแบ่งตัวแบบไบนารีอย่างมาก ^{[ 11 ]}มีการตั้งสมมติฐานว่านี่เป็นกลไกการอยู่รอดที่ใช้เมื่อเซลล์อยู่ในสภาพแวดล้อมที่เครียด และไม่สามารถจัดสรรทรัพยากรทั้งหมดเพื่อสร้างลูกหลานได้ หากเซลล์อยู่ในภาวะเครียดทางโภชนาการและไม่สามารถทำงานได้ตามปกติ ก็มีความเป็นไปได้สูงที่ความเหมาะสมของลูกหลานจะต่ำกว่ามาตรฐาน ^{[ 12 ]}

พืชดอกประมาณ 10–15% ผสมพันธุ์ในตัวเองเป็นหลัก^{[ 13 ]}การผสมเกสรในตัวเองเป็นตัวอย่างหนึ่งของการผสมเกสรในตัวเองที่เกิดขึ้นในพืชดอก การผสมเกสรในตัวเองเกิดขึ้นเมื่อสเปิร์มในละอองเรณูจากเกสรตัวผู้ของพืชต้นหนึ่งไปที่เกสรตัวเมียของพืชต้นเดียวกันนั้นและปฏิสนธิกับเซลล์ไข่ที่มีอยู่ การผสมเกสรในตัวเองสามารถทำได้ทั้งแบบผสมเกสรในตัวเองโดยสมบูรณ์หรือแบบผสมเกสรระหว่างดอกเดียวกัน ในกรณีแรก เซลล์ไข่และสเปิร์มที่รวมกันมาจากดอกเดียวกัน ในกรณีหลัง เซลล์สเปิร์มและเซลล์ไข่สามารถมาจากดอกอื่นบนพืชต้นเดียวกันได้ แม้ว่าวิธีการหลังจะทำให้เส้นแบ่งระหว่างการผสมเกสรในตัวเองแบบผสมเกสรในตัวเองและการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศปกติไม่ชัดเจน แต่ก็ยังถือว่าเป็นการผสมเกสรในตัวเองแบบผสมเกสรในตัวเอง^{[ 14 ]}

การผสมเกสรตัวเองอาจนำไปสู่ภาวะการผสมพันธุ์ในสายเลือดเดียวกันเนื่องจากการแสดงออกของการกลายพันธุ์ แบบด้อยที่ เป็น อันตราย ^{[ 15 ]}การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสตามด้วยการผสมเกสรตัวเองส่งผลให้เกิดความแปรผันทางพันธุกรรมน้อย ทำให้เกิดคำถามว่าการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสในพืชที่ผสมเกสรตัวเองนั้นได้รับการรักษาไว้อย่างปรับตัวได้อย่างไรในช่วงระยะเวลาที่ยาวนานกว่ากระบวนการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศที่ซับซ้อนน้อยกว่าและมีต้นทุนต่ำกว่า ตัวอย่างเช่นArabidopsis thalianaเป็นพืชที่ผสมเกสรตัวเองเป็นหลัก โดยมีอัตราการผสมข้ามสายพันธุ์ในป่าที่ประมาณไว้น้อยกว่า 0.3% ^{[ 16 ]}และการผสมเกสรตัวเองดูเหมือนจะวิวัฒนาการมาเมื่อประมาณหนึ่งล้านปีก่อนหรือมากกว่านั้น^{[ 17 ]}ประโยชน์ในการปรับตัวของการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสที่อาจอธิบายการคงอยู่ของมันในระยะยาวในพืชที่ผสมเกสรตัวเองคือการซ่อมแซมความเสียหายของ DNA โดยการรีคอมบิเนชัน ที่มีประสิทธิภาพ ^{[ 18 ]}

โดยพื้นฐานแล้ว การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศในเชื้อรามีสองประเภทที่แตกต่างกัน ประเภทแรกคือการผสมข้าม (ในเชื้อราเฮเทอโรทัลลิ ก) ในกรณีนี้ การผสมพันธุ์เกิดขึ้นระหว่างสิ่งมี ชีวิตแฮพลอยด์ สองตัวที่แตกต่างกัน เพื่อสร้างไซโกตแบบดิพลอยด์ ซึ่งสามารถเข้าสู่กระบวนการไมโอซิสได้ประเภทที่สองคือการผสมตัวเอง (ใน เชื้อรา โฮโมทัลลิก) ในกรณีนี้ นิวเคลียสแฮพลอยด์สองนิวเคลียสที่ได้มาจากสิ่งมีชีวิตเดียวกันจะรวมกันเพื่อสร้างไซโกตซึ่งสามารถเข้าสู่กระบวนการไมโอซิสได้ ตัวอย่างของเชื้อราโฮโมทัลลิกที่ผสมตัวเอง ได้แก่ สปีชีส์ที่มีระยะสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศคล้ายแอสเปอร์จิลลัส (อนามอร์ฟ) ที่พบในหลายสกุล^{[ 19 ]} สปีชีส์ หลายชนิดของสกุลแอสโคไมซีตCochliobolus [ ^{20 ]}และแอสโคไมซีตPneumocystis jirovecii ^{[ 21 ]} (สำหรับตัวอย่างอื่นๆ โปรด^ดู Homothallism ) การทบทวนหลักฐานเกี่ยวกับการวิวัฒนาการของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศในเชื้อรานำไปสู่แนวคิดที่ว่ารูปแบบดั้งเดิมของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศในบรรพบุรุษร่วมของยูคาริโอตสุดท้ายคือการสืบพันธุ์แบบเพศเดียวหรือแบบผสมพันธุ์ได้เอง^{[ 22 ]}

การผสมพันธุ์ในตัวเองที่พบในพืชดอกและโปรติสต์มีข้อดีหลายประการ ในพืชดอกนั้น การที่พืชบางชนิดไม่ต้องพึ่งพาตัวช่วยผสมเกสรเหมือนกับพืชชนิดอื่นมีความสำคัญ อย่างไรก็ตาม นี่เป็นเรื่องผิดปกติ เนื่องจากพืชหลายชนิดได้วิวัฒนาการให้ไม่สามารถผสมพันธุ์กับเซลล์สืบพันธุ์ของตัวเองได้ ในขณะที่พืชเหล่านี้จะไม่ได้รับประโยชน์จากการผสมพันธุ์ในตัวเองเป็นกลไกการสืบพันธุ์ แต่พืชชนิดอื่นที่ไม่มีภาวะไม่สามารถผสมพันธุ์กับตัวเองได้จะได้รับประโยชน์จากการผสมพันธุ์ในตัวเอง โปรติสต์มีข้อได้เปรียบในการเพิ่มความหลากหลายของวิธีการสืบพันธุ์ ซึ่งมีประโยชน์หลายประการ ประการแรก หากมีการเปลี่ยนแปลงที่ไม่เอื้ออำนวยในสภาพแวดล้อมที่ทำให้ความสามารถในการสืบพันธุ์ลดลง การมีกลไกการผสมพันธุ์ในตัวเองจึงเป็นประโยชน์ ในสิ่งมีชีวิตอื่นๆ พบว่าความหลากหลายทางพันธุกรรมที่เกิดจากการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศนั้นได้รับการรักษาไว้โดยการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมที่เอื้อต่อจีโนไทป์บางชนิดมากกว่าชนิดอื่นๆ นอกเหนือจากสถานการณ์สุดขั้วแล้ว เป็นไปได้ว่ารูปแบบการสืบพันธุ์นี้จะก่อให้เกิดจีโนไทป์ในลูกหลานที่จะเพิ่มความเหมาะสมในสภาพแวดล้อม เนื่องจากธรรมชาติของการเสื่อมสภาพและการปรับโครงสร้างทางพันธุกรรมที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติในการผสมพันธุ์ในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว ดังนั้น พฤติกรรมการผสมพันธุ์อาจเป็นประโยชน์หากบุคคลต้องการรับประกันความอยู่รอดและความมีชีวิตของลูกหลาน ข้อได้เปรียบนี้ยังใช้ได้กับพืชดอกด้วย การเปลี่ยนแปลงนี้ยังไม่แสดงให้เห็นว่าทำให้ลูกหลานมีความเหมาะสมมากขึ้นในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว^{[ 23 ]}เป็นไปได้ว่าสภาวะที่ขาดสารอาหารของเซลล์แม่ก่อนการผสมพันธุ์ได้สร้างอุปสรรคต่อการผลิตลูกหลานที่สามารถเจริญเติบโตได้ในสภาพแวดล้อมที่เครียดเช่นเดียวกัน^{[ 24 ]}

ในพืชดอก การผสมตัวเองมีข้อเสียคือทำให้เกิดความหลากหลายทางพันธุกรรม ต่ำ ในสายพันธุ์ที่ใช้การผสมตัวเองเป็นวิธีการสืบพันธุ์หลัก ซึ่งทำให้สายพันธุ์เหล่านั้นมีความอ่อนแอต่อเชื้อโรคและไวรัสที่อาจเป็นอันตรายได้ นอกจากนี้ ฟอรามินิเฟอราที่ใช้การผสมตัวเองยังแสดงให้เห็นว่าผลิตลูกหลานที่มีขนาดเล็กกว่ามาก^{[ 25 ]} ซึ่งบ่งชี้ว่าเนื่องจากโดยทั่วไปแล้วเป็นกลไกการเอาชีวิตรอดในภาวะฉุกเฉินสำหรับสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว กลไกนี้จึงไม่มีทรัพยากรทางโภชนาการที่สิ่งมีชีวิตจะได้รับหากมันกำลังแบ่งตัวแบบไบนารีฟิชชัน^{[ 26 ]}

การผสมพันธุ์ตัวเองส่งผลให้เกิดการสูญเสียความแปรผันทางพันธุกรรมภายในตัวบุคคล (ลูกหลาน) เนื่องจากตำแหน่งทางพันธุกรรมจำนวนมากที่เป็นเฮเทอโรไซกัส กลาย เป็นโฮโมไซกัสซึ่งอาจส่งผลให้เกิดการแสดงออกของอัลลีลด้อย ที่เป็นอันตราย ซึ่งอาจมีผลร้ายแรงต่อตัวบุคคล ผลกระทบจะรุนแรงที่สุดเมื่อการผสมพันธุ์ตัวเองเกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตที่ปกติแล้วมีการผสมข้ามสายพันธุ์^{[ 27 ]}ในพืช การผสมพันธุ์ตัวเองสามารถเกิดขึ้นได้ในรูปแบบการผสมเกสรแบบออโตกามัสหรือเกอิโตโนกามัส และอาจมีผลกระทบต่อความเหมาะสมที่แตกต่างกันซึ่งแสดงออกมาในรูปของภาวะซึมเศร้าจากการผสมเกสรแบบออโตกา มัส หลังจากหลายชั่วอายุ คน ภาวะซึมเศร้าจากการผสมพันธุ์ในสายเลือด เดียวกัน มีแนวโน้มที่จะกำจัดอัลลีลที่เป็นอันตรายออกจากประชากรเนื่องจากบุคคลที่มียีนเหล่านั้นส่วนใหญ่ได้ตายไปแล้วหรือล้มเหลวในการสืบพันธุ์^{[ 28 ]}

หากไม่มีผลกระทบอื่นใดเข้ามาแทรกแซง สัดส่วนของตำแหน่งเฮเทอโรไซกัสจะลดลงครึ่งหนึ่งในแต่ละรุ่นที่ต่อเนื่องกัน ดังแสดงในตารางต่อไปนี้^{[ 29 ]}

• ผู้ปกครอง: x (100%) และใน${\displaystyle (P)}$${\displaystyle Aa}$${\displaystyle Aa}$
• ${\displaystyle F}$รุ่น_{ที่ 1}ให้ผลลัพธ์ดังนี้:  : : ซึ่งหมายความว่าความถี่ของเฮเทอโรไซโกต์ในขณะนี้คือ 50% ของค่าเริ่มต้น${\displaystyle 1AA}$${\displaystyle 2Aa}$${\displaystyle 1aa}$
• เมื่อถึงรุ่นที่₁₀บุคคลที่มีลักษณะเฮเทโรไซกัสแทบจะหายไปหมด และประชากรก็มีลักษณะแบ่งขั้ว โดยส่วนใหญ่มีแต่บุคคลที่มีลักษณะโฮโมไซกัส ( และ)${\displaystyle F}$${\displaystyle AA}$${\displaystyle aa}$

การเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการจากการผสมข้ามพันธุ์ไปสู่การผสมตัวเองเป็นหนึ่งในการเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการที่เกิดขึ้นบ่อยที่สุดในพืช เนื่องจากการผสมตัวเองในพืชดอกและการผสมตัวเองในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวมีความแตกต่างกันโดยพื้นฐาน และพืชกับโปรติสต์ไม่มีความสัมพันธ์กัน จึงเป็นไปได้ว่าทั้งสองกรณีวิวัฒนาการแยกจากกัน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความแปรผันทางพันธุกรรมโดยรวมที่เกิดขึ้นในลูกหลานมีน้อย จึงยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ว่าการผสมตัวเองได้รับการรักษาไว้ในแผนภูมิวิวัฒนาการได้อย่างไร^{[ 30 ]}

• แบบจำลองการพึ่งพาตนเองที่มีประสิทธิภาพ
• การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ
• การผสมพันธุ์ในสายเลือดเดียวกัน
• การผสมข้ามสายพันธุ์
• ภาวะเสื่อมถอยจากการผสมพันธุ์ในสายเลือดเดียวกัน
• ภาวะด้อยคุณภาพจากการผสมข้ามสายพันธุ์
• ภาวะกะเทยแบบต่อเนื่องคือ สิ่งมีชีวิตนั้นใช้ชีวิตช่วงหนึ่งเป็นเพศเมียและอีกช่วงหนึ่งเป็นเพศผู้ การผสมพันธุ์ในตัวเองเป็นไปไม่ได้