Charakterystyka i typy izogamia

Isogamia Jest to system reprodukcyjny roślin, w którym gamety są podobne morfologicznie. Podobieństwo występuje w kształcie i wielkości, a żeńskie i żeńskie komórki płciowe nie można odróżnić. Ten układ reprodukcyjny jest uważany za przodków. Jest prezentowany w różnych grupach glonów, grzybów i pierwotniaków.

Gamety zaangażowane w izogamią mogą być mobilne (rzęsy) lub nie. Związek występuje przez koniugację. Niezróżnicowane połączenie komórek płciowych i wymiany materiału genetycznego.

Isogamia. Zmodyfikowany m. Piepenbring [cc by-sa 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0)], przez Wikimedia Commons

Izogamia może być homotalna lub heterotaliczna. Jest homotalowy, gdy połączenie jest między gametami, które mają ten sam genom. W heterotalnej izogamii gamety mają inny skład genetyczny.

[TOC]

Charakterystyka

Źródło: m. Piepenbring [cc by-sa 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0)]

Reprodukcja izogamii występuje przez koniugację. W tym treść jednej komórki porusza się w kierunku drugiej, a następuje połączenie.

Wejście są procesy karigamy (fuzja jądra) i plazmogamia (fuzja cytoplazmy). Różnicowanie komórek somatycznych w seksualnych warunkach może być związane z warunkami środowiskowymi. Interakcja z innymi osobami tego samego gatunku może również wpływać.

Po wystąpieniu różnicowania gamety muszą znaleźć i rozpoznać inne komórki płciowe. W grupach, w których izogamia, rozpoznawanie i połączenie gamet występuje na różne sposoby.

Komórki płciowe mogą być wiciowe lub nieruchome. W niektórych przypadkach są duże, jak w niektórych zielonych algach.

Chłopaki

Istnieją dwa rodzaje izogamii związane z genetycznym składem gamet.

Isogamia homotaliczna

Gameta jednostki jest połączona z inną z tej samej grupy klonalnej. W takim przypadku uważa się, że występuje samozapłanianie.

Wszystkie jądra mają ten sam genotyp i nie ma interakcji z innym genotypem. Komórki somatyczne różnią się bezpośrednio w komórkach płciowych.

Gamety powstają w populacjach klonalnych, a następnie następuje połączenie, tworząc zygotę.

Heterotalna izogamia

Gamety występują u różnych osób, które mają inny skład genetyczny.

Gamety muszą mieć zgodność genetyczną w przypadku fuzji. Zasadniczo tworzone są dwa rodzaje gamet. „Plus” i „minus”, które są ze sobą kompatybilne.

Komórka gametangialna (która wytwarza gameta) typu tworzy moment obrotowy z drugim typem. Są one rozpoznawane poprzez komunikację chemiczną, która w niektórych przypadkach obejmuje produkcję feromonów.

Organizmy z gametami izogamicznymi

Stan izogamii wydaje się dominować w organizmach jednokomórkowych, podczas gdy anisogamia jest prawie uniwersalna dla wielokomórkowych eukariotów. W większości eukariotycznych linii organizmów jednokomórkowych gamety są takie same pod względem wielkości i nie rozróżniają mężczyzn i kobiet.

Modelowe organizmy

U eukariotów istnieje znaczna liczba gatunków z gametami izogamicznymi. Będziemy jednak wspominać tylko o gatunkach, które pojawiają się stale w literaturze biologicznej - chociaż jest ich o wiele więcej.

Może ci służyć: Resistina

Dobrze znana społeczna ameba gatunku Dictyostelium discoideum, Wspólne drożdże, których używamy do opracowania żywności Saccharomyces cerevisiae i protozoan Pasożyt powodujący chorobę snu Trypanosoma Brucei Wszystkie są przykładami organizmów o identycznych gametach.

U zielonych glonów izogamia jest powszechnym zjawiskiem. W rzeczywistości istnieją dwa rodzaje izogamii w tych organizmach.

Niektóre gatunki wytwarzają gamety o stosunkowo średniej wielkości z systemem fototaktycznym reprezentowanym przez plamę oczu. Inne gatunki mają równe gamety, ale znacznie mniejsze niż w poprzednim przypadku. Ponadto brakuje im plamy oczu.

Wyjątki od reguły

Jednak takiej radykalnej obserwacji nie można dokonać i ograniczyć do gamet izogamicznych do linii jednokomórkowych i anisogamicznych do istot wielokomórkowych.

Rzeczywiście, rośliny przedstawiają pewne wyjątki od tej zasady, ponieważ rodzaje z kolonialnymi zielonymi glonami, takimi jak Pandorina, powrót I Yamagishilla Prezentują stan izogamii.

Istnieją również wyjątki w przeciwnym kierunku, ponieważ istnieją organizmy jednokomórkowe, takie jak zielone glony z porządku briopsidalnego, które mają różne gamety.

Izogamia w glonach

W algach zaobserwowano obecność dwóch rodzajów komórek płciowych związanych z izogamią.

W niektórych grupach gamety są średniej wielkości i mają mechanizmy fototaksji. Przedstawiono punkt oczny, który otrzymuje bodziec światła.

Są one ogólnie związane z obecnością chloroplastów i zdolnością do gromadzenia substancji rezerwowych.  W innych przypadkach gamety są bardzo małe i nie mają plamy oczu.

Rozmnażanie płciowe w algach z izogamią występuje inaczej.

Chlamydomonas

Jest to grupa jednokomórkowych zielonych glonów, z dwoma plażami. Heterotalliczna izogamia przedstawia. U niektórych gatunków może wystąpić izogamia homotalica.

Haploidalne komórki wegetatywne różnią się w komórkach płciowych, gdy warunki azotu rosną w środku. Istnieją dwa rodzaje gamet, z różnymi akcesoriami genetycznymi.

Gamety wytwarzają aglutyniny (cząsteczki adhezyjne), które faworyzują związek wici. Po połączeniu dwie gamety dostarczają informacji genetycznych niezbędnych do rozwoju zarodka.

Closterium

Te glony należą do działu Charoophyta. Są jednokomórkowe. Prezentują homotalię i heterotalną izogamiię.

Gamety nie są mobilne. W tym przypadku, gdy komórek płciowa powstają, powstaje brodawka koniugacyjna. Cytoplasmasy są uwalniane przez pęknięcie ściany komórkowej.

Następnie występuje fuzja protoplazmatów obu gamet i powstaje zygota. Uważa się, że przyciąganie chemiczne jest wytwarzane między różnymi typami genetycznymi w heterotalnej izogamii.

Może ci służyć: gatunki endemiczne

Brązowe glony

Są to organizmy wielokomórkowe, z flagowanymi gametami izogamami. Inne grupy są odtwarzane przez anisogamiię lub oogamiię.

Gamety są morfologicznie takie same, ale zachowują się inaczej. Istnieją gatunki, w których typ żeński uwalnia feromony, które przyciągają typ samca.

W innych przypadkach rodzaj gameta porusza się przez krótki czas. Następnie spożywa plagę i uwalnia feromony. Drugi facet porusza się dłużej i ma receptor sygnału feromonów.

Isogamia w grzybach

Isogamia przedstawia typ homotaliczny, jak i heterotaliczny. W większości przypadków rozpoznanie gamet jest związane z produkcją feromonów.

Drożdże

W kilku grupach jednokomórkowych, takich jak Saccharomyces, Gamety różnią się w odpowiedzi na zmianę składu pożywki hodowlanej. W pewnych warunkach, takich jak niski poziom azotu komórki somatyczne są podzielone przez mejozę.

Gamety o różnym składzie genetycznym są rozpoznawane przez oznaki feromonów. Komórki tworzą projekcje w kierunku źródła feromonów i łączą ich wierzchołki. Jądra obu gamet migrują, aż połączą się i utworzą komórkę diploidalną (zygote).

Grzyby nitkowate

Są to organizmy wielokomórkowe. Głównie prezentują systemy Heterotálicos. Podczas rozwoju seksualnego tworzą struktury dawcy (mężczyzny) i otwarte (żeńskie) (żeńskie).

Fuzja komórek może wystąpić między strzępkami a bardziej wyspecjalizowaną komórką lub między dwoma strzępkami. Wejście jądra dawcy (męskiego) do HIFA, stymuluje rozwój owocnego ciała.

Jądra nie łączą się natychmiast. Owocowe ciało tworzy strukturę dikarowaną, z różnymi jąderami składu genetycznego. Następnie jądra są scalone i podzielone przez mejozę.

Isogamia w Protozoa

Isogamia jest prezentowana w czołowych grupach jednokomórkowych. Te organizmy rzęskowe ustanawiają połączenie cytoplazmatyczne między gametami w wyspecjalizowanej błonie plazmatycznej.

Grupy rzęskowe mają dwa jądra, makronukleus i mikroukleus. Macronucleo jest formą somatyczną. Mikronukleus diploidalny jest podzielony przez mejozę i tworzy gameta.

Jądra haploidalne są wymieniane przez most cytoplazmatyczny. Następnie przywracane są cytoplazmy każdej komórki i odzyskują swoją autonomię. Proces ten jest wyjątkowy w eukariotach.

W Eupload Produkowane są specyficzne feromony każdego typu genetycznego. Komórki zatrzymują wzrost somatyczny, gdy wykrywa inny skład genetyczny feromon.

Dla gatunków Dilectus Cząsteczki rozpoznawania przedstawiono na powierzchni komórki. Kompatybilne gamety wiążą się przez białka adhezyjne w rzęskach.

W Paramecium Produkowane są substancje rozpoznawania między kompatybilnymi gametami. Substancje te promują związek komórek płciowych, a także ich przyczepność i późniejsza fuzja.

Może ci służyć: związek między adaptacją a różnicowym przetrwaniem żywych istot

Konsekwencje ekologiczne i ewolucyjne

Symetryczne inwestycje rodzicielskie

W biologii ewolucyjnej jednym z najczęściej omawianych problemów, gdy mówimy o złożonych organizmach (takich jak ssaki), jest inwestycje rodzicielskie. Ta koncepcja została opracowana przez wybitnego biologa Sir Ronalda Fishera w jego książce ”Genetyczna teoria doboru naturalnego”, I implikuje wydatki rodziców na dobro młodych.

Równość w gametach oznacza, że ​​inwestycje rodzicielskie będą symetryczne dla obu organizmów zaangażowanych w wydarzenie reprodukcyjne.

W przeciwieństwie do systemu anisogamy, w którym inwestycje rodzicielskie są asymetryczne, i jest to gamena żeńska zapewnia większość zasobów (składniki odżywcze itp.) Niegenetyczny dla rozwoju zygoty. W przypadku ewolucji systemów, które mają dymorfizm w swoich gametach, asymetria została również opracowana w organizmach rodzicielskich.

Ewolucja

Zgodnie z dowodami i wzorami reprodukcyjnymi, które znajdujemy u współczesnych gatunków, logiczne wydaje się rozważenie izogamii za stan przodków, pojawiający się we wczesnych stadiach rozmnażania płciowego.

W kilku liniach organizmów wielokomórkowych, takich jak rośliny i zwierzęta, niezależnie ewoluowało z różnicowym systemem reprodukcji, w którym samice gamet są duże, nieruchome i małe mężczyźni oraz z możliwością przemieszczania się do jajników.

Chociaż dokładne trajektorie zmian nie są znane z stanu izogamicznego do anisogamicznego, sformułowano kilka teorii.

Teoria 1

Jeden z nich podkreśla możliwą rekompensatę między rozmiarem gamet a ich liczbą. Zgodnie z tym argumentem pochodzenie anisogamy jest ewolucyjnie stabilną strategią spowodowaną destrukcyjną selekcją w poszukiwaniu wydajności i przeżycia zygoty.

Teoria 2

Inna teoria ma na celu wyjaśnienie tego zjawiska jako sposobu odszkodowania komórki nieruchomej (jajowej) z wieloma komórkami o pojemności ruchowej (nasienie).

Teoria 3

Trzecia wizja wyjaśnia generowanie anisogamy jako adaptacyjnej cechy, aby uniknąć konfliktów między jądrem a cytoplazmatą z powodu jednoznacznego dziedziczenia organelli.

Bibliografia

1. Hadjiviosilou Z i Pomjankowski (2016) Gamete Sygnalizacja leży u podstaw ewolucji typów krycia i ich liczby. Phil. Trans. R. Soc. B 371: 1-12.
2. Lehtonen J, H Kokko i Ga Parker (2016) Czego organizmy izogamiczne uczą nas o seksie i dwóch płciach?.  Trans. R. Soc. B 371: 20150532.
3. Ani M, Mererzaki, S Sun, X Wang i J Heitman (2011) Seks w grzybach. Annu. Obrót silnika. Genet. 45: 405-430.
4. Togashia T, JL Bartelt, J Yoshimura, K Tainakae i Pa Cox (2012) Ewolucyjne talegi wyjaśniają zróżnicowaną ewolucję izogamu i anisogamii u morskich glonów zielonych alg. Proc Natl Acad Sci 109: 13692-13697.
5. Tsuchikane i. M tsuchiya, F Hinka, H Nozaki i H Sekimoto (2012) Formacja zygospore między homothallicznymi i hetothallicznymi szczepami Closterium. Rośliny seksuowe Reprod 25: 1-9.