Značilnosti in vrste izogamije

The Isogamia Gre za rastlinski reproduktivni sistem, kjer so gamete morfološko podobne. Podobnost se pojavlja v obliki in velikosti, ženske in moških spolnih celic. Ta reproduktivni sistem velja za prednike. Predstavljen je v različnih skupinah alg, gliv in protozojev.

Gamete, vključene v izogamijo, so lahko mobilne (ciliate) ali ne. Zveza se zgodi s konjugacijo. Ne -diferencirane spolne celice združijo in izmenjajo genetski material.

Isogamia. Spremenjen m. Piepenbring [cc by-sa 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0)], prek Wikimedia Commons

Isogamija je lahko homotalna ali heterotalna. Homotalno je, ko je združitev med gamete, ki imajo isti genom. V heterotalni izogamiji imajo gamete drugačno genetsko sestavo.

[TOC]

Značilnosti

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

Reprodukcija izogamije se zgodi s konjugacijo. V tem se vsebnost ene celice premakne proti drugi in združitev se zgodi.

Vključeni so procesi karigamije (jedra fuzija) in plazmogamija (fuzija citoplazme). Somatska diferenciacija celic v spolnih razmerah je lahko povezana z okoljskimi pogoji. Tudi interakcija z drugimi posamezniki iste vrste lahko vpliva.

Po diferenciaciji morajo gamete najti in prepoznati druge spolne celice. V skupinah, kjer se izogamija, se prepoznavanje in zlitje gametov pojavljata na različne načine.

Spolne celice so lahko flagelizirane ali negibne. V nekaterih primerih so veliki, kot v nekaterih zelenih algah.

Fantje

Obstajata dve vrsti izogamije, povezane z genetsko sestavo gamete.

Homotalna izogamija

Posamezna gameta je v kombinaciji z drugo isto klonsko skupino. V tem primeru se šteje, da se pojavi samozavestna.

Vsa jedra imajo enak genotip in ni interakcije z drugačnim genotipom. Somatske celice se neposredno razlikujejo v spolnih celicah.

Gamete se tvorijo v klonskih populacijah, nato pa se združitev pojavi, da tvori zigote.

Heterotalna izogamija

Gamete se pojavljajo pri različnih posameznikih, ki imajo drugačno genetsko sestavo.

Gamete morajo imeti genetsko združljivost za fuzijo. Na splošno se oblikujejo dve vrsti gameta. "Plus" in "minus", ki sta združljiva med seboj.

Gametangialna celica (ki proizvaja gamete) tipa tvori navor z drugo vrsto. Te so prepoznane s kemičnimi komunikacijami, ki v nekaterih primerih vključujejo proizvodnjo feromonov.

Organizmi z izogamičnimi gametami

Zdi se, da stanje izogamije prevladuje v enoceličnih organizmih, medtem ko je anisogamija skoraj univerzalna za večcelične evkariote. V večini evkariontskih rodov enoceličnih organizmov so gamete enake velikosti in ne razlikujejo med samci in samicami.

Modelni organizmi

V evkariotih je veliko vrst z izogamičnimi gametami. Vendar bomo omenili le žanre, ki se nenehno pojavljajo v biološki literaturi - čeprav jih je še veliko več.

Vam lahko služi: upor

Dobro znana socialna amoeba vrste Dictyostelium discoideum, Skupni kvas, ki ga uporabljamo za izdelavo hrane Saccharomyces cerevisiae in protozojski parazit, ki povzroča bolezen spanja Trypanosoma brucei Vsi so primeri organizmov z enakimi gametami.

V zelenih algah je izogamija pogost pojav. Pravzaprav v teh organizmih obstajata dve vrsti izogamije.

Nekatere vrste proizvajajo gamete relativno srednje velikosti s fototaktičnim sistemom, ki ga predstavlja očesna mesta. Druge vrste imajo enake gamete, vendar veliko manjše kot v prejšnjem primeru. Poleg tega jim primanjkuje očesnega madežev.

Izjeme od pravila

Vendar takšnega radikalnega opazovanja ni mogoče izvesti in omejiti na izogamične gamete na enocelične in anizogamične rodovnice na večcelična bitja.

Dejansko rastline predstavljajo nekaj izjem tega pravila, saj rodovi s kolonialnimi zelenimi algami, kot so Pandorina, vrnitev in Yamagishiella Predstavljajo stanje izogamije.

Obstajajo tudi izjeme v nasprotni smeri, saj obstajajo enocelični organizmi, kot so zelene alge Bryopsidalnega reda, ki imajo različne gamete.

Izogamija v algah

V algah so opazili prisotnost dveh vrst spolnih celic, povezanih z izogamijo.

V nekaterih skupinah so gamete srednje velikosti in imajo mehanizme fototaksa. Predstavljena je očesna točka, ki prejme dražljaj svetlobe.

Na splošno so povezani s prisotnostjo kloroplastov in zmožnostjo kopičenja rezervnih snovi.  V drugih primerih so gamete zelo majhne in nimajo očesnega madežev.

Spolna reprodukcija v algah z izogamijo se pojavi drugače.

Chlamydomonas

Gre za skupino enoceličnih zelenih alg z dvema nadlogoma. Predstavlja heterotalna izogamia. Pri nekaterih vrstah lahko pride do izogamije homothalice.

Haploidne vegetativne celice se v spolnih celicah razlikujejo, ko se na sredini povečajo dušikovi pogoji. Obstajata dve vrsti gameta z različnimi genetskimi dodatki.

Gamete proizvajajo aglutinine (adhezijske molekule), ki dajejo prednost zveza flagele. Po združitvi obe gameti zagotavljata genetske informacije, potrebne za razvoj zarodka.

Closterium

Te alge spadajo v oddelek Charoophyta. So enocelični. Predstavljajo homotalno in heterotalno izogamijo.

Gamete niso mobilne. V tem primeru, ko izvirajo spolne celice, nastane konjugacijska papila. Citoplazme sproščajo razpad celične stene.

Nato se pojavi fuzija protoplazmov obeh gametov in nastane zigota. Šteje se, da se kemična privlačnost nastaja med različnimi genetskimi tipi v heterotalni izogamiji.

Vam lahko služi: endemične vrste

Rjave alge

So večcelični organizmi, z flageliranimi gametami Isogamas. Druge skupine reproducirajo Anisogamia ali Oogamy.

Gamete so morfološko enake, vendar se obnašajo drugače. Obstajajo vrste, kjer ženska sprošča feromone, ki privabljajo moškega tipa.

V drugih primerih se vrsta gameta za kratek čas premika. Nato zaužije nadlogo in osvobodi feromone. Drugi fant se giblje dlje časa in ima receptor signala feromonov.

Izogamija v glivah

Isogamija predstavlja tako homotalni kot heterotalni tip. V večini primerov je prepoznavanje gamete povezano s proizvodnjo feromonov.

Kvasovke

V več enoceličnih skupinah, kot je Saccharomyces, Gamete se razlikujejo kot odgovor na spremembo sestave gojišča. Pod določenimi pogoji so somatske celice z nizko raven dušika razdeljene z mejozo.

Gamete z različno genetsko sestavo prepoznajo znaki feromonov. Celice tvorijo projekcije proti izvoru feromonov in združujejo njihove vrhunce. Jedra obeh gametov se selijo, dokler se ne združijo in tvorijo diploidno celico (zigote).

Nitaste glive

So večcelični organizmi. V glavnem predstavljajo sisteme Heterotálicos. Med spolnim razvojem tvorijo darovalce (moški) in dovzetne (ženske) strukture (ženska).

Fuzija celic se lahko pojavi med hifa in bolj specializirano celico ali med dvema hifama. Vhod jedra darovalca (moško) v HIFA spodbuja razvoj plodnega telesa.

Jedra se ne združijo takoj. Plodno telo tvori dikarirano strukturo z različnimi jedri genetske sestave. Kasneje se jedra združi in deli z mejozo.

Isogamia v Protozoi

Isogamia je predstavljena v flageliziranih enoceličnih skupinah. Ti cilirani organizmi vzpostavljajo citoplazemsko povezavo med gamete v specializirani plazemski membrani.

Cilirane skupine imajo dve jedri, makronukleus in mikronukleus. Macnucleo je somatska oblika. Diploid mikronukleus je razdeljen z mejozo in tvori gameto.

Haploidna jedra izmenjujejo citoplazemski most. Nato se obnovijo citoplazme vsake celice in si povrnejo samostojnost. Ta postopek je edinstven v evkariotih.

V Eupload Nastajajo specifični feromoni vsakega genetskega tipa. Celice ustavijo somatsko rast, ko zazna drugačno genetsko sestavo feromon.

Za vrste Dileptus Molekule prepoznavanja so predstavljene na površini celice. Združljive gamete se vežejo z adhezijskimi beljakovinami v ciliji.

V Paramecium Izdelane so snovi za prepoznavanje med združljivimi gametami. Te snovi spodbujajo zvezo spolnih celic, pa tudi njihovo oprijem in kasnejšo fuzijo.

Vam lahko služi: odnos med prilagajanjem in različnim preživetjem živih bitij

Ekološke in evolucijske posledice

Simetrična starševska naložba

V evolucijski biologiji je eno najbolj obravnavanih vprašanj, ko govorimo o zapletenih organizmih (na primer sesalci) starševske naložbe. Ta koncept je v svoji knjigi razvil ugledni biolog Sir Ronald Fisher. "Genetska teorija naravne selekcije”In pomeni stroške staršev za dobrobit mladih.

Enakost v gametah pomeni, da bodo starševske naložbe simetrične za oba organizma, vključeni v prireditev reprodukcije.

Za razliko od sistema Anisogamy, kjer je starševska naložba asimetrična, in ženska gameta zagotavlja večino virov (hranil itd.) Ne -genetski za razvoj zigote. Z evolucijo sistemov, ki imajo dimorfizem v svojih gametah, je bila razvita tudi asimetrija v starševskih organizmih.

Evolucija

Glede na dokaze in vzorce razmnoževanja, ki jih najdemo pri sodobnih vrstah, se zdi logično upoštevati izogamijo kot stanje prednikov, ki se pojavljajo v zgodnjih fazah spolne reprodukcije.

V več linijah večceličnih organizmov, kot so rastline in živali.

Čeprav natančne poti sprememb niso znane od izogamnega stanja do anisogamike, je bilo oblikovanih več teorij.

Teorija 1

Eden od njih poudarja možno nadomestilo med velikostjo gametov in številom le -teh. V skladu s tem argumentom je izvor anisogamije evolucionalno stabilna strategija, ki jo povzroči moteča izbira pri iskanju učinkovitosti in preživetja zigote.

Teorija 2

Druga teorija želi pojasniti pojav kot način kompenzacije negibne celice (ovule) s številnimi celicami z gibanjem (spermo).

Teorija 3

Tretja vizija pojasnjuje generacijo anisogamije kot prilagodljivo značilnost, da se izogne ​​konfliktom med jedrom in citoplazmo zaradi uniparentalne dedovanja organelov.

Reference

1. Hadjiviosilou Z in signalizacijo Gameta Pomiankowski (2016) temelji na razvoju parjenja in njihovega števila. Phil. Trans. R. Soc. B 371: 1-12.
2. Lehtonenen J, H Kokko in Ga Parker (2016) Kaj nas učijo izogamni organizmi o seksu in obeh spolih?.  Trans. R. Soc. B 371: 20150532.
3. Niti M, M Fererzaki, S Sun, X Wang in J Heitman (2011) Seks v glivah. Annu. Rev. Genet. 45: 405-430.
4. Togashia T, Jl Bartelt, J Yoshimura, K Tainakae in PA Cox (2012) Evolucijsko trageektorija pojasnjuje raznoliko evolucijo Isogama in Anisogamije v morskih zelenih algah alg alg. Proc Natl Acad Sci 109: 13692-13697.
5. Tsuchikane in. M Tsuchiya, F Hinka, H Nozaki in H Sekimoto (2012) Zygospore tvorba med homotalnimi in hetotalnimi sevi Closterium. Sex Plant Reprod 25: 1-9.