Charakteristiky a typy izogamie

Ten Izogamia Je to reprodukčný systém rastlín, v ktorom sú gaméty morfologicky podobné. Podobnosť sa vyskytuje v tvare a veľkosti a bunky pohlavia samice a mužov nie je možné rozlíšiť. Tento reprodukčný systém sa považuje za predkov. Je prezentovaný v rôznych skupinách rias, húb a protozoa.

Gaméty zapojené do izogamy môžu byť mobilné (ciliáty) alebo nie. Únia sa vyskytuje konjugáciou. Nediferencované zlúčenie pohlavných buniek a výmenu genetického materiálu.

Izogamia. Upravené m. Piepenbring [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0)], cez Wikimedia Commons

Izogamia môže byť homotálna alebo heterotalická. Je homotatallic, keď je fúzia medzi gamétmi, ktoré majú rovnaký genóm. V heterotálnej izogame majú gaméty iné genetické zloženie.

[TOC]

Charakteristika

Zdroj: M. Piepenbring [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0)]

Reprodukcia izogamie sa vyskytuje konjugáciou. V tomto sa obsah jednej bunky pohybuje smerom k druhej a dochádza k zlúčeniu.

Sú zapojené karigamické procesy (jadrové fúzie) a plazmogamia (fúzia cytoplazmy). Diferenciácia somatických buniek v sexuálnom mieste môže byť spojená s podmienkami prostredia. Interakcia s ostatnými jedincami toho istého druhu môže tiež ovplyvniť.

Po diferenciácii musia gaméty nájsť a rozpoznať iné sexuálne bunky. V skupinách, kde je izogamia, sa rozpoznávanie a fúzia gamét vyskytuje rôznymi spôsobmi.

Sexové bunky môžu byť bičíky alebo nehybné. V niektorých prípadoch sú veľké, rovnako ako v niektorých zelených rianoch.

Chlapci

Existujú dva typy izogamie súvisiace s genetickým zložením gamét.

Homotalická izogamia

Gameta jednotlivca je kombinovaná s inou z tej istej klonálnej skupiny. V tomto prípade sa predpokladá, že došlo.

Všetky jadrá majú rovnaký genotyp a neexistuje interakcia s iným genotypom. Somatické bunky sa líšia priamo v sexuálnych bunkách.

Gaméty sa tvoria v klonálnych populáciách a následne sa zlúčenie vyskytuje za vzniku zygote.

Heterotálna izogamia

Gamety sa vyskytujú u rôznych jedincov, ktoré majú iné genetické zloženie.

Gaméty sa vyžadujú, aby mali genetickú kompatibilitu, aby sa fúzia vyskytla. Spravidla sa vytvárajú dva typy gamét. „Plus“ a „mínus“, ktoré sú navzájom kompatibilné.

Gametangialová bunka (ktorá produkuje gametu) typu tvorí krútiaci moment s momentom druhého typu. Uznávajú sa prostredníctvom chemickej komunikácie, ktorá v niektorých prípadoch zahŕňa výrobu feromónov.

Organizmy s izogamickými gamétmi

Zdá sa, že stav izogamie dominuje v jednobunkových organizmoch, zatiaľ čo anizogamia je pre mnohobunkové eukaryoty takmer univerzálna. Vo väčšine eukaryotických línií jednobunkových organizmov sú gaméty rovnaké vo veľkosti a nerozlišujú medzi mužmi a ženami.

Modelové organizmy

V eukaryotoch existuje značný počet druhov s izogamickými gamétmi. Budeme však spomenúť iba žánre, ktoré sa objavujú neustále v biologickej literatúre - hoci ich je oveľa viac.

Môže vám slúžiť: rezistina

Dobre známa sociálna améba druhu Discoideum Dictyostelium, Bežné kvasinky, ktoré používame na vypracovanie potravín Sacharomyces cerevisiae a protozoanský parazit spôsobujúci ochorenie spánku Trypanosoma brucei Všetky sú príkladmi organizmov s rovnakými gamétmi.

V zelených rianoch je izogamia bežným javom. V skutočnosti existujú dva typy izogamie v týchto organizmoch.

Niektoré druhy produkujú gaméty relatívne strednej veľkosti s fototaktickým systémom predstavovaným očným škvrnom. Ostatné druhy majú rovnaké gaméty, ale oveľa menšie ako v predchádzajúcom prípade. Okrem toho im chýba škvrna očí.

Výnimky z pravidla

Takéto radikálne pozorovanie však nie je možné urobiť a obmedziť sa na izogamické gaméty na jednobunkové a anizogamické línie na mnohobunkové bytosti.

Rastliny skutočne predstavujú určité výnimky z tohto pravidla, pretože rody s koloniálnymi zelenými riasami, ako sú napríklad Pandorina, návrat a Jamagishiella Predstavujú stav izogamie.

Existujú tiež výnimky v opačnom smere, pretože existujú jednobunkové organizmy, ako sú napríklad zelené riasy Bryopsidálneho poradia, ktoré majú rôzne gaméty.

Izogamia v rianoch

V rianoch bola pozorovaná prítomnosť dvoch typov pohlavných buniek spojených s izogamou.

V niektorých skupinách sú gaméty stredné a majú fototaxiálne mechanizmy. Je uvedené očné miesto, ktoré prijíma stimul svetla.

Spravidla sú spojené s prítomnosťou chloroplastov a schopnosťou akumulovať rezervné látky.  V iných prípadoch sú gaméty veľmi malé a nemajú očné škvrny.

Sexuálna reprodukcia v rianoch s izogamou sa vyskytuje inak.

Chlamydomonas

Je to skupina jednobunkových zelených rias, s dvoma bránkami. Heterotalická izogamia predstavuje. U niektorých druhov sa môže vyskytnúť homothalica izogamia.

Haploidné vegetatívne bunky sa líšia v pohlavných bunkách, keď sa v strede zvyšujú podmienky dusíka. Existujú dva typy gamét s rôznymi genetickými príslušenstvom.

Gaméty produkujú aglutiníny (adhézne molekuly), ktoré uprednostňujú spojenie bičíkov. Po zlúčení poskytujú tieto dve gaméty genetické informácie potrebné na vývoj embrya.

Bližovanie

Tieto riasy patria do divízie Charoophyta. Sú jednobunkové. Predstavujú homotalickú a heterotálnu izogamiu.

Gaméty nie sú mobilné. V tomto prípade, keď vznikajú sexuálne bunky, sa vytvorí konjugácia papily. Cytoplazmy sa uvoľňujú prasknutím bunkovej steny.

Následne sa vyskytuje fúzia protoplazmov oboch gamét a vytvorí sa zygote. Predpokladá sa, že chemická príťažlivosť sa vyrába medzi rôznymi genetickými typmi v heterotálnej izogamii.

Môže vám slúžiť: endemické druhy

Hnedé riasy

Sú to mnohobunkové organizmy, s bičíkmi izogamovými gametami. Ostatné skupiny sú reprodukované anizogamia alebo oogamia.

Gaméty sú morfologicky rovnaké, ale správajú sa inak. Existujú druhy, kde ženský typ uvoľňuje feromóny, ktoré priťahujú mužský typ.

V iných prípadoch sa typ gamety pohybuje na krátku dobu. Potom požíva metlu a oslobodzuje feromóny. Druhý chlap sa pohybuje dlhšie a má receptor signálu feromónov.

Izogamia v húb

Izogamia predstavuje homotalický aj heterotalický typ. Vo väčšine prípadov je uznanie gamét spojené s výrobou feromónov.

Kvasinky

V niekoľkých jednobunkových skupinách, ako napríklad Sacharomyces, Gaméty sa líšia v reakcii na zmenu zloženia kultivačného média. Za určitých podmienok, ako sú nízka hladina dusíka, sú somatické bunky rozdelené meiózou.

Gaméty s rôznym genetickým zložením sú rozpoznávané príznakmi feromónov. Bunky tvoria projekcie smerom k zdroju feromónov a zjednocujú ich vrcholy. Jadrá obidvoch gamét migrujú, až kým sa zlúčia a nevytvoria diploidnú bunku (zygote).

Vláknité huby

Sú to mnohobunkové organizmy. Predovšetkým prezentujú heterotálické systémy. Počas sexuálneho rozvoja tvoria darcovské (mužské) a receptívne (ženské) štruktúry (ženy).

Fúzia buniek sa môže vyskytnúť medzi hýfami a špecializovanejšou bunkou alebo medzi dvoma hýfami. Vstup do jadra darcu (mužský) do HIFA stimuluje vývoj plodného tela.

Jadrá sa nezlúčia okamžite. Plodné telo tvorí dikarovanú štruktúru s rôznymi genetickými jadrami zloženia. Následne sú jadrá zlúčené a rozdelené meiózou.

Izogamia v protozoa

Isogamia je prezentovaná v bičíkových jednobunkových skupinách. Tieto civilené organizmy vytvárajú cytoplazmatické spojenie medzi gamétmi v špecializovanej plazmatickej membráne.

Cilaované skupiny majú dve jadrá, makronukleus a mikronukleus. Macronucleo je somatická forma. Diploidný mikronukleus je rozdelený meiózou a tvorí gametu.

Haploidné jadrá sa vymieňajú cytoplazmatickým mostom. Následne sa obnovia cytoplazmy každej bunky a obnovia svoju autonómiu. Tento proces je v eukaryotoch jedinečný.

V Eupload Vyrábajú sa špecifické feromóny každého genetického typu. Bunky zastavujú somatický rast, keď detekuje odlišný genetický zloženie feromón.

Pre druhy Dileptus rozpoznávacie molekuly sú uvedené na povrchu bunky. Kompatibilné gaméty sa viažu adhézne proteínmi v cilii.

V Paramecium Vyrábajú sa rozpoznávacie látky medzi kompatibilnými gametami. Tieto látky podporujú spojenie sexuálnych buniek, ako aj ich adhéziu a následnú fúziu.

Môže vám slúžiť: Vzťah medzi adaptáciou a diferenciálnym prežitím živých bytostí

Ekologické a evolučné následky

Symetrické rodičovské investície

V evolučnej biológii je jedným z najviac diskutovaných problémov, keď hovoríme o zložitých organizmoch (ako sú cicavce). Tento koncept vyvinul významný biológ Sir Ronald Fisher vo svojej knihe “Genetická teória prírodného výberu“A naznačuje výdavky rodičov pre blaho mladých.

Rovnosť v Gametes naznačuje, že rodičovské investície budú symetrické pre oba organizmy zapojené do reprodukčnej udalosti.

Na rozdiel od systému anizogamy, kde sú rodičovské investície asymetrické, a práve ženská gamete poskytuje väčšinu zdrojov (živiny atď.) Ne -genetické pre rozvoj Zygote. S vývojom systémov, ktoré majú vo svojich gamétoch dimorfizmus, bola tiež vyvinutá v rodičovských organizmoch aj asymetria.

Vývoj

Podľa dôkazov a reprodukčných vzorcov, ktoré nachádzame v moderných druhoch, sa zdá byť logické považovať izogamiu za stav predkov, ktorá sa objavuje v počiatočných štádiách sexuálnej reprodukcie.

V niekoľkých líniách mnohobunkových organizmov, ako sú rastliny a zvieratá, sa nezávisle vyvinul systém diferenciálnej reprodukcie, kde sú ženy veľké a nehybné a malé mužské a so schopnosťou presunúť sa do vajíčok.

Aj keď presné trajektórie zmeny nie sú známe z izogamného stavu na anizogamu, bolo formulovaných niekoľko teórií.

Teória 1

Jeden z nich zdôrazňuje možnú kompenzáciu medzi veľkosťou gamét a ich počtom. Podľa tohto argumentu je pôvod anizogamy vývojovo stabilná stratégia spôsobená rušivým výberom pri hľadaní účinnosti a prežitia zygote.

Teória 2

Ďalšia teória sa snaží vysvetliť tento jav ako spôsob kompenzácie nehybnej bunky (vajíčka) s mnohými bunkami s pohybovou kapacitou (spermie).

Teória 3

Tretia vízia vysvetľuje generovanie anizogamie ako adaptívnej charakteristiky, aby sa predišlo konfliktom medzi jadrom a cytoplazmou v dôsledku unipacentného dedičstva organelov.

Odkazy

1. Hadjiviosilou Z a Pomiankowski (2016) Gamete Signations je základom vývoja typov párenia a ich počtu. Phil. Previesť. R. SOC. B 371: 1-12.
2. Lehtonen J, H Kokko a GA Parker (2016) Čo nás naučia izogamné organizmy o sexe a dvoch pohlaví?.  Previesť. R. SOC. B 371: 20150532.
3. Ani M, M Fererzaki, S. Sun, X Wang a J Heitman (2011) Sex v húb. Anu. Otáčať sa. Genet. 45: 405-430.
4. Togashia T, Jl Bartelt, J Yoshimura, K Tainakae a PA Cox (2012) Evolučné trageektory vysvetľujú diverzifikovaný vývoj izogamu a anizogamy v morských zelených riasach rias rias riasy. Proc Natl Acad Sci 109: 13692-13697.
5. Tsuchikane a. M Tsuchiya, F Hinka, H Nozaki a H Sekimoto (2012) Tvorba zygospore medzi homothallickými a hetothalskými kmeňmi Bližovanie. Sex Plant Reprod 25: 1-9.