Isogamia -egenskaper og typer

De Isogamia Det er et reproduksjonssystem for planter der gameter er morfologisk like. Likhet forekommer i form og størrelse, og kvinnelige og mannlige kjønnsceller kan ikke skilles ut. Dette reproduktive systemet regnes som forfedre. Det presenteres i forskjellige grupper av alger, sopp og protozoer.

Gametene som er involvert i isogami kan være mobile (ciliater) eller ikke. Unionen skjer ved konjugering. Ikke -differensierte kjønnsceller Fusjon og utveksle genetisk materiale.

Isogamia. Modifisert m. Piepenbring [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)], via Wikimedia Commons

Isogami kan være homotal eller heterotallisk. Det er homotallisk når fusjonen er mellom gameter som har samme genom. I heterotal isogami har gameter en annen genetisk sammensetning.

[TOC]

Kjennetegn

Kilde: m. Piepenbring [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)]

Isogami reproduksjon skjer ved konjugering. I dette beveger innholdet i en celle seg mot en annen, og fusjonen oppstår.

Karigamiprosesser (kjernerfusjon) og plasmogami (cytoplasma fusion) er involvert. Somatisk celledifferensiering i seksuell kan være assosiert med miljøforhold. Samhandling med andre individer av samme art kan også påvirke.

Etter at differensiering oppstår, må gameter finne og gjenkjenne andre kjønnsceller. I grupper der isogami, oppstår gjenkjennelse og fusjon av gameter på forskjellige måter.

Sexceller kan flagelleres eller ubevegelige. I noen tilfeller er de store, som i noen grønne alger.

Folkens

Det er to typer isogami relatert til den genetiske sammensetningen av gameter.

Homotallisk isogamia

Individets gamet er kombinert med en annen av samme klonal gruppe. I dette tilfellet anses det at selvfertilisering skjer.

Alle kjerner har samme genotype, og det er ingen interaksjon med en annen genotype. Somatiske celler skiller seg direkte i kjønnsceller.

Gametene er dannet i klonale populasjoner, og deretter oppstår fusjonen for å danne zygoten.

Heterotal isogamia

Gameter forekommer hos forskjellige individer, som har en annen genetisk sammensetning.

Gameter er pålagt å ha genetisk kompatibilitet for at fusjon skal oppstå. To typer gameter dannes generelt. "Pluss" og "minus" som er kompatible med hverandre.

Gametangialcellen (som produserer gameten) av en type danner et dreiemoment med den av den andre typen. Disse gjenkjennes gjennom kjemisk kommunikasjon som i noen tilfeller involverer feromoner produksjon.

Organismer med isogamiske gameter

Tilstanden til isogamia ser ut til å dominere i encellede organismer, mens anisogami er nesten universell for flercellede eukaryoter. I de fleste eukaryote avstamninger av encellede organismer er gameter de samme i størrelse og skiller ikke mellom menn og kvinner.

Modellorganismer

I eukaryoter er det et betydelig antall arter med isogamiske gameter. Vi vil imidlertid bare nevne sjangrene som vises konstant i biologisk litteratur - selv om det er mange flere.

Kan tjene deg: Resistina

Den velkjente sosiale amøbaen av arten Dictyostelium discoideum, Den vanlige gjæren vi bruker til utdyping av mat Saccharomyces cerevisiae og den protozoanske parasitten som forårsaker søvnsykdom Trypanosoma Brucei De er alle eksempler på organismer med identiske gameter.

I grønne alger er isogami et vanlig fenomen. Det er faktisk to typer isogami i disse organismer.

Noen arter produserer gameter av en relativt middels størrelse med et fototaktisk system representert av et øye sted. Andre arter har like gameter, men mye mindre enn i forrige tilfelle. I tillegg mangler de øyeflekken.

Unntak fra regelen

Slik radikal observasjon kan imidlertid ikke gjøres og begrenses til isogamiske gameter til encellede og anisogamiske linjer til flercellede vesener.

Faktisk presenterer planter noen unntak fra denne regelen, siden slekter med koloniale grønne alger som som Pandorina, retur og Yamagishiella De presenterer tilstanden til isogamia.

Det er også unntak i motsatt retning, siden det er encellede organismer, for eksempel grønne alger i Bryopsidal Order som har forskjellige gameter.

Isogami i alger

I alger er tilstedeværelsen av to typer sexceller assosiert med isogami observert.

I noen grupper er gameter mellomstore og har fototaksismekanismer. Det presenteres et okulært sted som mottar lysstimulansen.

De er generelt assosiert med tilstedeværelsen av kloroplaster og evnen til å samle reservestoffer.  I andre tilfeller er gameter veldig små og har ikke øyeflekk.

Seksuell reproduksjon i alger med isogami skjer annerledes.

Chlamydomonas

Det er en gruppe encellede grønne alger, med to skurker. Heterotallisk isogamia presenterer. Hos noen arter kan homothalica isogami oppstå.

Haploide vegetative celler er forskjellige i kjønnsceller når nitrogenforhold øker i midten. Det er to typer gameter, med forskjellige genetiske tilbehør.

Gameter produserer agglutininer (adhesjonsmolekyler) som favoriserer foreningen av flagella. Etter fusjonen gir de to gametene den genetiske informasjonen som er nødvendig for utviklingen av embryoet.

Closterium

Disse algene tilhører Charoophyta -divisjonen. De er encellede. De presenterer homotallisk og heterotal isogamia.

Gametene er ikke mobile. I dette tilfellet, når seksuelle celler har sin opprinnelse, dannes en konjugasjonspapilla. Cytoplasmas frigjøres av celleveggbrudd.

Deretter oppstår fusjonen av protoplasmer til begge gameter og zygoten dannes. Det anses at kjemisk tiltrekning produseres mellom de forskjellige genetiske typene i heterotal isogami.

Kan tjene deg: endemiske arter

Brune alger

De er flercellede organismer, med flagellerte isogamas gameter. Andre grupper er gjengitt av anisogamia eller oogami.

Gametene er morfologisk de samme, men de oppfører seg annerledes. Det er arter der den kvinnelige typen frigjør feromoner som tiltrekker den mannlige typen.

I andre tilfeller beveger en type gamete seg i en kort periode. Deretter svekker han svøpet og frigjør feromoner. Den andre fyren beveger seg i lengre tid og har en reseptor av feromonesignalet.

Isogami i sopp

Isogami presenterer både homothalisk og heterotallisk type. I de fleste tilfeller er anerkjennelsen av gameter assosiert med produksjon av feromoner.

Gjær

I flere encellede grupper som Saccharomyces, Gametene er forskjellige som svar på en endring i sammensetningen av kulturmediet. Under visse forhold, for eksempel lave nitrogennivåer, er somatiske celler delt med meiose.

Gameter med forskjellig genetisk sammensetning gjenkjennes ved tegn på feromoner. Cellene danner projeksjoner mot kilden til feromoner og forener toppene sine. Kjernene til begge gameter vandrer til de smelter sammen og danner en diploid celle (zygote).

Filamentøs sopp

De er flercellede organismer. Hovedsakelig presenterer de heterotálicos -systemer. Under seksuell utvikling danner de giver (mann) og mottakelige (kvinnelige) strukturer (kvinne).

Fusjonen av celler kan oppstå mellom en hyfer og en mer spesialisert celle eller mellom to hyfer. Inngangen til giverkjernen (maskulin) inn i HIFA, stimulerer utviklingen av en fruktbar kropp.

Kjernene smelter ikke umiddelbart sammen. Den fruktbare kroppen danner en dikariert struktur, med forskjellige genetiske sammensetningskjerner. Deretter blir kjernene slått sammen og delt av meiose.

Isogamia i Protozoa

Isogamia presenteres i flagellerte encellede grupper. Disse cilierte organismer etablerer cytoplasmatisk sammenheng mellom gameter i spesialisert plasmamembran.

De cilierte gruppene har to kjerner, en macronucleus og en mikronukleus. Macronucleo er den somatiske formen. Diploid mikronukleus er delt av meiose og danner gameta.

Haploide kjerner utveksles med en cytoplasmatisk bro. Deretter gjenopprettes cytoplasmer til hver celle og de gjenvinner sin autonomi. Denne prosessen er unik innen eukaryoter.

I Eupload Spesifikke feromoner av hver genetisk type produseres. Cellene stopper somatisk vekst når den oppdager en annen genetisk sammensetning feromon.

For arter av Dileptus gjenkjennelsesmolekyler presenteres på overflaten av cellen. Kompatible gameter binder ved adhesjonsproteiner i cilia.

I Paramecium gjenkjennelsesstoffer mellom kompatible gameter produseres. Disse stoffene fremmer foreningen av sexceller, så vel som deres vedheft og påfølgende fusjon.

Kan tjene deg: Forholdet mellom tilpasning og differensiell overlevelse av levende vesener

Økologiske og evolusjonære konsekvenser

Symmetrisk foreldreinvestering

I evolusjonsbiologi er et av de mest diskuterte spørsmålene når vi snakker om komplekse organismer (som pattedyr) foreldreinvestering. Dette konseptet ble utviklet av den fremtredende biologen Sir Ronald Fisher i sin bok "Den genetiske teorien om naturlig seleksjon”, Og innebærer foreldrenes utgifter til de unge velferden.

Likestilling i gameter innebærer at foreldreinvestering vil være symmetrisk for begge organismer som er involvert i reproduksjonshendelsen.

I motsetning til anisogamisystemet, der foreldreinvestering er asymmetrisk, og det er den kvinnelige gameten som gir de fleste ressurser (næringsstoffer, etc.) Ikke -genetisk for utvikling av zygote. Med utviklingen av systemer som har dimorfisme i sine gameter, ble asymmetri også utviklet i foreldreorganismer.

Utvikling

I henhold til bevis og reproduksjonsmønstre som vi finner i moderne arter, virker det logisk å betrakte isogami som forfedres tilstand, og vises i de tidlige stadiene av seksuell reproduksjon.

I flere avstamninger av flercellede organismer, for eksempel planter og dyr, har det uavhengig utviklet seg et differensial reproduksjonssystem, der kvinnelige gameter er store og ubevegelige og små hanner og med evnen til å bevege seg til eggløsningen.

Selv om de nøyaktige endringsbanene ikke er kjent fra en isogam tilstand til en anisogamikk, er flere teorier blitt formulert.

Teori 1

En av dem fremhever en mulig kompensasjon mellom størrelsen på gameter og antall av dem. I følge dette argumentet er anisogamiens opprinnelse en evolusjoniv stabil strategi forårsaket av forstyrrende utvalg i jakten på effektivitet og overlevelse av zygoten.

Teori 2

En annen teori søker å forklare fenomenet som en måte å kompensere for en ubevegelig celle (eggløsningen) med mange celler med bevegelseskapasitet (sæd).

Teori 3

En tredje visjon forklarer generasjonen av anisogami som en adaptiv egenskap for å unngå konflikter mellom kjernen og cytoplasmaet på grunn av den uniparentale arven i organellene.

Referanser

1. Hadjiviosilou Z og en Pomiankowski (2016) Gametesignalering ligger til grunn for utviklingen av parringstyper og deres nummer. Phil. Trans. R. Soc. B 371: 1-12.
2. Lehtonen J, H Kokko og Ga Parker (2016) Hva lærer oss om sex og de to kjønnene i 2016)?.  Trans. R. Soc. B 371: 20150532.
3. NOR M, M FERERZAKI, S SUN, X WANG OG J HEITMAN (2011) Sex i sopp. Annu. Rev. Genet. 45: 405-430.
4. Togashia T, JL Bartelt, J Yoshimura, K Tainakae og PA Cox (2012) Evolusjonære trageektorier Forklar den diversifiserte utviklingen av isogam og anisogami i marine grønne alger alger. Proc Natl Acad Sci 109: 13692-13697.
5. Tsuchikane og. M Tsuchiya, F Hinka, H Nozaki og H Sekimoto (2012) Zygospore -formasjon mellom homotalliske og hetothalliske stammer av Closterium. Sex Plant Reprod 25: 1-9.