Isogamia -egenskaper och typer

De Isogamia Det är ett växtreproduktionssystem där gameter är morfologiskt lika. Likhet inträffar i form och storlek, och kvinnliga och manliga könsceller kan inte särskiljas. Detta reproduktionssystem anses vara förfäder. Det presenteras i olika grupper av alger, svampar och protozoer.

De gameter som är involverade i isogami kan vara mobila (ciliater) eller inte. Unionen inträffar genom konjugering. Icke -differentierade sexceller sammanslagning och utbyter genetiskt material.

Isogamia. Modifierad m. Piepenbring [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/3.0)], via Wikimedia Commons

Isogami kan vara homotal eller heterotallisk. Det är homotalliskt när sammanslagningen är mellan gameter som har samma genom. I heterotal isogami har gameter en annan genetisk sammansättning.

[TOC]

Egenskaper

Källa: m. Piepenbring [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/3.0)]

Isogamy reproduktion sker genom konjugering. I detta rör sig innehållet i en cell mot en annan och sammanslagningen inträffar.

Carigamy -processer (kärnfusion) och plasmogami (cytoplasma fusion) är involverade. Somatisk celldifferentiering i sexuell kan förknippas med miljöförhållanden. Interaktion med andra individer av samma art kan också påverka.

Efter att differentiering inträffar måste gameter hitta och känna igen andra sexceller. I grupper där isogami inträffar erkännande och sammansmältning av gameter på olika sätt.

Sexceller kan flagga eller rörliga. I vissa fall är de stora, som i vissa gröna alger.

Grabbar

Det finns två typer av isogami relaterade till den genetiska sammansättningen av gameter.

Homotallisk isogamia

Individens gamet kombineras med en annan av samma klonala grupp. I detta fall anses det att självfertilisering inträffar.

Alla kärnor har samma genotyp och det finns ingen interaktion med en annan genotyp. Somatiska celler skiljer sig direkt i könsceller.

Gameterna bildas i klonpopulationer, och därefter uppstår sammanslagningen för att bilda zygoten.

Heterotal isogamia

Gameter förekommer hos olika individer, som har en annan genetisk sammansättning.

Gameter måste ha genetisk kompatibilitet för att fusion ska inträffa. Två typer av gameter bildas vanligtvis. "Plus" och "minus" som är kompatibla med varandra.

Gametangialcellen (som producerar gameten) av en typ bildar ett vridmoment med den av den andra typen. Dessa erkänns genom kemisk kommunikation som i vissa fall involverar Feromones -produktion.

Organismer med isogamiska gameter

Tillståndet för isogamia verkar dominera i encelliga organismer, medan anisogami nästan är universell för multicellulära eukaryoter. I de flesta eukaryota linjer av encelliga organismer är gameter desamma i storlek och skiljer inte mellan män och kvinnor.

Modellorganismer

I eukaryoter finns det ett betydande antal arter med isogamiska gameter. Men vi kommer bara att nämna genrerna som ständigt visas i biologisk litteratur - även om det finns många fler.

Kan tjäna dig: resistina

Artens välkända sociala amöber Dictyostelium discoideum, Den vanliga jäst vi använder för livsmedelsutarbetande Saccharomyces cerevisiae och protozoanparasiten som orsakar sömnsjukdom Trypanosoma brucei De är alla exempel på organismer med identiska gameter.

I gröna alger är Isogamy ett vanligt fenomen. Det finns faktiskt två typer av isogami i dessa organismer.

Vissa arter producerar gameter av en relativt medelstora storlek med ett fototaktiskt system representerat av en ögonfläck. Andra arter har lika gameter, men mycket mindre än i föregående fall. Dessutom saknar de ögonfläcken.

Undantag från regeln

Sådan radikal observation kan emellertid inte göras och begränsas till isogamiska gameter till encelliga och anisogamiska linjer till multicelliga varelser.

Faktum är att växter presenterar några undantag från denna regel, eftersom släkten med kolonialgröna alger som Pandorina, återvänd och Yamagisk De presenterar villkoret för isogamia.

Det finns också undantag i motsatt riktning, eftersom det finns encelliga organismer, till exempel gröna alger i Bryopsidal Order som har olika gameter.

Isogamy i alger

I alger har närvaron av två typer av könsceller associerade med isogami observerats.

I vissa grupper är gameter medelstora och har fototaxmekanismer. En okulär plats presenteras som får stimulansen av ljuset.

De är i allmänhet förknippade med närvaron av kloroplaster och förmågan att samla reservämnen.  I andra fall är gameter mycket små och har inte en ögonfärg.

Sexuell reproduktion i alger med isogami sker annorlunda.

Klamydomonas

Det är en grupp av encelliga gröna alger, med två gissar. Heterotalliska isogamia presenter. I vissa arter kan homothalica isogamy uppstå.

Haploida vegetativa celler skiljer sig åt i könsceller när kväveförhållanden ökar i mitten. Det finns två typer av gameter, med olika genetiska tillbehör.

Gametes producerar agglutininer (vidhäftningsmolekyler) som gynnar flagellans förening. Efter sammanslagningen tillhandahåller de två gameterna den genetiska informationen som krävs för utvecklingen av embryot.

Clarium

Dessa alger tillhör Charoophyta -divisionen. De är encelliga. De presenterar homotallisk och heterotal isogamia.

Gameterna är inte mobila. I det här fallet, när sexuella celler härstammar, bildas en konjugationspapilla. Cytoplasmas släpps av cellväggbrott.

Därefter uppstår sammansmältningen av protoplasmerna för båda gameterna och zygoten bildas. Det anses att kemisk attraktion produceras mellan de olika genetiska typerna i heterotal isogami.

Kan tjäna dig: endemiska arter

Brunalger

De är multicelliga organismer, med flagellerade isogamas -gameter. Andra grupper återges av anisogamia eller oogamy.

Gameterna är morfologiskt samma, men de uppför sig annorlunda. Det finns arter där den kvinnliga typen släpper feromoner som lockar den manliga typen.

I andra fall flyttar en typ av gamet för en kort period. Sedan intar han Scourge och frigör feromoner. Den andra killen rör sig längre och har en receptor för feromonerna signal.

Isogamy i svampar

Isogamy presenterar både homotalisk och heterotallisk typ. I de flesta fall är erkännandet av gameter associerat med produktion av feromoner.

Jäst

I flera encelliga grupper som Sackaromyces, Gameterna skiljer sig åt som svar på en förändring i sammansättningen av odlingsmediet. Under vissa förhållanden, såsom låga kvävenivåer, delas somatiska celler av meios.

Gameter med olika genetiska sammansättningar erkänns av tecken på feromoner. Cellerna bildar prognoser mot källan till feromoner och förenar sina toppar. Kärnorna i båda gameterna migrerar tills de smälter samman och bildar en diploidcell (zygot).

Filamentösa svampar

De är multicelliga organismer. Huvudsakligen presenterar de heterotálicos -system. Under sexuell utveckling bildar de givare (manliga) och mottagliga (kvinnliga) strukturer (kvinnliga).

Fusionen av celler kan uppstå mellan en hyfer och en mer specialiserad cell eller mellan två hyfer. Ingången till givarkärnan (maskulin) i HIFA, stimulerar utvecklingen av en fruktbar kropp.

Kärnorna smälter inte omedelbart. Den fruktbara kroppen bildar en dicaried struktur, med olika genetiska kompositionkärnor. Därefter slås kärnorna samman och divideras av meios.

Isogamia i protozoer

Isogamia presenteras i flagellerade unicellulära grupper. Dessa cilierade organismer upprättar cytoplasmatisk koppling mellan gameter i specialiserat plasmamembran.

De cilierade grupperna har två kärnor, en makronukleus och en mikronukleus. Macronucleo är den somatiska formen. Diploid Micronucleus är uppdelad av meios och bildar gameta.

Haploida kärnor utbyts av en cytoplasmatisk bro. Därefter återställs cytoplasmerna i varje cell och de återvinner sin autonomi. Denna process är unik inom eukaryoter.

I Ladda upp Specifika feromoner av varje genetisk typ produceras. Cellerna stoppar somatisk tillväxt när den upptäcker en annan genetisk sammansättning feromon.

För arter av Fat Erkännandemolekyler presenteras på cellens yta. Kompatibla gameter binds av vidhäftningsproteiner i Cilia.

I Paramecium Erkännande ämnen mellan kompatibla gameter produceras. Dessa ämnen främjar föreningen mellan könsceller, liksom deras vidhäftning och efterföljande fusion.

Kan tjäna dig: Förhållandet mellan anpassning och differentiell överlevnad av levande varelser

Ekologiska och evolutionära konsekvenser

Symmetriska investeringsinvesteringar

I evolutionär biologi är en av de mest diskuterade frågorna när vi pratar om komplexa organismer (som däggdjur) föräldrainvesteringar. Detta koncept utvecklades av den framstående biologen Sir Ronald Fisher i sin bok "Den genetiska teorin om naturligt urval”Och innebär föräldrarnas utgifter för de unga välfärd.

Jämställdhet i gameter innebär att föräldrainvesteringar kommer att vara symmetriska för båda organismer som är involverade i reproduktionshändelsen.

Till skillnad från Anisogamy -systemet, där föräldrainvesteringar är asymmetriska, och det är den kvinnliga gameten som ger de flesta resurser (näringsämnen, etc.) Icke -genetiskt för utvecklingen av zygot. Med utvecklingen av system som har dimorfism i sina gameter utvecklades också asymmetri i föräldraorganismer.

Evolution

Enligt bevis- och reproduktionsmönster som vi finner i moderna arter verkar det logiskt att betrakta isogami som förfädernas tillstånd, som visas i de tidiga stadierna av sexuell reproduktion.

I flera linjer av multicellulära organismer, såsom växter och djur, har det oberoende utvecklat ett differentiellt reproduktionssystem, där kvinnliga gameter är stora och rörliga och små manliga och med förmågan att flytta till ägglossningen.

Även om de exakta förändringsbanorna inte är kända från ett isogamt tillstånd till en anisogamik, har flera teorier formulerats.

Teori 1

En av dem belyser en möjlig ersättning mellan gametens storlek och antalet av dem. Enligt detta argument är ursprunget till anisogami en evolutionerande stabil strategi orsakad av störande urval i sökandet efter effektivitet och överlevnad av zygoten.

Teori 2

En annan teori försöker förklara fenomenet som ett sätt att kompensera av en rörlig cell (ägglossningen) med många celler med rörelsekapacitet (spermier).

Teori 3

En tredje vision förklarar genereringen av anisogami som en adaptiv egenskap för att undvika konflikter mellan kärnan och cytoplasma på grund av den uniparentala arvet från organellerna.

Referenser

1. Hadjiviosilou Z och A Pomiankowski (2016) Signalering av gameten ligger till grund för utvecklingen av parningstyper och deras antal. Phil. Trans. R. Soc. B 371: 1-12.
2. Lehtonen J, H Kokko och Ga Parker (2016) Vad gör isogamiska organismer lär oss om sex och de två könen?.  Trans. R. Soc. B 371: 20150532.
3. Nor M, M Fererzaki, S Sun, X Wang och J Heitman (2011) Sex i svampar. Annu. Varv. Genet. 45: 405-430.
4. Togashia T, JL Bartelt, J Yoshimura, K Tainakae och PA Cox (2012) Evolutionära trageektorer förklarar den diversifierade utvecklingen av Isogam och Anisogamy i marina gröna alger alger. Proc Natl Acad Sci 109: 13692-13697.
5. Tsuchikane och. M tsuchiya, f hinka, h nozaki och h Sekimoto (2012) Zygosporebildning mellan homotalliska och hetotalliska stammar av Clarium. Sex Plant Reprod 25: 1-9.