Isogamia -kenmerken en typen

De Isogamia Het is een reproductief systeem van de plant waar gameten morfologisch vergelijkbaar zijn. Gelijkenis treedt op in vorm en grootte, en vrouwelijke en mannelijke geslachtscellen kunnen niet worden onderscheiden. Dit reproductieve systeem wordt als voorouderlijk beschouwd. Het wordt gepresenteerd in verschillende groepen algen, schimmels en protozoa.

De gameten die betrokken zijn bij isogamie kunnen mobiel zijn (ciliates) of niet. De vakbond vindt plaats door vervoeging. Niet -gedifferentieerde fusie van sekscellen en ruil genetisch materiaal uit.

Isogamia. Gemodificeerde m. Piepenbring [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0)], via Wikimedia Commons

Isogamie kan homotaal of heterotaal zijn. Het is homotallisch wanneer de fusie tussen gameten is die hetzelfde genoom hebben. In heterotale isogamie hebben gameten een andere genetische compositie.

[TOC]

Kenmerken

Bron: m. Piepenbring [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0)]

Isogamie reproductie vindt plaats door vervoeging. Hierin beweegt de inhoud van de ene cel naar een andere en treedt de fusie voor.

Carigamy -processen (kernenfusie) en plasmogamie (cytoplasma fusie) zijn betrokken. Somatische celdifferentiatie in seksuele kan worden geassocieerd met omgevingscondities. Interactie met andere individuen van dezelfde soort kan ook invloed hebben.

Nadat differentiatie plaatsvindt, moeten gameten andere geslachtscellen vinden en herkennen. In groepen waar isogamie is, treedt de herkenning en fusie van gameten op verschillende manieren voor.

Sekscellen kunnen worden flagelleerd of onbeweeglijk. In sommige gevallen zijn ze groot, zoals in sommige groene algen.

Jongens

Er zijn twee soorten isogamie gerelateerd aan de genetische samenstelling van gameten.

Homotallische isogamia

De gamete van het individu wordt gecombineerd met een andere van dezelfde klonale groep. In dit geval wordt geacht dat zelffertilisatie optreedt.

Alle kernen hebben hetzelfde genotype en er is geen interactie met een ander genotype. Somatische cellen verschillen rechtstreeks in geslachtscellen.

De gameten worden gevormd in klonale populaties en vervolgens treedt de fusie voor om de zygote te vormen.

Heterotale isogamia

Gameten komen voor bij verschillende individuen, die een andere genetische samenstelling hebben.

Gameten zijn vereist om genetische compatibiliteit te hebben voor fusie die zich voordoet. Over het algemeen worden twee soorten gameten gevormd. De "plus" en de "minus" die compatibel zijn met elkaar.

De gametangiale cel (die de gamete produceert) van een type vormt een koppel met die van het andere type. Deze worden erkend door chemische communicatie die in sommige gevallen de productie van feromonen omvatten.

Organismen met isogamische gameten

De toestand van isogamie lijkt te domineren in eencellige organismen, terwijl anisogamie bijna universeel is voor meercellige eukaryoten. In de meeste eukaryotische lijnen van eencellige organismen zijn gameten hetzelfde in grootte en maken ze geen onderscheid tussen mannen en vrouwen.

Modelorganismen

In eukaryoten zijn er een aanzienlijk aantal soorten met isogamische gameten. We zullen echter alleen de genres vermelden die constant in de biologische literatuur verschijnen - hoewel er nog veel meer zijn.

Kan u van dienst zijn: resistina

De goed bekende sociale amoeba van de soort Dictyostelium discoideum, De gemeenschappelijke gist die we gebruiken voor voedseluitwerking Saccharomyces cerevisiae en de protozoaire parasiet die slaapziekte veroorzaakt Trypanosoma Brucei Het zijn allemaal voorbeelden van organismen met identieke gameten.

In groene algen is isogamie een veel voorkomend fenomeen. In feite zijn er twee soorten isogamie in deze organismen.

Sommige soorten produceren gameten van een relatief middelgrote met een fototactisch systeem voorgesteld door een oogvlek. Andere soorten hebben gelijke gameten, maar veel kleiner dan in het vorige geval. Bovendien missen ze de oogvlekken.

Uitzonderingen op de regel

Een dergelijke radicale observatie kan echter niet worden gemaakt en beperkt tot isogamische gameten tot eencellige en anisogamische lijnen tot meercellige wezens.

Inderdaad, planten presenteren enkele uitzonderingen op deze regel, omdat geslachten met koloniale groene algen zoals zoals Pandorina, terugkeer En Yamagishiella Ze presenteren de toestand van isogamia.

Er zijn ook uitzonderingen in de tegenovergestelde richting, omdat er eencellige organismen zijn, zoals groene algen van de bryopsidale orde die verschillende gameten hebben.

Isogamie in algen

In algen is de aanwezigheid van twee soorten geslachtscellen geassocieerd met isogamie waargenomen.

In sommige groepen zijn gameten middelgrote en hebben fototaxismechanismen. Er wordt een oculaire plek gepresenteerd die de stimulans van het licht ontvangt.

Ze worden over het algemeen geassocieerd met de aanwezigheid van chloroplasten en het vermogen om reserve -stoffen te verzamelen.  In andere gevallen zijn gameten erg klein en hebben geen oogvlekken.

Seksuele reproductie in algen met isogamie komt anders voor.

Chlamydomonas

Het is een groep eencellige groene algen, met twee geselen. Heterotallische isogamia presenteert. Bij sommige soorten kan homothalica isogamie optreden.

Haploïde vegetatieve cellen verschillen in geslachtscellen wanneer de stikstofomstandigheden in het midden toenemen. Er zijn twee soorten gameten, met verschillende genetische accessoires.

Gameten produceren agglutinines (adhesiemoleculen) die de voorkeur geven aan de unie van flagella. Na de fusie bieden de twee gameten de genetische informatie die nodig is voor de ontwikkeling van het embryo.

Hek

Deze algen behoren tot de Charoophyta Division. Ze zijn eencellig. Ze presenteren homotallische en heterotale isogamia.

De gameten zijn niet mobiel. In dit geval, wanneer seksuele cellen ontstaan, wordt een vervoeging papilla gevormd. Cytoplasma's worden vrijgegeven door celwandbreuk.

Vervolgens vindt de fusie van de protoplasmata van beide gameten plaats en wordt de zygote gevormd. Er wordt aangenomen dat chemische aantrekkingskracht wordt geproduceerd tussen de verschillende genetische typen in heterotale isogamie.

Kan u van dienst zijn: endemische soorten

Bruine algen

Het zijn meercellige organismen, met flagellated isogamas -gameten. Andere groepen worden gereproduceerd door anisogamia of oogamie.

De gameten zijn morfologisch hetzelfde, maar ze gedragen zich anders. Er zijn soorten waar het vrouwelijke type feromonen vrijgeeft die het mannelijke type aantrekken.

In andere gevallen beweegt een soort gamete voor een korte periode. Dan neemt hij de plaag in en maakt feromonen vrij. De andere man beweegt langer en heeft een receptor van het feromonensignaal.

Isogamie in schimmels

Isogamie presenteert zowel homothalisch als heterotallisch type. In de meeste gevallen wordt de erkenning van gameten geassocieerd met de productie van feromonen.

Gisten

In verschillende eencellige groepen zoals zoals Saccharomyces, De gameten verschillen in reactie op een verandering in de samenstelling van het kweekmedium. Onder bepaalde omstandigheden worden somatische cellen met lage stikstofniveaus gedeeld door meiose.

Gameten met verschillende genetische samenstelling worden herkend door tekenen van feromonen. De cellen vormen projecties naar de bron van feromonen en verenigen hun top. De kernen van beide gameten migreren totdat ze fuseren en een diploïde cel vormen (zygote).

Filamenteuze schimmels

Het zijn meercellige organismen. Voornamelijk presenteren ze heterotálicos -systemen. Tijdens seksuele ontwikkeling vormen ze donor (mannelijk) en receptieve (vrouwelijke) structuren (vrouwelijk).

De fusie van cellen kan optreden tussen een hyfen en een meer gespecialiseerde cel of tussen twee hyfen. De ingang van de donorkern (mannelijk) in de HIFA stimuleert de ontwikkeling van een vruchtbaar lichaam.

De kernen fuseren niet onmiddellijk. Het vruchtbare lichaam vormt een gedicareerde structuur, met verschillende genetische samenstellingskernen. Vervolgens worden de kernen samengevoegd en gedeeld door meiose.

Isogamia in protozoa

Isogamia wordt gepresenteerd in flagellated uncellulaire groepen. Deze ciliated organismen leggen een cytoplasmatische verbinding tussen gameten in gespecialiseerd plasmamembraan.

De ciliated groepen hebben twee kernen, een macronucleus en een micronucleus. Macronucleo is de somatische vorm. Diploïde micronucleus wordt gedeeld door meiose en vormt de gameta.

Haploïde kernen worden uitgewisseld door een cytoplasmatische brug. Vervolgens worden de cytoplasmata van elke cel hersteld en herstellen ze hun autonomie. Dit proces is uniek binnen eukaryoten.

In Eupload Specifieke feromonen van elk genetisch type worden geproduceerd. De cellen stoppen somatische groei wanneer het een andere genetische samenstelling feromoon detecteert.

Voor soorten van Limeptus herkenningsmoleculen worden gepresenteerd op het oppervlak van de cel. Compatibele gameten binden door adhesie -eiwitten in cilia.

In Paramecium Erkenningsstoffen tussen compatibele gameten worden geproduceerd. Deze stoffen bevorderen de vereniging van sekscellen, evenals hun hechting en daaropvolgende fusie.

Kan u van dienst zijn: relatie tussen aanpassing en differentiële overleving van levende wezens

Ecologische en evolutionaire gevolgen

Symmetrische ouderlijke investering

In de evolutiebiologie is een van de meest besproken kwesties wanneer we het hebben over complexe organismen (zoals zoogdieren) ouderlijke investeringen. Dit concept is ontwikkeld door de eminente bioloog Sir Ronald Fisher in zijn boek "De genetische theorie van natuurlijke selectie”, En impliceert de kosten van de ouders voor het welzijn van de jongeren.

Gelijkheid in gameten impliceert dat ouderlijke investeringen symmetrisch zullen zijn voor beide organismen die betrokken zijn bij de reproductie -gebeurtenis.

In tegenstelling tot het anisogamie -systeem, waar ouderlijke investeringen asymmetrisch zijn, en het is de vrouwelijke gamete die de meeste middelen biedt (voedingsstoffen, enz.) Niet -generaal voor de ontwikkeling van Zygote. Met de evolutie van systemen die dimorfisme in hun gameten hebben, werd asymmetrie ook ontwikkeld in ouderlijke organismen.

Evolutie

Volgens bewijsmateriaal en reproductiepatronen die we bij moderne soorten vinden, lijkt het logisch om isogamie als de voorouderlijke toestand te beschouwen, die in de vroege stadia van seksuele reproductie verschijnt.

In verschillende lijnen van meercellige organismen, zoals planten en dieren, heeft het onafhankelijk een differentiaal reproductiesysteem ontwikkeld, waarbij vrouwelijke gameten groot en onbeweeglijk en klein mannelijk zijn en met het vermogen om naar de eicel te gaan.

Hoewel de precieze trajecten van verandering niet bekend zijn van een isogame toestand tot een anisogamic, zijn verschillende theorieën geformuleerd.

Theorie 1

Een van hen benadrukt een mogelijke vergoeding tussen de grootte van de gameten en het aantal daarvan. Volgens dit argument is de oorsprong van anisogamie een evolutief stabiele strategie veroorzaakt door verstorende selectie bij het zoeken naar efficiëntie en overleving van de zygote.

Theorie 2

Een andere theorie wil het fenomeen verklaren als een manier om een ​​onbeweeglijke cel (de eicel) te compenseren met veel cellen met bewegingscapaciteit (sperma).

Theorie 3

Een derde visie verklaart de generatie van anisogamie als een adaptief kenmerk om conflicten tussen de kern en het cytoplasma te voorkomen als gevolg van de uniparentale erfenis van de organellen.

Referenties

1. Hadjiviosilou Z en een Pomiankowski (2016) Gamete -signalering ligt ten grondslag aan de evolutie van paringstypen en hun aantal. Fil. Trans. R. SOC. B 371: 1-12.
2. Lehtonen J, H Kokko en GA Parker (2016) Wat isogame organismen leren ons over seks en de twee geslachten?.  Trans. R. SOC. B 371: 20150532.
3. Noch M, M Fererzaki, S Sun, X Wang en J Heitman (2011) Sex in Fungi. Annu. Revisie. Genet. 45: 405-430.
4. Togashia T, JL Bartelt, J Yoshimura, K Tainakae en Pa Cox (2012) Evolutionaire trage -inzichten verklaren de gediversifieerde evolutie van isogam en anisogamie in mariene groene algenalgen. Proc Natl Acad Sci 109: 13692-13697.
5. Tsuchikane en. M Tsuchiya, F Hinka, H Nozaki en H Sekimoto (2012) Zygospore -vorming tussen homothallische en hetothallische stammen van Hek. Reprod 25: 1-9.