Značilnosti in vrste izogamij



The izogamija Gre za rastlinski sistem razmnoževanja, kjer so gamete morfološko podobne. Podobnost se pojavi v obliki in velikosti, moških in ženskih spolnih celic pa ni mogoče razlikovati. Ta reproduktivni sistem velja za prednikov. Pojavlja se v različnih skupinah alg, gliv in protozojev.

Gamete, vključene v izogamijo, so lahko mobilne (ciliirane) ali ne. Zveza med njimi poteka s konjugacijo. Nediferencirane spolne celice se združijo in izmenjujejo genski material.

Izogamija je lahko homotalna ali heterothalna. Je homotaličen, ko pride do fuzije med gameti, ki imajo isti genom. Pri heterotaktični izogamiji imajo gamete drugačno genetsko sestavo.

Indeks

  • 1 Značilnosti
  • 2 Vrste
    • 2.1 Homotetična izogamija
    • 2.2 heterothallic isogamy
  • 3 Izogamija v algah
    • 3.1 Chlamydomonas
    • 3.2 Closterium
    • 3.3 Rjave alge
  • 4 Izolacija v glivah
    • 4.1 Kvas
    • 4.2 Vlaknaste glive
  • 5 Izogamija v protozoah
  • 6 Reference

Funkcije

Razmnoževanje z izogamijo poteka s konjugacijo. Pri tem se vsebina ene celice premakne v drugo in pride do fuzije.

Vključeni so procesi karigamije (fuzija jeder) in plazmogamije (fuzija citoplazme). Razlikovanje somatskih celic v spolne je lahko povezano z okoljskimi razmerami. Prav tako lahko vpliva na interakcijo z drugimi posamezniki iste vrste.

Po nastanku diferenciacije morajo gamete najti in prepoznati druge spolne celice. V skupinah, kjer se pojavlja izogamija, se prepoznavanje in fuzija gamet dogaja na različne načine.

Spolne celice so lahko bičaste ali nepremične. V nekaterih primerih so velike, kot pri nekaterih zelenih algah.

Vrste

Obstajata dve vrsti izogamije, povezani z genetsko sestavo gamet.

Homotetična izogamija

Gameta posameznika je konjugirana z drugo iz iste klonske skupine. V tem primeru velja, da pride do samooploditve.

Vsa jedra imajo enak genotip in ni interakcije z drugim genotipom. Somatske celice se neposredno razlikujejo v spolne celice.

Gamete nastanejo v klonskih populacijah, nato pa nastane fuzija, ki tvori zigot.

Heterotalna izogamija

Gamet se proizvaja v različnih posameznikih, ki imajo drugačno genetsko sestavo.

Za zaroditev je potrebna genetska kompatibilnost. Na splošno se tvorita dve vrsti gamet. "Plus" in "minus", ki sta med seboj združljiva.

Gametangialna celica (ki proizvaja gamete) ene vrste tvori par z drugim tipom. To se priznava s kemičnimi komunikacijami, ki v nekaterih primerih vključujejo proizvodnjo feromonov..

Izolacija v algah

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

V nekaterih skupinah so gamete srednje velike in imajo mehanizme fototaksije. Obstaja očesna točka, ki prejme dražljaj svetlobe.

Običajno so povezani s prisotnostjo kloroplastov in sposobnostjo kopičenja rezervnih snovi. V drugih primerih so gamete zelo majhne in ne predstavljajo očesnega mesta.

Spolno razmnoževanje v algah z izogamijo poteka na različne načine.

Chlamydomonas

Gre za skupino enoceličnih zelenih alg z dvema zastavicama. Predstavlja heterotaktično izogamijo. Pri nekaterih vrstah se lahko pojavi homotaktična izogamija.

Haploidne vegetativne celice se diferencirajo v spolne celice, kadar se dušik poveča v mediju. Obstajata dve vrsti gamet z različnimi genetskimi dopolnili.

Gameti proizvajajo aglutinine (adhezijske molekule), ki dajejo prednost zveri flagel. Po fuziji obe gameti zagotavljata genetsko informacijo, potrebno za razvoj zarodka.

Closterium

Te alge spadajo v divizijo Charyophyta. So enocelični. Predstavljajo homotetično in heteroalično izogamijo.

Gamet ni mobilen. V tem primeru, ko izvirajo spolne celice, se oblikuje konjugacijska papila. Citoplazme se sproščajo z razpokanjem celične stene.

Nato pride do zlitja protoplazme obeh gamet in oblik zigote. Šteje se, da se kemična privlačnost pojavlja med različnimi genetskimi tipi pri heterothalični izogami.

Rjave alge

Gre za večcelične organizme, ki imajo bičasto izogamno gameto. Druge skupine se razmnožujejo z anizogamijo ali oogamijo.

Gamete so morfološko enake, vendar se obnašajo drugače. Obstajajo vrste, pri katerih ženski tip sprosti feromone, ki privlačijo moški tip.

V drugih primerih se vrsta kratkotrajno premika. Nato pogoltne flagellum in sprosti feromone. Druga vrsta se premika dlje časa in ima feromonski signalni receptor.

Izolacija v glivah

Nastane izogamija obeh homotalnih in heterotalnih vrst. V večini primerov je prepoznavanje gamet povezano s proizvodnjo feromonov.

Kvas

V nekaterih enoceličnih skupinah Saccharomyces, gamete se razlikujejo glede na spremembo sestave gojišča. Pod določenimi pogoji, kot so nizke ravni dušika, se somatske celice delijo z mejozo.

Geneti z različno genetsko sestavo se prepoznajo s feromonskimi signali. Celice oblikujejo projekcije proti izvoru feromonov in se pridružijo svojim vrhom. Jedra obeh gamet se selijo, dokler se ne združita in tvorita diploidno celico (zygote).

Vlaknaste glive

So večcelični organizmi. V glavnem predstavljajo heterotalicosne sisteme. Med spolnim razvojem tvorijo donorske (moške) in receptivne (ženske) strukture.

Fuzija celic se lahko pojavi med hifo in bolj specializirano celico ali med dvema hifama. Vhod donorskega jedra (moškega) v hifo spodbuja razvoj plodnega telesa.

Jedra se ne združijo takoj. Telo pridelka tvori dikariotsko strukturo z jedri različnih genetskih kompozicij. Nato se jedra združijo in delijo z mejozo.

Izolacija v protozoah

Izogamija se pojavlja v enoceličnih skupinah z bičem. Ti ciliatorni organizmi vzpostavijo citoplazmatsko povezavo med gametami v specializiranih predelih plazemske membrane.

Cijalne skupine imajo dve jedri, makronukleus in mikronukleus. Makronukleus je somatska oblika. Diploidni mikronukleus se deli z mejozo in tvori gameto.

Haploidna jedra se izmenjujejo skozi citoplazmatski most. Kasneje se ponovno vzpostavijo citoplazme vsake celice in ponovno pridobijo avtonomijo. Ta proces je edinstven znotraj evkariontov.

V Euplotes proizvajajo se specifični feromoni vsakega genetskega tipa. Celice ustavijo somatsko rast, ko zaznajo feromon različne genske sestave.

Za vrste Dileptus Spoznavne molekule so predstavljene na površini celice. Združljive gamete vežejo adhezijski proteini v cilijah.

V Paramecijev Razpoznavne snovi se proizvajajo med združljivimi gametami. Te snovi spodbujajo združevanje spolnih celic, pa tudi njihovo adhezijo in naknadno fuzijo.

Reference

  1. Hadjivasiliou Z in A Pomiankowski (2016) Gametno signaliziranje je osnova za razvoj tipov parjenja in njihovo število. Phil. Trans. Soc. B 371: 1-12.
  2. Lehtonen J, H Kokko in GA Parker (2016) Kaj nas izogamni organizmi učijo o spolu in o dveh spolih? Trans. 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) Evolucijske trajektorije pojasnjujejo raznolik razvoj izogamije in anizogamije v morskih algah. Proc Natl Acad Sci 109: 13692-13697.
  5. Tsuchikane Y. M Tsuchiya, F Hinka, H Nozaki in H Sekimoto (2012) Nastanek zigospore med homotalnimi in heteroaličnimi sevi Closterium. Sex Plant Reprod 25: 1-9.