Charakteristiky a typy izogamie



izogamia Je to rastlinný reprodukčný systém, kde sú gamety morfologicky podobné. Podobnosť sa vyskytuje v tvare a veľkosti a mužské a ženské pohlavné bunky sa nedajú rozlíšiť. Tento reprodukčný systém sa považuje za predchodcu. Vyskytuje sa v rôznych skupinách rias, húb a prvokov.

Gamety, ktoré sa podieľajú na izogamii, môžu byť mobilné (ciliated) alebo nie. Ich spojenie sa uskutočňuje konjugáciou. Nediferencované pohlavné bunky fúzujú a vymieňajú genetický materiál.

Izogamy môžu byť homotalické alebo heterotálne. Keď je fúzia medzi gamétami, ktoré majú rovnaký genóm, je homotická. V heterotaktickej izogamii majú gamety inú genetickú štruktúru.

index

  • 1 Charakteristiky
  • 2 Typy
    • 2.1 Homotická izolácia
    • 2.2 heterotalická izogamia
  • 3 Izogamy v riasach
    • 3.1 Chlamydomonas
    • 3.2 Klosterium
    • 3.3 Hnedé riasy
  • 4 Izolácia v hubách
    • 4.1 Kvasinky
    • 4.2 Vláknité huby
  • 5 Izogamy v prvokoch
  • 6 Referencie

rysy

Reprodukcia izogamiou nastáva konjugáciou. V tomto prípade sa obsah jednej bunky presunie do druhej a dôjde k fúzii.

Zahrnuté sú procesy karigamie (fúzia jadier) a plazmogamia (fúzia cytoplazmy). Diferenciácia somatických buniek na sexuálne sa môže spájať s podmienkami prostredia. Môže tiež ovplyvniť interakciu s inými jedincami rovnakého druhu.

Po diferenciácii musia gamety nájsť a rozpoznať iné pohlavné bunky. V skupinách, kde sa vyskytuje izogamia, sa rozpoznávanie a fúzia gamet vyskytuje rôznymi spôsobmi.

Sexuálne bunky môžu byť bičíkovité alebo imobilné. V niektorých prípadoch sú veľké, ako v niektorých zelených riasach.

typ

Existujú dva typy izogamy súvisiace s genetickým zložením gamét.

Homotetická izogamia

Gameta jedinca je konjugovaná s iným z rovnakej klonálnej skupiny. V tomto prípade sa predpokladá, že dochádza k samoopeleniu.

Všetky jadrá majú rovnaký genotyp a neexistuje interakcia s iným genotypom. Somatické bunky sa diferencujú priamo do pohlavných buniek.

Gamety sa tvoria v klonálnych populáciách a následne dochádza k fúzii za vzniku zygoty.

Heterotalická izogamia

Gamety sa produkujú u rôznych jedincov, ktorí majú inú genetickú štruktúru.

Gamety musia mať genetickú kompatibilitu na fúziu. Všeobecne sa tvoria dva typy gamét. "Plus" a "mínus", ktoré sú navzájom kompatibilné.

Gametangiálna bunka (ktorá produkuje gametu) jedného typu tvorí pár s iným typom. Tie sú rozpoznávané prostredníctvom chemickej komunikácie, ktorá v niektorých prípadoch zahŕňa produkciu feromónov..

Izolácia v riasach

V riasach sa pozorovala prítomnosť dvoch typov pohlavných buniek spojených s izogamiou.

V niektorých skupinách sú gamety stredne veľké a majú fototaxické mechanizmy. Tam je očné miesto, ktoré dostane stimul svetla.

Sú zvyčajne spojené s prítomnosťou chloroplastov a schopnosťou hromadiť rezervné látky. V iných prípadoch sú gaméty veľmi malé a nepredstavujú očné miesto.

Sexuálna reprodukcia rias s izogamiou sa vyskytuje rôznymi spôsobmi.

Chlamydomonas

Je to skupina jednobunkových zelených rias s dvoma bičíkmi. Predstavuje heterotaktickú izogamiu. U niektorých druhov sa môže vyskytnúť homotaktická izogamia.

Haploidné vegetatívne bunky sa diferencujú na pohlavné bunky, keď sa v prostredí zvyšujú podmienky dusíka. Existujú dva typy gamét, s rôznymi genetickými doplnkami.

Gamety produkujú aglutiníny (adhézne molekuly), ktoré podporujú spojenie bičíkov. Po fúzii poskytujú tieto dva gény genetickú informáciu potrebnú na vývoj embrya.

closterium

Tieto riasy patria do divízie Charyophyta. Sú jednobunkové. Predstavujú homotetickú a heterotickú izogamiu.

Gamety nie sú mobilné. V tomto prípade, keď vzniknú pohlavné bunky, vytvorí sa konjugačná papila. Cytoplazmy sa uvoľňujú prasknutím bunkovej steny.

Následne dochádza k fúzii protoplaziem oboch gamét a foriem zygota. Predpokladá sa, že dochádza k chemickej príťažlivosti medzi rôznymi genetickými typmi v heterotalickej izogamii.

Hnedé riasy

Sú to mnohobunkové organizmy s bičíkovými izogamóznymi gametami. Iné skupiny sa reprodukujú anizogamy alebo oogamy.

Gamety 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 prehltne bičík a uvoľní feromóny. Druhý typ sa pohybuje dlhšiu dobu a má receptor feromónového signálu.

Izolácia v hubách

Izogámia homotalických aj heterotalických typov sa vyskytuje. Vo väčšine prípadov je rozpoznanie gamét spojené s produkciou feromónov.

kvasinky

V niekoľkých jednobunkových skupinách Saccharomyces, gaméty sa líšia v odozve na zmenu v zložení kultivačného média. Za určitých podmienok, ako sú nízke hladiny dusíka, sú somatické bunky rozdelené meiózou.

Gamety s rôznym genetickým zložením sú rozpoznávané feromónovými signálmi. Bunky tvoria projekcie smerom k zdroju feromónov a spájajú ich hroty. Jadrá oboch gamét migrujú dovtedy, kým sa nezlúčia a nevytvoria diploidnú bunku (zygota)..

Vláknité huby

Sú to mnohobunkové organizmy. Predstavujú najmä systémy heterotálicos. Počas sexuálneho vývoja tvoria donorské (mužské) a receptívne (ženské) štruktúry.

Fúzia buniek môže nastať medzi hypha a špecializovanejšou bunkou alebo medzi dvoma hyphae. Vstup jadra darcu (muža) do hyphy stimuluje rozvoj plodného tela.

Jadrá sa nespájajú okamžite. Plodnice tvoria dikaryotickú štruktúru s jadrom rôzneho genetického zloženia. Následne sa jadrá zlúčia a rozdelia meiózou.

Izolácia v prvokoch

Isogamy sa vyskytujú v bičíkových jednobunkových skupinách. Tieto ciliárne organizmy vytvárajú cytoplazmatické spojenie medzi gametami v špecializovaných oblastiach plazmatickej membrány.

Zoskupené skupiny majú dve jadrá, makronukleus a mikronukleus. Makronukleus je somatická forma. Diploidný mikronukle je rozdelený meiózou a tvorí gametu.

Haploidné jadrá sa vymieňajú cez cytoplazmatický mostík. Následne sa obnovia cytoplazmy každej bunky a znovu získajú svoju autonómiu. Tento proces je v eukaryotoch jedinečný.

v Euplotes produkujú sa špecifické feromóny každého genetického typu. Bunky zastavia somatický rast, keď detegujú feromón odlišného genetického zloženia.

Pre druhy Dileptus Rozpoznávacie molekuly sú prezentované na povrchu bunky. Kompatibilné gaméty sú viazané adhéznymi proteínmi v riasnici.

v Paramecium Medzi kompatibilnými gamétami sa vytvárajú rozpoznávacie látky. Tieto látky podporujú spojenie pohlavných buniek, ako aj ich adhéziu a následnú fúziu.

referencie

  1. Hadjivasiliou Z a A Pomiankowski (2016) Gametová signalizácia je základom vývoja typov párenia a ich počtu. Phil. Trans. R. Soc., B 371: 1-12.
  2. Lehtonen J, H Kokko a GA Parker (2016) Čo nás naučia izogamné organizmy o sexe a dvoch pohlaviach? Trans. R. Soc., B 371: 20150532.
  3. Ani M, M Fererzaki, S Slnko, X Wang a J Heitman (2011) Pohlavie v hubách. Annu. Genet. 45: 405-430.
  4. Togashia T, JL Bartelt, J Yoshimura, K Tainakae a PA Cox (2012) Evolučné trajektórie vysvetľujú rôznorodý vývoj izogamy a anizogamy v morských zelených riasach. Proc Natl Acad Sci 109: 13692-13697.
  5. Tsuchikane Y. M Tsuchiya, F Hinka, H Nozaki a H Sekimoto (2012) Tvorba zygospore medzi homotalickými a heterotalickými kmeňmi closterium. Sex Plant Reprod 25: 1-9.